Geri Dön

Binaların ısıtılmasında kullanılan sistemlerin ekserjetik ve eksergoekonomik analiz yöntemleriyle kıyaslanması

Comparison of systems in heating buildings using exergetic and exergoeconomic analysis methods

PDF İndir

  1. Tez No: 342696
  2. Yazar: CEM TAHSİN YÜCER
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ARİF HEPBAŞLI
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Enerji, Makine Mühendisliği, Energy, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Enerji, ekserji, eksergoekonomik, ısıtma sistemi, bina, kazan, boyler, ısı değiştirici, radyatör, fan-coil ve ekserjetik maliyet etkinliği
  7. Yıl: 2013
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Ege Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 113

Özet

Bu tez kapsamında enerji kullanımı, verim, ekonomiklik ve sürdürülebilirlik gibi kavramlarının incelendiği dört çalışma yürütülmüştür. Her çalışmada farklı bir ısıtma sistemi (IS) ele alınmıştır. Bu çalışmalardan birincisi; bir binanın ısıtma ihtiyacının ekserji yöntemiyle analizini ve bazı ısıtma sistemi ekipmanlarının ekserji analizini, ikincisi; hem binanın ısıtma sisteminin ekserji analizini hem de ısıtma sistemindeki bazı ekipmanların eksergoekonomik analizini, üçüncüsü; ısıtma sistemini oluşturan bileşenlerin eksergoekonomik analizinin yanı sıra ekipman maliyetleri ile ekserji yıkımları arasındaki ilişkiyi ve dördüncüsü ise; ısıtma sisteminin bileşenlerinin ekserji analizi sonucu elde edilen verilerin eksergoekonomik analiz ile değerlendirilmesini içermiştir. Bina IS bileşenleri enerji ve ekserji analizi yöntemleriyle incelenmiş, tüm sistemin ekserji verimleri hesaplanmıştır. Dört IS?nin ekserji verimleri sırasıyla, % 2,7, % 2,68, % 3,18 ve % 3,46 olarak bulunmuştur. IS 1?de düşük ekserji (lowex) analizine ek olarak ısı merkezindeki sıcak su kazanına ve ısıtıcı sistemi ekipmanı olan fan-coil birimine detaylı ekserji analizi uygulanmıştır. Sıcak su kazanı ve fan-coil biriminin ekserji verimleri % 13,4 ve % 37,6 bulunmuştur. IS 2?de düşük ekserji analizinin yanı sıra, ısı merkezindeki sıcak su kazanı ve su ısıtıcısına (boyler) ekserjetik ve eksergoekonomik analizler uygulanmıştır. Sıcak su kazanı ve boylerin ekserji verimleri % 15,6 ve % 20,4 olarak elde edilmiştir. Kazana giren yakıtın, kazandan çıkan suyun ve boylerde ısıtılan suyun ekserji maliyet katsayıları sırasıyla 35,40 TL/GJ, 17,53 TL/kJ ve 85,87 TL/kJ bulunmuştur. IS 3?te ekipmanların maliyetleri hesaplanarak ekipmanların ekserji analizleri sonucu elde edilen veriler kullanılmıştır. Bu kapsamda, düşük ekserji ve eksergoekonomik analizleri bir araya getiren ?düşükeksergoekonomik (lowexergoeconomic? olarak adlandırılan yöntem ilk kez uygulanmıştır. Ekserji, maliyet, enerji ve kütle (EXCEM) analiz yöntemi kullanılarak termodinamik kayıp akımının maliyete oranı değerleri; üretim, dağıtım, ısıtıcı ve bina kabuğu için 8 W/TL, 5 W/TL, 0,5 W/TL ve 0,46 W/TL olarak belirlenmiştir. Ayrıca yeni bir parametre olan ekserjetik maliyet etkinliği (ECE) tanımlanmıştır. Bu parametre tasarımcıların veya araştırmacıların sistemdeki hangi bileşenleri öncelikli olarak incelemesi gerektiğine karar vermesini sağlamaktadır. Bu çalışmada en yüksek ECE değerleri 0,278 ve 0,063 ile üretim ve bina kabuğu bileşenleri için hesaplanmıştır. IS 4?te düşük ekserji analizi sonucu elde edilen değerler, ilk defa ekipman maliyetleri de dikkate alınarak özgül ekserji maliyetlendirme (SPECO) analizinde kullanılmıştır. Düşük ekserji analizi ve SPECO analizi yardımıyla üretim, dağıtım ve ısıtıcı bileşenlerinden çıkan akımların ekserji maliyet katsayıları 296,9 TL/GJ 406,49 TL/GJ ve 436,7 TL/GJ bulunmuştur. ECE parametresine göre öncelikli olarak incelenmesi gereken bileşenlerin, 0,469 ile üretim ve 0,0057 ile bina kabuğu olduğu ortaya konulmuştur.

Özet (Çeviri)

In this thesis, four studies investigating energy use, efficiency, economy and sustainability issues are conducted. In each study, a different heating system (HS) is taken into consideration. The first study examines the heating demand of a building using exergy analysis and performs exergy analyses of some heating system equipment. The second one includes exergy analysis of a building heating system and exergoeconomic analyses of some heating system equipment. The third one covers exergoeconomic analyses of heating system components and the relationships between costs and exergy destructions of the equipment. The fourth one deals with the exergoeconomic analysis of the findings obtained from the exergy analysis of the heating system. The exergy efficiencies of the four heating systems are calculated to be 2.7%, 2.68%, 3.18% and 3.46%, respectively. In the HS 1, a conventional boiler and a fan-coil unit are exergetically analyzed in a detailed manner addition to the low exergy (referred to as lowex) analysis. The exergy efficiency values for two pieces of the HS equipment are determined to be 13.4% and 37.6%, respectively. In the HS 2, a conventional boiler and a water heater are both exergetically and exergoeconomically analyzed by applying the lowex method to the system. The exergy efficiencies of the conventional boiler and the water heater are obtained as 15.6% and 20.4%, respectively. The exergetic cost coefficients of the fuel entering the boiler, the water outlet from the boiler and the water heated in the water heater are found to be 35.40 TL/GJ, 17.53 TL/kJ and 85.87 TL/kJ, respectively. For the HS 3, the cost figures of the HS equipment and the exergy analysis results are investigated. In this context, the low exergy and exergoeconomic analyses are combined to propose a new method, the so-called lowexergoeconomic analysis, for the first time. The exergy, cost, energy, and mass (the so-called EXCEM) method is used to calculate the thermodynamic loss rates to cost of the generation, the distribution, the heater and the building envelope as 8 W/TL, 5 W/TL, 0.5 W/TL and 0.46 W/TL, respectively. A new parameter, exergetic cost effectiveness (ECE), is also defined. This parameter gives designers or researchers the possibility to decide about which components of the system to be improved. The highest ECE values belong to the generation and the building envelope with 0.278 and 0.063, respectively. In the HS 4, the findings obtained from the exergy analysis results of the HS are used in the specific exergy costing (the so-called SPECO) analysis where the costs of the equipment are taken into consideration. After performing the lowex and SPECO analyses, the exergetic cost coefficients of the generation, the distribution and the heater components are determined to be 296.9 TL/GJ, 406.45 TL/GJ and 436.7 TL/GJ. According to the ECE parameter, the components to be investigated firstly are the generation and the building envelope with 0.469 and 0.0057. Keyword: Energy, exergy, exergoeconomic, sustainability, heating system, boiler, water heater, heat exchanger, radiator, fan-coil and exergetic cost effectiveness.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    355666

    Güneş duvarı sistemlerinin dünyadaki uygulamaları ve Türkiye'deki uygulanabilirliği

    The applications of the solar wall systems in the world and applicability in Turkey

    ATAOLLAH KHANLARI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    EnerjiHacettepe Üniversitesi

    Temiz Tükenmez Enerjiler Ana Bilim Dalı

    ÖĞR. GÖR. İLKER AY

  2. Tez No

    879430

    Afşin-Elbistan Termik Santral uçucu külü katkılı hafif duvar bloklarının yalıtım özelliklerinin incelenmesi

    Investigation of insulation properties of Afşin-Elbistan Thermal Power Plant fly ash additive light wall blocks

    BETÜL PAKÖZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    İnşaat MühendisliğiKahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HÜSEYİN TEMİZ

  3. Tez No

    877908

    Yoğuşmalı kazanlarda, hidrojen takviyeli doğalgaz kullanımının verimlilik, performans ve güvenliğe olan etkilerinin deneysel olarak incelenmesi

    Experimental investigation of the effects of hydrogensupplemented natural gas usage in condensing boilers on efficiency, performance, and safety

    VOLKAN TÜR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Makine MühendisliğiSakarya Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EKREM BÜYÜKKAYA

  4. Tez No

    341631

    Isparta ve yöresindeki doğal taş ile endüstri atıklarının ısı yalıtımlı panel duvar elemanı üretiminde kullanılabilirliğinin araştırılması

    Study on usability of natural stones and industrial wastes in panel wall elements production in Isparta district

    HÜSNÜ TATLIDİL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Teknik EğitimSüleyman Demirel Üniversitesi

    Yapı Eğitimi Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. EMRE SANCAK

  5. Tez No

    127364

    Sanayide enerji verimliliği ve uygulaması

    Energy efficiency and application in industrial

    NAİME DEMİRTAŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2002

    Makine MühendisliğiEskişehir Osmangazi Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. KEMAL TANER

Geri Dön