Kafkas Üniversitesi sağlık araştırma ve uygulama hastanesi enerji ihtiyacının kojenerasyon ve trijenerasyon sistemi ile karşılanmasının incelenmesi
Investigation of energy requirements of Kafkas University health research and application hospital with cogeneration and trigeneration system
Yazar: OĞUZ OTHAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MUHAMMED ARSLAN OMAR
Kafkas Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Enerji = Energy ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Tek bir kaynaktan eş zamanlı olarak elektrik ve ısı enerjisi çıktısı veren kojenerasyon (CHP) ve bu sistemlere tahrikini ısıdan alan bir soğutucu eklenmesiyle soğutma çıktısı da verebilen trijenerasyon (CCHP) uygulamaları enerji performansı açısından gelecek için umut verici bir profil sergilemektedirler. Bu teknolojilerin enerji tasarrufu, çevresel etkileri ve ekonomik performansları enerji çevrelerinin ilgisini çekmektedir. Yüksek elektrik ve ısı ihtiyacı olan hastaneler kojenerasyon ve trijenerasyon sistemlerinin uygulanması için en uygun yerlerdir. Bu çalışmada Kars'ta bulunan 276 yataklı bir üniversite hastanesine kojenerasyon ve trijenerasyon sistemlerinin uygulanabilirliği araştırılmıştır. Elektrik ihtiyacının sürekliliği ve birim fiyatının yüksek olması nedeni ile hastanenin yıllık elektrik talebine göre motor seçimi yapılmıştır. Belirlenen elektrik çıktısına göre sistemin iki motorla yürütülmesinin hem motor verimi hem de sistem sürekliliği açısından daha yararlı olacağı düşünülerek tesisler iki motorlu olacak şekilde planlanmıştır. Her iki sistemin de çalışma planında elektrik ihtiyacının tamamını karşılayacak şekilde olması ve bu üretim sonucunda meydana gelen ısıtma ve soğutma çıktılarıyla hastanenin ihtiyacı olan ısının bir kısmının karşılanacağı düşünülmüştür. Sonuçta Kars iklim özelliklerine sahip olan bölgelerdeki hastanelere her iki sisteminde fayda sağlayacağı bulunmuştur. Kojenerasyon uygulamasının hayata geçirilecek olmasıyla yıllık 1.649.142 TL, trijenerasyon uygulamasıyla ise yıllık 1.661105 TL net kar edileceği bulunmuştur. Statik geri ödeme süresinin 2,41; dinamik geri ödeme süresinin 2,85 yıl olarak bulunduğu ve trijenerasyon sistemlerinin ilk yatırım maliyetlerinin daha yüksek olmasından dolayı hastaneye kojenerasyon tesislerinin daha da avantajlı olabileceği bulunmuştur.

Abstract:
Cogeneration (CHP), which simultaneously outputs electrical and heat energy from a single source, and trigeneration (CCHP) applications, which can also provide cooling output by adding a heat-driven cooler to these systems, show a promising profile for the future in terms of energy performance. The energy saving, environmental impact and economic performance of these technologies attract the attention of energy authorities. Hospitals with high electricity and heat needs are the most suitable places for the application of cogeneration and trigeneration systems.
In this study, the applicability of cogeneration and trigeneration systems to a university hospital with 276 beds in Kars was investigated. Due to the continuity of electricity need and the high unit price, the motor was selected according to the annual electricity demand of the hospital. Considering that running the system with two motors according to the determined electrical output would be more beneficial in terms of both motor efficiency and system continuity, the facilities were planned with two motors. It was thought that both systems should meet the entire electricity need in the work plan and some of the heat needed by the hospital will be met with the heating and cooling outputs resulting from this production. As a result, it has been found that both systems will benefit hospitals in regions such as Kars with climatic characteristics. It has been found that, with the implementation of the cogeneration application, 1.649.142 TL will be saved annually and 1.661.105 TL will be saved annually with the trigeneration application. Static payback period and dynamic payback period were calculated as 2,41 and 2,85 years, respectively. It has been found that cogeneration facilities to the hospital can be more advantageous due to the higher initial investment costs of trigeneration systems.