Binalarda kombine ısıtma sisteminin modellenmesi
Modelling of the combined heating systems in buildings
Yazar: AYÇA ESEN
Danışman: PROF. DR. FERİDUN ÖZGÜÇ
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Isı-Akışkan Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Enerji = Energy ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Güneş enerjisi = Solar energy ; Isı depolama = Heat storage ; Isı pompası = Heat pump ; Isıtma = Heating ; Isıtma sistemleri = Heating systems ; Toprak kaynaklı ısı pompası = Ground source heat pump

Özet:
Bu çalışmada İstanbul'da müstakil bir evin ısıtma ve sıcak su ihtiyacını karşılamak üzere, güneş enerjili, ısı pompalı ve kazanlı bir kombine sistem modellenmiştir. Devlet Meteoroloji İşleri Genel Müdürlüğü'nden alınan, saatlik dış hava sıcaklığı ve saatlik güneş ışınımı değerleri kullanılarak MATLAB programı ile hesaplamalar yapılmıştır. Bu program ile bazı sistemler değerlendirilip parametrik çalışma yapılmış ve sistemlerin performansları incelenmiştir. İstanbul'daki müstakil ev için net ısıtma enerjisi ihtiyacı Energyplus programı kullanılarak, kullanma sıcak suyu ihtiyacı ise DHW- calc programı ile saatlik olarak belirlenmiştir. Sistemi modellerken öncelikli olarak güneş enerjisi kullanılması öngörülmüştür. Karşılanamayan ihtiyaçların ise ısı pompası ve/veya kazan ile karşılanması durumunda ortaya çıkacak sistem performansı incelenmiştir. Kontrol sistemi için depolama tankı sıcaklığı baz alınarak depo sıcaklığı, gereken değerin altına düştüğünde yardımcı sistemler devreye girecek şekilde modelleme yapılmıştır. Ayrıca konutta güneş enerjisi, ısı pompası ve kazanın birlikte kombine olarak kullanılma durumu ile kazanın ve ısı pompasının tek başına kullanılması durumlarındaki yatırım ve işletme maliyetleri incelenerek karşılaştırmalar yapılmıştır. Kombine ısıtma sisteminin en verimli çalışan sistem olduğu sonucu ortaya çıkmıştır.

Abstract:
In this study, a combined system which includes solar powered heat pump with boiler has been modelled to meet the heating and hot water demand of a single family house in Istanbul. Calculations have been made by MATLAB software using the hourly reports of outside temperature and solar radiation which are taken form Turkish State Meteorological Service. With this program, some typical systems are investigated with parametric study. For the single family house in Istanbul, hourly demand of net heating energy was calculated by using Energyplus software and hourly need of hot water was calculated by using DHW-calc software. While modelling the system, use of solar energy was set to have priority in use. System performance was analyzed in case of the needs which are not meet by solar energy are supposed to meet by heat pump and/or boiler. The control system is based on the temperature of storage tank, so it has been modelled that when the temperature of the storage tank decreases, the auxiliary systems are set in. Moreover, comparison of investment and operational costs between solar powered heat pump with boiler and stand-alone heat pump or stand-alone boiler have been investigated and done. As a result, it has come out that the combined heating system is the most efficient system.