Hastanelerde enerji verimliliği açısından birleşik ısı, güç, soğutma (BIGS) sistemlerinin optimum kurulum ve değerlendirme parametrelerinin geliştirilmesi

Abstract

Dünyada ve ülkemizde eneri verimliliği çalışmaları giderek artmaktadır. Enerji verimliliği çalışmalarında Birleşik Isı Güç ve Soğutma (BIGS) uygulamaları hem enerji hem de ekserji verimini arttırmak için en çok tercih edilen sistemlerden biridir. BIGS sistemlerinin en iyi uygulandığı tesislerin başında sürekli elektrik, ısı, buhar ve soğutma ihtiyacı olmasından dolayı hastaneler gelmektedir. Yeni kurulan ve mevcut hastanelerde enerji tasarrufu amacı ile projeler geliştirilmektedir.Enerji tasarrufunda en yüksek oranın yakalanabilmesi, en uygun sistem seçimi yapılabilmesi için sistem özel olarak tasarlanmalıdır. Önerilen sistem ekonomik, çevresel ve yüksek performanslı bina kavramı çerçevesinde iyileştirilmelidir. Ayrıca, tasarımda uyulacak temel kısıtlar ve hesaplama yöntemleri araştırılmıştır.Bu tez çalışmasında çözümleme tekniklerinin doğruluğundan ödün vermemek için amaca uygun ve yeterli veri havuzunun oluşabilmesini teminen yıllık ve saatlik esasta veriler alınmıştır. Verilerin ve hesaplar neticesi ortaya çıkan tasarımın ekonomik değerlendirmesinde gerekli olan ve 2012 yılından başlayan on yıllık zaman dilimi kapsayan yerel doğal gaz ve elektrik enerjisi fiyat kestirimleri yapılmıştır. Bu kestirimler yardımıyla toplam tasarruf ve yatırımın geri dönüş süresi hesaplanarak, önceki çalışmalarla karşılaştırılmıştır. Geri dönüş süresi sonuçları ±%6'lık bir band içerisinde farklılık göstermiştir. Bu farklılığın etkin süreçlerin belirsizliğinden ötürü doğal olarak ortaya çıktığı öngörülmektedir.

Research on exergy based efficiency analysis is gradually increasing both in Turkey and in the world. Combined Heating, Cooling and Power (CHCP) applications are preferred, which increase both first-law and second-law (exergy) efficiencies. Hospitals are among the best practices for CHCP systems, since they have almost constant electricity, heat, steam and cooling demands.Such systems need to be custom designed for optimal energy savings, pay-back period, minimum emissions and maximum human comfort, indoor air and environment quality. The proposed system should be optimized with the framework of economy, environment-friendliness, and high performance building requirements. In this research, fundamental constraints and calculation methods were recognized for typical optimal design cases.Data sets on an annual, monthly and hourly basis are processed for high accuracy of implemented analysis methods. For economic evaluation, estimations of natural gas and electricity prices that cover the next ten years were carried out. Total savings and pay-back period of investment were computed with the help of these predictions, which were also compared with the previous studies. Different results regarding the pay-back period remained in ±6% band comparatively. It has been concluded that uncertainty in such applications is acceptable.