tc yüzüncü yıl ünverstes fen blmler enttüsü makna mühendsl ğ anablm dalı güneş enerjisi destekli ...

91 Pages·2008·4.43 MB·Turkish

by  (\326zlem & Alper)

TC
YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ
FEN BİLİMLERİ ENTİTÜSÜ
MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI

GÜNEŞ ENERJİSİ DESTEKLİ MAHAL ISITMA SİSTEMİNİN VAN İLİNDE
SAĞLADIĞI ENERJİ TASARRUFUNUN İNCELENMESİ

YÜKSEK LİSANS TEZİ

HAZIRLAYAN : M.Aykut IŞIK
DANIŞMAN : Doç.Dr. Tamer UÇAR

VAN-2007
TC
YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ
FEN BİLİMLERİ ENTİTÜSÜ
MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI

GÜNEŞ ENERJİSİ DESTEKLİ MAHAL ISITMA SİSTEMİNİN VAN İLİNDE
SAĞLADIĞI ENERJİ TASARRUFUNUN İNCELENMESİ

YÜKSEK LİSANS TEZİ

HAZIRLAYAN : M.Aykut IŞIK

VAN-2007
KABUL ve ONAY SAYFASI

Doç.Dr. Tamer UÇAR danışmanlığında, Mehmet Aykut IŞIK tarafından hazırlanan “Güneş
Enerjisi Destekli Mahal Isıtma Sisteminin Van İlinde Sağladığı Enerji Tasarrufunun
İncelenmesi” isimli bu çalışma …. / …. / 2007 tarihinde aşağıdaki jüri tarafından Makine
Mühendisliği Anabilim Dalı’nda Yüksek Lisans tezi olarak kabul edilmiştir.

Başkan: Prof. Dr. Hasan YUMAK İmza:

Üye : Prof. Dr. Sabir RÜSTEMLİ İmza:

Üye : Doç. Dr. Tamer UÇAR İmza:

Fen Bilimleri Enstitüsü Yönetim Kurulu’nun …../…../……….Gün ve
………………………..sayılı kararı ile onaylanmıştır.

Doç. Dr. Aşkın KOR
Enstitü Müdürü
ÖZET

GÜNEŞ ENERJİSİ DESTEKLİ MAHAL ISITMA SİSTEMİNİN VAN İLİNDE
SAĞLADIĞI ENERJİ TASARRUFUNUN İNCELENMESİ

IŞIK, Mehmet Aykut
Yüksek Lisans Tezi, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı
Tez Danışmanı: Doç.Dr. Tamer UÇAR
Mayıs 2007, 67 sayfa

Bu çalışmada güneş enerjisinden faydalanma yolları incelenerek, bir konutun
kullanma sıcak su ihtiyacının karşılanması ve kış konumunda güneş enerjisinden elde edilen
sıcak su ile kalorifer kazanından yıllık tabanda sağlanabilecek enerji tasarrufu araştırılmıştır.
Çalışmada ele alınan konut için ısıtma tesisatı, standartlara ve ilgili yönetmeliklere bağlı
kalınarak projelendirilmiştir. Konutun ısıl ihtiyacı tespit edilerek ısıtma tesisatına ait cihaz
seçimleri yapılmıştır. Daha sonra mevcut sisteme güneş enerjili sıcak su hazırlama sisteminin
adaptasyonu sağlanarak geleneksel ısıtma sistemiyle ekonomik olarak karşılaştırılması
yapılmıştır.
Sistem tasarımı için TS 2164 “Kalorifer Tesisatı Projelendirme Kuralları”, TS 825
“Binalarda Isı Yalıtım Kuralları” kullanılmıştır. Isıtma tesisatının projeye aktarılmasında
yaygın olarak kullanılan AutoCAD programından faydalanılmıştır. Tesisata ait boru tasarımı
ve devri daim pompalarının seçiminde MTH programından yaralanılmıştır. Söz konusu
konutta güneş enerji destekli ısıtma sisteminin kurulması ve klasik ısıtma sistemiyle sağlanan
enerji tasarrufunun simülasyonunu yapmak amacıyla T*SOL Pro 4.4 programı kullanılmıştır.
Program sayesinde seçilen yakıttan elde edilen tasarruf ve sistem verim sonuçları grafiksel
olarak elde edilmiştir.
Materyal ve yöntemler ışığında bina ısıl ihtiyacı ve buna karşılık seçilen ısıtma kazanı
52000 kcal/h kapasitesindedir. Sıcak su ihtiyacını karşılaması yönünden hesaplanan gerekli
kollektör yüzey alanı 3.79 m² olmuştur. Güneş enerji destekli ısıtma sisteminin bu ihtiyaca
ilave edilmesiyle gerekli kollektör yüzey alanı 4.81 m²’ye yükselmiştir. Simülasyon programı
verileri, incelenen konutun Van ilinde yıllık tabanda 362.1 lt yakıt tasarrufu sağladığını
göstermiştir. Bu sonuç, kurulan sistemin dokuz yıl içerisinde ilk kurulum maliyetini
karşıladığını göstermesi açısından önemlidir.

i
ii
ABSTRACT

INVESTIGATION OF THE ENERGY ECONOMY OF A RESİDANCE HEATING
SYSTEM COUPLED WITH SOLAR ENERGY SYSTEM IN VAN

IŞIK, Mehmet Aykut
Msc.Mechanical Engineering
Supervisor: Assoc.Prof.Dr. Tamer UÇAR
May 2007, 67 pages

In this study, alternative ways of solar energy in a heating system was examined. For
this research, first a house model was designed with solar energy system, than energy
economy was calculated for this heating installation. Heating installation of this house was
projected according to general rules and standarts. After establishing the thermal needs of the
house, heating apparatus were selected. Finally, the solar energy system was included in the
heating installation and was compared with the traditional heating system in the terms of
energy savings.
For desinging the system several standarts were used. Heating installation of the house
was projected by AutoCAD. Pipe installation was projected by the program that name was
MTH. Solar energy system that was used in this house was simulated by T*SOL Pro 4.4
software program. We could compared with the traditional heating system in the terms of
energy savings by T*SOL Pro 4.4 program.
Materials and process were gave us the thermal needs of the house about 52000 kcal/h.
Solar energy for produce the hot water were calculated 3.79 m² collector surface area. Also,
the solar energy system was included in the heating installation were calculated 4.81 m²
collector surface area. Simulation program T*SOL Pro 4.4 was gave 362.1 lt fuel-oil savings
in a year. This reason was show the system was payed off itself in nine years.

iii
iv
ÖN SÖZ

“Güneş Enerjisi Destekli Mahal Isıtma Sisteminin Van İlinde Sağladığı Enerji
Tasarrufunun İncelenmesi” isimli bu çalışmada incelenen villa tipi konutun, mekanik tesisat
yönünden projelendirilmesi aşamasında birçok parametre ele alınmıştır. Bu parametrelerden
bazıları için kabuller yapılmış, diğerleri için ilgili standart, yayın ve yönetmeliklerden
faydalanılmıştır.
Sistemin oluşturulmasından sonra, yapılan hesaplamalar sonucu elde edilen bulgular
ortaya konarak bazı sonuçlara varılmıştır. Bu sonuçlardan çalışmayı direkt etkileyenler
ekonomik veriler olmaktadır. Ekonomik verileri elde ederken piyasa da bu alanda çalışma
yapan firmalara danışılmış ve bu yönde en doğru yönlendiren firma olarak ISISAN
seçilmiştir. ISISAN firmasının bu alanda kullandığı lisanslı yazılımı ve simulasyonları
sayesinde ekonomik değerlendirme yapmak mümkün olmuştur. Yine bu alanda çalışma yapan
bir başka firma Viessman’nın da örnek sistem şemaları ile katkı yaptığını belirtmekte yarar
vardır. Elektrik İşleri Etüt İdaresi Genel Müdürlüğünün yaptığı güneş enerjisi çalışmaları da
araştırma konusuna daha etkin bakmayı sağlamıştır.
Çalışmalarım boyunca değerli yardım ve katkılarıyla beni yönlendiren danışman
hocam Doç. Dr. Tamer UÇAR’a, yine kıymetli tecrübelerinden faydalandığım Y. Mak. Müh
Selen IŞIK’a, yardımlarından dolayı sevgili meslektaşlarım Mak. Müh. Levent YAMANTAŞ
ve Olcay KAYA ile DPT Uzmanı Tarık ŞAHİN’e, mimari projeye imza atan Mimar Mutlu
ERENLER’e ve manevi destekleriyle beni hiçbir zaman yalnız bırakmayan değerli aileme
teşekkürü bir borç bilirim.

v
vi
İÇİNDEKİLER

sayfa
ÖZET i
ABSTRACT iii
ÖN SÖZ v
İÇİNDEKİLER vii
ŞEKİLLER DİZİNİ ix
ÇİZELGELER DİZİNİ xi
EKLER DİZİNİ xiii
SİMGELER ve KISALTMALAR DİZİNİ xv
1. GİRİŞ 1
1.1. Güneş Enerjisi Yardımıyla Konutlarda Sıcak Su Elde Edilmesi 3
1.2. Güneş Enerjisi İle Konutların Isıtılması 10
1.3. Tezin Amacı ve Kapsamı 12
2. KAYNAK BİLDİRİŞLERİ 13
3. MATERYAL ve YÖNTEM 19
3.1. Materyal 19
3.2. Yöntem 21
3.2.1. Isı kaybına esas veriler 21
3.2.2. Isı kaybı hesabı 24
3.2.3. Sistem tasarımı 28
3.2.4. Yakıt deposu ve brülör hesabı 29
3.2.5. Kapalı genleşme deposu hesabı 30
3.2.6. Baca hesabı 31
3.2.7. Kullanma sıcak su ihtiyacının hesaplanması 32
3.2.8. Güneş enerjisi hesapları 32
3.2.9. Yapım kullanım maliyeti 34
4. BULGULAR ve TARTIŞMA 36
4.1. Isı Kayıplarına Ait Bulgular 36
4.2. Isıtma Tesisatında Elde Edilen Bulgular 37
4.3. Güneş Enerjisi Tesisatı Hesap Bulguları 40
4.4. Güneş Enerji Tesisatının Ekonomik Analizi 43
5. SONUÇ ve ÖNERİLER 46
KAYNAKLAR 48
vii