Evsel uygulama için hibrit bir toprak kaynaklı ısı pompası sisteminin nümerik analizi

Abstract

Bu çalışmada İstanbul' da yer alan bir restoranı kış aylarında ısıtmak ve sıcak su ihtiyacını karşılamak ve yaz aylarında soğutmak amacıyla, dikey tip bir toprak kaynaklı ısı pompası (GSHP) sistemi tasarlanmıştır. Sonra tasarlanan bu GSHP sistemi, güneş enerjisi sistemiyle birleştirilerek yeni bir hibrit sistem (SAGSHP) tasarlanmıştır. TRNSYS (Zamana bağlı Sistem Simülasyonu) programı yardımıyla modellenen bu sistemler İstanbul ili iklim şartlarında 100 m sondaj derinliği, 12 m2 kolektör alanı, 350 lt tank hacmi için bir yıl boyunca simüle edilmişlerdir. Daha sonra her iki sisteme etki eden parametreleri incelemek amacıyla, her iki sistem; farklı sondaj derinlikleri (75 m, 100 m, 125 m), kolektör alanları (4 m2, 8 m2, 12 m2), tank hacimleri (350 lt, 600 lt) ve 8 farklı il (İstanbul, Ankara, Çanakkale, Hakkari, İzmir, Konya, Muğla, Trabzon) iklim şartları için simüle edilmişlerdir. Elde edilen sonuçlara göre İstanbul şartları için SAGSHP sistemi, GSHP sistemine göre yıllık %30 daha az enerji tüketmektedir. SAGSHP sistemi ile tüketilen enerjinin %58' i güneşten sağlanmaktadır. Aynı dikey tip GSHP sistemi yardımıyla restoranın soğutulması sırasında tüketilen yıllık enerji miktarı, ısıtmaya göre %47,38 arttığı gözlenmiştir. SAGSHP sistemi için en yüksek yıllık enerji tüketimi Hakkari için (4753,92 kW), en düşük yıllık enerji tüketimi (1797,13 kW) İzmir için elde edilmiştir.

In this study, a vertical type ground source heat pump (GSHP) system was designed to heat a restaurant in Istanbul in the winter months and to meet the need of hot water and to cool it in summer. Then the designed GSHP system is combined with the solar energy system to design a new hybrid system (SAGSHP). These systems, modeled with the help of TRNSYS (Transient Simulation System) software, are simulated for one year for 100 m depth of drilling, 12 m2 collector area, 350 lt tank volume in the Istanbul climatic conditions. Both systems were then simulated for different drilling depths (75 m, 100 m, 125 m), collector areas (4 m2, 8 m2, 12 m2) , tank volumes (350 lt, 600 lt) and 8 different provincial (İstanbul, Ankara, Çanakkale, Hakkari, İzmir, Konya, Muğla, Trabzon) climatic conditions in order to study the parameters affecting both systems. According to the results obtained, the SAGSHP system for Istanbul conditions consumes 30% less energy per year than the GSHP system. 58% of the energy consumed by the SAGSHP system is provided by the sun. the annual amount of energy consumed during the cooling of the restaurant with the help of the same vertical type GSHP system increased by 47.38% compared to heating. The highest annual energy consumption for the SAGSHP system was obtained for Hakkari (4753.92 kW) and the lowest annual energy consumption (1797.13 kW) for Izmir.