Farklı iklim bölgeleri için çok kaynaklı ısıtma-soğutma sistem tasarım ve benzetimalgoritmasının geliştirilmesi
Development of multi-source heating-cooling system design and simulation algorithm for different climate regions
- Tez No: 939692
- Danışmanlar: PROF. DR. AHMET KOYUN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Makine Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Energy, Mechanical Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Isı Proses Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 398
Özet
Bu tezde, bina ısıtma-soğutma amacıyla kullanılan konvansiyonel ısıtma-soğutma sistemlerine alternatif olarak güneş, hava, toprak ve gerektiğinde fosil yakıt enerjisini kullanan hibrit bir ısıtma-soğutma sistem tasarım, kontrol ve hesaplama algoritması geliştirilmiştir. Sistem simülasyonu için 8760 saatlik hesaplama yöntemi benimsenmiş ve saatlik ısıtma-soğutma yüklerini hesaplamak amacıyla aylık ortalama iklimsel verilerden saatlik değerleri elde etmek için geliştirilen bir yöntem kullanılmıştır. Çalışmada net bugünkü değer yöntemi kullanılarak yapılan bir ömür boyu maliyet analizi yer almaktadır. Geliştirilen hesaplama yöntem ve algoritması kullanılarak, farklı iklim tipleri, farklı bina ve sistem bileşenleri ve farklı sistem tasarım parametre değerleri için hesaplama ve simülasyon yapabilen bir hesap programı oluşturulmuştur. Bu program kullanılarak Türkiye'nin altı farklı iklim bölgesinde örnek bir bina için durum çalışmaları yapılmış, elde edilen sonuçlar tablolar ve grafik eğrileriyle açık ve somut biçimde gösterilmiştir. Durum çalışmaları önce belirli bir sistem tasarımı için yapılmış, daha sonra bazı sistem tasarım parametrelerinin sonuçlara etkisini göstermek amacıyla bu parametrelerin farklı değerleri için tekrarlanmıştır. Sonuçlar sadece toprak kaynaklı ısı pompası sistemini içeren tekil bir sistemin ihtiyaç duyduğu boyutlardaki toprak ısı değiştiricisini yerleştirmek için gereken arazinin mevcut olmadığı yerlerde böyle bir sistemin toprak ısı değiştirici kazı alanı, geri ödeme süresi ve ömür boyu maliyet açısından uygulanabilir olduğunu, ancak soğuk bölgelerde toprak ısı değiştiricisi için gereken alanın çok büyük olmasından dolayı yeterli ölçüde büyük arsa alanına sahip olmayan binalarda fosil yakıtlı ısıtma sistemlerinden destek almadan uygulanabilir bir sistem tasarlanmasının mümkün olmadığını göstermektedir. Bu çalışmada, dünyanın herhangi bir yerine ait aylık ortalama iklim verilerinin girilmesine olanak tanıyan ve bu veriler girildiğinde o bölge için hibrit veya hibrit olmayan bina ısıtma-soğutma sistemlerinin 8760 saatlik simülasyonunu gerçekleştirebilen bir hesaplama programı geliştirilmiştir. Bu program kullanılarak gerçekleştirilen durum çalışmaları aracılığıyla hibrit sistemlerin hızlı bir şekilde teknolojik uygulama düzeyine getirilebileceği gösterilmeye çalışılmıştır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, a hybrid heating-cooling system design, control and calculation algorithm was developed that uses solar, air, ground and when necessary fossil fuel energy as an alternative to the conventional heating-cooling systems used for building heating-cooling purposes. The 8760 hourly calculation method was adopted for the system simulation and a method developed to obtain hourly values from monthly average climatic data was used to calculate hourly heating-cooling loads. The study includes a lifetime cost analysis using the net present value method. By using the developed calculation method and algorithm, a calculation program that can perform calculations and simulations for different climate types, different building and system components and different system design parameter values has been created. Using this program, case studies were carried out for a sample building in six different climatic regions of Turkey, and the results obtained were shown clearly and concretely with tables and graphic curves. Case studies were first conducted for a specific system design and then repeated for different values of some system design parameters to show the effect of these parameters on the results. The results show that such a system is feasible in terms of ground heat exchanger excavation area, payback period and life cycle cost in places where the land required to accommodate a ground heat exchanger of the dimensions required for a single system consisting of only a ground source heat pump system is not available, but it is not possible to design a viable system without the support of fossil fuel heating systems in buildings that do not have a sufficiently large land area due to the large area required for the ground heat exchanger in cold regions. In this study, a calculation program was developed that allows the entry of monthly average climate data for any location in the world and can perform 8760 hours of simulation for hybrid or non-hybrid building heating-cooling systems for that region when these data are entered. Through case studies carried out using this program, it has been tried to show that hybrid systems can be quickly brought to the technological application level.
Benzer Tezler
- Toprak kaynaklı ısı pompası ve tprak ısı değiştiricilerinin optimizasyonu ve geliştirilmesi
Ground source heat pump optimization and development of ground heat exchangers
HAKAN DEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GALİP TEMİR
- Enerji kazıklarının uzun dönem performansı ve tasarımı
Long term performance and design of energy piles
GÜVEN ERİŞGEN
Doktora
Türkçe
2022
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşaİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İLKNUR BOZBEY
DR. ÖĞR. ÜYESİ CELAL GÜNEY OLGUN
- Termo bi-metallerin uyum gösteren cepheler bağlamında kullanımı: trombe duvar sistemi gölgeleme bileşeni örneği
The use of thermo bi-metals within the context of adaptive walls: trombe wall system shading component example
CEREN TEKİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FETHİYE ECEM EDİS
- The use of geothermal heat exchanger piles for sustainable design
Sürdürülebilir tasarım için jeotermal enerji kazıklarının kullanımı
TOLGA YILMAZ ÖZÜDOĞRU
Doktora
İngilizce
2015
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYKUT ŞENOL
YRD. DOÇ. DR. CELAL GÜNEY OLGUN
- Optimization of ground heat exchangers for sustainable heating solutions: A case study approach
Sürdürülebilir ısıtma çözümleri için toprak ısı eşanjörlerinin optimizasyonu: Bir vaka çalışması yaklaşımı
NURULLAH YILDIRIM
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ZEHİR FATİH ÖZTÜRK