Bir alışveriş merkezi ısıtma ve soğutma sistemlerinin enerji ve ekserji analizi

Abstract

Ülkemizde yapı sektörü son yıllarda önemli bir ivme kazanmıştır. Bunun sonucu olarak yeni yaşam alanları inşa edilmiştir. Yaşam alanlarından biri de alışveriş merkezleridir. Alışveriş merkezleri, içerisinde giyim, mobilya, elektronik eşya vb. birçok sektörden markayı barındırır. Ayrıca alışveriş merkezleri; kültür, sanat vb. organizasyonların da yapıldığı insanların vaktinin çoğunu geçirdiği merkezler olarak bilinir. Bu sebeple alışveriş merkezleri yeni yaşam alanlarının en önemli noktalarından biri olmuştur. Alışveriş merkezlerinin optimum sıcaklık ve konforu sağlayacak şekilde ısıtma, soğutma ve havalandırma sistemleri ile donatılması, bu sistemlerden en yüksek verimlerin alınması, enerji konusunun her geçen gün önem kazandığı dünyamızda, üzerine düşülmesi gereken bir konu olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu çalışmada Ankara' da bulunan 70000 m2' lik kapalı alana sahip bir alışveriş merkezinin ısıtma, soğutma ve havalandırma sistemlerinin enerji ve ekserji analizleri yapılmış ve değerlendirilmiştir. Enerji ve ekserji hesaplamalarında termodinamiğin birinci ve ikinci kanunları kullanılmıştır. Yapılan hesaplamalarda ısıtma sistemlerinde en yüksek enerji veriminin kazan sisteminde, en yüksek ekserji veriminin ise fan coil sisteminde olduğu görülmüştür. Aynı metodlar soğutma sistemlerine uygulanarak, chiller sistemi için performans katsayısı, fan-coil ve klima sistemleri için ısıl verimler hesaplanmıştır. Soğutma sistemlerinde en yüksek ekserji veriminin chiller sistemine ait olduğu ve en yüksek enerji veriminin ise fan-coil sisteminden elde edildiği görülmüştür. Enerji ve ekserji analizleri sonuçları değerlendirildiğinde, sistemden elde edilen enerjinin büyük bir kısmı enerjinin kullanılamayan formundadır. Başka bir deyişle enerjinin bu miktarının çevreye atıldığı tespit edilmiştir. Bu çevreye atılan enerji ise anerji anlamına gelmektedir.

In recent years, building sector in our country has gained acceleration. As a result of this, new living areas have been constructed. Shopping centers are one of these areas. Shopping centers host a lot brands covering clothing, furniture, electronic devices etc. from different sectors. Also the shopping centers have been known as facilities where culture, art etc. events have been organized and hence people spend lots of time. Due to fact that, shopping centers are most important destinations with regard to the new living areas. In our world where energy is becoming more and more important every day, equipping shopping center with the heating, cooling and air conditioning systems, supplying optimum temperature and comfort conditions, to obtain the maximum efficiency from these systems have emerged as a significant issue nowadays. In this study, energy and exergy analyses of the cooling, heating and air conditioning systems in the shopping center which has 70000 m2 close area and located in Ankara, have been performed and evaluated. First and second laws of thermodynamics have been used in the energy and exergy calculations. In these calculations, the highest energy efficiency of heating systems is obtained in the boiler system, and the highest exergy efficiency is obtained in the fan coil system. As the same methods have been applied to cooling systems, coefficient of performance for chiller system, thermal efficiencies of air conditioning and fan-coil systems have been calculated. Maximum energy efficiency of cooling systems is obtained in the fan-coil system and the maximum exergy efficiency of cooling systems is obtained in the chiller system. When the results of the energy and exergy analyses have been evaluated, the highest amount of energy obtained from the system has not been usable energy forms, on the other hand it has been detected that this amount of energy has been rejected to the surrounding. This type of energy is called as anergy.