Fırın enerji tüketiminin iyileştirilmesi için simülasyon programının geliştirilmesi ve doğrulanması
Improvement of simulation program for high efficiency of domestic oven energy consumption and verification of simulation program
Yazar: AZİZ ÇELİK
Danışman: PROF. DR. SEYHAN ONBAŞIOĞLU
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Isı-Akışkan Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Deney tasarımı = Experimental design ; Elektrikli fırın = Electric furnace ; Enerji bilançosu = Energy audit ; Isı yalıtımı = Heat insulation ; Isı ışınımı = Heat radiation ; Işınım =   ; Nümerik analiz =   ; Termal verimlilik = Thermal efficiency ; Yüzey ışınım = Surface emitting ; İki boyutlu modelleme = Two dimensional modelling

Özet:
Günümüzde teknolojinin gelişmesi hızlanmaktadır, gelişen teknoloji ile birlikte günlük işlerimizi daha kolay hale getirecek ürünlerde piyasaya sürülmektedir. Bu ürünlerin teknik özellikleri de yeni teknolojiler ile birlikte gelişmektedir. Son kullanıcı tarafından yeni özellikler dikkate alınsa da aynı zamanda ürünlerin tükettikleri enerji de önemli görülmektedir. Oluşturulan tasarruf ve enerji verimliliği bilinci son zamanlarda daha çok düşük enerji tüketen ürünlerin piyasaya sürülmesi ihtiyacını doğurmuştur. Aynı zamanda gerek Avrupa Birliği yasaları gerekse sivil toplum örgütlerinin çalışmaları ile birlikte üreticiler üzerinde de ürünlerin enerji verimli hale getirilmesinde pozitif güç oluşturmaktadır. Enerji verimliliğinin artırılması başlığı altında gerçekleştirilen çalışmalar, enerji verimliliğinin etkili olduğu sistemlerde yenilikçi fikirlerin, uygulamaların ve optimizasyonların geliştirilmesi zorunluluğunu doğurmaktadır.
Bu yüksek lisans tez çalışmasında ev tipi fırınlarda enerji verimliliğini arttırmak için parametreler belirlenmiştir. Bu parametrelerin enerji tüketimine etkisi deneysel çalışmalarla araştırılmıştır. Kurumsal bir yazılım olan fırın simülasyon programı ile deneysel çalışmalar karşılaştırılmıştır. Fırın simülasyon programındaki mevcut modüllerde geliştirme amaçlı çalışmalar yürütülmüştür.
Tez çalışması yedi ana bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde çalışmaya başlama nedenleri, çalışmaların bitiminde hedeflenen sonuçlar, çalışmalarda izlenilen yöntem ve problemin kısıtları genel hatlarıyla açıklanmıştır.
İkinci bölümde, söz konusu konu ile ilgili olarak gerçekleştirilen literatür araştırmaları ve çalışmanın literatüre katkısı gösterilmektedir. Yapılan literatür araştırması sonucunda daha önce yapılan çalışmaların çoğunlukla fırın enerji tüketimine etki eden parametreler ayrı ayrı olacak şekilde araştırılmıştır. Literatürde yer alan sayısal analiz çalışmalarında da tez çalışması kapsamında kullanılan simülasyona rastlanılmamıştır.
Üçüncü bölümde fırın enerji tüketiminin tespit edilme yöntemi tarif edilmiştir. Enerji tüketiminin doğru ölçülmesi için gerekli kısıtlar anlatılmış ve standartta yer alan gerekli bilgiler aktarılmıştır.  
Dördüncü bölümde, tez çalışmasında kullanılan kurumsal bir yazılım olan fırın simülasyon programı tanıtılmıştır. Bu bölümde programın çalışma prensipleri anlatılmış ve kullanıcı arayüzü tariflenmiştir.
Beşinci bölümde bu yüksek lisans çalışması çerçevesinde gerçekleştirilmiş deneysel çalışmalar yer almaktadır. Bu bölümde, test parametreleri ve parametrelere ait değerler yer almakta, bu parametrelerin enerji tüketimine etkisi belirlenmiştir.
Altıncı bölümde, kurumsal bir yazılım olan fırın simülasyon programının geliştirilen modülleri anlatılmıştır ve arka planındaki matematiksel modeller aktarılmıştır.
Yedinci ve son bölümde sonuçlar ve değerlendirmeler yer almaktadır.

Abstract:
Development of technology is accelerating in todays. Product that makes easy our routine job is presented the market with developed technology. These products' technical specification is also developed with new technology. End user is considering both new technical specification and energy consumption of the product in the market. The generated energy saving and energy efficiency awareness is needed to arise recently low energy consumption products in the market. On the other hand, both Europian Union Law and civil society is working at the same purpose for decreasing of energy demand. So producers have to presented to the market energy efficient product with these positive pressure. Producers' research and development activities are focused to producing energy efficient product with new technology, innovative idea.
In this study, for increasing the efficiency of domestic oven, the effective parameters were specified. The effects of these parameters on energy consumption were investigated by experimental studies. The experimental studies test results were compared with the corporate software "Domestic Oven Simulation Program". Development activities of existing modules in Oven Simulation Program were conducted.
This thesis study is composed of seven main chapters. In chapter one, motivation and aim of this study were explained in general terms as an introduction.
In the second chapter, literature researches about thesis were outlined. As a result of this research were presented. After the literature research, it was noticed that, the research is generally represents the parameters that effects on energy consumption of domestic built-in oven separately. Furthermore, the oven simulation studied in this thesis was not observed in numerical analysis studies in literature.
In the third chapter, the method used for determining the energy consumption of oven is described step by step. Required criteria for correct measurement of energy consumption was discussed and required information contained in the standard were shared. 
In the fourth chapter, the corporate software "Domestic Oven Simulation Program" was introduced. In this chapter, an operation principle of the software was described and user interface was characterized.
In chapter five, experiments were done within this thesis were described. In this chapter, test parameters and values of these parameters were shown. The effects of these parameters on energy consumption were defined.
In the sixth chapter, improved modules of corporate software "Domestic Oven Simulation Program" were discussed and mathematical models running behind the software were shared.
In the final chapter, results of this study have been evaluated and suggestions have been proposed.