Termal enerjinin yer altında depolanması ve toprak kaynaklı dikey borulu ısı pompalı sistemler için ekserji analizi

Abstract

Termal enerjinin depolanması (TES) temelde enerjinin daha sonra kullanılabilmesi için geçici olarak depolanmasıdır. Duyulur (yeraltında termal enerji depolama) ve gizli (faz değiştiren maddeler) ısı olarak başlıca iki tip termal enerji depolama sistemi bulunmaktadır. Yeraltında termal enerji depolama sistemleri bu çalışmada üç gruba ayrılarak tanımlanmıştır: Akiferde termal enerji depolama (ATES). Kanallarda termal enerji depolama (BTES). Çukur ve oyuklarda termal enerji depolama (CTES). Bu çalışmada, İstanbul'da bulunan bir konut için dört farklı soğutucu akışkan kullanılarak ısı pompalı BTES sistemi tasarlanmıştır. Sistem hem ısıtma hem de soğutma işlemini gerçekleştirmektedir. Öncelikle ısı yalıtım, ısı kaybı ve ısı kazancı hesapları yapılarak toprakısı değiştiricisi boyları belirlenmiştir. Daha sonra, kütle, entropi ve ekserji denge bağıntıları çıkarılarak ısı pompası ile BTES sistemi için uygulanmıştır. Sistemin performans karakteristikleri enerjik ve ekserjik yönleri bakımından değerlendirilmiştir. Yapılacak analizler sonucunda amaç, sistemde yer alan komponentlerin kullanılabilir enerjilerindeki kayıplarını, kullanılan soğutucu akışkanların bu kayıplara olan etkisini göstermektir.