Gaz yakıcı cihazlardaki atık ısı enerjisinin elektrik enerjisine dönüştürülmesi
Conversion of the waste heat energy in hermetic gas burner to electricity
Yazar: KORAY GÖKTEKİN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ HALİL İBRAHİM VARİYENLİ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Enerji = Energy ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Düşük sıcaklık = Low temprature ; Enerji geri kazanımı = Energy recovery ; Enerji verimliliği = Energy efficiency ; Hermetik kombi = Hermetic boiler ; Isı enerjisi = Heat energy ; Kat kaloriferi = Domestic heater ; Likit doğal gaz =   ; Yenilenebilir enerji kaynakları = Renewable energy resources ; Yüksek sıcaklık = High temperature ; Çevre dostu ürünler = Eco-sensivite products

Özet:
Bu çalışmada, hermetik kombilerin bacasından atmosfere atılan ısı enerjisinden faydalanarak termoelektrik jeneratörler ile elektrik enerjisi üreten ve ürettiği enerji ile kombilerin enerji ihtiyacını karşılamayı amaçlayan Termoelektrik Baca Sistemi (TBS) tasarlanarak imalatı yapılmıştır. TBS ile yazın kullanım sıcak suyu konumunda, kışın ise hem kalorifer hem de kullanım sıcak suyu konumunda deneyler yapılmıştır. Kalorifer konumunda deneyler, -20 °C ile +20 °C dış hava sıcaklıkları arasında kalorifer suyu sıcaklığı 35 °C ile 85 °C arasında 5 °C aralıklarla değiştirilerek yapılmıştır. Kullanım suyu konumundaki deneyler, dış hava sıcaklığı -20 °C ile 35 °C ve kullanım suyu sıcaklığı ise 35 °C ile 65 °C arasında 5 °C aralıklarla değiştirilerek yapılmıştır. Kışın kalorifer konumunda yapılan deneylerde; minimum güç dış hava sıcaklığı 15 °C'de ve kalorifer suyu sıcaklığı 35 °C'de 51,98 W, maksimum güç ise dış hava sıcaklığı -15 °C'de ve kalorifer suyu sıcaklığı 85 °C'de 181,1 W degerinde ölçülmüştür. Kışın kullanım suyu konumunda yapılan deneylerde; minimum güç dış hava sıcaklığı 15 °C ve kullanım suyu sıcaklığı 35 °C'de 73,28 W, maksimum güç ise dış hava sıcaklığı -15 °C ve kullanım suyu sıcaklığı 65 °C'de 184,63 W değerinde ölçülmüştür. Yazın kullanım suyu konumunda yapılan deneylerde; minimum güç dış hava sıcaklığı 30 °C ve kullanım suyu sıcaklığı 35 °C'de iken 42,77 W, maksimum güç dış hava sıcaklığı 15 °C ve kullanım suyu sıcaklığı 65 °C'de iken 154,44 W ölçülmüştür. Yapılan deneysel çalışmada, TBS kullanılarak hermetik kombinin ömrü boyunca ortalama 3381,32 kW elektrik enerjisi üreteceğine ve 2769,3 kg CO2 salınımı engelleyebileceği sonucuna varılmıştır. Dış hava sıcaklığının azalması, kalorifer ve kullanım suyu sıcaklığının artmasına bağlı olarak atık gaz sıcaklığının yükselmesi ile atık ısıdan elde edilen güç miktarının arttığı gözlemlenmiştir.

Abstract:
In this study, a Thermoelectric Chimney System (TCS) which aims to generate electricity with thermoelectric generators by utilizing heat energy drawn from the bottom of the hermetic combi boiler and to meet the energy requirement of the energy produced by the thermoelectric generators, was designed and manufactured. Experiments were carried out with TCS in the position of using hot water for summer and in the position of hot water for both heating and use in winter. Experiments in the heater position were carried out by changing the temperature of the heating water between 35°C and 85 ° C at 5°C intervals between -20°C and 20°C outside temperatures. Experiments in the use water condition were carried out by changing the outside air temperature from -20°C to 35°C and the use water temperature from 35 ° C to 65°C at 5°C intervals. In the experiments carried out in the winter heating condition; minimum power outside temperature of 15°C and heating water temperature of 51°C at 35°C, maximum power at outside temperature of -15°C and heating water temperature of 18°C at 85°C were measured. Experiments carried out in the use water condition in winter; minimum power outside temperature of 15°C and operating water temperature of 35°C at 73.28 W and maximum power of 184.63 W at -15°C outside temperature and 65°C use water temperature. Experiments carried out in summer position water use; the minimum power was measured as 42.77 W at outdoor temperature of 30°C and the service water temperature of 35°C, while the maximum power was measured as 154.44 W at outdoor temperature of 15 ° C and the service water temperature of 65 ° C. In the experimental work, using TCS, the hermetic combi boiler produced an average of 3381.32 kW of electricity over its lifetime and 2769.3 kg of CO2 could be prevented from oscillating. The increase in the waste gas temperature and the increase in the amount of power obtained from the waste heat due to the decrease of the outside air temperature and the increase of the temperature of the heating and use water was obtained.