Toprak kaynaklı soğutma makinesi ve ısı pompasının termoekonomik optimizasyonu

Abstract

Bu çalışma sabit ısı kaynağı olarak toprağı kullanan, içten tersinir soğutma makinesi ve ısı pompasının termoekonomik optimizasyonunu içermektedir. Enerji dengesi, ısı değiştirici karakteristikleri, toprak özellikleri ve genel sistem ekonomik paramaterlerinden elde edilen denklemlerle bir amaç fonksiyon oluşturulmuş ve bu amaç fonksiyondan optimal değerler türetilmiştir. Sonuç olarak elde edilen termoekonomik optimal değerlerden toprak devresi su giriş sıcaklığı bulunmuştur. Toprak devresi boru uzunluğunun bir optimum değerinin olmadığı modül uzunluğunun mümkün olduğunca kısa tutulması gerektiği, toprak devresi akışkan debisi, boru çapı gibi değerlerin optimum su giriş sıcaklığında düşük etkileri olduğu, toprak ısıl difüzivitesinin sistem performansı üzerinde büyük bir etkisinin olmadığını ancak toprak ısıl direncinin sistem performansına büyük etkisi olduğu grafiklerle gösterilmiş. Toprak devresinde optimum akışkan sıcaklığının kabul edilebilir değerler dışında kalması halinde ise boru devresi uzunluğu, toprak devresi akışkan debisi, ve toprak devresi boru çapı gibi değişkenlerin optimum değerleri optimum ısı değiştirici alanları ve ısıtma/soğutma yükleri bağıntıları çıkartılmıştır.