Trombe duvarın ekonomik analizi
Economic analysis of trombe wall
Yazar: MURAT KÖSE
Danışman: DOÇ. DR. YUSUF ALİ KARA
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu çalışmada güneş enerjisinin oda ısıtılmasında kullanılması için daha önce yapılan bir deneysel çalışmanın ekonomik analizi yapılmıştır. İlgili çalışmada pasif bir güneş enerji sistemi kurmak için güneş enerjisini gizi ısı şeklinde depolayan yeni nesil bir trombe duvarı tasarlanmıştır. Duvarın bazı tasarım parametreleri ve yıllık ısı performansı deneysel olarak incelemek amacıyla bir deney odası yapılmıştır. Odanın güney duvarı şeffaf yalıtımlı faz değiştiren madde (FDM) içeren trombe duvar şeklinde tasarlanmıştır. Duvar içeriden dışarıya doğru yalıtım, tuğla, FDM katılmış sıva hava boşluğu ve özel tasarlanmış şeffaf yalıtım ünitesinden oluşmaktadır. TS-825'e göre inşa edilen odanın güney duvarı sağda ve solda iki bölme, ortada aydınlatma penceresi şeklinde yapılmıştır. Birinci bölmede Rubitherm GR41, ikinci bölmede Rubitherm GR35 FDM kullanılmıştır.Bir enerji sisteminde verimliliğin yanında diğer önemli, kıstas da ekonomikliktir. Hangi sistemin seçileceği iyi bir ekonomik analiz yapılarak belirlenir. Bu çalışmada ekonomik analizlerde yaygın olarak kullanılan geri ödeme süresi metodu kullanılmıştır. Trombe duvarının deney odası sistemine getirdiği ek maliyeti hesaplanmıştır. Trombe duvardan elde edilen faydalı enerjiye göre deney odası sisteminin geri ödeme süresi hesaplanmıştır. Bölmelerde depolanan ısıl enerji oda ısı ihtiyacını tamamını karşılayamadığından, gerekli olan ilave ısı farklı yakıtlardan karşılanmıştır. Buna göre maliyetler bulunarak, uygun yakıt tipi belirlenmiştir. Gerekli olan ilave ısının doğalgaz ve kömürden sağlanmasının daha ekonomik olduğu görülmüştür. Çevresel sorunlar ve doğal gazın kullanımındaki yaygınlaşma göz önüne alındığında ilave ısının doğalgazdan sağlanması daha avantajlı ve ekonomik olacağı vurgulanmıştır.

Abstract:
In this research, the economic analysis of former experimental study is examined to use solar energy in order to heat buildings. In the related study, a new trombe wall is designed which stores solar energy as latent heat in order to set up a passive solar heating system. A test room is built so that certain design parameters of the wall and annual heat performances can be examined in an experimental way. The south wall of the room which consists of Transparent Insulation Materials (TIM) is designed as a trombe wall having Phase Change Material (PCM). The PCM wall made of, from inside to outside, insulation, brick, plaster in which encapsulated PCM is buried, air gap and novel designed Transparent Insulation Materials (TIM). The south wall of the room designed according to TS-825 (Turkish Standards) is built as two separate segments on the right and the left, and an illumination window in the middle. Rubitherm GR41 was used in the first segment and Rubitherm GR35 in the second.An important criterion in an energy system is not only performance but also economy. Which system to be chosen is determined after a good economic analysis. In this study, period of redemption which is commonly used in economic analyses is taken into consideration. The additional cost of trombe wall to the test room is calculated. The period of redemption of the test room is calculated in terms of energy benefit of PCM wall. Due to the fact that the latent heat stored in the segments cannot meet the heat requirement of the room, the additional required heat is provided by different types of fuel. The suitable type of fuel is determined according to costs calculated. It is concluded that it would be more economical to use coal and natural gas as a source of the additional required heat. When the proliferation of the environmental problems and the usage of natural gas is taken into consideration, it is emphasized that it would be more economic to use natural gas as a source of the additional required heat.