Özgün Güneş Fotovoltaik/Isıl (PV/T) Destekli Bir Atıksu Isı Pompası Sisteminin Tasarımı Kurulumu ve Deneysel Araştırılması

Abstract

Bu araştırma projesinde fotovoltaik/ısıl (FV/I) güneş enerjisi destekli bir atıksu kaynaklı ısı pompası (ASKIP) sisteminin tasarlanıp kurulumu ve çeşitli enerjetik ve ekserjetik yöntemler kullanılarak performansının değerlendirilmesi amaçlandı. Üç (ısı pompası, IP atıksu, AS ve ısıtma-soğutma yararlanma veya son kullanıcı) çevrimden oluşan ASKIP sistemi Yaşar Üniversitesi/İzmir’de kuruldu. Proje kapsamında enerji ekserji eksergoekonomik eksergoçevresel düşük ekserji yöntemleri gibi değişik analiz yöntemleri kullanılarak sistemin performansının değerlendirmek için toplam 18 adet deney gerçekleştirilip kaydedildi. Farklı AS ısı değiştiricilerinin (ASID’lar), değişik geometrilerde ve uzunluklarda üç boyutlu tasarımı yapılırken hesaplamalı akışkanlar dinamiği yöntimi ile performans akış ve ısı transferi testleri modellendi. Aynı zamanda IP sisteminin dinamik bir modeli sistem tanımlama yöntemleri kullanılarak oluşturuldu ve bu model öngörümlü denetleç modeli içinde kullanılarak sistem tepkilerini tahmin ederek harekete geçmesi için kullanıldı. Yapılan analizler sonucunda sistem COP ve ekserji verimi değerleri sırasıyla 1 85-5 89 ve % 3 39-20 71 aralıkları arasında değişti. Sistem içindeki en büyük ekserji yıkımı FV/I sisteminde oldu ve bunu, sırasıyla kompresör ve fan-coil cihazı izledi. Artan enerji kullanımı ve ekserji yıkımları nedeniyle fan-coil cihazı sistem COP ve ekserji verimi değerleri düşüşe neden oldu. Ekserji verimi ve esneklik faktör değerleri birincil enerji dönüşümünden bina kabuğuna kadar yapılan düşük ekserji analizine göre sırasıyla % 5 66 ve % 14 51 olarak belirlendi. Eksergoekonomik ve eksergoçevresel analiz sonuçlarına dayanarak eksergoekonomik faktör değerlerinin fan-coil cihazı ve FV/I sistemi haricindeki tüm sistem bileşenleri için 0 5’in üstünde iken eksergoçevresel faktör değerleri kondenser ve pompalar dışındaki tüm bileşenler için 0 5’in altında bulundu.