Bina ısıtma-soğutmasında otomasyon sistemlerinin konfor ve enerji verimliği yönünden incelenmesi
Analyzing automation systems which is used for heating-cooling the buldings, in terms of comfort and energy efficiency
Yazar: SEYHAN ÖZKAN
Danışman: DOÇ. DR. SEMİHA ÖZTUNA
Trakya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, farklı kullanım alanına sahip binalar ele alınarak, bu yapılarda enerji izleme ve yönetim amaçlı olarak kullanılan otomatik kontrol (otomasyon) sistemleri incelenmiştir.Yapılardaki kullanım amacından kaynaklanan farklılıkların ısıtma-soğutma, aydınlatma, güvenlik sistemlerine etkileri ele alınıp, maliyet, enerji verimliliği, konfor bakımından karşılaştırmalar yapılmıştır.Ülkemizde sıklıkla rastlanan 5 farklı yapı örneği incelenmiştir.İlk olarak ele alınan Avm binasında zamana bağlı senaryolama ve yoğunluk kontrolü ile sadece ısıtma-soğutmada % 22 enerji tasarruf oranı oluşmuştur.Bu tasarruf sayesinde yaklaşık 36 ayda otomasyonun amortismanı sağlanmaktadır.İkinci olarak Otel incelenmiştir. Otel örneğinde kartlı varlık otomasyonu uygulanmıştır ve sadece ısıtma-soğutma sisteminde ortalama % 25 enerji tasarruf oranı ile birlikte yaklaşık 45 ayda amortisman öngörülmüştür. Ardından Ameliyathane örneği üzerinde durulmuştur.Amelitahanede ise kesintisiz, hassas ve hijyenik iklimlendirme, aydınlatma ön plandadır.Otomasyon ile ortalama %24 enerji tasarruf oranı sağlanmıştır ve 47 aylık bir amortisman süresi vardır. Bir diğer incelenen yapıda Kongre Merkezidir.Kamu binalarına kullanım zamanlaması olarak örnek olabilecek yapıda, geri dönüş suyu sıcaklığı kontrolü ve senaryolama ile esnek kullanım sayesinde ortalama % 25 enerji tasarruf oranı, 62 aylık amortisman süresi hesaplanmıştır. Son olarak ülkemiz insanının % 70'sinden daha fazlasının yaşadığı modern betonarme müstakil konutlarda kullanılan otomasyon sistemi ele alınmıştır.Diğerlerine kıyasla daha detaylı incelenen yapıda, ortalama % 23 enerji tasarruf oranı ile sadece ısıtma ve soğutmada otomasyonu uygulandığında yıllık 3150 m^3 dogalgaz, 2103 kw elektrik enerjisi tasarrufu sağlayarak 68 ayda, sadece aydınlatmada otomasyon ile yıllık 158 kw elektrik enerjisi tasarrufu sağlayarak 109 ayda kendi maliyetlerini sübvanse etmektedir.Söz konusu 2 sistem birlikte kullanıldığında ise 82 ayda maliyetlerini sübvanse etmektedir. Ayrıca bina otomasyon sistemlerinin kapsam ve özelliklerinin seçiminde dikkatli ve özenli davranılması gerektiği vurgulanmıştır. Eğer gereken özen gösterilmezse yüksek maliyetlere düşük verimli sistemler kurulur.Çalışmada iki husus amaçlanmıştır. Birincisi kullanımdan kaynaklanan farkların otomasyon sistemlerine olan etkilerini açıklayarak, incelenen 5 farklı yapı örneğindeki kendine özgü sistemleri karşılaştırmak. İkincisi ise verimli bir bina otomasyon sistemi kurmak için sistemin seçim ve kurulum aşamasında dikkat edilmesi gerekenlerin belirtilmesidir.

Abstract:
In this study, automatic control systems used for the purpose of energy monitoring and management were analyzed for different type of buildings. Differences in the structures of building due to the aim of their usage were investigated by considering the effects of heating -cooling, lighting and security systems, and comparisons were made in terms of cost, energy efficiency and comfort.5 different building types were investigated in this study. The first building type analyzed is a mall. A 22% saving in energy was obtained in heating-cooling with the usage only of time-dependent programming and population density control. With this saving, the amortization time is approximately 36 months. Secondly, a hotel is analyzed. In this case, a card automation is applied. The results show that a 25% energy saving is obtained. The amortization time in this case is found to be 45 months. Then, a surgery room is handled. Sustained hygienic air-conditioning and lighting are important at the surgery rooms. With the automation, a 24% energy saving is obtained. Amortization time is approximately 47 months. The other building type analyzed is convention center. This can be thought as an example of state buildings. During the day, with regard to energy usage time in the structures similar to state buildings (courts, ministerial buildings etc.). With the control of water temperature and time programming, an approximately 25% energy consumption can be obtained. The amortization time in this case is 62 months. Lastly, automation systems are used on modern reinforced concrete buildings, in which the 70% of country population lives. The results show that a 23% energy saving is obtained when only heating-cooling automation is used, saving annually 3150 m^3 natural gas and 2103 kw electricity. The amortization time is 68 months. With only lighting automation, an annual 158 kw electricity saving is provided. In this case amortization time is 109 months. The results of this study also show that the attention should be given to the selection of the properties and range of the building automation systems. If the necessary care is not given, it can be encountered with high cost systems with low energy consumptions.There are two aims of this study. First one is to explain the effects of differences of buildings considered in this study on automation systems. Second one is the specification of the points that must be taken into consideration in the selections and establishments of an effective building automation system.