Mersin de küresel ısınmaya bağlı optimum yalıtım kalınlığı ve baca gazı emisyonlarındaki değişim

Transkript

1 14th International Combustion Smposium (INCOS18) 5-7 April 18 Mersin de küresel ısınmaa bağlı optimum alıtım kalınlığı ve baca gazı emisonlarındaki değişim The change in optimum insulation thickness and flue gas emissions due to global warming in Mersin Mustafa Ertürk *, Ali Keçebaş +, Yusuf Ça #, Ali Daşdemir +, Can Coşkun &, Erdem Işık ** * Elektrik ve Enerji Bölümü, Balıkesir Üniversitesi, Balıkesir, Türkie merturk@balikesir.edu.tr + Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü, Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi, Muğla, Türkie alikecebas@mu.edu.tr, dasdemirali@gmail.com # Makine Mühendisliği Bölümü, Sakara Üniversitesi, Sakara, Türkie ca@sakara.edu.tr & Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü, Recep Taip Erdoğan Üniversitesi, Rize, Türkie dr.can.coskun@gmail.com ** Makine Mühendisliği Bölümü, Munzur Üniversitesi, Tunceli, Türkie erdem3@gmail.com Özet Bu çalışmada son otuz iki ıllık dış hava sıcaklık verileri kullanılarak Mersin için kış sezonu ıllık sıcaklık dağılımları belirlenmiştir. Dış hava sıcaklığındaki değişime bağlı olarak ısıtma derece-saat (IDS) değerlerindeki beş, on ve irmi ıllık değişim değerlendirilmiştir. Bu ilimizde gelecek 3 ıl içerisinde IDS değerlerinin azalma eğiliminde olacağı tespit edilmiştir. Arıca IDS değerlerindeki azalmaa bağlı olarak akıt türüne göre alıtım kalınlığı ve emisonlardaki azalmalar analiz edilmiştir. Sonuç olarak Mersin ili için gelecek 5, 1 ve 3 ıllık dönemde optimum alıtım kalınlığı ve salınımların azalma trendinde olacağı tespit edilmiştir Anahtar Kelimeler Dış hava sıcaklık dağılımı, Isıtma derece-saat, Ömür maliet analizi, Optimum alıtım kalınlığı, Emisonlar, Mersin Abstract In this stud, using the last thirt-two-ear outdoor temperature data, annual temperature distributions for the winter season of Mersin were determined. Depending on the change in outdoor air temperature, five, ten and twent ears of variation in heating degree-hour values were assessed. It has been determined that IDS values will tend to decrease in the next 3 ears in Mersin/Turke. In addition, reductions in insulation thicknesses and emissions have analzed according to fuel tpe based on the reduce of IDS values. As a result, it has determined that the optimum insulation thickness and oscillations will be decreasing trend in Mersin province for the next 5, 1 and 5 ears period. Kewords Outside air temperature distribution, Heating degreehour, Life ccle cost analsis, Optimum insulation thickness, Emissions, Mersin I. GİRİŞ Küresel olarak dış hava sıcaklığındaki artma eğilimi dünanın küresel ısınmasına neden olmaktadır. Küresel ısınmanın etkisile iklim değişiklikleri tüm canlıların aşamları üzerinde olumsuz etkiler oluşturmaktadır. Daha temiz ve aşanabilir bir düna için fosil akıtların tüketiminin azaltılması ve çevre dostu eni teknolojilerin kullanılması gerekmektedir. Düna toplumlarını aşama, çalışma ve ulaşım alışkanlıklarını çevre dostu teknolojilere özendirilmelidir. Bu özendirmeler akın gelecekte düşük karbon vea sıfır karbon enerji olacaktır. Arıca endüstrinin de benzer bir biçimde daha verimli ve temiz enerji teknolojilerini kullanma süreci başlaacaktır. Küresel ilkim değişikliği elem planları küresel iklim değişikliğinin etkilerini azaltmak noktasında önemli bir araç olacaktır [1]. Küresel iklim değişikliği ile ilgili derece-saat değerlerinin analizi üzerine çalışmalar apılmıştır. Bu çalışmalar; Coşkun vd. [] Literatüre bakıldığında derece-saat (DS) değerleri sezonluk olarak (ısıtma vea soğutma) farklı iç ortam referans sıcaklıklarında hem Türkie hem de dünanın birçok ülkesi için verilmiştir. Ancak sezonluk derece-saat değerlerinin hangi aları kapsadığı hiçbir çalışmada verilmediği görülmüştür. İlkbahar ve sonbahara ait bazı aların alınıp alınmadığı ine anı şekilde bilinememektedir. Toplam soğutma derece saatlerinin karşılaştırılabilmesi için ele alınan aların verilmesi gerekmektedir. Bulut vd. [3] apmış oldukları çalışmada Akdeniz bölgesi için ısıtma derece-saat (IDS) ve soğutma derece-saat (SDS) değerlerinin analizi apmışlardır. Yamankaradeniz ve Kanaklı [4] çalışmalarında; dış hava sıcaklık verilerinden ararlanarak derece-gün (DG) değeri ve ıllık ısıtma enerji gereksinimini hesaplaarak, akıt olarak doğalgaz kullanılması durumunda 78

2 14th International Combustion Smposium (INCOS18) 5-7 April 18 ıllık akıt giderlerini farklı alıtım kalınlıkları için belirlemişlerdir. Tuncer [5] apmış olduğu tez çalışmasında konutlarda enerji verimliliği ve derece gün bölgelerine göre farklı malzemelerde optimum alıtım kalınlığının tespitini apmıştır. Ertürk vd. [6] aptıkları çalışmada Karabük ili IDS değerlerini on bir farklı iç ortam referans sıcaklığına (18-8 ) göre hesaplamıştır. Karabük ili IDS değerleri esas alınarak seçilen iç ortam referans sıcaklığının 1-11 C üzerinde vea altında olması durumunda enerji talebindeki artısın vea azalmanın oransal olarak değişimi hesaplanmıştır. Bu çalışma konfor ortamını bozmadan iç ortam sıcaklığını asam alışkanlıklarımızda apacağımız ufak düzenlemelerle çözmei amaçlamaktadır. Ertürk vd. [7] aptıkları çalışmada iç ortam sıcaklıklarına göre ısıtma ve soğutma amaçlı enerji değişiminin İzmir ili için araştırmışlardır. Arıca ısıtma ve soğutma sistemlerinde iç ortam sıcaklığındaki 1 C değişime bağlı olarak enerji tüketimi; oransal ve saısal değişimi araştırılıp termodinamik tablolar gibi farklı bir aklaşım getirilerek ısıtma ve soğutma amaçlı iç ortam sıcaklığının enerji tüketimi üzerindeki etkisi arıntılı olarak açıklanmıştır. Akso ve Ekici [8] apmış oldukları çalışmada TS 85 iklimsel verilerinin farklı derece gün bölgeleri için ugunluğunu araştırmışlardır. Ertürk vd. [1] aptıkları çalışmada ısıtma ve soğutma derece saat değerlerinin Enlem- Bolam-Rakım ile ilişkisini incelemişleridir. Bunun için Marmara Bölgesini seçmişlerdir. Enlem, Bolam ve rakım ilişkisi çerçevesinde derece saat değerlerini direk tespit etmemizi mümkün kılan bir aklaşım ortaa konmuştur. Kalfa vd. [11] aptıkları çalışmada örnek bir bina modelinin ısıtma ve soğutma ükleri Bursa iline ait iklimsel veriler kullanılarak üç farklı statik hesap öntemi ile hesaplanmıştır. Gülten ve Ekici [1] aptıkları çalışmada ısıtma ve soğutma derece gün saısına göre değişen optimum alıtım kalınlığı hesabını apmışlardır. Bahadır vd. [13] apmış olduğu çalışmada Samsun ilinde iklimsel mevsim süreleri hesaplanmıştır. Batorun vd. [14] aptıkları çalışmada Türkie de seracılığın agın olarak apıldığı ve ısıtma kanakları açısından seracılık potansieline sahip farklı illerin IDG değerleri ile ISIGER-SERA uzman sistemle saatlik iklim değerlerine göre hesaplanan ısı enerjisi gereksinimi arasındaki istatistiksel ilişkiler belirlenmiştir. II. HESAPLAMA YÖNTEMİ VE ANALİZ Mersin ili için alık esasta apılan analizlerde 1 a için arı arı küresel ısınma dağılımı belirlenmiştir. Alık küresel ısınma değerleri dikkate alınarak az, kış ve ıllık bağlamda değişimler tespit edilmiştir. Dış sıcaklık dağılımındaki değişime bağlı olarak ısıtma ve soğutma derece-saat değerlerindeki değişim hesaplanmıştır. Isıtma ve soğutma derece-saat değerlerindeki değişim belirlenirken saatlik sıcaklık dağılım ve değişimler dikkate alınmıştır. Bu veriler kullanarak saatlik esasta ısıtma ve soğutma üklerindeki azalma ve artma düzeleri tespit edilebilmiştir. Bilindiği üzere birçok hesaplama önteminde derece-gün değerleri kullanıldığı üksek oranda hata düzeleri oluşmaktadır. Saatlik analiz ile günlük analiz arasında tüm Türkie bağlamında %5 hata seviesine ulaşan bölgeler bulunmaktadır. Bu sebepten bu çalışmada saatlik analiz öntemi tercih edilmiştir [16]. Bu çalışmada Mersin için hesaplanmış olan ısıtma derece saat değerleri kullanılmış, mevcut durumdaki ısıtma derece saat değeri ve sırasıla 5, 1 ve 3 ıl sonrası için hesaplanan ısıtma derece saat değerleri için optimum alıtım kalınlıkları hesaplanarak küresel ısınmanın akıt tüketimi ve enerji tasarrufuna etkisi araştırılmıştır. A. Bina Duvarlarını Yapısı Bina dış duvarları, binaı oluşturan en temel apıların başında gelmektedir. Isı geçişlerinin ve üze alanının fazla olması nedenile azın ısı kazancı kışın ise ısı kabının en fazla olduğu bina bileşenidir. Bina apısı oluşturulurken bina bileşenlerinin ii seçilmesi gerekmektedir. Isı kabının önüne geçecek bileşenler ile önemli ölçüde enerji tasarrufları sağlanmaktadır. Bu çalışma için literatür sonuçlarına göre en fazla tercih edilen sandviç tip duvar seçilmiştir. Duvar bileşenleri; (1) iç sıva, () tuğla (13,5cm), (3) alıtım malzemesi, (4) dış sıva ve (5) tuğlanın (8cm) oluşturduğu duvar tipi Şekil 1 de görülmektedir. Şekil 1. Çalışmada kullanılan duvar konstrüksionları B. Bina ısıtma enerjisi ihtiacının hesabı Bilindiği gibi binalarda en fazla ısı kabı a da azın ısı kazancı, binaı oluşturan apı bileşenlerinden medana gelmektedir. Bu bileşenlerde medana gelen ısı kaıpları binanın mimari şekline, binanın önüne, konumuna alıtımlı olup olmamasına ve apıda kullanılan malzemelerin özelliğine göre değişiklik gösterebilir. Bina duvarlarına ugulanacak ısı alıtımı ile akıt tüketimi azalacak, akıt tüketiminin azalmasıla da atmosfere salınan sera gazı düşecek ve çevre kirliliğinin önüne geçilerek daha kaliteli hava sahası ortaa çıkacaktır. Dış duvarın birim alanından medana gelen ısı kabı, Eşitlik (1) kullanılarak hesaplanabilir. q U (Tb To ) (1) Eşitlikte, U toplam ısı transfer katsaısını (W/m K) ifade etmekte olup, aşağıdaki eşitlikten elde edilir. 1 U () R R R R i w d Eşitlikte; R i ve R d sırasıla duvar iç ve dış üzeinin ısıl taşınım dirençleridir. R w alıtımsız duvar tabakasının toplam 79

3 14th International Combustion Smposium (INCOS18) 5-7 April 18 ısıl direncidir. R kullanılan alıtım malzemesinin ısıl direncini göstermekte olup, aşağıda verilen eşitliklerden hesaplanmıştır. R x k (3) Yalıtımlı ve alıtımsız haldeki bir binanın dış duvarlarında medana gelen ısı kaıplarına karşılık, ısıtma için harcanan ıllık enerji miktarı aşağıdaki eşitlikten elde edilir. C U HDH (4) E f A LHV Eşitlikte, HDH; ısıtma derece saat değerini, LHV; akıtın alt ısıl değerini (J/m3) göstermektedir. Tablo 1 de çalışmada kullanılan akıtlara ait özellikler verilmiştir. Çalışma için seçilen akıtlar kömür olarak ithal Sibira kömürü, doğalgaz fiatı da Başkent Gaz şirketinden alınmıştır [17]. Fiat 1,17 $/m3,8 $/kg LHV 34.56x16 J/m3 9.95x16 j/kg η C1.5 H4O.34N. Kömür (İthal) C5.85H5.6O1.13S.8N.77 Bina duvarının birim alanından elde edilecek enerji tasarrufu ise aşağıdaki eşitlikten hesaplanabilir. (8) S P1 E A P C Ctop P1 EA PC Kimasal Formül Doğal Gaz 1 d Eşitlikte, Ms; ıllık bakım ve işçilik malietinin ilk alınan maliet değerine oranını, Rv; perakende satış değerinin ilk satış değerine oranını göstermektedir. Buna göre bakım ve işçilik malietleri sıfır kabul edilirse P değeri 1 alınabilir. Yalıtım malieti (C) ise, alıtım malzemesinin birim hacim fiatı (Ci) ile alıtım malzemesi tabaka kalınlığının çarpımına eşit olup, aşağıdaki gibi hesaplanır. (7) C Ci x Yalıtılmış bir binanın toplam ısıtma malieti; sistemle ilgili tüm harcamaların toplamından oluşan ömür maliet analizi kullanılarak aşağıdaki eşitlikten elde edilmiştir. TABLO 1 KULLANILAN YAKITA AİT ÖZELLİKLER Yakıt Doğal Gaz Kömür (İthal) Yalıtımın ilk atırım malieti (P), işletme giderleri ve bakım giderleri olarak alınmış olup, aşağıda verilen eşitlik ardımıla hesaplanmıştır. Rv (6) P 1 P1 M s N C. Bina ısıtma enerjisi ihtiacının hesabı Optimum alıtım (9) Optimum nokta, Türkçe olarak en ii nokta en kabul edilebilir, en elverişli nokta olarak tanımlanır. Yalıtım da optimum nokta ise ıllık malietin en düşük olduğu, enerji tasarrufunun en üksek olduğu nokta olarak ifade edilebilir. Bu noktada apılacak olan alıtım, en az maliet vea en çok enerji tasarrufu sağlaacaktır. Optimum alıtım kalınlığı, derece saat öntemi kullanılarak aşağıdaki verilen eşitlikten hesaplanmıştır [18]. Örnek ugulama için seçilen Mersin ilinin derece saat değeri Tablo de verilmiştir. HDH C P k (1) k R X kalınlığının belirlenmesi Yalıtım apılırken bazı hususlara dikkat etmek P LHV C gerekmektedir. Kullanılan alıtım malzemesinin binaa ük bindirip bindirmeeceği vea anmaz olup olmaacağı, Mersin ilinin mevcut ısıtma derece saat değerine göre ve binaa nefes aldırması gibi etkenler belirleici olmalıdır. küresel ısınma trendine bağlı olarak sırasıla 5, 1 ve ıl Dikkat edilmesi gerek başka bir husus ise alıtım kalınlığıdır. için optimum alıtım kalınlıkları ısıtma derece saat değerleri Yalıtımın kalınlığının artması ile birlikte ısı kazancı ve ısı değiştirilerek arı arı hesaplanacaktır. kabı azalacaktır. Ancak, alıtım kalınlığının artması demek LHV C P ( R x R k ) ( 1 i ) (11) GÖS binaa fazladan ük binmesi demektir, alıtım kalınlığının C HDH artması ile ısı iletimi azalması medana gelecek ancak bu azalmadaki ivme bir süre sonra değer katmamaa TABLO başlaacaktır. Bunu etkileen parametre de alıtım HESAPLAMALARDA KULLANILAN PARAMETRELER malietinin artışıdır. Dolaısıla alıtım belirli bir değerden sonra artması kazanç getirmediği gibi zararları da olacaktır. Parametre Değer Derece-saat ( C saat) mevcut Bunun için alıtım kalınlığında optimum bir değer söz Derece-saat ( C saat) 5 ıl konusudur. Optimum alıtım kalınlığı hesaplamalarında farklı Derece-saat ( C saat) 1 ıl 357 aklaşımlar mevcuttur. Optimum alıtım kalınlığı temelde, Derece-saat ( C saat) ıl 739 toplam ısıtma malietini en aza indirgemekle vea ıllık Yalıtım kazancı en fazla elde etmekle hesaplanır [19]. XPS Bu çalışmada, optimum alıtım kalınlığı hesaplanırken Isı iletim katsaısı, k,33 W/mK ömür maliet analizi kullanılmıştır. Toplam ısıtma malietinin Maliet, Ci 76 $/m3 hesabında ise binanın ömür süresi (N) ile şimdiki değer faktörü (P1) birlikte değerlendirilmiştir. Şimdiki değer faktörü, Dış duvar Rwt,696 mk/w faiz oranı (i) ve enflason oranına (d) bağlı olarak değişir ve Ömür, N 1 ıl aşağıdaki eşitlikten hesaplanır. Hesaplamalarda i=%9 ve P1 9,5 d=%9 alınmıştır. P 1 N (5) i d ise P1 1/ f 1 opt i i wt f 1 i 71 wt wt

4 14th International Combustion Smposium (INCOS18) 5-7 April 18 D. Baca gazı emison hesabı Bina dış duvarlarına ugulanacak olan alıtım akıt tüketimini düşüreceğinden dolaı, enerji tasarrufunun anı sıra, baca gazları emisonlarını da azaltarak atmosferin anı sıra kişi başına düşen baca gazı emisonları da azalacaktır. Kullanılan akıtların genel anma eşitliği aşağıda verilmiştir [1]. C H O S N A ( O 3, 76N ) x CO x z w t z H O SO ( 1) A O B N (1) Yakıt içerisindeki, kimasalların anabilmesi için gerekli olan oksijen miktarı aşağıda verilen eşitliklerden elde edilmiştir. z w x 4 z w t B 3, 76 x 4 A (13) (14) Eşitlik (1) de verilen NO x ve CO emisonları ihmal edilmiştir. 1 kg akıtın anması sonucu ortaa çıkacak emison oranları aşağıdaki eşitliklerden hesaplanmıştır m CO = x.m CO M akıt (kg CO kg akıt) (15) m SO =.M SO (kg SO M kg akıt) (16) akıt Toplam akıt miktarının belirlendiği m f denklemi üzerinden, anma sonucu açığa çıkacak toplam gaz emisonları aşağıda verilen (17) ve (18) denklemleri ile bulunur. m CO = 44x (17) M akıt m akıt (kg CO kg akıt) 64 m SO = m M akıt (kg CO kg akıt) akıt (18) M akıt akıtın mol ağırlığı olup, aşağıdaki şekilde hesaplanır. M akıt = 1x + z + 16w t (19) E. Derece Saat Hesabı Coşkun vd. [16] aptıkları çalışmada kez literatüre tanıttığı tüm Türkie için saatlik bazda güneş radason dağılımı veren aşağıdaki formül kullanılmıştır. Bu formül saesinde 5 safalık güneş enerjisi tabloları tek bir formülle ifade edilebilmiştir. t c I t,d,i a b exp () H T d Burada I H ifadesi üzee gelen radason miktarını kw/m cinsinden vermektedir. d ise ıl içerinde kaçıncı gün olduğunu saısal olarak ifade etmektedir. Ocak 1 de d=1 olup Aralık 31 ise formülde d=365 olarak alınmaktadır. t terimi günün saatini ifade etmektedir. I T ise etkileşimli harita üzerinde ıllık toplam radason miktarını kwh/m ıl cinsinden göstermektedir. a, b, c ve d tüm Türkie için model parametrelerini ifade etmektedir. III. MERSİN İLİ DIŞ HAVA VE YAZ SEZONU İÇİN DIŞ HAVA SICAKLIK DAĞILIMI Mersin ili ıllık dış hava sıcaklık dağılımı Meteoroloji Genel Müdürlüğü nden temin edilen son otuz iki ıllık meteorolojik veri seti kullanılmıştır. Dağılım Şekil 3 te verilmiştir. Şekil 3. Mersin İli Yıllık Dış Hava Sıcaklık Dağılımı Şekil 3 deki dağılım dikkate alınarak bu ilin az mevsimindeki aların ortalama dış hava sıcaklık dağılımı Şekil 4 te verilmiştir. Şekil 4. Mersin ili az mevsimindeki aların ortalama dış hava sıcaklık dağılımı IV. MERSİN İLİ KÜRESEL ISINMA TRENDİNİN BELİRLENMESİ Şekil 3 deki dış hava sıcaklık dağılımında görüleceği üzere Mersin İlindeki dış hava sıcaklık dağılımı artış göstermektedir. Özellikle son on iki ıllık artış trendi dikkat çekmektedir. Şekil 3 deki artış trendine bağlı olarak Mersin İli ısıtma derece saat değerindeki değişim grafiği Şekil 5 te verilmiştir. Bu şekilde de özellikle son 1 ıllık dönemdeki dış hava sıcaklığındaki artışla birlikte Isıtma derece saat değerlerindeki azalma dikkat çekmektedir. Şekil 5. Mersin İli Isıtma derece saat değerindeki değişim 711

5 14th International Combustion Smposium (INCOS18) 5-7 April 18 Coşkun ve arkadaşları tarafından literatüre kazandırılan ısıtma kapasite değişim katsaısı (IKDK) Mersin ili için de kullanılmıştır. IDS YDK z IKDK z (1) IDS Eşitlik ()1 de IKDK, ısıtma kapasite değişim katsaısını; IDS, ısıtma derece-saati; YDK, ıllık ortalama değişim katsaısını ve z, cihazlar için kullanım süresini ıl olarak ifade etmektedir. Bu çalışmada Mersin için IKDK değerleri 5 ıl, 1 ıl ve ıl için hesaplanarak Tablo 3 te verilmiştir. TABLO 3 MERSİN IKDK DEĞERLERİ ,9568,9136,871 Mersin ili son otuz iki ıllık ortalama dış hava sıcaklık dağılımına göre ortalama IDS değeri derece-saattir. Bu değer gelecek 5, 1 ve ıllık IKDK çarpılarak l IDS değerleri Tablo 4 te verilmiştir. TABLO 4 MERSİN GELECEK YİRMİ YILA GÖRE MUHTEMEL IDS DEĞERLERİ 18 IDS Değeri [Derece-saat] 3 IDS Değeri [Derece-saat] 8 IDS Değeri [Derece-saat] Tablodaki IDS değerleri esas alınarak gelecek 5,1 ve ıl sonraki iki akıt türüne bağlı optimum alıtım kalınlıkları ve salınımlar literatüre bu çalışmala ilk defa kazandırılmış olacaktır. V. ANALİZ BULGULARI VE TARTIŞMA Çalışmada küresel ısınma değişiminin en fazla görüldüğü Mersin ili esas alınmıştır. Çalışma için, Türkie de en fazla tercih edilen akıt türleri, doğalgaz ve soma kömürü tercih edilmiştir. Daha önceki literatür çalışmalarından da görülmüştür ki XPS alıtım malzemeleri içerisinde optimum alıtım kalınlığını en asgari seviee indiren alıtım malzemesidir. Yine bu çalışma için alıtım malzemesi olarak XPS seçilmiştir. TABLO 5 KÖMÜR İÇİN KÜRESEL ISINMAYA BAĞLI ELDE EDİLEN VERİLER Yalıtım Malieti [TL/m ıl] 16, 15,73 15,18 14,76 Yakıt Malieti [TL/m ıl],73,11 19,73 18,9 Toplam Maliet [TL/m ıl] 36,74 35,84 34,91 33, Geri Ödeme Süresi[ıl],3,31,345,445 Kazanç[TL/m ıl] 55,71 5,68 49,558 43,488 Optimum Yalıtım Kalınlığı (m),58,57,55,51 Tablolar 5 ve 6 da küresel ısınmaa bağlı olarak değişen derece saat değerlerine göre, iki akıt türü; doğalgaz ve kömür için, optimum alıtım kalınlıkları, geri ödeme süreleri, toplam malietler ve ıllık kazançları göstermektedir. Tablodan da okunacağı üzere doğalgaz kullanılması halinde optimum alıtım kalınlığı kömür kullanılması durumuna göre düşüktür. Bu değişimin temel nedenleri arasında iki akıt arasındaki fiat, alt ısıl değer ve verimdir. TABLO 6 DOĞALGAZ İÇİN KÜRESEL ISINMAYA BAĞLI ELDE EDİLEN VERİLER Yalıtım Malieti [TL/m ıl] 14,35 14,76 13,54 1,696 Yakıt Malieti [TL/m ıl] 19,13 18,57 18,7 17,34 Toplam Maliet [TL/m ıl] 33,48 3,65 31,8 3,3 Geri Ödeme Süresi[ıl],419,491,53,669 Kazanç[TL/m ıl] 44,98 4,4 39,884 34,87 Optimum Yalıtım Kalınlığı (m),5,51,49,46 Bunun anında küresel ısınmanın etkisi ile optimum alıtım kalınlıklarının düştüğü görülmektedir. Optimum alıtım kalınlığındaki bu düşüşün temelinde atan en önemli neden dış hava sıcaklıklarındaki artış, ve bu artışın gelecek ıl içerisinde artışa devam edeceği öngörülmektedir. Çalışmada 5, 1 ve ıl sonrası için akıt ve malietlerdeki artışlar hesaba katılmamış, sabit fiat ve sabit faiz üzerinden hesaplamalar apılmıştır. Yıllık Toplam Maliet (Tl/m ) Doğalgaz Kömür,4,8,1,16,,4 Şekil 6-a Doğalgaz ve kömür için mevcut IDS değerlerine göre maliet grafiği Toplam maliet, alıtım malieti ile akıt malietinin toplamını ifade etmektedir. Yalıtım kalınlığı arttıkça, alıtım malieti artacak, ancak kullanılan akıt miktarı azalacağından dolaı da akıt malieti azalacaktır. Belirli bir noktadan sonra ise, alıtım malietindeki artış, akıt malietinde aşanan düşmei karşılaamaacağından dolaı toplam maliet artışa geçecektir. Toplam maliet eğrisinde düşmenin sona erip ükselmee geçildiği nokta bize optimum alıtım kalınlığını verecektir. Aşağıda verilen Şekil 6(a-d) de iki akıt türüne 71

6 14th International Combustion Smposium (INCOS18) 5-7 April 18 göre değişim eğrileri verilmiştir. Değişim eğrilerinde mevcut ısıtma derece saat ve ıl sonrası için hesaplanan ısıtma derece saat değerleri esas alınmıştır. ıl sonrasında toplam malietlerde düşüşler görülmektedir. Yıllık Toplam Maliet (Tl/m ) ,4,8,1,16,,4 Şekil 6-b Doğalgaz ve kömür için ıl sonraki IDS değerlerine göre maliet grafiği Yıllık Toplam Maliet (Tl/m ) Doğalgaz Kömür Mevcut Yıl,4,8,1,16,,4 Şekil 6-c Doğalgaz mevcut ve ıl sonra IDS değerlerine göre maliet grafiği Yıllık Toplam Maliet (Tl/m ) Mevcut,4,8,1,16,,4 Yıl Şekil 6-d Kömür mevcut ve ıl sonra IDS değerlerine göre maliet grafiği Yalıtım, ii bir enerji tasarruf öntemi olmasının anında akıt kanaklı çevresel kirlilik için de ciddi bir önlemdir. Kömür ve doğal gaz andıkları zaman çevree CO ve SO gibi zararlı gazlar salınmaktadır. İnsan sağlığı için zararlı olan bu gazlar, akıt tüketiminin artmasına bağlı olarak artış göstermektedir. Bina duvarlarına ugulanacak olan alıtım, akıt tüketimini azaltacağı için baca gazı emisonlarını da önemli ölçüde düşürecektir. Tablo 7 de alıtımsız halde atmosfere salınan CO ile Optimum noktaı bularak alıtılmış bir binadan atmosfere salınan gazlar kıaslanmıştır. Yalıtımsız halde bugünkü değerler baz alındığında doğalgaz kullanılan bir konutta ıllık metrekare başına 7,363 kg CO salınımı gerçekleşirken bu değer optimum alıtım kalınlığı ile alıtılmış bir binada 17,64 kg a düşmektedir. Anı şekilde ıl sonrası için öngörülen ısıtma derece saat değerlerine göre ine Mersin ilinde doğalgaz kullanılan bir konutta ıllık metrekare başına 113,89 kg CO salınacakken bu değer optimum alıtım kalınlığı ile alıtılan bir binada 8,16 kg a düşecektir. Tablo 7 de kömür ve doğalgazın salınım miktarları verilmiştir. CO Emison Miktarı (Kg/m ıl ,4,8,1,16,,4 Şekil 7-a Kömüre bağlı CO salınımı CO Emison Miktarı (Kg/m ıl Şekil 7-b Doğalgaza bağlı CO salınımı MEVCUT 5 YIL 1 YIL YIL MEVCUT 5 YIL 1 YIL YIL,4,8,1,16,,4 713

7 14th International Combustion Smposium (INCOS18) 5-7 April 18 SO gazı özellikle bitkilerde ve ormanlarda ölümlere neden olmaktadır. Bu bitki ve orman ölümleri de solunan havanın temizlenmemesi anlamına gelir ki bu da Akciğere nüfuz edilen havanın kirli olduğu anlamına gelir. Yıllık,37 ppm değerinin üzerinde solunan SO akciğer hastalıklarına davetie çıkarmaktadır. Şekil 7(a-c) CO ve SO salınımlarına ait dağılımları göstermektedir. Şekillere göre hem doğalgaz hem de kömür kullanımı için gelecek ıllarda küresel ısınmaa bağlı olarak konutlarda kullanılan akıtlarda azalma olacağından dolaı, konutlardan metrekare başına ıllık sera gazı salınımının azalacağı öngörülmektedir. SO Emison Miktarı (Kg/m ıl,3,5,,15,1,5 MEVCUT 5 YIL 1 YIL YIL,4,8,1,16,,4 Şekil 7-c Kömüre bağlı SO salınımı TABLO 6 MERSİN İLİ GELECEĞE YÖNELİK SALINIM TAHMİNLERİ YALITIMSIZ OPTİMUM YALITIM KALINLIĞI CO Doğalgaz 7,36 69,3 66,1 59,9 17,7 17,18 16,85 15,986 Kömür 137,6 131,7 15,7 113,4 3,9 9,91 9,366 8,16 SO YALITIMSIZ OPTİMUM YALITIM KALINLIĞI Kömür,83,7,58,3,63,6,6,58 VI. SONUÇ Dünada ve Türkie de küresel ısınmaı etkileen birçok faktör vardır. Güneş etkisi, dünanın hareketi, bilinçsiz enerji tüketimi, sera gazı salınımı bunlardan bir kaçıdır. Çalışmada ortaa konulan konu, küresel ısınmanın ısıtmaa etkisidir. Küresel ısınmanın neticesinde son 1 ılda görülen değişimin gelecek ılda da görüleceği ön görülmektedir. Coşkun ve arkadaşlarının hesapladıkları küresel ısınma trendine göre ısıtma derece saat değerleri dikkate alındığında ıl içerisinde küresel ısınma artacak ve kış aları geçmiş ıllara göre daha ılıman geçecektir. Bunun neticesinde de insanların konut için kullandıkları fosil akıtlarda azalma medana gelecektir. Buradaki çıkarım küresel ısınmanın etkisinin olumlu olduğu anlamına gelmemektedir. Bilindiği üzere petrol türevi akıtlar küresel ısınmaı tetikleen ve sera gazı salınımında etkisi en fazla olan akıtlardandır. Her ne kadar konutlardan ısınma için harcanan enerji artsa da petrol türevli akıtların saldığı emisonlar küresel ısınmanın ve hava kirliliğinin artmasına devam edecektir. Küresel ısınma konutlarda akıt tüketimi açısından hesaplanan değerlere göre avantajmış gibi görünse de soğutma derece saat değerlerinde de düşüşün devam edeceği düşünülürse azları sıcaklık artışlarının süreceği ve elektrik tüketimin artacağı anlamına gelmektedir. Çalışma sonucunda Mersin ili için hesaplanan değerlere göre günümüze göre hesaplanan ısıtma derece saat değerlerine göre konutlarda doğalgaz kullanılması haline optimum alıtım kalınlığı,5 m (5, cm) iken ıl sonra öngörülen ve hesaplanan ısıtma derece saat değerlerine göre,46 m (4,6 cm) olacaktır. Yakıt olarak soma kömürü tercih edilen konutlarda ise, günümüz ısıtma derece saat değerlerine göre hesaplanan optimum alıtım kalınlığı,58 m (5,8 cm) iken, ıl sonrası için öngörülen ve hesaplanan ısıtma derece saat değerlerine göre optimum alıtım kalınlığı,51 m (5,1 cm) olacaktır. CO ve SO emisonlarındaki değişim de optimum alıtım kalınlığındaki değişime paralel olarak azalacaktır. Mersin ilinde doğalgaz kullanan konutlarda mevcut durumda alıtımsız binalardan, optimum alıtım kalınlığına göre alıtılmış binalara göre konutlardan CO salınımı %75 fazladır. ıl sonrası için hesaplanan ısıtma derece saat değerlerine göre ise alıtımsız haldeki binalardan salınan CO miktarı optimum alıtım kalınlığına göre alıtılmış bir binaa göre %76 fazladır. KAYNAKLAR [1] Ontarıo s Five Year Climate Change Action Plan, 16- [] C. Coşkun, M. Ertürk, Z. Okta, İ. Dinçer, Alık bazda saatlik derecesaat değerlerinin tespitini mümkün kılan eni bir aklaşım, Makine Mühendisleri Odası, Tesisat Mühendisliği, sf. 8-36, 1. [3] H. Bulut, O. Büükalaca, ve T. Yılmaz, Akdeniz Bölgesi için ısıtma ve soğutma derece-saat değerlerinin analizi, II. Ulusal İklimlendirme Kongresi Bildiriler Kitabı, Antala, Sf , 7. [4] Ö. Kanaklı ve R. Yamankaradeniz. Isıtma süreci ve optimum alıtım kalınlığı hesabı, Tesisat Mühendisliği Dergisi, sf. -5, 8. [5] T. Tuncer, Konutlarda enerji verimliliği ve derece gün bölgelerine göre farklı malzemelerde optimum alıtım kalınlığının tespiti, Yüksek Lisans Tezi, Dokuz Elül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İzmir, 714

8 14th International Combustion Smposium (INCOS18) 5-7 April 18 Türkie, sf. 136, 1. [6] M. Ertürk, C. Coşkun, Y. Ça, A. Koçiğit, Z. Okta, Isıtma amaçlı enerji değişiminin Karabük ili için araştırılması, Tarih Kültür ve Sanat Araştırmaları Dergisi, Cilt. 1, No. 4, 1. [7] M. Ertürk, G. A. Kılıç, C. Coşkun, Z. Okta, Y. Ça, İç ortam sıcaklıklarına göre ısıtma ve soğutma amaçlı enerji değişiminin İzmir ili için araştırılması, 11. Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongresi, İzmir, sf [8] U. T. Akso, B. Bektaş Ekici, TS 85 iklimsel verilerinin farklı derece gün bölgeleri için ugunluğunun değerlendirilmesi, METU JFA, sf , 13. [9] Ş. Pusat, İ. Ekmekçi, A. C. Dündar, K. Ermiş, Y. Şen, İstanbul için tipik meteorolojik ıl ve derece-saat hesabı,. Ulusal İklimlendirme Soğutma Eğitimi Sempozumu ve Sergisi, Balıkesir, sf. 1-5, 14. [1] M. Ertürk, H. A. Kurt, A. Kılıç, S. Kaa, Isıtma ve soğutma derece saat hesaplamalarında enlem-bolam- rakım ilişkisinin Marmara Bölgesi için araştırılması, Tesisat Mühendisliği Dergisi, Saı 15, Sf. 36-5, 15. [11] S. M. Kalfa, Y. Yaşar, A. Pehlivan, Binaların ısıtma ve soğutma ükü hesaplamalarında kullanılan statik öntemlerin karşılaştırılması, Yalıtım, sf. 7-78, 15. [1] A. Gülten, B. Bektaş Ekici, Isıtma ve soğutma derece gün saısına göre değişen optimum alıtım kalınlığı hesabı, ISBS, sf , 15. [13] M. Bahadır, A. Uzun, H. İ. Zebek, İ. K. Hatipoğlu, Samsun ilinde ısıtma-soğutma gün derecelerinin analizi ve ıllık ısınma malietinin hesaplanması, The Journal of Academic Social Science Studies, sf , 16. [14] A. N. Batorun, S. Üstün, A. Aküz, Farklı ısıtma-derece-gün (hdd) değerlerine bağlı olarak seralarda ısı enerjisi gereksiniminin belirlenmesi, Çukurova Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, sf , 16. [15] M. Ertürk, Isıtma ve soğutma derece saat hesaplamalarında farklı bir öntemin araştırılması ve geliştirilmesi, Doktora Tezi, Balıkesir Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makina Mühendisliği, Balıkesir, Türkie, sf. 13, 1. [16] C. Coşkun, M. Ertürk, K. Balcı, Z. Coşkun,?, First International Conference on Energ Sstems Engineering, Karabuk, Turke, November -4, 17 [17] Tesisat Dergisi, 1 Mart 18 Yakıt Fiatları, Saı. 67, sf. 1, 18. [18] Ö. A. Dombacı, The environmental impact of optimum insulation thickness for external walls of buildings, Energ and Buildings, Vol. 4, pp , 7. [19] M. Gölcü, Ö. A. Dombacı, S. Abalı, Denizli için optimum alıtım kalınlığının enerji tasarrufuna etkisi ve sonuçları, Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Dergisi, Vol. 1, No. 4, pp ,