FARKLI GÖMÜLME DERİNLİKLERİNDE ÇOK BORULU TOPRAK-HAVA ISI DEĞİŞTİRİCİLERİNİN KARŞILAŞTIRMALI HAD ANALİZİ

ASES VI. INTERNATIONAL MALATYA SCIENTIFIC RESEARCH CONGRESS, Malatya, Türkiye, 3 - 05 Temmuz 2026, ss.226-233, (Tam Metin Bildiri)

Günümüzde Dünya nüfusunun ve yaşam standartlarının artması nedeniyle enerjiye olan ihtiyaç

artmaktadır. Enerjiye duyulan ihtiyacın artmasının yanı sıra fosil yakıtların sınırlı olması ve bu yakıt

atıklarının çevresel etkileri, yenilenebilir enerji yöntemlerinin önemi ortaya çıkarmaktadır. Toprak

hava ısı değiştirici (THID) teknolojisi toprağın belirli bir derinlikteki sıcaklığından faydalanarak

ısıtma, soğutma, havalandırma sistemlerinin enerji tüketimini azaltmaktadır. Toprağın yüksek ısıl

kapasitesi ve ısıl sönümlenme mekanizması nedeniyle, toprak derinliği arttıkça kış aylarında sıcaklık

değerleri yükselirken, yaz aylarında ise düşüş göstermektedir. Bu çalışmada derinliğe bağlı toprak

sıcaklıklarının THID performansına olan etkisi 2 dikey, 5 paralel borudan oluşan çoklu borulu toprak

hava ısı değiştirici sistemi tasarlanarak incelenmiştir. Sistemin 12 aylık periyodu kapsayacak

şekildeki analizleri ANSYS FLUENT paket programında gerçekleştirilmiştir. Hesaplamalı

Akışkanlar Dinamiği (HAD) modülünde gömme derinliğinin etkisini karşılaştırmak amacıyla 2 m ve

3 m derinliklerindeki toprak sıcaklık değerleri kullanılmıştır. Analizler sonucunda, her iki derinlik

değeri için aylık çıkış sıcaklıkları ve basınç düşüşleri hesap edilerek karşılaştırılmıştır. Elde edilen

sayısal bulgular incelendiğinde, 3 m toprak derinliğinin 2 m derinliğe kıyasla mevsimsel ısıl

kararlılığı belirgin şekilde artırdığı görülmüştür. Maksimum soğutma gereksiniminin en yüksek

olduğu Ağustos ayında 3 m derinlikteki sistem hava çıkış sıcaklığını 2 m'ye göre 1.94 K azaltırken,

kış dönemini temsil eden Aralık ayında ise çıkış sıcaklığını 4.44 K artırmıştır. Sonuç olarak 3 m

derinlikte kurulan sistemin yaz aylarında daha etkin soğutma, kış aylarında ise daha yüksek bir ön

ısıtma sağladığı belirlenmiştir. Bu çalışma Türkiye’nin doğusunda yer alan Malatya iline ait aylık

hava sıcaklıkları ve toprak özellikleri kullanılarak gerçekleştirilmiş olup, benzer karasal iklim

özelliklerine sahip bölgelerde THID sistemlerinin tasarımında gömme derinliğinin önemini ortaya

koymaktadır.