Estimation of heat extraction rates of GSHP systems under different hydrogelogical conditions
Farklı Hidrojeolojik Şartlar Altında Yer Kaynaklı Isı Pompası Sistemleri'nin Isı Değişim Oranlarının Tahmini
- Tez No: 940062
- Danışmanlar: PROF. DR. PETER GRATHWOHL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği, Jeofizik Mühendisliği, Makine Mühendisliği, Petroleum and Natural Gas Engineering, Geophysics Engineering, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Bilgisayar modellemesi, Toprak kaynaklı ısı pompası, Computer modelling, Ground source heat pump
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Eberhard-Karls-Unıversıtat Tubıngen
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: Yer Bilimleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Çeşitli hidrojeolojik koşullar altında yer kaynaklı ısı pompası (YKIP) sistemlerinin ısı değişim oranlarını tahmin etmek için sayısal ve analitik bir çalışma yapılmıştır. Mevsimsel sıcaklık sinyallerinin YKIP sistemlerinin performansı üzerindeki etkisi de değerlendirilmektedir. Toprakların katı-tanecikli termal özellikleri, bu toprakların bileşenleri olan minerallerin termal özelliklerine göre hesaplanmıştır. Yer altı ısı değişim oranlarını değerlendirmek için, kuyu içi eşanjörleri (KİE), yılda 1800 ve 2400 saatlik iki farklı çalışma periyodunda simüle edilmiştir. Sayısal simülasyonların sonuçları ve özellikle değerlendirilen spesifik ısı değişim oranları, yer altı termal kullanımı için bilinen ve yaygın olarak kullanılan Alman mühendislik kılavuzu VDI 4640 (2001) ile karşılaştırılmıştır. Kılavuz VDI 4640 (Bölüm 2) tarafından sağlanan ısı değişim oranları için hangi koşullarda ve nasıl ölçme yapıldığı ile alakalı bilgi verilmemesi nedeniyle (örneğin, konsolide edilmemiş topraklar ve sert kayaçların hidrolik özellikleri, yeraltı suyu akış koşulları belirtilmemiş), karşılaştırma farklı dolgu malzemelerinin termal özellikleri (örneğin, boru ve çimento malzemelerinin ısı iletkenlikleri) ve KİE uzunlukları gözetilerek en düşük ve en yüksek ısı değişim oranları sayısal simülasyonlar ile tespit edilmiş ve Alman mühendislik kılavuz VDI 4640'da verilen değerler ile kıyaslanmıştır. Sayısal sonuçlar, VDI 4640'da dikkate alınmış zeminlerin bilinmeyen hidrojeolojik koşulları ve termal özelliklerinden kaynaklanabilecek kuru zeminlerin ve bazı kayaların ısı değişim oranları haricinde VDI 4640 değerleri ile uyumludur. Mevsimsel sıcaklık sinyalleri yüzeyden yeraltı yüzeyine nüfuz ederek yeraltı termal rejimini etkilemektedir. Mevsimsel sıcaklık dalgalanmalarının kapalı döngü KİE içerisindeki dolaşım sıvısının sıcaklığı üzerindeki etkisini incelemek için, çeşitli kuyu deliği uzunluklarında farklı birkaç senaryo düşünülmüştür. Sonuç olarak, mevsimsel sıcaklık dalgalanmalarının etkisi ihmal edilebilir. Sadece yirmi metreden kısa KİE'ler için mevsimsel sıcaklık etkisi önem kazanabilir ve dikkate alınması gerekir.
Özet (Çeviri)
A numerical and analytical study is carried out to estimate the heat extraction rates of ground source heat pump (GSHP) systems under different (hydro)-geological conditions. The effect of seasonal temperature signals on the performance of GSHP systems is also evaluated. The solid thermal properties of soils are calculated regarding to the thermal properties of minerals, which are the constituents of those soils. To assess the heat extraction rates from the underground, the borehole heat exchangers (BHE) are simulated under two different operation periods of 1800 and 2400 hours per year. The results of the numerical simulations and in particular the evaluated specific heat extraction rates are compared with the well-known and widely used German engineering guideline for thermal use of the underground, VDI 4640 (2001). Due to inadequate information (e.g., hydraulic properties of considered unconsolidated soils and hard rocks, groundwater flow conditions) for the heat extraction rates provided by guideline VDI 4640 (Blatt 2), the comparison is accomplished by a range of heat extraction rates with minimum and maximum limits given for different backfill materials (e.g., pipe wall and grout) and lengths of BHE. The numerical results are in agreement with the VDI values except the heat extraction rates of dry soils and some rocks, which can be accounted for the unknown (hydro)-geological conditions and thermal properties of considered soils in the VDI 4640. The seasonal temperature signals penetrate from the surface into the subsurface influencing the thermal regime of the underground. To study the influence of the seasonal temperature fluctuations on the temperature of circulating fluid within a closed-loop borehole heat exchanger (BHE), several scenarios are considered with various borehole lengths. In fact, the effect of seasonal temperature fluctuations can be neglected. Only for short BHE (< 20 m) the effect might become important and has to be considered.
Benzer Tezler
- İki aşamalı en küçük kareler yöntemi üzerine bir araştırma
Başlık çevirisi yok
SEMRA AKSAKAL
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolEge ÜniversitesiBilgisayar Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ŞABAN EREN
- İki melez pamuk populasyonunda verim ve verimle ilgili özellikler üzerinde araştırma
Başlık çevirisi yok
MEVLÜT TOS
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
ZiraatEge ÜniversitesiTarla Bitkileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞÜKRÜ HAZIM EMİROĞLU
- Sivas yöresinde izole edilen dermatofitler
Dermathopytes isolated in the Sivas area of Turkey
ÖZDER ÖZTUNALI
Yüksek Lisans
Türkçe
1984
MikrobiyolojiCumhuriyet ÜniversitesiMikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. YAHYA HAKGÜDENER