FBE- Isı Akışkan Lisansüstü Programı - Yüksek Lisans

Bu koleksiyon için kalıcı URI

http://hdl.handle.net/11527/52

Gözat

Yazar "Arısoy, Ahmet" ile FBE- Isı Akışkan Lisansüstü Programı - Yüksek Lisans'a göz atma
  • Öge
    Akdeniz iklim bölgesi için enerji etkin bina kabuğu tasarımında yenilikçi pasif yaklaşımlar
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014-09-11) Yörük, Burhan ; Arısoy, Ahmet ; 503121133 ; Isı Akışkan ; Heat and Fluids
    Türkiye'de binalar 263 milyar kWh enerji ihtiyacı ile toplam enerji tüketiminin %30'undan sorumludur. Türkiye kullandığı doğalgaz ve petrolün neredeyse tamamını ithal ettiği için, binalardaki enerji tüketiminin büyük bir kısmından sorumlu olan ısıtma ve soğutma enerjisi ihtiyaçlarının azaltılması gerekliliği yadsınamaz. Bu tez çalışmasında, soğutma ağırlıklı Akdeniz ikliminde bulunan bir binada uygulanacak pasif önlemler ile binanın enerji ihtiyacının düşürülmesine yönelik analizler yapılmıştır. Bu pasif önlemler, bina kabuğunun en önemli bileşenleri olan duvarlar ve pencereler ile sınırlandırılmış ve iklimlendirme sistemleri çalışmaya dahil edilmemiştir. Ayrıca döşeme ve çatı adyabatik olarak kabul edilmiş ve binadaki ısı kaybının ve kazancının sadece çalışma kapsamında yer alan duvarlar ve pencerelerden (dış kabuktan) gerçekleşmesi sağlanmıştır. İnsan, aydınlatma ve cihaz kaynaklı iç yükler de aynı düşünce ile dikkate alınmamıştır. Dolayısıyla bina enerji ihtiyacında meydana gelebilecek herhangi bir değişiklik doğrudan incelenen parametre ile ilişkilendirilebilmiştir. Çalışmada sayısal çözümlemeler, günümüzde enerji analizinde sıkça kullanılan EnergyPlus programı ile yapılmıştır. 3 boyutlu bina modeli SketchUp programı kullanılarak oluşturulmuştur. Bina konstrüksiyon ayrıntıları, malzeme özellikleri, iklimlendirme sistemleri ve bunlara ait zaman çizelgeleri ise OpenStudio programı ile girilmiştir. Çalışmanın asıl konusunu oluşturan yenilikçi pasif yaklaşımlar 5. Bölüm'de incelenmiştir. İlk önce farklı yönlerdeki duvarlara farklı yalıtım kalınlıklarının uygulanması analiz edilmiştir. Kuzey yönlü duvarlardan yalıtım katmanının kaldırılması durumu incelendiğinde soğutma enerjisi ihtiyacında 1229 kWh/yıl azalma gözlemlenmiştir. Dinamik yalıtım, belirli bir zaman çizelgesine göre istenildiğinde uygulanıp istenildiğinde kaldırılabilen bir katman olarak düşünülmüş ve sezonluk ve günlük olarak alt başlıklarda incelenmiştir. Belirli aylar boyunca uygulanan yalıtım katmanı sezonluk dinamik yalıtım, gün içinde belirli saatler boyunca uygulanıp kaldırılan yalıtım katmanı ise günlük dinamik yalıtım olarak tanımlanmıştır. İlk olarak, sezonluk dinamik yalıtım için zaman çizelgesi, sadece soğutma enerjisi ihtiyacını azaltmaya yönelik oluşturulmuştur. Yalıtım katmanı; kış ve dış hava sıcaklığının nispeten düşük seyrettiği aylarda kaldırılmış, kalan aylarda ise Güney yönlü duvarlar gibi güneş kazançlarının yüksek olduğu duvarlara uygulanmıştır. Sonuç olarak soğutma enerjisi ihtiyacı 34160 kWh/yıl'dan 32516 kWh/yıl'a düşmüştür. İkinci olarak, ısıtma ve soğutma enerji ihtiyacının birlikte değerlendirildiği toplam enerji ihtiyacı yaklaşımı modellenmiştir. Bu durumda yalıtım katmanı Kasım'dan Mart'a kadar 5 ay boyunca duvarlara uygulanmış, kalan aylarda ise sadece Kuzey yönlü duvarlardaki yalıtım katmanı kaldırılmıştır. Sonuç olarak 33128 kWh/yıl soğutma enerjisi ihtiyacı elde edilmiştir. Günlük dinamik yalıtım durumu EnergyPlus'daki TIM modülü ile çözümlenmiştir. Bu yaklaşımda Mart'dan Aralık'a kadar 9 ay boyunca gece oluşan ısı kaybından mümkün olduğunca yararlanmak üzere bir zaman çizelgesi oluşturulmuştur. Günlük dinamik yalıtım yapılması ile soğutma enerjisi ihtiyacının %13 oranında, 29801 kWh/yıl değerine kadar düşürülebileceği görülmüştür. 5. Bölüm'de son olarak çalışmanın bütününde ele alınan iyileştirmeler toplu olarak analiz edilmiştir. Toplam enerji ihtiyacını azaltmak amacıyla, duvarlara, günlük dinamik yalıtım katmanı; pencerelere ise sezonluk dinamik kaplama uygulanmış ve duvarlarda kullanılan beton yoğunluğu 2 katına çıkarılarak bina enerji ihtiyaçları simüle edilmiştir. Buna göre uygulanan pasif önlemler sonucunda binanın ısıtma enerjisi ihtiyacı 6127 kWh/yıl'dan 8463 kWh/yıl'a çıkmış, buna karşın soğutma enerjisi ihtiyacı 34160 kWh/yıl'dan 12157 kWh/yıl değerine inmiştir. Böylece toplam enerji ihtiyacı %48 gibi önemli bir oranda azalarak 40287 kWh/yıl'dan 20620 kWh/yıl değerine düşmüştür. Son olarak, çalışmanın asıl amaçlarından birisi olan, incelenen iklim bölgesi için soğutma enerjisi ihtiyacının en aza indirilmesi konusu tek başına değerlendirildiği durumda ise bu çalışmada önerilen bütün yaklaşımlar birlikte uygulandığında soğutma enerjisi ihtiyacını % 67 oranında, 11373 kWh/yıl değerine kadar düşürmenin mümkün olduğu görülmüştür. Bu değer, dinamik yalıtım ve kaplama için oluşturulan zaman çizelgelerinin, dış hava sıcaklığı ve güneş ışınım miktarına göre optimize edilmesi ile daha da azaltılabilir.
  • Öge
    Binalarda Enerji Verimliliği Ve Sürdürülebilirlik
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2009-07-01) Yılmaz, Barış ; Arısoy, Ahmet ; Isı Akışkan ; Head and Fluids
    Bu çalışmada, model bir ofis binası için, bilgisayar yardımıyla saatlik enerji simülasyonu yapılarak, binalarda uygulanabilecek enerji verimliliği ile sürdürülebilirlik kalitesini artırmaya yönelik yaklaşımların, ekonomik etkenler de gözönüne alınarak incelenmesi ve değerlendirilmesi yapılmıştır. Saatlik enerji simülasyonu için Carrier HAP paket programından yararlanılmıştır. Enerji tüketiminde ısıtma, soğutma, havalandırma, aydınlatma, ofis ekipmanları ile pişirme kaynaklı ihtiyaçlar göz önüne alınmıştır. Binanın sürdürülebilirlik kalitesi üretimine neden olduğu karbondioksit miktarı ile ilişkilendirilmiştir. Model bina referans kabul edilip, bu bina için farklı alternatif çözüm önerileri geliştirilmiştir. Alternatifler üç ana başlıkta incelenmektedir. Bunlar binanın mimari planlanması sırasında alınabilecek önlemler, binanın HVAC sisteminde alınabilecek önlemler ile binada yenilenebilir enerji teknolojilerinin kullanılması olarak sayılabilir. Önerilen farklı alternatiflerin ilk yatırım maliyetlerine karşılık gelen yıllık enerji maliyetleri ile neden olunan karbondioksit salımları grafik olarak elde edildiğinde, ilk yatırım maliyetinin artmasına karşılık enerji maliyetleri ile neden olunan karbondioksit salımlarının üç farklı eğilimde azaldığı görülmüştür. Binalarda mimari planlamada alınabilecek önlemler ile mevcut HVAC sistemlerinin iyileştirilmesi yönündeki önlemler binanın neden olduğu karbondioksit üretiminin azaltılmasına sebep olurken aynı zamanda ekonomik de olmaktadır. Binanın elektrik ihtiyacının karşılandığı fotovoltaik sistem uygulaması kendini ömrü içinde geri ödeyebilmiş olsa da günümüz koşullarında ancak teşvik ve desteklerle mümkün olabilmektedir. Binanın ısıtma ile elektrik ihtiyacını karşılayabilen kojenerasyon uygulaması ise ekonomik ancak sürdürülebilir bir yaklaşım olmamaktadır.
  • Öge
    Kömürün Kendi Kendine Yanmasında Mineral Maddenin Etkisi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2008-11-19) Kazancı, Orhan Veli ; Arısoy, Ahmet ; Isı Akışkan ; Head and Fluids
    Sunulan çalışmada, kömürlerin kendi kendine yanması olayına mineral maddenin etkisi teorik olarak incelenmiştir. Öncelikle kömürün kendi kendine yanmasını etkileyen kömür özellikleri hakkında bilgiler verilmiş, daha sonra ise kömürün kendi kendine yanması ile ilgili yapılan çalışmalarda kullanılan yöntemler belirtilmiştir. Çalışmanın deneysel kısmında adyabatik fırın test düzeneği kullanılmıştır. Deneylerde aynı damardan çıkartılmış, mineral madde miktarları %11,2 ile %71,1 arasında değişen dört adet kömür örneği kullanılmıştır. Çalışmanın teorik kısmında ise, öncelikle kömürün düşük sıcaklıklardaki oksidasyon hızı Arrhenius formunda yazılmıştır ve bu hız deneysel sonuçlardan elde edilen hız ile karşılaştırılmıştır. Deneysel oksidasyon hızı Arrhenius formuna uymamıştır. Daha sonra, oksijenin tükenim hızı yazılmıştır ve düşük sıcaklıklardaki kömür oksidasyonunda çok etkili olan ve miktarı zamanla değişen aktif merkez sayısıyla çarpılmıştır ve oksijenin tükenim hızı uygun kabuller altında sıcaklığın değişim hızına dönüştürülmüştür. Teorik olarak bulunan sıcaklığın değişim hızı deneysel reaksiyon hızına uymuştur. Fakat teorik reaksiyon hızının, değerleri kömürden kömüre değişen ve deneysel sonuçlardan elde edilen parametreleri vardır. Bu çalışmanın sonunda, parametrelerin değerlerinin kömürün mineral madde içeriğiyle değişimi grafiksel olarak gösterilmiştir ve bu değişimin sebepleri açıklanmıştır.