The Conversion to Electric Energy of Waste Heat Enegy in Hermetic Gas Burning Devices

Yıl 2018, Cilt: 21 Sayı: 4, 821 - 830, 01.12.2018

Halil İbrahim Variyenli Koray Göktekin

https://doi.org/10.2339/politeknik.418849

Cited By: 1

Öz

In this study,
to use waste heat of combi boilers thermoelectric generators mounted in flue
part of the system and theoretical analysis of the system was done. The
designed system will be used to generate electrical energy from waste heat in
hermetic combi boilers. Calculations were done in boiler heating mode at  outside air temperatures rage of -20 °C and
+20 °C  with 5 °C variations and  heating water temperature is in range of
35-85 °C with 5 °C variations. In hot water heating mode, calculations were
done in outside air temperatures range of -20 °C and +35 °C with 5 °C
variations and heated water temperature is in range of 35-65 °C with 5 °C
variations. In boiler heating mode, the lowest power value was calculated as
57,83 W at 20 °C outside air temperature and heater temperature of 35 °C, and
the highest power value was calculated as 273,6 W at -20 °C outside air
temperature and heater temperature of 85 °C. In hot water heating mode, the
lowest power value was calculated as 31,19 W at at 35 °C outside air
temperature and supplying hot water temperature of 35 °C, and the highest power
value was calculated as 273,6 W at -20 °C outside air temperature and supplying
hot water temperature of 65 °C. By decreasing outside air temperature,
depending on the increase in temperature of the heater and supplying hot water,
it has been observed that the amount of obtained power increased by increasing
the flue gas temperature.

Anahtar Kelimeler

Hermetic combi boilers, waste heat, electrical energy, generate

Hermetik Gaz Yakıcı Cihazlardaki Atık Isı Enerjisinin Elektrik Enerjisine Dönüştürülmesi

Öz

Bu
çalışmada, gaz yakıcı cihazlardaki atık ısı enerjisinden faydalanmak amacı ile
bir termoelektrik baca sistemi tasarlanmış ve sistemin teorik analizi
yapılmıştır. Tasarlanan sistem; hermetik kombilerdeki atık ısı enerjisinden
elektrik enerjisi elde edilmesinde kullanılacaktır. Kalorifer konumunda hesaplamalar -20 °C ile +20 °C dış hava sıcaklıkları
arasında 5 °C lik değişimlere göre ve kalorifer suyu sıcaklığı ise 35 °C ile 85
°C arasında 5 °C aralıklarla hesaplanmıştır. Kullanım suyu konumunda ise, dış hava
sıcaklığı ise -20 °C ile 35 °C arasında 5 °C lik değişimlere göre ve kullanım
suyu sıcaklığı ise 35 °C ile 65 °C arasında 5 °C aralıklarla hesaplanmıştır.
Kalorifer konumunda, en düşük güç değeri 
dış hava sıcaklığı 20 °C ve kalorifer suyu sıcaklığı 35 °C’de iken 57,83
W ve en yüksek güç değeri dış hava sıcaklığı -20 °C ve kalorifer suyu sıcaklığı
85 °C’de ise 273,6 W olarak hesaplanmıştır. Kullanım suyu konumunda ise; en
düşük güç değeri  dış hava sıcaklığı 35
°C ve kullanım suyu sıcaklığı 35 °C’de iken 31,19 W ve en yüksek güç değeri dış
hava sıcaklığı -20 °C ve kullanım suyu sıcaklığı 65 °C’de ise 273,6 W olarak
hesaplanmıştır. Dış hava sıcaklığının azalması, kalorifer ve kullanım suyu
sıcaklığının artmasına bağlı olarak atık gaz sıcaklığının yükselmesi ile elde
edilen güç miktarının arttığı gözlemlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

Hermetik gaz yakıcı cihaz, atık ısı, elektrik enerjisi, üretim

Kaynakça

• [1] Koç, E., Şenel, M. C., Dünyada ve Türkiye’de Enerji Durumu - Genel Değerlendirme. Mühendis ve Makina, 54(639): 32-44, (2013).
• [2] Kılıç, A. M., Kılıç, Ö., Türkiye’de Elektrik Üretiminde Kömür Kullanımı ve Stratejik Önemi. Madencilik Türkiye, 40: 74-83, (2014).
• [3] Keçebaş A., Gedik E., Kayfeci M., Fosil Yakıtların Kullanımından Kaynaklanan Hava Kirliliği Üzerine Jeotermal Enerji ve Doğalgaz Kullanımının Etkisi: Afyon Örneği. Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi, 7(3): 23-30, (2010).
• [4] IEA (International Energy Agency), September 2017. Key World Energy Statistics, Paris, France.
• [5] Terhan, M., Çomaklı, K. Baca Gazı Atık Isısı ile Kazan Yakma Havasının Ön Isıtılmasının Fizibilitesi. Mühendis ve Makina, 56(668): 56-63, (2015).
• [6] Kara, O., Hürdoğan, E., Kaşka, Ö. (2015). Endüstriyel bir fırının atık ısısının enerji verimliliğine etkisinin deneysel olarak incelenmesi. Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi, 12(4): 95-101.
• [7] Çomaklı, K., Terhan, M. Sıcak su üretimi için baca gazı atık enerjinin kullanımı, Tesisat Mühendisliği Dergisi, 124: 43-51, (2011).
• [8] Çomaklı, K., Terhan, M., Doğalgaz Yakıtlı Kazandan Çıkan Atık Baca Gazının Ekserji Analizi. Mühendis ve Makina, 56(670): 58-64, (2015).
• [9] Yılmaz, O. T., Doğalgazlı ısıtma cihazlarında (kombi) atık gazdan enerji kazanımı sağlayan yeni nesil plakalı reküperatörün simülasyon tabanlı geliştirilmesi. 12. Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongresi, İzmir, (2015).
• [10] Adavbiele, A.S., Generation of Electricity from Gasoline Engine Waste Heat. Journal of Energy Technologies and Policy, 3(5): 3-16, (2013).
• [11] Baskar, P., Seralathan, S., Dipin, D., Thangavel, S., Norman, C. F. I. J. and Arnold, C., Experimental Analysis of Thermoelectric Waste Heat Recovery System Retrofitted to Two Stroke Petrol Engine. International Journal of Advanced Mechanical Engineering. 4(1): 9-14, (2014).
• [12] Kılıç, T., Termoelektrik Jeneratörler Kullanılarak Yapılardaki Atık Enerjinin Geri Kazanılması Üzerine Bir Çalışma, Yüksek Lisans Tezi, Mimar Sinan Güzel Sanatlar Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, 79-81, (2010).
• [13] Özkaymak, M., Baş, Ş., Acar, B., Yavuz, C., Boran, K., Tabak, S. A., Variyenli, H.İ., Asal, Ö. (2014). Atık Baca Gazı Kullanımı ile Termoelektrik Jeneratörlerde Elektrik Üretiminin Faydalı Kullanımının Deneysel İncelenmesi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part:C Tasarım ve Teknoloji, 2(4): 289-298, (2014).
• [14] Kumar, C. R., Sonthalıa, A., Goel R., Experımental Study On Waste Heat Recovery From An Internal Combustıon Engıne Usıng Thermoelectrıc Technology. Thermal Science, 15(4): 1011-1022, (2011).
• [15] Jadhao, J. S., Thombare, D. G., Review on Exhaust Gas Heat Recovery for I.C. Engine. International Journal of Engineering and Innovative Technology, 2(12): 93-100, (2013).
• [16] Kunt, M. A., İçten Yanmalı Motor Atık Isılarının Geri Kazanımında Termoelektrik Jeneratörlerin Kullanımı. El-Cezerî Fen ve Mühendislik Dergisi, 3(2): 192-203, (2016).
• [17] Baş, Ş., Atık Baca Gazı Kullanımı İle Termoelektrik Jeneratörlerde Elektrik Üretiminin Faydalı Kullanımının Deneysel İncelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Karabük, 36-39, (2014).
• [18] Yumurtacı, Z., Dönmez, A.H. (2013). Konutlarda Enerji Verimliliği. Mühendis ve Makina, 54(637): 38-43, (2013).