Analysis of a solar assisted space heating system with a heat pump and an underground seasonal storage

Yeraltında mevsimlik depolanan güneş enerjisi ile beslenen ısı pompalı bir konut ısıtma sisteminin analizi

Abstract

A solar assisted space system with a heat pump and a cylindrically shaped seasonal energy storage buried in earth is analysed. The unsteady temperature distribution problem in earth is solved by an application of the finite complex Fourier transform technique and finite differences. The solution obtained is then utilized to calculate the annual performance of the space heating system. The monthly heat load of the house and the monthly collector useful energy were calculated by the degree-day method and the $\stackrel{-}{\phi}$ method respectively. Effects of the geometric properties of the cylindrical tank and of the thermal properties of earth on the annual performance of the space heating system are estimated numerically.

Özet

Bu çalışmada güneş enerjisinin yer altındaki silindirik bir tankta mevsimlik depolanması ve depolanan enerji ile beslenen ısı pompalı bir konut ısıtma sisteminin analizi yapılmıştır. Toprak içerisindeki geçici rejim ısı iletim problemi kompleks Fourier dönüşüm tekniği ve sonlu farklar yöntemi birlikte uygulanarak çözülmüştür. Elde edilen çözüm; güneş kollektörü, ısı pompası ve konut ısı yükünden oluşan ısıtma sisteminin yıllık performansının hesaplanmasında kullanılmıştır. Konutların aylık ısı yükü derece gün yöntemi, kollektör faydalı enerjisi ise $\stackrel{-}{\phi}$ yöntemi kullanılarak hesaplanmıştır. Yeraltı silindirik enerji deposunun geometrik özelliklerinin ve deponun dışındaki jeolojik yapının fiziksel özelliklerinin ısıtma sisteminin yıllık performansı üzerindeki etkileri sayısal hesaplanmıştır.