ANTALYA İLİ SERBEST SOĞUTMA DERECE SAATİ HESAPLAMALARINDA YENİ BİR YAKLAŞIMIN İNCELENMESİ

Öz

Konfor koşullarını etkilemeden soğutma enerjisinin azaltılması amacıyla dış duvarlar, kolonlar ve kirişlerde yalıtım uygulamaları ile pencerelerde çift cam kullanımı önemli bir rol oynamaktadır. Soğutma enerjisinin azaltılmasında etkili bir diğer yöntem de serbest soğutma sistemleridir. Bu çalışmada Çevre Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığından Antalya için temin edilen 1980-2016 yılları arasındaki meteorolojik veri seti kullanılmıştır. Bu veriler yazılan 5 farklı programa aktarılarak otuz altı yılın dış hava ortalama kuru termometre sıcaklıkları, 12 ayın yirmi dört saati ve 8760 saatte görülme sıklıkları ortaya konulmuştur. Bu dağılımlarla soğutma periyodu aylarının (Mayıs, Haziran, Temmuz, Ağustos, Eylül, Ekim) Soğutma Derece Saat Değeri (SDSD) aylık ve yıllık yirmi dört saatlik olmak üzere tahmin edilmiştir. 25°C altındaki dış hava kuru termometre sıcaklığı dağılımları tespit edilip soğutma dönemindeki herhangi bir ayın herhangi bir saatinde herhangi iki zaman dilimi arasında, toplam aylık olarak ve sezonluk Serbest Soğutma Derece Saat Değerleri (SSDSD) tahmin edilmiştir. Tahmin sonuçlarına göre en yüksek sezonluk SDSD’nin saat 23:00 ile 24:00 arasında olacağı, aylık bazda en yüksek serbest soğutma saatinin eylül ayında saat 21-22 arasında olacağı tahmin edilmiştir. En yüksek sezonluk SSDSD'nin 9628.5 olduğu, saatlik en yüksek SSDSD'nin 164.3 olduğu ve saat 21:00-22:00 arasında gerçekleşeceği, en yüksek 24 saatlik SSDSD'nin mayıs ayında ve 2070.3 olarak tahmin edilmiştir. Bu tahmin sonuçları soğutma mevsimi boyunca değerlendirildiğinde serbest soğutma yöntemiyle %56.3 oranında bir enerji tasarrufu sağlanacağı. Antalya için SSDSD ilk defa bu çalışmayla ortaya konulmuş olacaktır.

Anahtar Kelimeler

• dış hava sıcaklık dağılımı
• soğutma derece saat
• serbest soğutma
• serbest soğutma derece saat
• enerji tasarrufu
• Antalya
• Antalya
• Antalya
• Antalya
• Antalya
• Antalya
• Antalya
• Antalya
• Antalya
• Antalya
• Antalya
• Antalya
• Antalya
• Antalya
• Antalya
• Antalya

Investigation of a Novel Approach in Free Cooling Degree Hour Calculations for Antalya Province

Öz

To reduce cooling energy consumption without compromising comfort conditions, insulation applications on exterior walls, columns, and beams, as well as the use of double glazing on windows, play a crucial role. Another effective method for reducing cooling energy is the use of free cooling systems. In this study, a meteorological dataset for Antalya, obtained from the General Directorate of Meteorology, and Climate Change and covering the period from 1980 to 2016, was utilized. These data were transferred to five different programs, and the average outdoor dry bulb temperatures, occurrence frequencies over thirty-six 36 years, 24 hours for 12 months, and 8760 hours were analyzed. Based on these distributions, Cooling Degree Hour (CDH) values for the cooling period months (May, June, July, August, September, October) were estimated on a monthly, yearly, and twenty four hour basis. Distributions of external dry bulb temperatures below 25°C were identified, and Free Cooling Degree Hour Values (FCDH) were predicted for any hour of any month during the cooling period, between any two time intervals, as well as on a monthly and seasonal basis. According to the predictions, the highest seasonal free cooling hour value is expected to occur between 23:00 and 24:00, while the highest monthly free cooling hour value is predicted to occur in September between 21:00 and 22:00. The highest seasonal FCDHV was estimated to be 9628.5, the highest hourly FCDHV was 164.3 and would occur between 21:00 and 22:00, and the highest 24-hour FCDHV was predicted to be in May at 2070.3. When these prediction results are evaluated throughout the cooling season, it is anticipated that the free cooling method would provide a 56.3% energy saving. The FCDHV for Antalya will be presented for the first time through this study

Anahtar Kelimeler

• external air temperature distribution
• Antalya
• Antalya
• Antalya
• Antalya
• Antalya
• Antalya
• Antalya
• Antalya
• Antalya
• Antalya
• Antalya
• Antalya
• Antalya
• Antalya
• Antalya
• Antalya
• cooling degree hour
• free cooling degree hour
• energy saving

Kaynakça

1. [1] Ertürk, M., “İç Ortam Sıcaklığının Isıtma ve Soğutma Derece Saat Değerlerine Etkisinin Sakarya İçin Araştırılması”. Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi, 9(2), 599-605. 2021).
2. [2] E. Yaşar and M. Ertürk. “Investigation of A DifferentMethodInFreeHeatingDegreeHoursCalculationsfor Aydın Province”. Electronic Letters on ScienceandEngineering, 19(1), 17-28.2023
3. [3] M. Erturk. Z. Oktay. C. Coskun. G. A. Kilic. and A. Dasdemir. “A newapproachtocalculation of energydemandandamount of emissionaccordingtodifferentindoortemperature.” International Journal of Global Warming. vol. 7. no. 3. pp. 395–408. 2015. doi: 10.1504/IJGW.2015.069370.
4. [4] C. Coskun. M. Ertürk. Z. Oktay. and A. Hepbasli. “A newapproachtodeterminetheoutdoortemperaturedistributionsforbuildingenergycalculations.” EnergyConversManag. vol. 78. pp. 165–172. Feb. 2014. doi: 10.1016/J.ENCONMAN.2013.10.052.
5. [5] M. A. Aktacir. “Performanceevaluation of differentair-sideeconomizercontrolmethodsforenergyefficientbuilding.” Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi. vol. 32. no. 2. pp. 19–30. 2012. Accessed: Dec. 29. 2023. [Online]. Available: http://search/yayin/detay/136608
6. [6] H. Asan. “Effects of wall’sinsulationthicknessandposition on time laganddecrementfactor.” EnergyBuild. vol. 28. no. 3. pp. 299–305. Nov. 1998. doi: 10.1016/S0378-7788(98)00030-9.
7. [7] M. A. Aktacir. O. Büyükalaca. and T. Yılmaz. “A casestudyforinfluence of buildingthermalinsulation on coolingloadandair-conditioningsystem in the hot andhumidregions.” ApplEnergy. vol. 87. pp. 599–607. 2009. doi: 10.1016/j.apenergy.2009.05.008.
8. [8] E. Osterman. V. Butala. and U. Stritih. “PCM thermalstoragesystemfor ‘free’ heatingandcooling of buildings.” EnergyBuild. vol. 106. 2015. doi: 10.1016/j.enbuild.2015.04.012.

9. [9] O. Gözcü and H. S. Erden. “Energyandeconomicassessment of majorfreecoolingretrofitsfor data centers in Turkey.” TurkishJournal of ElectricalEngineeringandComputerSciences. vol. 27. no. 3. pp. 2097–2212. Jan. 2019. doi: 10.3906/elk-1811-177.
10. [10] W. Lyu. X. Li. W. Shi. B. Wang. and X. Huang. “A general methodtoevaluatetheapplicability of naturalenergyforbuildingcoolingandheating: Reviseddegreehours.” EnergyBuild. vol. 250. Nov. 2021. doi: 10.1016/j.enbuild.2021.111277.
11. [11] “IŞIK: İklim Sistemlerinin Projelendirmesini Etkileyen... - Google Scholar.” Accessed: Jun. 27. 2024. [Online]. Available: https://scholar.google.com/scholar?cluster=3499965672621122719&hl=en&oi=scholarr
12. [12] M. Fasiuddinand I. Budaiwi. “HVAC systemstrategiesforenergyconservation in commercialbuildings in SaudiArabia.” EnergyBuild. vol. 43. no. 12. pp. 3457–3466. Dec. 2011. doi: 10.1016/J.ENBUILD.2011.09.004.
13. [13] E. L. Olsenand Q. Chen. “Energyconsumptionandcomfortanalysisfordifferentlow-energycoolingsystems in a mildclimate.” EnergyBuild. vol. 35. no. 6. pp. 560–571. Jul. 2003. doi: 10.1016/S0378-7788(02)00164-0.
14. [14] X. Xie. Z. Luo. S. Grimmond. and L. Blunn. “Use of windpressurecoefficientstosimulatenaturalventilationandbuildingenergyforisolatedandsurroundedbuildings.” BuildEnviron. vol. 230. 2023. doi: 10.1016/j.buildenv.2022.109951.
15. [15] V. A. A. Rajand R. Velraj. “Review on freecooling of buildingsusingphasechangematerials.” 2010. doi: 10.1016/j.rser.2010.07.004.
16. [16] H. Asan and Y. S. Sancaktar. “Effects of Wall’sthermophysicalproperties on time laganddecrementfactor.” EnergyBuild. vol. 28. no. 2. pp. 159–166. Oct. 1998. doi: 10.1016/S0378-7788(98)00007-3.
17. [17] H. Asan. “Investigation of wall’s optimum insulationpositionfrommaximum time lagand minimum decrementfactorpoint of view.” EnergyBuild. vol. 32. no. 2. pp. 197–203. Jul. 2000. doi: 10.1016/S0378-7788(00)00044-X.
18. [18] E. Işık and M. Inallı. “Artificialneuralnetworksandadaptiveneuro-fuzzyinferencesystemsapproachestoforecastthemeteorologicaldatafor HVAC: Thecase of citiesforTurkey.” Energy. vol. 154. pp. 7–16. Jul. 2018. doi: 10.1016/J.ENERGY.2018.04.069.
19. [19] C. Ghiausand F. Allard. “Potentialforfree-coolingbyventilation.” Solar Energy. vol. 80. no. 4. pp. 402–413. Apr. 2006. doi: 10.1016/J.SOLENER.2005.05.019.
20. [20] O. Büyükalaca. H. Bulut. T. Y.-A. Energy. andundefined 2001. “Analysis of variable-baseheatingandcoolingdegree-daysforTurkey.” ElsevierOBüyükalaca. H Bulut. T YılmazAppliedEnergy. 2001•Elsevier. Accessed: Jul. 01. 2024. [Online]. Available: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0306261901000174
21. [21] K. M. Lethermanand M. M. J. Al-Azawi. “Predictions of theheatingandcoolingenergyrequirements in buildingsusingthedegreehoursmethod.” BuildEnviron. vol. 21. no. 3–4. pp. 171–176. Jan. 1986. doi: 10.1016/0360-1323(86)90026-0.
22. [22] H. Bulut. O. Buyukalaca. T. Y.-P. of 5th International. andundefined 2002. “Determinationandapplication of the data used in energyestimationmethodsforIstanbul.” eng.harran.edu.trH Bulut. O Buyukalaca. T YilmazProceedings of 5th International HVAC&R TechnologySymposium. 2002•eng.harran.edu.tr. Accessed: Jul. 01. 2024. [Online]. Available: http://eng.harran.edu.tr/~hbulut/TTMD2002_English.pdf
23. [23] F. Kreithand J. F. Kreider. “Preliminary designandeconomicanalysis of solar-energysystemsforheatingandcooling of buildings.” Energy. vol. 1. no. 1. pp. 63–76. Mar. 1976. doi: 10.1016/0360-5442(76)90058-X.
24. [24] G. N. Güğül. “FreeCoolingPotential of TurkeyforDatacenters.” Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi. vol. 0. no. 14. pp. 17–22. Dec. 2018. doi: 10.31590/EJOSAT.419027.
25. [25]Coskun, C.,Dalkilic, A. S., &Sencan, A. (2010).A novelapproachtodegree-hourcalculation: Indoorandoutdoorreferencetemperaturebaseddegree-hourcalculation.Energy, 35(6), 2455–2460.DOI: 10.1016/j.energy.2010.02.038.
26. [26] Ertürk M., “Isıtma ve soğutma derece saat hesaplamalarında farklı bir yöntemin araştırılması ve geliştirilmesi”. Doktora Tezi. Balıkesir Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Makina Mühendisliği, (2012).