Farklı kaynaklı ısı pompası sisteminin termodinamik analizi

Abstract

Günümüzde alternatif enerji kaynaklarını kullanan ısı pompası sistemi hem ekonomik hem de doğal kaynakların korunması ve çevre kirliliğinin azaltılması bakımından önemlidir. Isı pompası sistemlerinde ısı kaynağı olarak hava, su, toprak, güneş enerjisi, jeotermal enerji, atık ısı kullanılabilmektedir. Bu çalışmada toprak, su, hava, güneş enerjisi destekli toprak ve güneş enerjisi kaynaklı ısı pompası sistemleri incelenmiştir. R410A, R134a, R32, R600, R600a ve R152a soğutucu akışkanları ile çalışan toprak, su ve hava kaynaklı ısı pompalarının yaz ve kış durumunda farklı kondenser ve evaporatör sıcaklıklarında COP, kompresör işi, kondenser ve evaporatörden atılan ısı, toplam ekserji yıkım miktarı ve ikinci yasa verimleri incelenmiştir. Sonuçlara bakıldığında R600 ve R152a soğutucu akışkanı yüksek COP değeri ve düşük kompresör işi nedeniyle en avantajlı soğutucu akışkan olarak ön plana çıkmıştır. Güneş enerjisi destekli toprak kaynaklı ısı pompası ve güneş enerjisi kaynaklı ısı pompası farklı kollektör çıkış sıcaklıklarında gerekli kollektör alanı Ekim, Kasım, Aralık, Ocak, Şubat ve Mart ayları için hesaplanmış kollektör çıkış sıcaklığı arttıkça kollektör alanının arttığı tespit edilmiştir. Ayrıca güneş enerjisi destekli toprak kaynaklı ısı pompası ve toprak kaynaklı ısı pompası sistemi karşılaştırılmış sonuçlar grafik ve tablolar halinde paylaşılmıştır.

Today, the heat pump system using alternative energy sources is important both economically and in terms of protecting natural resources and reducing environmental pollution. Air, water, ground, solar energy, geothermal energy, waste heat can be used as heat sources in heat pump systems. In this study, ground, water, air, solar assisted ground and solar energy sourced heat pump systems were examined. The ground, water and air source heat pumps with working R410A, R134a, R32, R600, R600a, R152a refrigerants were examined according to COP, compressor work, heat discharged from condenser and evaporator, total exergy destruction amount and second-law efficiencies at different condenser and evaporator temperatures. Looking at the results, R600 and R152a refrigerant came to the fore as the most advantageous refrigerant due to its high COP value and low compressor work. It has been determined that the solar energy asssisted ground source heat pump and solar energy source heat pump collector area increases as the required collector area at different collector outlet temperatures increases as the calculated collector outlet temperature for October, November, December, January, February and March increases. In addition, the results of solar powered ground source heat pump and ground source heat pump system compared are shared in graphics and tables.