"' o o N a ~ "iii ·e, ., C ... ,,, "iii {!! 1990 yılından bu yana ortam ısıtılmasında ve seralarda önemli oranda kullanılmaktadır. Türkiye'nin jeotermal enerji potansiyeli yaklaşık 38 MW' dır (Demirbay, 2002). Şu anki uygulamalar göstermektedir ki, Türkiye'de, diğer fosil ve yenilenebilir enerji kaynaklarına kıyasla jeotermal enerji kaynakları daha temiz ve ucuzdur (Kaygusuz vd., 2002). Jeotermal ısı pompaları 1998'den beri Türkiye pazarında bulunmaktadır, ancak henüz yerli üretici bulunmamaktadır. İleriye dönük olarak Türkiye'nin enerji stratejilerinin belirlenmesinde, jeotermal ısı pompaları önemli oranda yerini alacaktır (Hepbaşlı, 2003). Bugüne kadar binaları ısıtmak için çok sayıda güneş destekli ısı pompası sistemi geliştirilmiş ve literatürde bu konu ile ilgili pek çok makale yayınlanmıştır. Çalışmamızın konusu olan alternatif enerji kaynaklarından toprak, hava ve güneş kaynaklı ısı pompalarının alan ısıtmada kullanımının birbirleriyle olan avantaj ve dezavantajları incelenmiştir. lsı çekilen ortam; nehir suyu, hava, güneş enerjisi, toprak, endüstriyel süreçlerde açığa çıkan atık ısı olabilir. Çalışmamızın konusu kapsamında güneş, hava ve toprak kaynaklı ısı pompası sistemlerinin Elazığ ili iklim şartlarında konut ısıtmasında kullanılabilirliğini deneysel olarak araştırmak amacıyla bir deney seti kurulmuştur. 2002 yılı Aralık ayından başlayarak 2003 Mart ayı dönemine kadar olan süre içerisinde çeşitli deneyler yapılmıştır. Yapılan deneylerden elde edilen verilere dayanarak her bir sistemin performans katsayıları çıkartılmış ve birbirnomi ve ekserji kaybı analizi yapılmıştır. 14 2. Deney Düzeneğinin Tanıtılması Deney seti esas olarak üç ayrı devrenin birleşiminden meydana gelmektedir. Bunlar ıs ı çekilen ortamlara göre; toprak ısı değiştirgeci devresi, hava kaynaklı buharlaştırıcı devresi ve güneş enerjisiyle hazırlanan sıcak suyu enerji kaynağı olarak kullanan devredir (Şekil 1 ). Deney setini bina içi ve bina dışı üniteler olmak üzere iki kısma da ayırmak mümkündür. Bina dışı üniteler; t Toprak kaynaklı ısı değiştirgeci, t Güneş kolektörü ve güneş kaynaklı ısı değiştirgeci, t Hava kaynaklı buharlaştırıcı. Bina içi üniteler; t Toprak kaynaklı buharlaştırıcı, t Güneş kaynaklı buharlaştırıcı, t Yoğuşturucu ve fan devresi. Bina içi üniteler, kontrol ve ölçme kolaylığı sağlaması maksadıyla bir kasa içerisinde toplanmıştır. Kasa içerisinde; 1,5 HP gücünde bir kompresör, biri toprak ısı değiştirgeci salamura devresi üzerinde diğeri ise güneş enerjili sıcak su hazırlama devresi üzerinde olmak üzere iki adet plakalı ısı değiştirgeci, plakalı ısı değiştirgecinden sirküle edilen su debilerini ölçmek için iki adet su sayacı, kompresör Freon-22 çıkış hattı üzerinde sıvı tüpü, gaz devresindeki nemi almak için kurutucu, kasanın üst ön kapağı arkasında yoğuşturucu ve vantilatör bulunmaktadır. Kasanın yan tarafında bulunan cep içerisinde Freon-22 devresinin çeşitli noktalarındaki basınçları ölçmek için manornetreler, vantilatörün devrini ayarlayabilmek için dimmer (voltaj ayarlayıcı) bulunmaktadır. Gözetleme Camı m lıcı - 8 IJ-► Gı-+--+cc-~ı-o~---1---!ı-=-...:JSıcak VIJ "1 L..--- _- _-_- -_ _-_-_ ~~ hava çıkışı Şekil 1. Güneş.toprak ve hava kaynaklı ısı pompası sistemi deney seti. (!) kompresör; (11) yoğuştıırucu; (III) güneş kaynaklı buharlaştırıcı; (iV) toprak kaynaklı buharlaştırıcı; (V) kılcal boru; (VJ) hava kaynaklı buharlaştırıcı; (V/1) toprak kaynaklı ısı değiştirgeci; (V/11) sıcak su deposu; (!X) güneş kollektörü. 140 Ayrıca deney setinin çeşitli sıcaklık ölçüm noktalarından gelen ısıl çiftlerin toplandığı terminal bulunmaktadır. Sistemin harcadığı gücü ölçebilmek için Teknik Eğitim Fakültesi Elektrik Laboratuarından temin edilen bir adet Wattmetre kasa üzerine yerleştirilmiştir. Deney setinde, Tecumseh CAJ4519T hermetik tip 1,5 HP, R22, monofaze, 2900 d/dak kompresör kullanılmıştır. Alçak ve Yüksek Basınç Presostatı (kombine otomatik), kompresörün giriş ve çıkış hattındaki basınçlara göre kompresörü devreye alıp devreden çıkaran elemandır. Kompresörün maksimum çıkış basıncı emniyet açısından 2000 kPa'a ve minimum emme basıncı ise 50 kPa olacak şekilde ayarlanmıştır. Hava kaynaklı buharlaştırıcı, dış ortam havasından ısı çekmek amacıyla ayrı bir koruyucu kasa içerisinde laboratuar penceresinin dış tarafına yerleştirilmiştir. Buharlaştırıcının içinde bulunduğu kasa, zemine, duvara veya tavana monte edilebilecek şekilde yapılmıştır. Kasanın üzerinde bulunan kapak açılıp kapanabilmekte ve 50 W, 1400 d/dak ve 1000 m3/h kapasiteli bir vantilatörü üzerinde taşımaktadır. Piyasada standart olarak bulunabilen buharlaştırıcı, O, 12 mm kalınlığında alüminyum kanatlı ve 3/8" çapındaki dikişsiz bakır borudan imal edilmiş ve 5,5 m2 ısı transfer yüzey alanına sahiptir. Yoğuşturucu , iç ortamda bulunan kasa içerisinde kendisine ayrılan yerinde bulunmaktadır. Yoğuşturucunun ön kapağı üzerinde 1000 m3/h kapasiteli 50 W gücünde bir fan bulunmakta ve yoğuşturucu üzerinden iç ortam havasını emerek, ısıtıp yine iç ortama göndermektedir. Bu fanın devir sayısı bir dimmer (voltaj ayarlayıcı) vasıtasıyla ayarlanabilmektedir. Voltaj ayarlayıcı yardımıyla fanın devir sayısı değiştirilerek iç ortama gönderilen havanın debisi ve sıcaklığı değiştirilebilmektedir. Yoğuşturucu da yine hava kaynaklı buharlaştırıcı ile aynı ölçülerdedir. Plakalı ısı değiştirgeçleri, bir güneş enerjisi devresinden gelen sıcak su hattı üzerinde, diğeri de toprak altı ısı değiştirgeci devresinden gelen salamura hattı üzerinde olmak üzere iki adet plakalı ısı değiştirgeci kullanılmıştır.
RkJQdWJsaXNoZXIy MTcyMTY=