Numerical methodology for feasibility analysis of ground source heat pumps
Toprak kaynaklı ısı pompaları fizibilite analizi için sayısal yöntem
- Tez No: 370796
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ERAY UZGÖREN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: ODTÜ Kuzey Kıbrıs Kampüsü-Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Sürdürülebilir Çevre ve Enerji Sistemleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 103
Özet
Toprak kaynaklı ısı pompası (ground source heat pump - GSHP) sistemleri, toprak yüzeyinin altındaki bulunan olumlu sıcaklık dağılımını kullanarak, konut ve ticari alanlarının ısıtma ve soğutma ihtiyaçlarını karşılamak için alternatif bir enerji kaynağı sağlamaktadır. Yeraltı sıcaklık dağılımı, GSHP'nin kullanımı ile değişmesi söz konusu olduğundan ekonomik başabaş noktasının tahmin edilmesi için kullanılacak yöntem büyük önem taşımaktadır. Bu tez, sondaj kuyusu boyunca derinliğe bağlı değişen ısı transfer oranlarını göz önüne alarak eşanjörlerin kısa süreli etkilerinin analizi için yeni bir yarı-analitik yöntem geliştirmektedir. Geliştirilen yöntem; sondaj duvar sıcaklığını, Kelvin'in sonsuz boyuta uzanan ısı kaynağı teorisinin çözümüne dayanmaktadır. Bu teoriden farklı olarak, kısa süreler içerisinde oluşacak sondaj duvar sıcaklığı değişimlerini yakalamak için zaman ve derinlik ile değişen ısı aktarım yoğunluğunu akışkanın giriş sıcaklığını kullanarak formüle etmiştir. Geliştirilen yöntem, yaygın olarak kullanılan g-fonksiyonlarına bağlı kısa dönem tepki yöntemleri ve detaylandırılmış üç boyutlu sonlu hacim (FV) simülasyonları ile karşılaştırılarak güvenirliği onaylanmıştır. Ayrıca, yöntem kısa ve uzun dönem hesaplarını, Kelvin'in sonsuz boyuta uzanan ısı kaynağı teorisini kullanan diğer yöntemlerin uygulamak zorunda olduğu yük toplama koşullarını dikkate almadan uygun bir süre içerisinde akışın çıkış sıcaklığı tahmin edebilmektedir. Geliştirilen model, GSHP sistemin ekonomik fizibilitesini araştırmak için ODTÜ KKK kampüsünde bir yurt binasının ısıtılması için kazan kullanımı düşünülerek karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak, ek destek ünitesi ile birlikte tam boyutlu GSHP sistemi kullanıldığında, sistemin kurulum maliyetini 4 yıl içerisinde karşılayabildiğini ve bu süre içerisinde CO2 yayılımını 470 ton kadar azaltılabileceği bulunmuştur.
Özet (Çeviri)
Ground source heat pump (GSHP) systems provide an alternative energy source for residential and commercial space heating and cooling applications by utilizing the favorable temperature profile at a certain depth under the ground surface. GSHP's aftereffects on the ground temperature profile need to be considered for estimating the economical breakeven point. The present study develops a new semi-analytical model to analyze the short term response of the ground heat exchangers by accounting the depth dependencies in the heat transfer rates along the borehole. The model utilizes the solution of Kelvin's infinite-length line source theory to predict the borehole wall temperature but incorporates working fluid's inlet temperature to modify the heat transfer rate with time and depth to capture the borehole wall temperature variations in short time periods. The developed model is validated against other widely used short-term response models based on g-functions as well as three dimensional finite volume (FV) simulations, which can address the short-term transient behavior of the ground temperature response accurately but at high computational costs. The novelty of the model is that it is able to predict fluid's exit temperature for both short- and long-term periods without a need to explicitly consider load aggregation at a modest computational cost. The developed model is implemented on a case study for a dormitory building at METU NCC campus to investigate the economic feasibility of the proposed GSHP system by carrying out the breakeven point calculations against a conventional boiler for space heating applications. The study reveals that full sized GSHP system with a supplementary backup unit can economically break-even the GSHP installation cost after 4 years of GSHP installation with 470 ton CO2 emission reduction.
Benzer Tezler
- Seat backrest vibration improvement of a commercial vehicle
Bir ticari araç koltuğunun sırt titreşimlerinin iyileştirilmesi
AHMET AVŞAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALUK EROL
- Tüp sistemlerin kesin ve yaklaşık yöntemle hesap sonuçlarının karşılaştırılması
Başlık çevirisi yok
BAHADIR AYIK
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NAHİT KUMBASAR
- Realistic microwave breast models through T1-weighted 3-D MRI data
T1-ağırlıklı 3-boyutlu MRI datası kullanılarak gerçekçi mikrodalga meme modelleri geliştirilmesi
AHMET HAKAN TUNÇAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM AKDUMAN
- Public private partnership and public private partnership project finance modelling
Kamu özel ortaklığı ve kamu özel ortaklığı proje finansman modeli
SELEN İDE
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
İşletmeÇankaya ÜniversitesiUluslararası Ticaret Ve Finansman Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYTAÇ GÖKMEN
- Katlıdizeylerin çokdeğişkenliliği yükseltilmiş çarpımlar üçköşegencil gösterilim yoluyla ayrıştırımı: Kavramcıl taban ve uygulayışlar
Tridiagonal folmat enhanced multivariance products representation: Conceptual background and applications
ZEYNEP GÜNDOĞAR
Doktora
Türkçe
2018
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiHesaplamalı Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN DEMİRALP