Farklı Gölgelenme Özelliğine Sahip Binaların Enerji İhtiyacına Bağlı Isı Yayma Sisteminin Ekserji İncelemesi

Yıl 2024, Cilt: 15 Sayı: 4, 853 - 861

Okan Kon

https://doi.org/10.24012/dumf.1532106

Öz

Çalışmada, ülkemizin farklı iklim bölgelerini temsilen seçilen Adana, Ordu, Nevşehir ve Bitlis şehirlerindeki farklı gölgelenme özelliğine sahip merkezi ısıtmalı binaların ısıtma tesisatı dağıtıcı ve ısıtıcı özelliklerine bağlı ekserji yükleri tespit edilmiştir. Buna göre ilk olarak ayrık bina, ağaçlı bina ve bitişik bina olarak gölgelenme özellikleri tespit edilmiştir. Daha sonra gölgelenme ve iklim özelliklerine bağlı ısıtma enerji ihtiyacı hesaplanmıştır. Isıtma enerji ihtiyacına bağlı olarak doğal gaz, kömür ve fuel-oil yakıt için yakıt tüketim miktarları bulunmuştur. 90-70 ve 70-50 0C sıcaklık ile ısıtma yapan tesisatın ısı yayma (tesisat boruları ve kolon sistemi) ve ısıtıcı (radyatör) için gerekli parametreler hesaplanmıştır. Bu parametrelere bağlı ekserji yükleri tespit edilmiştir. Ekserji yüklerine bağlı farklı yakıtlar için yakıt tüketimleri tespit edilmiştir. Ekserji yüklerine bağlı yakıt tüketimleri hesaplarında doğal gaz, kömür ve fuel-oil için yakıtların kimyasal ekserjileri bulunmuştur. Sonuç olarak, en düşük 70-50 0C sıcaklıktaki tesisat dağıtımı sistemi ve ayrık bina için 293.7 kg ile doğal gaz tüketimi, en yüksek ise 90-70 0C sıcaklıktaki tesisat dağıtım sistemi ve bitişik bina için 5321.3 kg ile kömür tüketimi hesaplanmıştır.

Anahtar Kelimeler

Isıtma sistemi tesisatı, ısıtıcı, yakıt tüketimi, ekserji analizi, yakıt kimyasal ekserjisi

Kaynakça

• [1] A. Kılıçlı, “Ege Üniversitesi bünyesindeki mevcut bir binanın enerji-ekserji analizi ve iyileştirme önerileri”, Doktora Tezi, Ege Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Güneş Enerjisi Anabilim Dalı, İzmir, Türkiye, 2018.
• [2] A. Yıldız and A. Güngör, “Energy and exergy analyses of space heating in buildings”, Applied Energy, vol. 86, pp. 1939–1948,2009. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2008.12.010
• [3] E. Yıldırım, “Bina dış duvar yalıtımının enerji ve ekserji analizi yöntemiyle optimize edilmesi”, Yüksek Lisans Tezi, Ege Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Güneş Enerjisi Anabilim Dalı, İzmir, Türkiye, 2015.
• [4] A. Hepbaşlı, H. G. Özcan, H. Günerhan ve N. Yıldırım, “Binaların ekserji bazlı termodinamik analizleri ve değerlendirmeleri”, 14. Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongresi, İzmir, Türkiye, 17-20 Nisan 2019.
• [5] E. Karakaşlı, “Değişik iklim bölgelerindeki binaların performansının ekserjetik açıdan değerlendirilmesi”, Yüksek Lisans Tezi, Fırat Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Eğitimi Anabilim Dalı, Elazığ, Türkiye, 2012.
• [6] M. T. Balta, Y. Kalıncı and A Hepbaslı. “Evaluating a low exergy heating system from the power plant through the heat pump to the building envelope”, Energy and Buildings, 40,pp1799–1804,2008. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2008.03.008
• [7] G. Özel, E. Açıkkalp, T. H. Karakoç, A. Hepbaslı, “Novel method for determining optimum ınsulation thıckness of a piping system”, 1th International Conference on Energy (ICOE 2014) Colombo, Sri Lanka, 2014.
• [8] M. Shukuya, “Exergetic approach to the understanding of built environment—state-of-the-art review”, Japan Architectural Review, pp. 1–10, 2019. https://doi.org/10.1002/2475-8876.12082
• [9] M. A. Omar, “Comparison of central and individual heating systems used for heating housings”, Türk Doğa ve Fen Dergisi, vol. 12, no 2, pp 8-16, 2023. https://doi.org/10.46810/tdfd.1235610
• [10] Q. Yang, R. Salenbien, K. M. Smith, M. Tunzi, “Identifying untraced faults associated with high return temperatures from heating systems in buildings connected to district heating networks”, Energy, Vol 309, 133097, 2024. https://doi.org/10.1016/j.energy.2024.133097
• [11] T. Benakopoulos, M. Tunzi, R. Salenbien, K. K. Hansen, S. Svendsen, “Implementation of a strategy for low-temperature operation of radiator systems using data from existing digital heat cost allocators”, Energy, Vol 251, 123844,2022. https://doi.org/10.1016/j.energy.2022.123844
• [12] T. Benakopoulos, M. Tunzi, R. Salenbien, S. Svendsen, “Strategy for low-temperature operation of radiator systems using data from existing digital heat cost allocators”, Energy,Vol231,120928,2021. https://doi.org/10.1016/j.energy.2021.120928
• [13] M. Lammle, C. Bongs, J. Wapler, D. Günther, S. Hess, M. Kropp, S. Herkel, “Performance of air and ground source heat pumps retrofitted to radiator heating systems and measures to reduce space heating temperatures in existing buildings”, Energy, Vol 242, 122952, 2022. https://doi.org/10.1016/j.energy.2021.122952
• [14] H. Li, S. Svendsen, “Energy and exergy analysis of low temperature district heating network”, Energy, Vol 45, no 1,pp237-246,2012. https://doi.org/10.1016/j.energy.2012.03.056
• [15] Z. Liu, H. Zhang, Y. Wang, S. You, T. Dai, Y. Jiang, “Evaluation of the controllability of multi-family building with radiator heating systems: A frequency domain approach”, Energy, Vol 294, 130895, 2024. https://doi.org/10.1016/j.energy.2024.130895
• [16] H. Wang, Y. Zhou, X. Li, X. Wu, H. Wang, A. Elnaz, K. Granlund, R. Lahdelma, E. Teppo, “Study on the performance of a forced convection low temperature radiator for district heating”, Energy Vol 283, 129036, 2023. https://doi.org/10.1016/j.energy.2023.129036
• [17] Z. Ge, W. Fang, S. Wang, J. Hao, Y. Yang, L. Tian, J. Sun, F. Dong, “Dynamic modeling and intelligent heating strategies of district heating system based on the standardized thermal resistance”, Applied Thermal Engineering, vol 222, 119919, 2023. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2022.119919
• [18] F. Liu, C. Song, W. Pan, G. Wang, H. Zhang, Y. Lei, “Thermal fatigue analysis of district heating pipeline under variable frequency regulation of circulating water pump”, Applied Thermal Engineering, Vol 242, 122535. 2024. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2024.122535
• [19] M. D. Rosa, V. Bianco, “Optimal insulation layer for heated water pipes under technical, economic and carbon emission constraints”, Energy, Vol 270, 126961, 2023. https://doi.org/10.1016/j.energy.2023.126961
• [20] O. Kon ve K. Sandal, “Binaların Dış Duvarlarının Yüzey Özelliklerine Bağlı Enerji Tüketim Analizleri ve Sıcaklık Sönüm Faktörü, Binaların Dış Duvarlarının Yüzey Özelliklerine Bağlı Enerji Tüketimi”, Journal of Innovations in Civil Engineering and Technology (JICIVILTECH), vol. 5, no:2, sayfa: 49-69, 2023. https://doi.org/10.60093/jiciviltech.1381812
• [21] Binalarda Isı Yalıtım Kuralları, TS 825, Standart 2008.
• [22] O. Kon ve B. Yüksel, “Kazanlarda yakıt ve yanma havasına bağlı yanma gazlarının özelliklerindeki değişim”, 13. Uluslararası Yanma Sempozyumu, Bursa/Türkiye, 9-11 Eylül 2015.
• [23] D. B. Özkan and C. Onan, “Optimum of ınsulation thickness for different glazing areas in buildings for various climatic regions in Turkey”, Applied Energy, vol. 88, no. 4, pp.1311-1342,2011. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2010.10.025
• [24] H. Aydın, “Ticari uçakların ekserjetik sürdürülebilirlik indikatörlerinin geliştirilmesi”, Doktora Tezi, Anadolu Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Sivil Havacılık Anabilim Dalı, Eskişehir, Türkiye, 2012.
• [25] Y. A. Çengel, “Isı ve kütle transferi pratik bir yaklaşım”, Palme Yayıncılık, Ankara, Türkiye, 2011.
• [26] ISISAN Yayınları, “Doğal Gaz-LPG Tesisatı ve Bacalar”, No: 345.