Deniz suyu kaynaklı ısı pompası sisteminin termodinamik analizi: Bir otel uygulaması
Thermodynamic analysis of seawater sourced heat pump system: A hotel application
Yazar: ÖMER SAÇKAN
Danışman: DOÇ. DR. ALİ KEÇEBAŞ
Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Enerji = Energy ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Dünya'daki fosil kaynaklı enerjilerin çeşitliliğinin ve miktarının bir gün bitecek olması ve ayrıca çevreye olumsuz etkileri nedeniyle yenilenebilir enerji kaynaklarına ilgi artmaktadır. Özellikle yenilenebilir enerji kaynaklarından olan deniz suyu için. Deniz suyu; elektrik üretimi, ısıtma, soğutma ve damıtma proseslerinde temiz, bol, güvenli ve sürdürülebilir bir enerji kaynağıdır. Şöyle ki deniz suyu çeşitli çevrimlerdeki birçok güç santralin soğutulmasında, düşük sıcaklıklı ısı pompası uygulamalarında mahal ısıtma ve soğutmasında ve deniz suyundan içme suyu eldesin de çoğunlukla kullanılmaktadır. Deniz kıyısı olan şehirlerinde mahal soğutması ve ısıtmasını başarmak için deniz suyu enerjisinin değerlendirilmesi deniz suyu kaynaklı ısı pompası sistemi tarafından gerçekleştiren bir mükemmel teknolojidir. Böylece bu sistemler geleneksel soğutma ve ısıtmanın yerini alarak binaların enerji tüketimini ve CO2 emisyonlarını düşürebilecektir. Bu çalışmada Antalya'nın Alanya ilçesinde bulunan Asia Beach Resort Spa Otel' de kurulu deniz suyu kaynaklı ısı pompası sistemi incelenmiştir. Kurulu bu sistem 14.000 m2'lik mekana sahip otelin mekanların ve bir yatak odanın soğutmasını tam yükte 1 saatlik işletilmiştir. Böylece sistem ekipmanlardaki tersinmezliklerı ve termodinamik performası değerlendirmek için Termodinamik 2. Kanuna göre ekserji analizi yapılmıştır. Çalışma sonuçları göstermiştir ki systemin ekserji verimi %66,5 olarak belirlenmiştir. En yüksek enerji yıkımına sahip ekipman 10,57 kW ile deniz suyu eşanjörüdür. Daha sonra ise onu bernoulli filtre 6,358 kW ile takip etmektedir. Bir başka yönden soğutma bölgeleri arasında en fazla ekserji yıkımı 5. Bölgede meydana gelmiştir. Sistem ekipmanların arasında en yüksek tersinmezlik deniz suyu ısı eşanjöründe (IE) oluşurken bunu Bernoulli filtre (BF) takip etmektedir. Tersinmezliklerin nedeni ise BF'de deniz suyu ile birlikte gelebilecek yabancı maddeler (ot, mil, midye, vb.) kaynaklanan tıkanmalar ve IE'de ise, soğutma suyu arasındaki yüksek sıcaklık farkı yanı sıra basınç düşümünden kaynaklanmaktadır.

Abstract:
There is increasing interest in renewable energy sources because of the limited diversity and amount of fossil-sourced energies in the world and the adverse effects on the environment. Especially, for sea water from renewable energy sources. Sea water is a clean, abundant, safe and sustainable energy source in electricity generation, heating, cooling and distillation processes. That is, sea water is mostly used in the cooling of many power plants in various cycles, space heating and cooling of the places in low temperature heat pump applications, and drinking water from sea water. In coastal cities, the evaluation of seawater energy to achieve space cooling and heating is an excellent technology carried out by the sea water heat pump system. Thus, these systems can reduce the energy consumption and CO2 emissions of buildings by taking the place of conventional cooling and heating. In this study, sea water source heat pump system installed at Asia Beach Resort Spa Hotel in Alanya/Antalya is examined. For this purpose, the hotel has an area of 14.000 m2 and this system has been operated for 1 hour at full load of cooling the rooms and a bedroom. Thus, to analyse the irreversibilities and thermodynamic performance of the system components, an exergy analysis is performed according to 2nd Law of Thermodynamics. The results of the study show that the exergy efficiency of the system is 66.5%. The component with the highest energy destruction rate is the sea water heat exchanger with 10.57 kW. It is followed by a Bernoulli filter with 6.358 kW. Among other zones, the most destruction rate of the exergy has occurred in the 5th colony. The highest irreversibility among the system components is the sea water heat exchanger (HEX) and followed by the Bernoulli filter (BF). The reason for the irreversibility is due to the obstructions due to foreign matter (grass, shaft, mussel, etc.) that may come along with sea water in the BF and the high temperature difference between the refrigerant and the cooling water in the HP evaporator, as well as the pressure drop in the HEX.