Buzda enerji depolama sistemlerinin ısı pompasında ısı kaynağı olarak kullanılmasının termodinamik ve ekonomik açıdan incelenmesi
Thermodynamic and economic investigation of the use of ice energy storage systems as a heat source in heat pump
- Tez No: 661474
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ DOĞAN ERDEMİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Buzda ısıl enerji depolama, Buz depolama, Isı pompası, COP, Ice thermal energy storage, Ice storage, Heat pump, COP
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Buzda enerji depolama (BED) sistemleri, gece tarifesi saatlerinde buz üretip, üretilen buzları elektrikriğin pahalı olduğu gündüz ve puant tarife dönemlerinde kullanarak soğutma yaparak binaların klima işletme maliyetlerini önemli ölçüde düşürebilmektedir. Ayrıca elektriği ısı olarak depolamanın en yaygın uygulamalarından biridir. BED sistemleri amacı gereği sadece yaz aylarında soğutma ihtiyacı olduğu zaman kulanılmaktadır. Bu tez çalışmasında, sadece soğutma yüklerini depolamak için kullanılan BED sistemlerinin, ısıtma için kış aylarında bir ısı pompasının enerji kaynağı olarak kullanılabilirliği termodinamik ve ekonomik olarak incelenmiştir. BED entegre klima ve ısı pompası sistemi, İstanbul yer alan bir ofis binası için uygulanmıştır. İlk olarak sistem termodinamik açıdan incelenmiş ve ardından ekonomik açıdan değerlendirilmiştir. Termodinamik analizler enerji ve ekserji hesapmaları üzerinden gerçekleştirilmiştir. Yaz dönemi tüm sistem için enerjetik ve ekserjetik COP değerleri sırasıyla 2,03 ve 0,86 olarak hesaplanırken, kış dönemi için bu değerler 3,70 ve 1,90 olarak hesaplanmıştır. Sistemdeki en yüksek ekerji yokoluşları enerji boşaltma periyodunda görülmüştür. BED sistemlerinden en yüksek fayda gece ve gündüz dış ortam sıcaklıkları arasındaki farkın en yüksek olduğu durumlarda elde edilmektedir. Ekonomik çalışmalardan; 10 yılın sonunda BED sistemi ile soğutma yapıldığında 31,184,519 TL'lik bir tasarruf sağlanabileceği ve sistemin geri ödeme süresinin 3 yıl olduğu hesaplanmıştır. Isı pompası entegre BED sistemi ile hem ısıtma hem de soğutma yaptığımızda 10 yıl sonunda 15,728,890 TL'lik bir tasarruf sağlanacağı ve sistemin geri ödeme süresinin yaklaşık 5 yıl olduğu hesaplanmıştır. Sonuçlar BED sistemlerinin ısı pompası düşük sıcaklık enerji kaynağı olarak kullanılmasında umut verici bulgular sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Ice storage systems (ice-SS) can significantly reduce the operating costs of ACs using the buildings by producing ice during off-peak tariffs and using the produced ices during mid-peak and peak tariff periods when electricity is expensive. It is also one of the most common applications of storing electricity as heat. Ice-SS are generally used only when there is a need for cooling in the summer months. In this work, the use of ice-SS, which are used only to store cooling loads, as an energy source of a heat pump for heating in winter, has been investigated thermodynamically and economically. The proposed ice-SS integrated AC and heat pump system has been applied for an office building in Istanbul. First, the system was examined thermodynamically and then evaluated economically. Thermodynamic analyses were carried out by energy and exergy calculations. While the energetic and exergetic COP values for the entire system in the summer period were calculated as 2.03 and 0.86, respectively, these values were calculated as 3.70 and 1.90 for the winter period. The highest exergy destructions were observed in the energy discharging period. Ice-SS was provided better performance when the difference between day and night outdoor temperatures was higher. At the end of economic studies, at the end of 10 years, it was calculated that the saving of 31,184,519 TL could be achieved and the payback period of the system was 3 years when the cooling was performed with the ice-SS. It was calculated that a savings of 15,728,890 TL could be achieved and the payback period of the system was approximately 5 years when both heating and cooling are performed with ice-SS integrated systems. Results have presented promising findings to use the ice-SS as the low-temperature energy source.
Benzer Tezler
- Bir alışveriş merkezi binasında kullanılan iklimlendirme sistemleri için potansiyel enerji etkin kullanım ve enerji geri kazanım yöntemlerinin incelenmesi
Investigation of potential energy-efficient use and energy recovery techniques for air conditioning systems used in a shopping mall building
SEFA SUNGUR
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiErciyes ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DOĞAN ERDEMİR
- Buzlu enerji̇ depolama si̇stemleri̇ni̇n termal ve ekonomi̇k anali̇zleri̇
Thermal and economic analyses of ice thermal energy storage systems
DOĞAN ERDEMİR
Doktora
Türkçe
2017
Makine MühendisliğiErciyes ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NECDET ALTUNTOP
- Bir enerji depolama sisteminin tasarimi ve çalişma parametrelerinin deneysel ve sayisal olarak incelenmesi
Design of thermal energy storage systems and experimental and numerical investigation of its working parameters
MUHAMMET ÖZDOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Makine MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiTermodinamik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYTUNÇ EREK
- Treatability of aircraft deicing fluids (ADFs) by high-rate anaerobic systems: An investigation on biogas potential and energy recovery
Havalimanlarında ortaya çıkan buz çözücü sıvıların yüksek-hızlı anaerobik sistemlerde arıtılabilirliği: Biyogaz potansiyeli ve enerji geri kazanımının araştırılması
GİZEM ENGİZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÇİĞDEM GÖMEÇ
- Development of a novel hybrid frost detection and defrost system for refrigeration systems and its applications
Soğutma sistemleri ve uygulamaları için yeni bir hibrit don algılama ve buz çözme sisteminin geliştirilmesi
ANJUM NAEEM MALIK
Doktora
İngilizce
2021
BiyomühendislikKoç ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL LAZOĞLU