Güneş enerjisi destekli yarı olimpik yüzme havuzunun ısıtma sisteminin termo-ekonomik analizi
Thermo-economic analysis of solar energy assisted semi olimpik swimming pool heating system
Yazar: MUHAMMED ENES YELKOVAN
Danışman: PROF. DR. BEDRİ YÜKSEL
Balıkesir Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Enerji = Energy ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Güneş enerjisi sistemleri = Solar energy systems ; Su ısıtma = Water heating ; Termoekonomik analiz = Thermoeconomic analysis ; Yüzme havuzları = Swimming pools

Özet:
Yüzme havuzlarının ısıtılmasında çoğunlukla konvansiyonel yakıtların ve/veya elektrikli sistemlerin kullanımı, yüksek işletme maliyetlerine ve çevre kirliliğine yol açmaktadır. Bu olumsuzlukları azaltmak için Balıkesir Üniversitesi yarı olimpik kapalı yüzme havuzunun ısıtma sistemine, 2013 yılında, 311 m2 kolektör alanına sahip güneş enerjili ısıtma sistemi ilave edilmiştir. Bu çalışmada, Balıkesir Üniversitesi yüzme havuzunun güneş enerjisi destekli ısıtma sisteminin termo-ekonomik analizi yapılmıştır. Havuz suyunun aylara göre ısıtma enerjisi ihtiyacı ve bu ihtiyacın güneş enerjisi sistemi ile karşılanma oranları teorik olarak hesaplanmıştır. Kolektörlerin aylara göre optimum eğim açısında yerleştirilmesinin sağlayacağı faydalar ortaya koyulmuştur. Hesaplamalarda kullanılan parametreler, mimari ve mekanik tesisat projeleriyle sistem bileşenlerine ait ürün kataloglarından elde edilmiştir. Çalışmada, enerji performans değerlendirmesinin yanında ısıtma sisteminin ekonomik analizi de yapılmıştır.
Elde edilen sonuçlar, havuz suyunun yıllık ısı kaybının toplam 868.615 kWh olduğunu ve bu kaybın 254.639 kWh'lik bölümünün güneş enerjisi sistemi ile karşılandığını göstermektedir. Meydana gelen ısı kayıplarının güneş enerjisi sistemi tarafından karşılanma oranları yıl içerisinde %4-85 arasında değişmektedir. 2013 yılında 260.000 TL'lik ilk yatırım maliyeti ile kurulan güneş enerjili ısıtma sistemi 488.450 TL parasal tasarruf sağlayıp, kendini 11,5 yılda amorti etmektedir. Çalışmada, ayrıca, güneş kolektörlerinin havuz suyunun ısıtılması ile birlikte havuz kullanıcıları için sıcak kullanım suyu üretmek yerine, yalnızca havuz suyunun ısıtılmasında kullanılmasının daha ekonomik olacağı teorik hesaplamalar sonucunda tespit edilmiştir.

Abstract:
The use of conventional fuels and/or electrical systems in swimming pool heating often leads to high operating costs and environmental pollution. To minimize these problems, in 2013, a solar energy system with a 311 m2 collector area was added to the heating system of the Balıkesir University semi-olympic indoor swimming pool. In this study, thermo-economic analysis of the solar energy assisted heating system of this pool was carried out. The monthly heat demands of the pool water and the supply ratios of these demands by solar energy were both determined theoretically. The benefits of the positioning of the collectors on the monthly optimum tilt angle were also investigated. The parameters used in the calculations were taken from the architectural and mechanical installation projects and the product catalogs of the system components. Besides the energetic performance evaluation, an economic analysis of the heating system was also performed.
The results show that a total of 868.615 kWh of annual heat loss occurs from the pool water and 254.639 kWh of this total is supplied by the solar energy system. The supply ratios of the heat losses by the solar energy system vary from 4 to 85% by month. The solar energy system which has a capital investment of 260.000 TRY in 2013 saves up to 488.450 TRY and has a payback period of 11,5 years. Besides, the use of solar collectors only for heating of the pool water is more economic than for supplying hot water for the pool.