Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi Cilt: 9, No: 2, 2012 (61-73) Electronic Journal of Machine Technologies Vol: 9, No: 2, 2012 (61-73) TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR www.teknolojikarastirmalar.com e-ISSN:1304-4141 Bu makaleye atıf yapmak için Özsoy A., Yıldırım R., " Toprak Kaynaklı Isı Boruları ve Uygulama Alanları" Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi 2012(9)61-73 How to cite this article Özsoy A., Yıldırım R., " Ground Source Heat Pipes and Applications " Electronic Journal of Machine Technologies, 2012(9)61-73 Derleme (Review) Toprak Kaynaklı Isı Boruları ve Uygulama Alanları Ahmet ÖZSOY * , Ragıp YILDIRIM ** * Süleyman Demirel Üniversitesi Teknoloji Fakültesi, Enerji Sistemleri Mühendisliği Isparta/TÜRKİYE ** Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi, Emin Gülmez Teknik Bilimler Meslek Yüksekokulu, Bucak, Burdur/TÜRKİYE ahmetozsoy@sdu.edu.tr Özet Toprak ısı enerjisi acısından sonsuz bir enerjiye sahiptir. Isı boruları ile bu kaynaktan ısı çekilerek kullanılması gereken yerlere gönderilebilir. Toprak kaynaklı ısı boruları ile otoyollarda, hava alanlarında, kaldırımlarda, stadyumlarda, köprü yüzeylerindeki yerlerde buzlanmanın engellenmesinde, karın eritilmesinde, donmuş toprağın soğutulması, tünellerin ısıtılmasında veya soğutulmasında kullanılmaktadır. Bu çalışmada toprak kaynaklı ısı boruları ve uygulama alanları incelenmiş ve yapılan çalışmalar özetlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Isı borusu, Termosifon, Toprak kaynaklı ısı borusu, Buzlanma, Buz eritme, Kar eritme, Donmuş toprak. Ground Source Heat Pipes and Applications Abstract The soil has an infinite energy in terms of heat energy. Heat can be sent to places where it should be used by drawing it from this source through heat pipes. Ground source heat pipes are used in highways, airports, sidewalks, stadiums, they are also used for preventing icing on bridges surface areas, for melting snow, for the cooling of the frozen soil and for heating or cooling the tunnels. This paper examines ground source heat pipes and their applications and conducted studies have been summarized in this paper. Keywords: Heat pipe, Thermosyphon, Ground source heat pipe, Icing, Deicing, Snow melting, Permafrost. 1. GİRİŞ Isı borusu, içerisinde bulunan akışkanın faz dönüşümü ile ısı transfer eden bir cihazı olup, çok düşük sıcaklıklarda bile yüksek miktarda ısı transfer edebilir. Isı borusu içi vakumlanmış, her tarafı kapalı, içerisinde kılcal fitil yerleştirilmiş veya oluşturulmuş, düşük sıcaklıklarda kaynayabilen iş akışkanı bulunduran, genellikle boru şeklinde bir sistemdir. Temel olarak evaporatör (buharlaştırıcı), kondenser (yoğuşturucu) ve adyabatik bölge olmak üzere üç kısımdan meydana gelir. Şekil 1’de ısı borusunun genel yapısı görülmektedir. Isı borusu, sıcaklıkları farklı iki ortam arasında ısı transferi sağlar. Sıcak ortamda bulunan evaporatör, ortamdan ısı çekerek içerisindeki iş akışkanın buharlaşmasını sağlar. Buharlaşan akışkanı basınç farkıyla soğuk ortamda bulunan kondenser bölgesinde ısı atarak (gizili ısısını) yoğuşur. Kondenserdeki sıvı akışkan, ısı borusu içerisinde bulunan kılcal fitil yardımıyla evaporatör bölgesine geri döner. Bu döngü sürekli tekrar ederek çok az miktardaki bir akışkanla büyük miktarlarda ısı taşıyabilir. Bazı uygulamalarda, kondenserde yoğuşmuş iş akışkanının evaporatöre geri dönmesi için fitile gerek duymadan sadece yer çekimi kuvveti de kullanılabilir. Bu tip ısı borularına “termosifon” veya “yerçekimi destekle iki fazlı termosifon” (yer çekimi destekli ısı borusu) denilir. Yer çekimi destekli ısı borularında iş