Toprak kaynaklı hava akışkanlığı ısıtma ve soğutma için kaynak karakteristiğinin deneysel incelenmesi

Abstract

Yenilenebilir enerjiler rüzgâr enerjisi, güneş enerjisi, biyokütle, jeotermal enerji ve hidroelektrik santralleri olarak sıralanabilir. Yenilenebilir enerji kaynakları petrol, kömür ve gaza karşı temiz bir alternatif enerji kaynağıdır. Bununla birlikte tükenmez şekilde doğada bulunur. Yenilenebilir enerjilerin temel prensibi doğada yer alan süreçlerin kullanılmasıyla elektrik, yakıt ve ısı üretilmesidir Bu enerji kaynakları küresel ısınmanın önüne geçmede önemli rol oynar. Aynı zamanda enerji kaynakları için yaşanan savaşların önüne geçecektir. Bu prensiplerden yola çıkarak Sakarya Üniversitesi Esentepe kampüsündeki enerji laboratuvarında ısıtma ve soğutma deneyleri yapılmıştır. Bu çalışmada ise ısıtma deneyleri yapılmıştır. Toprak kaynaklı ısı değiştirici boruları, 80 m2 alana ve 2.5 metre derinliğe sahip yapay bir havuza yerleştirilmiştir. Bu deneylerde proses akışkanı olarak hava kullanılmıştır. Bu çalışmada kış aylarında ısıtma için gerekli enerji maliyetlerinin azaltılması hedeflenmiştir. Ocak ayında gündüz saatlerinde yapılan deneylerde hava debisi belirlendikten sonra hava giriş ve çıkış sıcaklıkları ile toprak sıcaklığı ölçülmüştür. Bu çalışmada toprağın ısıl karakteristiği deneysel olarak incelenmiştir. Toprağın ısıl veriminin büyük oranda topraktaki nem oranına bağlı olduğu görülmüştür. Bu sistemin sıcaklık farkının daha yüksek olduğu iklimlerde daha verimli çalıştığı tespit edilmiştir. Yapıların plan ve inşa aşamasında bu model kurulduğunda ısıtma maliyetlerinin düşürülebileceği görülmüştür.

Renewable energies can be listed as wind energy, solar energy, biomass, geothermal energy and hydroelectric power plants. Renewable energy sources are a clean alternative energy source against oil, coal and gas. However, it is inexhaustible in nature. The basic principle of renewable energies is the production of electricity, fuel and heat through the use of processes in nature. These energy sources play an important role in preventing global warming. It will also prevent battles for energy resources. Based on these principles, heating and cooling experiments were conducted in the energy laboratory at the Esentepe Campus of Sakarya University. In this study, heating experiments were performed. The ground source heat exchanger pipes are installed in an artificial pool with an area of 80 m2 and a depth of 2.5 meters. Air was used as process fluid in these experiments. In this study, it is aimed to reduce the energy costs required for heating in winter. After determining the air flow rate during the daytime experiments in January, air inlet and outlet temperatures and soil temperature were measured. In this study, thermal characteristics of soil were investigated experimentally. It has been found that the thermal efficiency of the soil depends largely on the moisture content of the soil. It was found that this system works more efficiently in climates where temperature difference is higher. It was seen that the heating costs could be reduced when this model was installed during the planning and construction phase of the buildings.