Sera ısıtması için güneş enerjisi destekli toprak kaynaklı bir ısı pompası sisteminin tasarımı ile enerji, ekserji ve eksergoekonomik analiz yöntemleri kullanarak performansının değerlendirilmesi
Design of a solar assisted ground source heat pump system for greenhouse heating and its performance evaluation using energy, exergy and exergoeconomic analysis methods
- Tez No: 169727
- Danışmanlar: DOÇ.DR. ARİF HEPBAŞLI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Enerji, Ekserji, Eksergoekonomik Analiz, Jeotermal Enerji, Sera, Toprak Kaynaklı Isı Pompası, Yenilenebilir Enerji, Güneş Enerjisi, AHP, Energy, Exergy, Exergoeconomic Analysis, Geothermal Energy, Greenhouses, Ground-Source Heat Pump, Renewable Energy, Solar Energy, AHP
- Yıl: 2005
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Güneş Enerjisi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 129
Özet
V ÖZET SERA ISITMASI İÇİN GÜNEŞ ENERJİSİ DESTEKLİ TOPRAK KAYNAKLI BİR ISI POMPASI SİSTEMİNİN TASARIMI İLE ENERJİ, EKSERJİ VE EKSERGOEKONOMİK ANALİZ YÖNTEMLERİ KULLANARAK PERFORMANSININ DEĞERLENDİRİLMESİ ÖZGENER, Önder Doktora Tezi, Güneş Enerjisi Enstitüsü Bölümü Tez Yöneticisi: Doç. Dr. Arif HEPB ASLI Mart 2005, 105 sayfa Son yıllarda, ekserji analizi yöntemi, proses verimsizliklerini daha iyi göstermek ve ısıl sistemlerin performansım değerlendirmek için yaygın olarak kullanılmaktadır. Ekserji analizi, enerji analizinden elde edilemeyen önemli bilgi ve anlayışı verir. Değişik ekserjiye dayalı ekonomik analiz metodolojileri (örneğin; eksergoekonomik, termoekonomik) de birçok araştırmacı tarafından ısıl sistemlere uygulanmaktadır. Bunlar arasında, EMEK (EXCEM; ekserji, maliyet, enerji ve kütle) kayda değerdir. Güneş enerjisi destekli ısı pompalarının ekserji analizi üzerine birçok araştırmacı tarafından değişik çalışmalar yürütülmektedir. Bununla beraber, mevcut kaynak incelemesine göre, enerji, ekserji ve eksergoekonomik analizleri kullanarak, nominal çapı 1 x 1/4" ve derinliği 50 m olan U-dirsekli toprak ısı değiştiricin güneş enerjisiVI destekli toprak kaynaklı ısı pompası sera ısıtma sistemi (GDTKIPSIS)nin performansının test edilmesi üzerine açık literatürde hiçbir çalışma görünmemektedir. Bu tezdeki araştırmanın amacı; sistem analizi ve performans değerlendirmesi için, bir GDTKIPSIS'nin enerjik, ekserjetik ve eksorgoekonomik modellemesini teorik ve deneysel olarak incelemektir. Potansiyel bir karar verme yöntemi olan Analitik Hiyerarşi Proses (AHP) de, bu GDTKIPSIS' ye uygulanmıştır Bu bağlamda, değişik referans ve giriş suyu sıcaklıklarında enerji (ısıtma etki katsayısı; IEK) ve ekserji verimleri belirlendi. Ölçülen ısıl veriler, -0,69 °C'den 25 °C'ye kadar aralıktaki farklı referans sıcaklıklarında, model hesaplamaları için kullanıldı. Bunun yanında, İzmir'deki Güneş Enerjisi Enstitüsü'nde kurulan GDTKIPSIS'in performansı, enerji ve ekserji verim değerlerinin sistem ile nasıl değiştiğini göstermek için değerlendirildi. Tüm GDTKIPSIS'deki ekserji kayıpları (tahribleri), karşılaştırma amaçlan için, özellikle 10,93 °C referans sıcaklık için belirlendi. 17 Aralık 2003 'ten 31 Mart 2004 tarihine kadar uzanan ısıtma modunda yapılan ölçümlere bağlı olarak, toprak kaynaklı ısı pompası (TKIP) ünitesinin ve tüm sistemin ortalama IEK değerleri, sırasıyla, 2,84 ve 2,27 olarak elde edildi. TKIP ve sistemin en yüksek IEK değerleri, sırasıyla, 3,14 ve 2,79 olarak, 7 Ocak 2004 tarihinde bulundu. Sistemin ortalama ekserji verimi, bu deneysel süreçte % 68,1 1 olarak belirlendi. Aynı deneysel süreç boyunca, bulutluluk göstergesi 0,60 olarak hesaplandı. Tasarlanan GDTKIPSIS'inin içinde Cucumus sativus ev. Pandora Fi yetiştirildi. Bununla beraber, deneysel sonuçlar, dış havaVII sıcaklığının çok düşük olması durumunda, tek başına merkezi bir ısıtmanın çalıştırılmasının seranın tüm ısı yükünü karşılayamayabileceğini göstermektedir. Bivalent (ikili) işletme şekli, Türkiye'deki Akdeniz ve Ege Bölgeleri için en iyi çözüm olarak önerilmektedir.
Özet (Çeviri)
VIII ABSTRACT DESIGN OF A SOLAR-ASSISTED GROUND-SOURCE HEAT PUMP SYSTEM FOR GREENHOUSE HEATING AND ITS PERFORMANCE EVALUATION USING ENERGY, EXERGY AND EXERGOECONOMIC ANALYSIS METHODS ÖZGENER, Önder Ph.D in Solar Energy Institute Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Arif HEPBAŞLI Mart 2005, 105 pages Exergy analysis method has been used to better illustrate process inefficiencies and evaluate the performance of thermal systems. Exergy analysis provides important information and understanding that cannot be obtained from energy analysis. Various exergy-based economic analysis methodologies (e.g., exergoeconomics, thermoeconomics) have also been applied to thermal systems by many investigators. Among these, EXCEM (exergy, cost, energy and mass) analysis is noteworthy. Various studies have been undertaken by many investigators on exergy analysis of solar assisted heat pumps. However, to the current literature review, no studies on the performance testing of a solar assisted ground-source heat pump greenhouse heating system (SAGSHPGHS) with a 50 m vertical lxl/4 in. nominal diameter U-bend ground heat exchanger using exergy analysis method have appeared in the open literature.IX The purpose of the research in this thesis is to investigate both theoretically and experimentally an energetic, exergetic and exergoeconomic modeling of a SAGSHPGHS for system analysis and performance evaluation. Analytical Hierarchy Process (AHP) as a potential decision making method is also applied to this SAGSHPGHS. In this regard, energy (heating coefficient of performance 'COP') and exergy efficiencies at various reference and entering water temperatures were determined. The thermal data measured were utilized for the model calculations at different reference temperature values in the range of -0.69 to 25°C. Furthermore, the performance of the SAGSHPGHS, installed in Solar Energy Institute of Ege University, Izmir, Turkey, was evaluated to show, how energy and exergy efficiencies values changed with the system. The exergy destructions in the overall SAGSHPGHS were quantified, particularly for a reference temperature of 10.93°C for comparison purposes. Based upon the measurements made in the heating mode from the 17th of December 2003 till 31st of March 2004, average COP values for the ground-source heat pump (GSHP) unit and the overall system were obtained to be 2.84 and 2.27, respectively. The best (peak) COP values of the GSHP and system were found to be 3.14 and 2.79 on 7 January 2004, respectively. Average exergy efficiency of the system was determined to be 68.11% for this experimental period. Clearness index during the same experimental period was computed as average 0.60. Cucumus sativus cv. pandora F] was raised in the designed SAGSHPGHS. However, experimental results show that monovalent central heating operation cannot be met overall heat loss ofX greenhouse if ambient temperature is very low. The bivalent operation mode can be suggested as a best solution in the Mediterranean and Aegean regions of Turkey.
Benzer Tezler
- Yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı ve sera ısıtmasına uygulanması
The usage of the renewable energy sources and their application for greenhouse heating
BARLAS TOKGÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
EnerjiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET KOYUN
- Biyogaz, güneş ve toprak enerjisi kaynaklı sera ısıtmasının araştırılması
Investigation of biogas, solar and ground energy assisted greenhouse heating
TAHSİN YÜKSEL
Doktora
Türkçe
2011
Makine MühendisliğiFırat ÜniversitesiMakine Eğitimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET ESEN
- Yenilenebilir enerji destekli ısıl depo tasarımının teorik ve deneysel araştırılması
Theoretical and experimental investigation of thermal tank design supported renewable energy
ÜMİT DENİZ AKYAVUZ
- Modeling the behaviour of carbon dioxide content in geothermal reservoirs using multiple tank lumped parameter models
Jeotermal rezervuarlarda karbondioksit miktarının çoklu tank modeli ile modellenmesi
ALPER SÜLEYMAN CAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖMER İNANÇ TÜREYEN
- Seralarda kullanılan ısıtma sistemleri ve Antalya seralarının bu yönden karşılaştırılması
Başlık çevirisi yok
AHMET KÜRKLÜ
Yüksek Lisans
Türkçe
1990
ZiraatÇukurova ÜniversitesiTarımsal Mekanizasyon Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ BAŞÇETİNÇELİK