15 büyükşehir için ısıtma sezonundaki her ay ve sezonluk serbest ısıtma hesaplamaları için farklı bir yöntemin araştırılması
Investigation of a different method for each month and seasonal free heating calculations of 15 metropolises in the heating season
Yazar: ERDEM YAŞAR
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA ALİ ERGÜN ERTÜRK
Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Kapalı hacimlerin ısıtma amaçlı enerji ihtiyacının ağırlıklı olarak fosil yakıtlardan karşılanması hem bu kaynak rezervlerinin sürekli olarak azalmasına hem de dünyanın küresel ısınmasını  sürekli olarak artırmaktadır. Bu durum fosil türü yakıtların yakın gelecekte sürdürülülebilir olmaktan çıkarılmasına neden olacaktır. Sürekli olarak kapalı hacimlerin artma eğiliminde olması,  ısıtma amaçlı enerji kullanımıyla ilgili devletlerin bir takım çalışmalar yapmasını zorunlu hale getirmiştir. Binalarda kullanılan toplam enerji ihtiyacı ağırlıklı olarak kış sezonu boyunca mahallerin ısıtılması için harcanmaktadır. Konfor şartlarını bozmadan ısıtma amaçlı enerji ihtiyacının azaltmada dış duvar, kolon, kirişlerde yalıtım yapılması ve pencerelerde çift cam uygulaması enerji tüketimini önemli ölçüde azalmasına neden olmaktadır. Isıtma amaçlı enerji ihtiyacını azaltmak için literatürde fazla rastlanmayan serbest  ısıtma (free heating) sistemidir. Bu sistemde, dış hava sıcaklığı iç ortam referans sıcaklığının (20C) üzerine çıktığı saatlerde ısıtma sistemleri(tam havalı iklimlendirme sistemleri) dış ortamdan alınan taze havayı ısıtma bataryalarını bypas ederek doğrudan mahal içerine göndererek mahalin enerji ihtiyacını karşılamaktadır. Bu sistemin projelendirme aşamasında yapılabilmesi için ısıtma sezonundaki tüm ayların her biri için 24 saatlik güvenilir dış hava sıcaklık dağılımlarının görülme sıklığı önemli parametre oluşturmaktadır. Bu çalışmada visual basic tabanlı yazılan 6 farklı bilgisayar programı kullanılmıştır. Bu yazılım sonuçları analiz edilerek  15 büyükşehir için ısıtma dönemindeki herhangi bir ayın herhangi bir saatinde, herhangi iki zaman dilimi arasında sezondaki her ay, sezonluk serbest ısıtma derece saat  hesaplamaları  literatüre kazandırılmıştır. Hesaplama ve analiz sonuçlarına göre; sezonluk SIDSD'nin sezonluk IDSD'ne göre oranı büyükten küçüğe sırasıyla %  43,080 Adana, % 30,337 Şanlıurfa, %24,685 Antalya, %19,691 Kahramanmaraş, % 9,784 Aydın,  Denizli %9,106,  Diyarbakır 7,4,  Balıkesir %5,969, Mardin %5,183, Muğla   %5,075, Bursa %4,93, Trabzon % 4,547, Malatya % 4,256, Ankara % 3,633, Konya % 3,521, İstanbul % 2,46 olacağı,  en fazla SIDSD'nin 15 büyükşehir içinde nisan ayında olacağı,  Adana ve Şanlıurfa illerinde nisan ayı SIDSD IDSD'ne göre oranı  sırasıyla %192,75 ve %185,326 olacağı ortaya konulmuştur. Adana ve Şanlıurfada'ki bu durum saat 12:00-14:00 saatleri arasında dış hava sıcaklığının 20 C'nin çok üzerinde olmasından kaynaklanmaktadır. Bu iki ilde nisan ayının saat 13:00-15:00 arasında soğutma ihtiyacı olacağı dikkat çekmektedir.

Abstract:
Meeting the energy needs of closed spaces for heating purposes predominantly from fossil fuels causes both the continuous decrease in the reserves of these resources and the global warming of the world to increase continuously. This situation will cause fossil fuels to cease to be sustainable in the near future. The fact that closed volumes tend to increase continuously has made it necessary for governments to carry out a number of studies on energy use for heating purposes. The total energy requirement used in buildings is mainly spent for heating the spaces during the winter season. Insulation of exterior walls, columns, beams and double glazing of windows can significantly reduce energy consumption in order to reduce the energy requirement for heating without disturbing the comfort conditions. In order to reduce the energy requirement for heating purposes, free heating system, which is not much encountered in the literature, is used. In this system, when the outdoor air temperature rises above the indoor reference temperature (20C), heating systems (full air conditioning systems) bypass the heating coils and send the fresh air taken from the outdoor environment directly into the space to meet the energy needs of the space. In order to design this system, the frequency of reliable outdoor air temperature distributions for 24 hours for each month of the heating season is an important parameter. In this study, 6 different computer programs written in visual basic were used. By analyzing the results of this software, seasonal free heating degree hour calculations for 15 metropolitan cities at any hour of any month in the heating period, every month in the season between any two time periods, have been brought to the literature. According to the calculation and analysis results; The ratios of seasonal SIDSD to seasonal IDSD are, from largest to smallest, 43.080% Adana, 30.337% Şanlıurfa, 24.685% Antalya, 19.691% Kahramanmaraş, 9.784% Aydın, Denizli 9.106%, Diyarbakır 7.4%, Balıkesir 5.969%, Mardin 5.183%, Muğla 5.075%, Bursa 4.93%, Trabzon 4%, 547%, Malatya 4,256%, Ankara 3,633%, Konya 3,521%, Istanbul 2,46%, the highest SIDSD among the 15 metropolitan cities will be in April, and the ratio of April SIDSD to IDSD in Adana and Şanlıurfa will be 192.75% and 185.326% respectively. This situation in Adana and Şanlıurfa is due to the fact that the outside air temperature is well above 20 C between 12:00-14:00 hours. It is noteworthy that these two provinces will need cooling between 13:00-15:00 in April.