Bir alışveriş merkezi binasında kullanılan iklimlendirme sistemleri için potansiyel enerji etkin kullanım ve enerji geri kazanım yöntemlerinin incelenmesi
Investigation of potential energy-efficient use and energy recovery techniques for air conditioning systems used in a shopping mall building
Yazar: SEFA SUNGUR
Danışman: DOÇ. DR. DOĞAN ERDEMİR
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Enerji depolama = Energy storage ; Isı pompası = Heat pump ; Yeniden kazanma = Recycling

Özet:
Bu tez çalışmasında Ankara bulunan Atakule Alışveriş Merkezi'nin iklimlendirme sistemleri için kullanılabilecek potansiyel yöntemler termodinamik ve ekonomik açıdan değerlendirilmiştir. Halihazırda incelenen mahalde ısıtma ve soğutma sistemlerinde su kaynaklı ısı pompası kullanılmaktadır. Statik ısıtma ise doğalgaz yakıtlı kazanlarla sağlanmaktadır. Geleneksel cihazlar göz önünde bulundurulduğu zaman su kaynaklı ısı pompaları oldukça verimli cihazlardır. Bu tez çalışmasında, mahalde kullanılan bu cihazların daha verimli kullanmanın yolları araştırılmıştır. Bu kapsamda, soğutma sistemlerinin etkinliğini arttırmak için soğutma sistemlerine buzda enerji depolama ve taze hava sistemi için evaporatif soğutma entegre edilmiştir. Ayrıca, lavabo giderlerinde oluşan atık sıcak suyun geri kazanılması ve ısıtma sistemine dahil edilmiştir.
Yapılan termodinamik analizler sonucunda, buzda enerji depolama entegre soğutma sisteminin COP'si 4,26 olarak bulurken, su kaynaklı ısı pompasının COP değeri 3,62 olarak bulunmuştur. Buzda enerji depolama sistemin verimini %17 arttırmıştır. Buzda enerji depolama sistemi soğutma için kullanılan elektriğin maliyetinde %29,4 düşüş sağlamıştır. Sistemin amortisman süresi 4,2 yıl olarak hesaplanmıştır. 10 yılın sonunda ise 2,1 milyon TL'den fazla tasarruf sağlayacağı görülmüştür. Taze havanın soğutma yükünü azaltmak için kullanılan evaporatif soğutma yöntemi ise yıllık otuz bin TL'den fazla tasarruf sağlayacağı görülmüştür. Sağlanan tasarruf elektrik tüketim maliyetlerinde %6,8 azalma potansiyeli olduğunu göstermiştir. Buzda enerji depolama ve evaporatif soğutma birlikte kullanıldığı zaman toplamda elektrik maliyetlerinde %36,2 düşüş olacağı görülmüştür. Lavabo giderlerinde oluşan atık suyun ısısının geri kazanılması ve ısıtma sistemine dahil edilmesi durumunda yıllık 28 bin TL'lik bir tasarruf olacağı ve bunun ısıtma maliyetlerini %40 düşüreceği belirlenmiştir. Bu sistemin amortisman süresi 1,86 yıl olarak hesaplanmıştır.

Anahtar Kelimeler: Buzda enerji depolama, Evaporatif soğutma, Atık sudan ısı geri kazanımı, Isı pompası, Enerji etkin kullanım

Abstract:
A water source heat pump was used in the heating and cooling systems of Atakule AVM. Static heating is provided by boilers. Heat pumps are very efficient devices in terms of electricity consumption. Looking for ways to make these devices more efficient, we coupled energy storage in ice to rooftop devices and cooling the fresh air with evaporative method. In addition, we used the method of heating the mains water by using the heat of the waste water generated in the sink drains.
As a result of the thermodynamic analysis, the COP of the integrated cooling system with ice storage was found to be 4.30, while the COP value of the water source heat pump was found to be 3.20. Ice storage systems increased the efficiency by 10%. As a result of the studies, when the energy storage system in ice was used, there was a %29,4 reduction in the electricity bill. The amortization period is calculated as 4.2 years. Profit from electricity bills in 10 years has been calculated as TL 2.095970,553. When the fresh air cooling system with the evaporative method is used, the profit obtained in the electricity bill is calculated as 30490 TL per year. Resulting in a 6.8% reduction in the bill. When the combination of energy storage in ice and evaporative cooling of fresh air was used, there was a %36,2 reduction in the electricity bill. When the method of heating the mains water using the heat of the waste water generated in the sink expenses is used, the profit obtained is calculated as 28.000 TL per year, resulting in a 40% reduction in natural gas consumption. The amortization period is calculated as 1.86 years.

Keywords: Ice thermal energy storage, Evaporative cooling, Heat of waste water, Heat pump