Değişik iklim bölgelerindeki binaların performansının ekserjetik açıdan değerlendirilmesi
Exergetic analyses of buildings performance at different climates
Yazar: EVREN KARAKAŞLI
Danışman: DOÇ. DR. HAKAN F. ÖZTOP
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Teknik Eğitim = Technical Education

Özet:
Günümüzde hastane, alış veriş merkezleri, banka vb. binalarda merkezi ısıtma ve soğutma sistemleri yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Ancak, mevcut olan bu tip sistemlerin başta enerji giderleri ve bakım giderleri bir hayli fazla olmaktadır.Bu giderlerin azaltılması amacıyla çeşitli enerji sarfiyatını azaltıcı yöntemler araştırılmakta ve uygulanmaktadır. Bu yöntemlerden günümüzde en yaygın olarak bilineni ve uygulananı yalıtımdır. Ancak son zamanlarda yalıtımında tek başına bir çözüm olmadığı görülmüştür.Bu nedenle araştırmacılar tarafından yapılan yeni değerlendirmeler sonucu kayıp enerjinin azaltılması veya verilen enerjiden maksimum şekilde faydalanma yolarına gidilmiş ve yeni çözüm arayışlarına başvurulmuştur. Bu yöntemlerden biri de ekserji kavramıdır.Ekserji analizi, bir sistemin enerji analizinden farklıdır. Ekserji analizinin sonuçları, bir sistemdeki prosesin daha fazla iş yapabilme potansiyelini ortaya koyar. Bu yüzden, ekserji analizi, bu çalışmada ele alınan sistemlerinin analizinde önemli bir yöntemdir. Çünkü, bu analiz, mevcut sistemlerdeki verimsizlikleri azaltarak, daha verimli enerji sistemleri tasarlamanın mümkün olup olmayacağını açığa kavuşturacaktır.Bu çalışmada, Elazığ Hayat Damla Hastanesi'nin yılda yaklaşık 6795.6 kWh ısıtma enerjisine ihtiyaç duyan binanın bazı bölümlerinin mevcut bilinen ve yeni yöntemlerin yardımı ile enerji ve ekserji analizi yapılmıştır. Bu çalışmada ekserji ve enerji analizinin bir birinden farklı olduğu, yani ekserji kavramı ile enerji kavramının aynı olmadığı ve ekserjinin enerjiden dolayı ortaya çıktığı belirlenmiştir. Bu çalışma, yalıtım durumu iyi olan, 17 m2 lik taban alanlı ve 52 m3 hacimli göz polikliniği referans alınarak yapılmıştır. Göz polikliniği bütün binanın ısıtıldığı gibi doğalgaz kazan destekli vrf sistemi ile tavandan ısıtılmaktadır. Sistem termodinamiğin birinci ve ikinci yasasına göre göz polkiliniğinin ve hastane binasının farklı bölümlerinde bulunan odaların enerji ve ekserji analizi yapılmış, bununla birlikte farklı coğrafi şartların enerji ve ekserji miktarında ne gibi farklılıklar ortaya koyduğu belirlenmiş ve karşılaştırılmıştır. Yapılan enerji ve ekserji analizi sonucunda verim göz polikliniğinin enerji miktarı EW,fos = 267.97 W, ekserji miktarı Exü,fos = 1590.10 W olarak hesaplanmıştır.Türkiye iklim şartlarına göre dört ısı bölgesinin ayrı ayrı değerlendirmesi yapılmış, ayrıca mevcut kurulu sistemin ekserji analizi sonucunda ülkemizde ki diğer büyük kapasiteli binalar için de ne gibi tedbirler alınabileceği tartışılmıştır. Ekserji analizinin amacı, ekserji verimliğini belirlemek ve ekserji kayıplarının gerçek büyüklüğünü ve sebebini belirlemektir.

Abstract:
Today, central heating and cooling systems are widely used in hospitals, shopping centers, banks and so on. However, energy and maintenance costs of such systems are very high.In order to reduce these costs, a variety of methods are researched and these methods are being applied. The well know method of these thecniques is insulation. Recently, it is understood that the installation is not a unique solution among these. For this reason, the researchers made new assessments to reduce energy loss and research solutions, to utilize the maximum energy. One of these methods is the concept of exergy.Exergy Analysis is different from the energy analysis of a system. Exergy analysis results reveal the potential of the process for more work to do in a system. Therefore, the exergy analysis is an important method for the analysis of this system are taken into consideration. Because this analysis will reveal that it is possible to design more efficient energy systems or not able to possible by reducing inefficiencies in existing systems.In this study, energy and exergy analysis was conducted with the help of known and new methods in Elazığ Damla hospital where need approximately 6795.6 kWh heating energy per year in some parts of the building. Energy and exergy are not same consepts and exergy is occurred due to presence of energy. This study made by reference of the eye clinic where has 52 m3 17 m2 volume floor area and having in good insulation. Eye clinic is heated from the ceiling with natural gas boilers backed by VRF system such as whole building is heated. Energy and exergy analyzes have been made according to the first and second laws of thermodynamics in the eye clinic and rooms are located in different parts of the hospital building. However,different geographical conditions are revealed what kind of differences by the amount of energy and exergy, are determined and compared. As a result of the energy and exergy analysis of the eye clinic were calculated as the amount of energy is EW,fos = 267.97 W and the amount of exergy is Exü,fos = 1590.10 WAccording to climatic conditions of Turkey,four heat areas evaluation was conducted separately. Also exergy analysis of the system is currently installed in our country such as what measures can be taken for other large-capacity buildings are discussed. The purpose of exergy analysis is to determine exergy efficiency, actual amount of exergy losses and the causes of the losses.