TEKLİ VE ÇOKLU BORULU KONFİGÜRASYONLARIN TOPRAK-HAVA ISI DEĞİŞTİRİCİ PERFORMANSI ÜZERİNDEKİ ETKİSİNİN HAD İLE İNCELENMESİ

ASES VI. INTERNATIONAL MALATYA SCIENTIFIC RESEARCH CONGRESS, Malatya, Türkiye, 3 - 05 Temmuz 2026, ss.244-249, (Tam Metin Bildiri)

Toprak-Hava Isı Değiştiricileri (THID), yeraltı toprak sıcaklıklarının mevsimsel kararlılığından

yararlanarak ısıtma, soğutma ve havalandırma sistemlerinin enerji tüketimini azaltmak için umut

vadeden sürdürülebilir bir çözüm sunmaktadır. Toprak hava ısı değiştirici tasarımı yapılırken, boru

çapı, boyu ve geometrik konfigürasyon gibi parametreler sistemin termo -hidrolik performansı

üzerinde doğrudan belirleyici rol oynamaktadır. Bu çalışmada, boru geometrisinin ve tasarım

parametrelerinin THID performansı üzerindeki etkilerini kapsamlı bir şekilde incelemek amacıyla

tekli ve çoklu paralel borulu sistem konfigürasyonları modellenmiştir. Çalışma kapsamında, prototip

niteliğinde küçük boyutlara sahip geometriler belirlenmiş ve Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği

(HAD) tabanlı sayısal analizler ANSYS Fluent paket programı kullanılarak gerçekleştirilmiştir.

Simülasyonlarda, Türkiye’nin doğusunda yer alan Malatya iline ait aylık dış hava sıcaklıkları ve

bölgenin spesifik toprak özellikleri sınır şartı olarak tanımlanmıştır. Geometrik parametreler üzerinde

yapılan analizler sonucunda; boru çapının artırılmasıyla sistem hava çıkış sıcaklığının yaklaşık 3.5 K

azaldığı, boru uzunluğunun artırılmasının ise çıkış sıcaklığını 2 K artırdığı tespit edilmiştir. Tekli ve

çoklu boru tasarımları kıyaslandığında ise çoklu boru konfigürasyonunun hava çıkış sıcaklığını tekli

boruya göre yaklaşık 4 K artırarak daha yüksek bir ısıl performans sunduğu gözlemlenmiştir. Ayrıca

akışın paralel kollara bölünmesiyle lokal hızların düşmesine bağlı olarak, çoklu boru

konfigürasyonundaki toplam basınç düşümünün tekli boruya kıyasla 21 Pa daha düşük olduğu

saptanmıştır. Elde edilen bulgular, karasal iklim koşullarında THID sistemlerinin geometrik

optimizasyonuna yönelik tasarım kriterleri sunmakta ve çoklu paralel boru kullanımının hem ısıl

performans hem de hidrolik kayıplar açısından önemli avantajlar sağlayabileceğini ortaya

koymaktadır.