GÜNEŞ ENERJİSİYLE ÇALIŞAN ISI POMPASININ DENEYSEL İNCELENMESİ EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF THE HEAT PUMP RUNNING WITH SOLAR ENERGY



Benzer belgeler
Güneş Enerjili Su Isıtma Sisteminin Deneysel İncelenmesi

GÜNEŞ KAYNAKLI ISI POMPALARI

ROLLBOND BUHARLAŞTIRICILI DOĞRUDAN GENLEŞMELİ BİR ISI POMPASI SU ISITICISININ PERFORMANSININ DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ

GÜNEŞ ENERJİSİ SİSTEMLERİNDE KANATÇIK YÜZEYİNDEKİ SICAKLIK DAĞILIMININ SONLU FARKLAR METODU İLE ANALİZİ

Kadir BAKIRCI Ömer ÖZYURT Bayram fiah N Kemal ÇOMAKLI

ONDOKUZ MAYIS ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ KMB 405 KİMYA MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI - 3

ÇİFT FAZLI GÜNEŞ ENERJİSİ KAYNAKLI ISI POMPASI SİSTEMİNİN TEORİK ve DENEYSEL İNCELENMESİ

HAVA SOĞUTMALI BİR SOĞUTMA GURUBUNDA SOĞUTMA KAPASİTESİ VE ETKİNLİĞİNİN DIŞ SICAKLIKLARLA DEĞİŞİMİ

Güneş-Toprak Kaynaklı Isı Pompasının Deneysel Đncelenmesi

Teknoloji Fakültesi, Karabük Üniversitesi, TR-78050, Karabük, Türkiye Muş Sultan Alparslan Teknik ve Endüstri Meslek Lisesi, Muş, Türkiye.

Su Kaynaklı Isı Pompası Sisteminin Deneysel İncelenmesi

ISI POMPASI DENEY FÖYÜ

ÖZGEÇMİŞ. Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü Osmaniye/Türkiye Telefon : /3688 Faks :

2. Teori Hesaplamalarla ilgili prensipler ve kanunlar Isı Transfer ve Termodinamik derslerinde verilmiştir. İlgili konular gözden geçirilmelidir.

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ENERJİ LABORATUARI

Malzeme Bağıyla Konstrüksiyon

R-712 SOĞUTMA LABORATUAR ÜNİTESİ DENEY FÖYLERİ

Evaporatörü Direkt Güneş Destekli Isı Pompasının Tasarımı, İmalatı ve Performans Deneyleri

DENEYSAN EĞİTİM CİHAZLARI SANAYİ VE TİCARET LTD. ŞTİ.

ISI POMPASI DENEY FÖYÜ

GÜNEŞ KAYNAKLI ISI POMPALAMI

Akışkanlı Isı Pompası Sistemlerinin Mahal Isıtma Amaçlı Kullanımı

Isıtma Sistemlerinde Kullanılan Plakalı Isı Değiştiricilerin Termodinamik Analizi

BURSA İLİNDEKİ BİR KONUTUN ISITILMASINDA KLİMA SİSTEMLERİNİN KULLANILMASININ İNCELENMESİ

Abs tract: Key Words: Ahmet Tevfik YAŞAR Bülent ORHAN Prof. Dr. Ali GÜNGÖR

YAYINIMLI SOĞURMALI SOĞUTMA SİSTEMİNİN DENEYSEL İNCELENMESİ VE SOĞUTMA VERİMİ ANALİZİ

ile plakalarda biriken yük Q arasındaki ilişkiyi bulmak, bu ilişkiyi kullanarak boşluğun elektrik geçirgenlik sabiti ε

İNDİREK / DİREK EVAPORATİF SOĞUTMA SİSTEMLERİ KOMBİNASYONU

AİLE TİPİ BİR GÜNEŞ ENERJİSİ DESTEKLİ ISI POMPALI SU ISITICISI SİSTEMİNİN TASARIMI

Makale KAZANLARDA EKSERJĐ ANALĐZĐ

GÜNEŞ, HAVA VE TOPRAK ENERJİSİ KAYNAKLI ISI POMPALARININ ELAZIĞ ŞARTLARINDA KULLANIMININ DENEYSEL OLARAK ARAŞTIRILMASI VE ENERJİ VE EKSERJİ ANALİZLERİ

SICAK SU ABSORBSİYONLU SOĞUTUCU c

Buhar çevrimlerinde akışkan olarak ucuzluğu, her yerde kolaylıkla bulunabilmesi ve buharlaşma entalpisinin yüksek olması nedeniyle su alınmaktadır.

AYRIK VE BİRLEŞİK ISI BORULU KOLLEKTÖR VERİMLERİNİN DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ

Soğutma Sistemlerinde Kullanılan Sıvı Soğutkan Toplanma Deposunun Seçim Kriterleri

SERVOVALF VE HİDROLİK SİSTEMDEN OLUŞAN ELEKTROHİDROLİK BİR DÜMEN SİSTEMİNİN KONUM KONTROLÜ

ÖZGEÇMİŞ. Derece Alan Üniversite Yıl. Teknik Eğitim Fakültesi, Makina Eğitimi. Fen Bilimleri Enstitüsü, Makina Eğitimi A.B.

AKDENİZ BÖLGESİ İÇİN ISITMA VE SOĞUTMA DERECE- SAAT DEĞERLERİNİN ANALİZİ

ISI POMPASI. Abdunnur GÜNAY / FENTEK Müh.Ltd.Şti.

KMB405 Kimya Mühendisliği Laboratuvarı II. Isı Pompası Deneyi. Bursa Teknik Üniversitesi DBMMF Kimya Mühendisliği Bölümü 1

BİR OTELİN SICAK SU İHTİYACININ SUDAN SUYA ISI POMPASIYLA DESTEKLENMESİ VE SİSTEMİN TERMOEKONOMİK ANALİZİ

SOĞUTMA ÇEVRİMLERİ 1

OSG 305 ÇOKLU EVAPORATÖRLÜ ISI POMPASI EĞİTİM SETİ

Ç.Ü Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi Yıl:2012 Cilt:27-2 GÜNEŞ TOPLAÇLARI VE HAVUZDAN OLUŞAN ENTEGRE BİR SİSTEMİN PERFORMANSININ İNCELENMESİ *

ISI DEĞİŞTİRİCİLERİN TASARIMI [1-4]

TECHNOLOGICAL APPLIED SCIENCES Received: August ISSN : syilmaz@karabük.edu.tr Karabük-Turkey

METANOLÜN KATALİTİK OKSİDASYONUYLA FORMALDEHİT ÜRETİM KİNETİĞİNİN İNCELENMESİ

TOPRAK KAYNAKLI BİR ISI POMPASININ FARKLI SOĞUTUCU AKIŞKANLAR İÇİN TERMODİNAMİK ANALİZİ

ONDOKUZ MAYIS ÜNĠVERSĠTESĠ MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ KĠMYA MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ KMB 405 KĠMYA MÜHENDĠSLĠĞĠ LABORATUVARI - 3

3. Versiyon Kitapta 5. Bölüm, 7. Versiyon Kitapta 6. Bölüm, soruları

TOPRAK KAYNAKLI ISI POMPALARI. Prof. Dr. İlhami Horuz Gazi Üniversitesi TEMİZ ENERJİ ARAŞTIRMA VE UYGULAMA MERKEZİ (TEMENAR)

Tarımsal Mekanizasyon 18. Ulusal Kongresi Tekirdağ 187 KÜÇÜK GÜÇLÜ İÇTEN PATLAMALI MOTORLARIN KARAKTERİSTİK ÖZELLİKLERİ VE POMPA AKUPLASYONU

Farklı koşullardaki hava su hava kaynaklı ısı pompasının farklı soğutucu akışkanlarla termodinamik analizi

BİYOGAZ BESLEMELİ GAZ MOTORLU BİR KOJENERASYON SİSTEMİNİN TERMOEKONOMİK ANALİZİ THERMOECONOMIC ANALYSIS OF A BIOGAS ENGINE POWERED COGENERATION SYSTEM

JEOTERMAL BÖLGE ISITMA SİSTEMLERİNDE SICAKLIK KONTROLUNUN DÖNÜŞ SICAKLIĞINA ETKİSİ

OTOMOTİV TEKNOLOJİLERİ

SANTRALLERİ SICAK SULU ISITMA DENGELENMESİ. üçüka Dokuz Eylül Üniversitesi Makina Müh. M

GÜNEŞ ENERJİLİ SICAK SU SİSTEMLERİ

SOĞUTMA EĞİTİM SETİ ŞEMASI

MAK354 Isı Mühendisliği Genel Sınav Soru ve Cevapları Mustafa Eyriboyun

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi

Havalı Güneş Kolektörlerinde Farklı Bağlantı Şekillerinin Isıl Performansa Etkisinin Deneysel Analizi

T.C. GAZİ ÜNİVERSİTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Dr. Murat Çakan. İTÜ Makina Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü BUSİAD Enerji Uzmanlık Grubu 17 Nisan 2018, BURSA

MERKEZİ ÇAMAŞIR YIKAMA ÜNİTELERİNDE ATIK ISI GERİ KAZANIMI

Elazığ iklim koşullarında sıcak sulu güneş kolektörlerine ilişkin verimlerin araştırılması

Güneş Enerjisinin Duyulur Isı Olarak Depolanabilirliği

İKLİMLENDİRME VE SOĞUTMA TEKNOLOJİLERİ

Şekil-1 Yeryüzünde bir düzleme gelen güneş ışınım çeşitleri

EÜFBED - Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi Cilt-Sayı: 3-2 Yıl:

İzmir İlindeki Elli Yataklı Bir Otel İçin Güneş Enerjisi Destekli Isıtma ve Absorbsiyonlu Soğutma Siseminin Teorik İncelenmesi

Makale. ile ihtiyacın eşitlendiği kapasite modülasyon yöntemleri ile ilgili çeşitli çalışmalar gerçekleştirilmiştir

Türkiye de Toprak Kaynaklı Isı Pompası Sistemleri İle Konutların Isıtılmasıyla İlgili Yapılan Bilimsel Çalışmaların Değerlendirilmesi

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN ve MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 5 Sayı: 2 sh Mayıs 2003

ADIYAMAN ÜNİVERSİTESİ

Abs tract: Key Words: Abdullah YILDIZ Mustafa Ali ERSÖZ

YAPISAL OLARAK FARKLI ÖZELLİKLERE SAHİP TABİİ DOLAŞIMLI GÜNEŞ ENERJİLİ SU ISITMA SİSTEMLERİNİN DENEYSEL KARŞILAŞTIRMASI

Menemen Bölgesinde Rüzgar Türbinleri için Rayleigh ve Weibull Dağılımlarının Kullanılması

TÜBiTAK-BİDEB Kimya Lisans Öğrencileri ( Kimyagerlik, Kimya Öğretmenliği ve Kimya Mühendisliği ) Araştırma Projesi Çalıştayı Kimya-2, Çalıştay-2011

II. Mekanik Tesisat Günleri

Isı Pompası İle Sıcak Su Üretimi ve Elektrikli Termosifonlu Sistemle Mukayesesi

Politeknik Dergisi, 2015; 18 (4) : Journal of Polytechnic, 2015; 18 (4) : Mustafa Bahadır ÖZDEMİR, Musa Galip ÖZKAYA

FARKLI SOĞUTUCU AKIŞKANLAR İÇİN TOPRAK KAYNAKLI ISI POMPASININ TERMODİNAMİK VE TERMOEKONOMİK ANALİZİ

BUHAR SIKIŞTIRMALI SOĞUTMA SİSTEMLERİ İÇİN SOĞUTUCU AKIŞKAN SEÇİMİ

GÜNEŞ ENERJİSİ İLE SU ISITILMASI

Trakya Univ J Sci, 10(2): , 2009 ISSN DIC: 284SMAT Araştırma Makalesi / Research Article

Atık Su Kaynaklı Isı Pompasının Akdeniz İkliminde Kullanılabilirliğinin Deneysel Performans Analizi. Ege Üniversitesi, b Yaşar Üniversitesi

Abs tract: Key Words: Cihan YILDIRIM İsmail SOLMUŞ

HASRET ŞAHİN ISI EKONOMİSİ

AMONYAK/SU İLE ÇALIŞAN ABSORBSİYONLU SOĞUTMA SİSTEMLERİNDE ISI DEĞİŞTİRİCİLERİN PERFORMANSA ETKİSİ

YTÜ Makine Mühendisliği Bölümü Termodinamik ve Isı Tekniği Anabilim Dalı Özel Laboratuvar Dersi Evaporatif Soğutma Deney Raporu

Sigma 27, , 2009 Research Article / Araştırma Makalesi EFFECT OF INSULATION MATERIAL THICKNESS ON THERMAL INSULATION

DİKEY TİP TOPRAK KAYNAKLI ISI POMPASI DESTEKLİ DUVARDAN ISITMA SİSTEMİNİN ENERJİTİK PERFORMANS İNCELEMESİ

T.C. BALIKESİR ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ K-215 HAVA-SU KAYNAKLI ISI POMPASI EĞİTİM SETİ

Abs tract: Key Words: Ayşegül ÇOKGEZ KUŞ Kemal ÇOMAKLI

ISI POMPASI DESTEKLİ BİR KURUTUCUDA FINDIK KURUTULMASI

SOLAR ASSISTED ABSORPTION APPLICATIONS FOR HEATING AND COOLING

KARŞIT AKIŞLI RANQUE-HiLSCH VORTEKS TÜPÜNÜN PERFORMANSINA TAPA AÇISI ETKİSİNİN YAPAY SİNİR AĞLARI YÖNTEMİ İLE MODELLENMESİ

Vakum Tüplü Kollektörlerin Güneş Havuzu Performansı Üzerine Etkisi.

ITAP Fizik Olimpiyat Okulu

Transkript:

Isı Bilimi ve Teniği Dergisi, 6,, 3-8, 6 J. of Thermal Science and Technology 6 TIBTD Printed in Turey ISSBN 3-365 GÜNEŞ ENERJİSİYLE ÇALIŞAN ISI POMPASININ DENEYSEL İNCELENMESİ adir BAIRCI* ve Bedri YÜSEL** *Atatür Üniversitesi Mühendisli Fa. Maina Müh. Böl., 54 Erzurum, abairci@atauni.edu.tr **Balıesir Üniversitesi Mühendisli-Mimarlı Fa. Maina Müh. Böl., 569 Balıesir, byusel@baliesir.edu.tr (Geliş Tarihi: 3. 3. 6) Özet: Güneş enerjisiyle çalışan ısı pompasının performansını inceleme amacıyla, Erzurum ilinde bir deney düzeneği urulmuştur. Sistem, adet düzlemsel güneş enerjisi toplayıcısı, güneş enerjisi depolama tanı, su-su plaalı bir ısı değiştiricisi, sıvı-sıvı prensibine göre çalışan buhar sııştırmalı bir ısı pompası, su sirülasyon pompaları ve diğer ölçüm elemanlardan meydana gelmiştir. Güneş enerjisi toplayıcılarından gelen ısı taşıyıcı aışan (antifriz-su arışımı), il önce ısısının bir ısmını enerji depolama tanındai suya bıratıtan sonra, bir plaalı ısı değiştiricisinden geçirilere gündüzleri su aynalı buharlaştırıcıya ısı aynağı olara ullanılmış ve daha sonra da bir sirülasyon pompasıyla toplayıcılara gönderilmiştir. Deneysel olara elde edilen sonuçlar, toplayıcı verimi (η ), ısı pompası ısıtma tesir atsayısı (COP) ve sistemin performansını (COPS) belirleme için ullanılmıştır. Anahtar elimeler: Güneş enerjisi, Isı pompası, Erzurum. EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF THE HEAT PUMP RUNNING WITH SOLAR ENERGY Abstract: In order to investigate the performance of the heat pump running with solar energy, an experimental set-up was constructed in the province of Erzurum. The experimental apparatus consisted of twelve flat-plate solar collector, a sensible heat energy storage tan, a water-to-water plate heat exchanger, a liquid-to-liquid vapour compression heat pump, water circulating pumps and other measurement equipments. The heat carrier fluid coming from the solar collectors first released some of its heat to the water in the energy storage tan, and then it was used as a heat source to the water sourced evaporator while being passed through a plate heat exchanger during the day. Then, it was sent to the solar collectors by the water circulating pump. The experimentally obtained results were used to determine the collector efficiency (η ), the coefficient of the performance of the heat pump (COP) and the performance of system (COPS). eywords: Solar energy, Heat pump, Erzurum. SEMBOLLER A Toplayıcı yüzey alanı [m ] C Özgül ısı [Jg - C - ] COP Isı pompası ısıtma tesir atsayısı COPS Tüm sistemin performansı I Aım [A] I e Q & Q & e T U GİRİŞ Eği yüzeye gelen anlı toplam güneş ışınımı [Wm - ] Debi [gs - ] Buharlaştırıcı ısı gücü [W] Yoğuşturucu ısı gücü [W] Sıcalı [ C] Gerilim [V] ullanılmata olan enerji aynalarının azalması ve bu aynaların sebep olduğu hava irliliğinin artması, güneş enerjisi üzerine olan çalışmaları artırmıştır. Isı pompalarının eletrili ısıtmaya nazaran ile 6 at daha avantajlı olmaları, çevre irliliğine neden olmamaları, istenildiğinde hem ısıtma hem de soğutma amaçlı W & η ompresör gücü [W] Toplayıcı anlı verimi Alt indisler a Isı taşıyıcı aışan e Buharlaştırıcı, eği yüzey, ısı değiştiricisi Yoğuşturucu, ompresör Toplayıcı p Sirülasyon pompası s Su ullanılmaları nedeniyle üzerinde ço çalışılan bir onu olmuştur. Bilindiği soğutma mainalarında soğutulaca ortamdan alınan ısı yoğuşturucu (ondenser) aracılığıyla dış ortama atılmatadır. Yani soğutma devresinde soğutma işlemi buharlaştırıcının (evaporatörün) 3

bulunduğu yerde sağlanmatadır. Isı pompasında ise dışarıya atılan ısı enerjisinden faydalanılmatadır. Isı pompasında ısıtma işlemi yoğuşturucunun bulunduğu yerde sağlanmata olup, soğutma devresinden farı, ullanım amacının farlı olmasıdır (Dağsöz, 98). Isı pompalarının satın alma ve urulma maliyeti, diğer ısıtma sistemlerine göre daha yüsetir. Faat uzun dönemde ısıtma faturalarının daha düşü olması, bu sistemlerin bazı bölgelerde azançlı olmasını sağlar. Yüse il yatırım giderlerine arşın ısı pompalarının ullanımı gidere yaygınlaşmatadır (Çengel ve Boles, 989). Güneş enerjisinin diğer enerji türlerine göre bir ço avantajı vardır. Her şeyden önce Türiye de rahatlıla ullanılabilece apasitede mevcut, temiz ve yerel uygulamalar için elverişlidir. Dış ülelerden sayın alınmadığı için, çıabilece eonomi bunalımlardan bağımsızdır. Özellile petrol fiyatlarının artması, güneş enerjisini gittiçe cazip ılmata ve güneş enerjisinden yararlanan sistemlerin sayısı her geçen gün artmatadır (ılıç ve Öztür 983). Bu onuda yapılan çalışmalardan bazıları aşağıda özetlenmetedir. Çomalı vd. (993) tarafından, Türiye nin aradeniz Bölgesinde evsel ısıtma için enerji depolamalı güneş enerjisi ile çalışan ısı pompası sisteminin performansını araştırma için bir deneysel düzene urulmuştur. Toplayıcı verimi %7, ısı pompası COP u %4.5, sistem COP u %4 ve güneş enerjisinin ısı olara depolama verimi %6 olara tespit edilmiştir. Best vd. (994), güneş enerjisiyle çalıştırılan ısı pompası ullanara pirinç urutma sisteminin değerlendirmesini yapmışlardır. Güneş enerjisinin ullanıldığı ısı pompası pirinç urutma sistemi, mevcut meani urutuculara alternatif olara geliştirilmiştir. Abou-Ziyan vd. (997), düşü sıcalı uygulamaları için güneş enerjisiyle ve R-, R-34a soğutucu aışanlarıyla çalışan ısı pompası sistemleri üzerine bir çalışma yapmışlardır. Isı pompasının performans arateristilerini, R- ve R-34a soğutucularını ullanara araştırılmıştır. Yamanaradeniz ve Horuz (998) tarafından İstanbul şartlarında açı günler için, güneş enerjisi aynalı ısı pompasının teori ve deneysel incelemesi yapılmıştır. Teori çalışmada, İstanbul şartlarında açı günler için anlı, aylı ve mevsimli ortalama ısıtma tesir atsayıları ve sistemin diğer özellileri incelenmiştir. Huang ve Chyng (999), integral tip güneş enerjisiyle çalıştırılan ısı pompası su ısıtıcısının tasarımı ve uygulamalı araştırılması onusunda bir çalışma yapmıştır. Yapılan deneylerde COP değeri 3.83 bulunmuştur. aygusuz () tarafından yapılan çalışmada ısı pompasının güneş enerjisiyle çalıştırıldığı ısıtma sisteminin performansı deneysel ve teori olara incelenmiştir. asım ayından Nisan ayına adar olan deneysel sonuçlar, ısıtma sezonu boyunca elde edilmiştir. Ortalama mevsimli ısıtma tesir atsayısı, seri ısı pompası sistemleri için 4., paralel ısı pompası sistemleri için 3. olara bulunmuştur. Ayrıca güneşle ısıtma sisteminin analizi için matemati model geliştirilmiştir. Hawlader vd. () su ısıtma sisteminde güneş enerjisiyle çalıştırılan ısı pompasının performansını incelemişlerdir. R34a soğutucusuna uygun buharlaştırıcı gibi işlev gören, üzeri camla aplanmamış düzlemsel güneş enerjisi toplayıcılı ve güneş enerjisiyle çalıştırılan ısı pompası su ısıtma sisteminde analiti ve deneysel çalışmalar yapmışlardır. Baırcı (4) tarafından yapılan bir çalışmada, güneş enerjisiyle çalışan ve güneş enerjisinin ısı şelinde depolandığı bir ısı pompası sistemi urulmuştur. Çalışma, Erzurum un ış ısıtma sezonu şartlarında yapılmış, sisteminin performansı deneysel ve teori olara incelenmiştir. MATERYAL ve METOD Deneysel çalışma, Atatür Üniversitesi Mühendisli Faültesi Maina Mühendisliği Bölümü nün Enerji Laboratuarı nda urulan deney düzeneğinde yapılmıştır. Deney düzeneği; güneş enerjisinin absorplandığı toplayıcı devresi, güneş enerjinin duyulur ısı şelinde depolandığı enerji depolama tanı ve ısı pompası sistemi olma üzere üç ana bölümden oluşmatadır. Deney sistemin tesisat şeması Şeil de, sistem elemanları ile ilgili bilgiler Tablo de verilmiştir. Güneş enerjisi toplayıcılarından gelen ısı taşıyıcı aışan, il olara enerji depolama tanının serpantininden geçirilmiş ve ısısının bir ısmı duyulur ısı şelinde depolanmıştır. Enerji depolana tanından çıan ve hala sıca olan ısı taşıyıcı aışan bu sefer de plaalı ısı değiştiricisinden geçirilere gündüzleri ısı pompasına ayna sağlanmıştır. Güneş enerjisi etisini yitirince de, enerji depolama tanı devreye soulmuş, aşam ve gece geç saatlere adar ısı pompasına ayna sağlanmıştır. Toplayıcılarda ısı taşıyıcı aışan C de yoğunluğu 7 gm -3 olan antifriz-su arışımıdır. Toplayıcılara gelen Q & ve ısı taşıyıcı aışana atarılan faydalı ısı Q & F, ısı taşıyıcı aışanın özgül ısısı C a, sırasıyla toplayıcılara giriş ile çıış sıcalıları T ile T ve toplayıcılarda sirüle edilen ısı taşıyıcı aışanın debisi olma Q & = A I () e 4

& = () Q F a eşitlilerinden hesaplanmıştır. Güneş toplayıcılarından gelen ısı taşıyıcı aışan, gün boyunca enerjisinin bir ısmını duyulur enerji depolama tanına bıramatadır. Deponun ısı ayıplarına arşı iyi yalıtıldığı ve depodan ısı aybı olmadığı abul edilirse, ısı taşıyıcı aışanın, enerji depolama tanına dt zaman aralığında bıratığı ısı Q & d, dt Q & d d = Ca (T T3 ) = M dcs dt (3) şelinde hesaplanır. Burada, T 3 enerji depolama tanından çıan ısı taşıyıcı aışan sıcalığı, M d enerji depolama tanındai su mitarı, T d ise enerji depolama tanı sıcalığıdır. Enerji depolama tanından çıan ısı taşıyıcı aışan, plaalı ısı değiştiricisinden geçirilere ısısı terar alınır. Isı taşıyıcı aışanın plaalı ısı değiştiricisine bıratığı ısı Q & p, & = (4) Q p a 3 şelinde yazılır. Diğer taraftan, plaalı ısı değiştiricisinin buharlaştırıcıya verdiği ısı Q & e, suyun sabit basınçtai özgül ısısı C s, buharlaştırıcıya giren sıca suyun sıcalığı T 4, ısısı alınıp buharlaştırıcıdan çıan soğu suyun sıcalığı T 5 ve buharlaştırıcı-ısı değiştirici arasında sirüle edilen su debisi e olma & = (5) Qe e s 4 5 eşitliği ile hesaplanır. Yoğuşturucuda radyatör suyuna verilen ısı ise, radyatörden çıış (suyun ön ısıtma ısı değiştiricisine giriş) sıcalığı T esg, suyun yoğuşturucudan çıış sıcalığı T sç ve yoğuşturucuradyatör arasında sirüle edilen su debisi olma Q & = (6) s sç eşitliğiyle hesaplanır. esg Deneysel çalışmada hesaplamalar aşağıda verilen eşitliler yardımıyla yapılmıştır: Toplayıcının anlı verimi ise, η Q& = Q& F = C a A (T I e T ) (7) bağıntısıyla belirlenmiştir. Burada eği düzleme gelen anlı toplam güneş ışınımı, toplayıcı eğim açısına göre ayarlanabilen piranometrenin güneş sensöründen diret olara ounmuştur. Deneysel hesaplamalarda yoğuşturucuda atılan ısıtma amaçlı faydalanılan ısı mitarı Q &, Eş. (6) dan hesaplanmıştır. ompresörün çetiği güç W &, ölçülen aım ve gerilim değerlerinden tespit edilmiştir. Sirülasyon pompalarının çetiği aım, ampermetre yardımıyla ölçülmüştür. Sirülasyon pompası gücü, pompanın eletri motorundan geçen aım I ve gerilim U olma & = IU cos( ϕ) / (8) W p bağıntısı ile hesaplanmıştır. Isı pompasının ısıtma tesir atsayısı (COP), aşağıdai eşitliten belirlenmiştir. Cs (Tsç Tesg ) COP = (9) W& Tüm sistemin performansı (COPS) ise, sistemde çalışan sirülasyon pompalarının toplam gücü W & p olma Cs (Tsç Tesg ) COPS = () W& + W& şelinde hesaplanmıştır. Tablo. Sistem elemanları ile ilgili bilgiler. Toplayıcı Toplayıcı tipi Toplayıcı cam sayısı Net toplayıcı alanı Toplayıcı sayısı Enerji depolama tanı Depo şeli Depo su hacmi Uzunlu Çap Serpantin yüzey alanı Isı pompası ompresör Yoğuşturucu Buharlaştırıcı Soğutucu aışan p Düz güneş toplayıcısı Te camlı.64 m adet Silindiri litre 5 mm (bombe hariç) mm 4 m Hermeti scroll, HP Su soğutmalı, zarf-borulu Su soğutmalı, zarf-borulu Freon 34a 5

3 9 5 4 3 3 9 4 9 9 6 8 5 4 4 8 7 7. Güneş enerjisi toplayıcısı 3. Selenoid valf. Debi ölçer 4. Genleşme vanası 3. Çe valf 5. Alça ve yüse basınç ayarlayıcı 4. Sirülasyon pompası 6. Manometre 5. Enerji depolama tanı 7. Radyatör 6. Buharlaştırıcı 8. Plaalı ısı değiştirici 7. ompresör 9. apalı genleşme tanı 8. Yoğuşturucu. İntegratör 9. Ön ısıtma ve aşırı soğutma ısı değiştirici. Piranometre. Soğutucu aışan deposu. Termoeleman yeri. Filtre (urutucu) 3. Hava alma elemanı. Gözetleme camı Şeil. Deney sisteminin tesisat şeması. ARAŞTIRMA SONUÇLARI Deneysel ölçümler, Erzurum ili için ısıtma sezonunda alınmış ve sonuçlar değerlendirilmiştir. Deneysel çalışma sonucunda güneş ışınımı mitarı, toplayıcı verimi, ısı taşıyıcı aışanın güneş enerjisi toplayıcısından çıış sıcalığı, enerji depolama tanı sıcalığı, ısı pompası ayna sıcalığı ile yoğuşturucudan çıan su sıcalığı, ısı pompası ısıtma tesir atsayısı (COP) ve tüm sistemin performansı (COPS) gün boyunca incelenmiştir. Eği yüzeye gelen anlı toplam güneş ışınımının (Ie) gün boyunca aylara göre değişimi Şeil de verilmiştir. Anlı toplayıcı veriminin (η ) gün boyunca değişimi Şeil 3 te verilmiştir. Genelde öğlene doğru güneş enerjisi toplayıcı ayıplarının azalmasıyla toplayıcı verimi artmış, aşama doğru ise terar ayıpların artmasıyla toplayıcı verimi düşmüştür. Isı taşıyıcı aışanın toplayıcıdan çıış sıcalığının (T ) günün saatine göre değişimi Şeil 4 te verilmiştir. Şeil 5 te enerji depolama tanının üst ve alt notalarındai sıcalığın günün saatine göre değişimi verilmiştir. Şeil 6 da Isı pompası ayna sıcalığının (T 4 ) ve yoğuşturucudan çıan su sıcalığının (T sç ) gün boyunca değişimi verilmiştir. Şeil 7 de ise ısı pompası ısıtma tesir atsayısının (COP) ve tüm sistemin performansının (COPS) gün boyunca değişimleri verilmiştir. Buharlaştırıcı giriş suyu sıcalığına paralel olara her ii atsayı da değişmetedir. Aylara göre masimum enerji depolama tanı sıcalıları Şeil 8 de gösterilmiştir. Şeilden de görüldüğü gibi ıştan yaz aylarına doğru enerji depolama tanı sıcalıları artmıştır. Aşağıda verilen şeillerin gün boyunca değişimleri incelendiğinde, tüm şeillerde eği yüzeye gelen anlı toplam güneş ışınımı değerlerine paralel olara bir değişim gözlemlenmetedir. Eği yüzeye gelen güneş enerjisi oranına bağlı olara, toplayıcılarda azanılan faydalı enerjiye göre toplayıcı anlı verimleri, ısı taşıyıcı aışanın toplayıcıdan çıış sıcalığı, ısı pompası ayna sıcalığı, ısı pompası ısıtma tesir atsayısı ve tüm sistem performansının değişim gösterdiği görülmetedir. Güneş enerjisi etisini aybedince enerji depolama tanı devreye soulmuş ve ısı pompası ayna sıcalığı, ısı pompası ısıtma tesir atsayısı ile tüm sistem performansı bu seferde enerji depolama tanı sıcalığına göre paralel değişim göstermiştir. 6

Işınım (W/m ) 8 6 4 9 Oca 4 6: 8: : : 4: 6: Şeil. Eği yüzeye gelen anlı toplam güneş ışınımının (I e ) gün boyunca değişimi. ηκ,8,6,4, 9 Oca 4, 9: : : : 3: 4: 5: Şeil 3. Anlı toplayıcı veriminin (η ) gün boyunca değişimi. Td ( o C) 6 5 4 3 Tdu T du Tda T da 9 Oca 4 9: : : : 3: 4: 5: Şeil 5. Enerji depolama tanının üst (T du ) ve alt (T da ) notalarındai sıcalığın günün saatine göre değişimi. Sıcalı ( o C) 6 5 4 3 T 4 T4 Tsc T sç 9 Oca 4 9: : 3: 5: 7: 9: Şeil 6. Isı pompası ayna sıcalığının (T 4 ) ve yoğuşturucudan çıan su sıcalığının (T sç ) gün boyunca değişimi. 6 5 4 9 Oca 4 5 4 COP COPS 9 Oca 4 T ( o C) 3 COP 3 9: : : : 3: 4: 5: Şeil 4. Isı taşıyıcı aışanın toplayıcıdan çıış sıcalığının (T ) günün saatine göre değişimi. TARTIŞMA ve SONUÇLAR Günümüzde fosil öenli enerji aynalarının azalması, yüse maliyetleri ve bu aynaların çevreye olan zararlı etileri, alternatif yeni enerji aynalarının ullanılmasını gündeme getirmiştir. Bu baımdan, güneş enerjisi potansiyeli yüse olan ülemizde bu temiz enerji aynağını ullanma, gere çevre irliliği gerese enerji eonomisine atı sağlaması baımından önem arz etmetedir. 9: : 3: 5: 7: 9: Şeil 7. Isı pompası ısıtma tesir atsayısının (COP) ve tüm sistem performansının (COPS) gün boyunca değişimleri. Deneysel veriler incelendiğinde, Erzurum için en soğu aylardan biri alan Oca ayında, yoğuşturucudan çıan su sıcalığı yalaşı olara 4 C civarında olduğu görülmüştür (Şeil 6). Bu nedenle, ullanılan ısı pompası sisteminin yerden ısıtma yapmaya uygun olduğu ve temiz enerji aynağı olan güneş enerjisini ayna olara ullanılara, soğu ilime sahip Erzurum da güneş aynalı ısı pompası sisteminin, bilinen ısıtma sistemlerine bir alternatif olara ullanılabileceği deneysel olara gözlemlenmiştir. 7

Tdma. 5 4 3 Oca Şubat Mart Nisan Mayıs Aylar Şeil 8. Aylara göre masimum enerji depolama tanı sıcalıları. Isı pompası ayna sıcalığı, ayıpların azalmasıyla ış aylarından yaz aylarına doğru gidere artmıştır. Bu durum, enerji depolama tanında daha fazla ısı enerjisi depolanmasını sağlamış ve dolayısıyla sisteme ayna sağlama süresini de artırmıştır (Şeil 8). Isı pompası ısıtma tesir atsayısında ve tüm sistemin performansındai değişimin, buharlaştırıcı giriş suyu sıcalığına bağlı olduğu görülmüştür (Şeil 6-7). Bu çalışmada, Erzurum için Oca ayında günlü ortalama ısı pompası ısıtma tesir atsayısı 3.63 ve tüm sistemin performansı ise.65 değerinde bulunmuş ve ısı pompası sisteminde R-34a soğutucu aışanı ullanılmıştır. aygusuz () tarafından Trabzon da yapılan bir çalışmada, Oca ayı için günlü ortalama ısı pompası ısıtma tesir atsayısı paralel sistem için.6 ve seri sistem için 4. değerinde bulunmuş ve ısı pompası sisteminde R- soğutucu aışanı ullanılmıştır. Yamanaradeniz ve Horuz (998) tarafından İstanbul da yapılan çalışmada ise, Oca ayı için günlü ortalama ısı pompası ısıtma tesir atsayısı 4.4 ve tüm sistemin performansı 3.96 değerinde bulunmuş ve ısı pompası sisteminde R- soğutucu aışanı ullanılmıştır. Teşeür: Deney sisteminin urulmasına sağladığı atılardan dolayı, Atatür Üniversitesi Araştırma Fonu na teşeür ederiz. AYNALAR Abou-Ziyan, H. Z., Ahmed, M. F., Metwally, M. N. and Abd El-Hameed, H. M., Solar-assisted R and R34a Heat Pump Systems for Low-Temperature Applications, Applied Thermal Engineering, 7 (5), 455-469, 997. Baırcı,., Erzurum İlinde Güneş Desteli ve Enerji Depolu Isı Pompası Sisteminin Deneysel ve Teori İncelenmesi. Dotora Tezi, Atatür Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Erzurum, 4. Best, R., Soto, W., Pilatowsy, I. and Gutierrez, L. J., Evaluation of a rice Drying System Using a solar Assisted Heat Pump. Renewable Energy, 5 (-4), 465-468, 994. Çengel, Y. A. and Boles, M. A., Thermodynamics an Engineering Approach. McGraw-Hill, USA, 989. Çomalı, Ö., aygusuz,. and Ayhan, T., Solarassisted Heat Pump and Energy Storage for Residental Heating, Solar Energy, 5 (5), 357-366 993. Dağsöz, A.., Soğutma Teniği, Arpaz Matbaacılı Tesisleri, İstanbul, 98. Hawlader, M. N. A., Chou, S.. and Ullah, M. Z., The Performance of a Solar Assisted Heat Pump Water Heating System, Applied Thermal Engineering, (), 49-65,. Huang, B. J., Chyng, J. P., Integral-type Solar-assisted Heat Pump Water Heater, Renewable Energy, 6 (-4), 73-734, 999. aygusuz,., Experimental and Theoretical Investigation of a Solar Heating System with Heat Pump, Renewable Energy, (), 79-,. ılıç, A. Öztür, A., Güneş Enerjisi, ipaş Dağıtımcılı, İstanbul, 983. Yamanaradeniz, R. and Horuz, I., The Theoretical and Experimental İnvestigation of the Characteristics of Solar-assisted Heat Pump for Clear Days, International Communications in Heat and Mass Transfer, 5 (6), 885-898, 998. adir BAIRCI, 994 yılında Atatür Üniversitesi Mühendisli Faültesi Maina Mühendisliği Bölümünden mezun oldu. 997 yılında Atatür Üniversitesi Mühendisli Faültesi Maina Mühendisliği Bölümünde Araştırma Görevlisi oldu. Atatür Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Maina Mühendisliği Anabilim Dalı nda 998 yılında Yüse Lisans ve 4 yılında Dotora öğrenimini tamamladı. Halen Atatür Üniversitesi Mühendisli Faültesi Maina Mühendisliği Bölümü Enerji Anabilim Dalında Araştırma Görevlisi olara çalışmatadır. Bedri YÜSEL, 977 yılında aradeniz Teni Üniversitesi Mühendisli Faültesi Maina Mühendisliği Bölümü nden mezun oldu. 977-78 yıllarında arayolları Genel Müdürlüğünde maina şefi olara çalıştı. Aserli görevini ontrol Mühendisi olara tamamladıtan sonra, 98 yılında Atatür Üniversitesi'nde Araştırma Görevlisi oldu. 984 yılında dotorasını tamamladı. 994 yılında Doçent, 999 yılında Profesör oldu. yalaşı yıl Maina Mühendisliği Bölüm Başanlığını, yıl süre ile de Mesle Yüse Oulu Müdürlüğü yaptı. 5 yılında Balıesir Üniversitesi Mühendisli-Mimarlı Faültesi ne Dean olara atandı. Halen Balıesir Üniversitesi Mühendisli Mimarlı Faültesi Termodinami Anabilim Dalında görev yapmatadır. 8

9