Isıl konfor yönünden konvektif ısıtma sistemlerinin teorik ve deneysel araştırılması
Theoretical and experimental investigation of convective heating systems in terms of thermal comfort
Yazar: ASLI KÖKSOY
Danışman: DOÇ. DR. DOĞAN ERYENER
Trakya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Enerji = Energy

Özet:
Gelişen teknolojiler ve artan dünya nüfusu ile birlikte dünya üzerinde tüketilen enerji miktarı da artmaktadır. Binalar, enerji kullanımının en yoğun olduğu sektörlerden biridir. Bütün dünyada olduğu gibi Türkiye'de de binalarda ısıl konforu sağlamak üzere toplam enerjinin önemli bir bölümü ısıtma, soğutma, havalandırma ve aydınlatma amaçlı kullanılmaktadır. Günümüzde gelişmiş ülkelerde, sürdürülebilirlik amaçlanarak insan sağlığının ve doğal çevrenin her türlü kirlilikten korunmasına yönelik mevcut binalar iyileştirilmektedir. Yeni binalar da yeşil bina standartlarına uygun tasarlanmakta ve inşa edilmektedir. Türkiye'nin enerji açısından dış ülkelere bağımlılığı dikkate alınarak, binalardaki enerji ihtiyacının en etkin şekilde karşılanması ve gelecekteki enerji ihtiyacının belirlenebilmesi için Bina Enerji Performansı çalışmaları yapılmaktadır. Türkiye'de Enerji Verimliliği Kanunun kabul edilmesiyle, enerji verimliliğinin arttırılması ve çevrenin korunması amaçlı enerji performansı çalışmaları yapılmaktadır. Enerji performansı çalışmalarının odak noktası enerjinin verimli bir şekilde kullanımı olmaktadır. 
Tez çalışmasında, 2013-2014 yılları kış aylarında çok katlı ticari bir binanın konvektif ısıtma sistemi incelenmiş ve çalışma ofislerinin ısıl performansı tespit edilmiştir. Bina enerji performansının değerlendirilmesi için çalışma ofislerinden günlük-saatlik Bina Yönetim Sistemi üzerinden veriler elde edilmiştir. Ayrıca Meteoroloji İşleri Genel Müdürlüğü'nden binanın bulunduğu konuma ait iklim koşulları temin edilmiştir. Statik ve dinamik yöntemler kullanılarak yapılan analizlerde idari bina çalışma ofislerinin ısıtma enerjisi tüketimleri belirlenmiştir. Yapılan analizlerden elde edilen sonuçlar karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir.Bina enerji performansını etkileyen faktörleri belirlemek ve bu faktörlerin enerji performansı üzerine etkinlik derecesini araştırmak amaçlı istatistiki yöntemler kullanılmıştır. Ölçüm verileriyle hesaplanan ısı kaybı değerleri ile enerji performansını etkileyen parametreler arasındaki ilişkiler, regresyon çözümlemesi sonucunda denklemlerle açıklanmıştır.
Binaya ait konumdaki dış ortam iklim sıcaklığının edinilen bilgiler doğrultusunda 2013 yılı Şubat ayında ve 2014 yılı Ocak ayında en düşük ortalama değere ulaştığı belirlenmiştir.
2013 yılı Şubat ayındaki ortalama ısı kaybı değerleri karşılaştırıldığında klasik ısı kaybı ile yapılan hesaplamaların sonuçları, gerçek sonuçlardan %23.8 daha fazla olduğu tespit edilmiştir. Aynı ölçüm döneminde ısı kaybı değerleri karşılaştırıldığında simulasyon değerleri ile gerçek sonuçlar arasındaki fark %53 olarak belirlenmiştir.   
2014 yılı Ocak ayındaki ortalama ısı kaybı değerleri karşılaştırıldığında klasik ısı kaybı ile yapılan hesaplamaların sonuçları, gerçek sonuçlardan %30 daha fazla tespit edilmiştir. Aynı ölçüm döneminde ısı kaybı değerleri karşılaştırıldığında simulasyon değerleri ile gerçek sonuçlar arasındaki fark %33,68 olarak belirlenmiştir.   
 2013 yılı Şubat ayında simülasyon ile bulunulan sıcaklıklar, gerçek sıcaklıklardan % 7.52 daha fazla olmuştur. 2014 yılı Ocak ayında simülasyon ile bulunulan sıcaklıklar, gerçek sıcaklıklardan %3.46 daha fazla olmuştur.
Türkiye'de bir binanın oda bazlı uzun süreli izlemesinin bilinen ilk örneği tez çalışmasında yapılmıştır. Bina yönetim sistemleri, enerjinin verimli kullanımı ve enerji performansının arttırılması açılarından çok önemlidir. Simülasyon programları uygulamaya daha yakın sonuçlar vermektedir. Binaların fizibilite etüdü aşamasında, optimum sistem tasarımını belirlemek amacıyla simulasyon programlarını kullanmak uygulamaya yakın sonuçlar elde etmede faydalı olacaktır. Binalarda enerji kimlik belgelerinin gelecek yıllardaki performans değerlendirmeleri için regresyon analizi kullanılması bir yöntem olarak önerilebilir.

Abstract:
With the developing technologies and increasing world population, the amount of energy consumed in the world is also increasing. Buildings are one of the most energy-intensive sectors. As in the whole world, a significant part of total energy is used for heating, cooling, ventilation and lighting purposes in order to provide thermal comfort in buildings in Turkey. Today, existing buildings are being improved in developed countries to protect human health and natural environment from all kinds of pollution with the aim of sustainability. New buildings are also designed and built in accordance with green building standards. Considering in terms of Turkey's energy dependence on foreign countries Building Energy Performance Studies are carried out in order to compensate the energy needs of buildings effectively and determine the energy needs in future. With the adoption of the Law on Energy Efficiency in Turkey, increasing energy efficiency and protecting the environment for the energy performance of the work is done.  The focus of energy performance studies is the efficient use of energy. 
In the thesis study, the convective heating system of a multi-storey commercial building in the winter months of 2013-2014 was examined and the thermal performance of the offices was determined. In order to evaluate the building energy performance, daily-hourly data was obtained from the working offices through the Building Management System. In addition, the climatic conditions of the location of the building were obtained from the General Directorate of Meteorology. The heating energy consumption of the administrative building work offices was determined in the analyzes using static and dynamic methods. The results obtained from the analyzes were evaluated comparatively.
Statistical methods were used to determine the factors affecting building energy performance and to investigate the effectiveness of these factors on energy performance. Relationships between heat loss values calculated with measurement data and parameters affecting energy performance are explained with equations as a result of regression analysis.
It was determined that the outdoor climate temperature at the location of the building reached the lowest average value in February 2013 and January 2014, in line with the information obtained.
When the average heat loss values in February 2013 were compared, the results of the calculations made with classical heat loss were found to be %23.8 higher than the actual results. When the heat loss values were compared in the same measurement period, the difference between the simulation values and the actual results was determined as %53.
When the average heat loss values in January 2014 were compared, the results of the calculations made with classical heat loss were determined %30 more than the actual results. When the heat loss values were compared in the same measurement period, the difference between the simulation values and the actual results was determined as %33.68.
The simulated temperatures in February 2013 were %7.52 higher than the actual temperatures. The simulated temperatures in January 2014 were %3.46 higher than the actual temperatures.
The thesis study is the first known example of a building, room-based long-term monitoring in Turkey. Building management systems are very important in terms of efficient use of energy and increasing energy performance. Simulation programs give results closer to practice. Using simulation programs to determine the optimum system design during the feasibility study phase of the buildings will be useful in obtaining results close to the application. The use of regression analysis can be suggested as a method for evaluating the future performance of energy performance certificates in buildings.