Search

ÖZET Isı ve kütle transferinin önemli uygulama alanlarından biri de ısıl konfordur. Isıl konfor tüm kapalı hacimleri ilgilendirdiğinden çok geniş bir araştırma alanına hitap eder; bu alanlar içinde ev, ofis ve topluma açık kapalı hacimlerin yanında, iç ortam koşullarının hızla değiştiği taşıt ve otomobil kabinleri de sayılabilir. Literatürde ısıl konforla ilgili birçok teorik ve deneysel çalışma mevcuttur ancak, özellikle otomobil iç hacmindeki ısıl konfor koşullarıyla ilgili yürütülen araştırmalar çok kısıtlı sayıdadır. Ülkemizde bu konuda yapılan çalışmalar yok denecek kadar azdır hatta deneysel olarak hiçbir çalışmayla karşılaşılmamıştır. Doktora düzeyinde ise herhangi bir çalışma mevcut değildir. Bu nedenle bu çalışma, kendi alanında bir ilki gerçekleştirmiş ve kapsamlı teorik analizlerin yanısıra deneysel çalışmalarla da ileride yürütülecek araştırmalara bir referans oluşturmuştur. Bu çalışmada, ısıl konfor uygulamalarında yaygın olarak kullanılan Sürekli Rejim Enerji Dengesi ve Anlık Enerji Dengesi modelleri kullanılarak, vücutla çevre arasında gerçekleşen ısı ve kütle transferinin ve vücuttaki fizyolojik denetim mekanizmalarının etkilerinin matematiksel modeli oluşturulmuştur. Model, farklı koşulların irdelenebilmesi amacıyla Delphi 7 görsel programlama dili kullanılarak bilgisayar ortamına aktarılmıştır. Yerel konforsuzluğun önemli olduğu otomobillerde daha doğru ve kapsamlı analizlerin yapılabilmesi için vücudu 16 kısma ayırarak, sürekli ve geçici rejimde hazırlanan model geliştirilmiştir. Otomobil içerisinde yürütülen deneysel çalışmalar ısıtma ve soğutma süreçlerini kapsamaktadır. Bu süreçlerde otomobil içinde hızla değişen ısıl şartların, vücut fizyolojisi ve konforu üzerindeki etkilerinin belirlenebilmesi için ortam şartlarının ve değişiminin hassas olarak tespit edilmesi gerekir. Bu amaçla otomobil içinde 16 noktada hava sıcaklığı, 6 noktada yüzey sıcaklığı, 4 noktada bağıl nem ve 8 noktada hava hızı ölçümleri alınmıştır. Isıtma ve soğutma süreçlerinde oluşan ısıl şartların vücut fizyolojisi ve ısıl konfor üzerindeki etkileri ise denek üzerinden alman deri sıcaklığı ölçümleriyle denetim altında tutulmuştur. Her iki süreçte de baş, göğüs, sırt, el, önkol, üstkol, pelvis, ayak, baldır ve uyluk olmak üzere toplam 10 bölgeden alınan sıcaklık ölçümleri, iç ortam ısıl şartlarını belirleyen ölçüm parametreleriyle birlikte sürekli olarak kaydedilmiştir.Daha önce yapılan çalışmalardan farklı olarak bu çalışmada, hem ısıtma hem de soğutma süreçlerinde yürütülen deneyler ve teorik analizler birlikte ele alınmıştır. Bu çerçevede yürütülen araştırmanın bir bütünlük gösterebilmesi için otomobil içinde ve denek üzerinden alınan ölçümler, eş zamanlı olarak aynı deney ortamında gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen sayısal modelden elde edilen sonuçların güvenilirliği, literatürdeki çeşitli teorik ve deneysel çalışmalarla birlikte, tez kapsamında otomobil içinde ve şartlandırma odasında gerçekleştirilen deneylerle karşılaştırılarak ortaya konmuştur. İncelenen süreçlerde vücut kısımlarının deri sıcaklıkları ile bu değerlerle ilişkili olan ve kişinin konforunu önemli ölçüde gösteren ortalama deri sıcaklığı hem deneysel hem de teorik olarak tespit edilmiştir. Ayrıca geliştirilen model kullanılarak, vücutla çevresi arasındaki duyulur ve gizli ısı geçişi, solunum kayıpları, deri ıslaklıkları, ortamın nasıl algılandığını gösteren ısıl konfor ölçütleriyle vücuttaki sıcaklık denetim sinyallerinin büyüklüğü, deriye gönderilen kan akış debisi, ter üretimi gibi vücut fizyolojisiyle ilgili birtakım özellikler de hesaplanmış ve elde edilen tüm sonuçlar irdelenmiştir. Anahtar Kelimeler: Otomobillerde ısıl konfor, Isıl konfor parametreleri, Isıtma ve soğutma, Simülasyon m INVESTIGATION OF THERMAL COMFORT PARAMETERS IN AN AUTOMOBILES ABSTRACT One of the important application fields of heat and mass transfer is thermal comfort. Thermal comfort is a wide investigation field because of concerns all indoor conditions, such as home, office or indoor area, vehicle and automobile cabin in which ambient conditions rapidly vary. In the literature, there are a lot of studies related with thermal comfort, but especially investigations on the thermal comfort conditions in automobiles are very rare. In our country, a few studies consider about this subject; in fact any of the experimental study has been performed yet. Since there are no sufficient studies on thermal comfort in the automobile, this research is good start in this area. For this reason, detailed numerical analyses and experimental studies have been performed in this thesis. In this study, a mathematical model of heat and mass transfer between the body and its environment, and physiological thermoregulatory control mechanisms of the body were performed using the Steady-State Energy Balance and Transient Energy Balance models, which were commonly used in the thermal comfort applications. The presented model was written in Delphi 7 visual programming language for examining thermal comfort under different conditions. Local discomfort is one of the important problems in an automobile. Thus, the human body is divided into 16 sedentary segments and prepared models at the steady-state and transient conditions were developed. This thesis includes experimental studies which are performed during heating and cooling periods in the automobile. Rapid change of thermal conditions of the automobile interior in these periods must be accurately determined for calculating of the effects on the human physiology and comfort. For this reason, air temperature, surface temperature, relative humidity and air velocity measurements were performed at 16, 6, 4 and 8 points in the automobile, respectively. The effects of thermal conditions on the human physiology and comfort were hold under control with taken skin temperature measurements on the test-subject during heating and cooling periods. Temperature measurements on the 10 segments such as head, back, hand, forearm, upperarm, pelvis,IV calf, thigh and foot, together with measurement parameters which were determined interior thermal conditions were continuously registered during both periods. In this study, different from the former studies, theoretical and experimental analyses of both heating and cooling periods have been examined together. Measurements in the automobile and on the test-subject have been simultaneously realized in the same experimental ambient. Results of the developed simulation were compared with the present measurements in the automobile and test chamber and available experimental and theoretical data in the literature, in order to validate the present model. It was shown that the agreement between the model predictions and experimental results is very good. The skin temperatures of body segments, and mean body skin temperature, which is explaining human comfort, related with these temperatures were determined both experimentally and theoretically. Furthermore, by using the developed model, sensible and latent heat exchange between the body and its environment, respiratory losses, skin wettedness, thermal comfort indexes, control signals greatness, and some features related with human physiology such as through blood flow were calculated and all results were discussed. Keywords: Thermal comfort in the automobiles, Thermal comfort factors, Heating and cooling, Simulation 158

Hastanelerde, tıp merkezlerinde, kan ve embriyo bankalarında, veterinerlerde, eczanelerde ve onkoloji hastanelerinde kullanılan dolaplar ev tipi buzdolaplarıdır. Bazı yerli ve yabancı menşeili firmalar endüstriyel aşı, kan ve ilaç saklama dolapları üretse de bu ürünler herhangi bir teknik arıza durumunda tek kompresörlü olmasının yanı sıra haberleşme yetenekleri kısıtlı olan ürünler oldukları için yetkili kişinin arızayı fark etmesi ve ilgili servisin arızayı giderene kadar geçen süre içinde, dolabın içerisindeki hem hayati önem taşıyan hem de oldukça pahalı ürünler için büyük risk oluşturmaktadır. Bu sebeple bir çok sağlık ürünü nitelikli ekipman sıkıntısı, kullanıcı dikkatsizliği ve servis yetersizliğinden dolayı heba olmaktadır. Günümüzde özel evaporatör sistemi ve çift kompresör ile çalışan, akıllı yönetim ve haberleşme sistemine sahip ürünün emsali ya da üretimi mevcut değildir.Bu tez çalışmasında insan hatası faktörünü azaltmak, kontrol mekanizmasını güçlendirmek, servis gereksinimini minimize etmek, sağlık sektörünün ihtiyacı olan güvenlikli ve akıllı soğutma dolabının tasarımı ve üretimi yapılmıştır.Tez kapsamında, başta aşı ve ilaç dolabının tasarım aşamaları verilmiş ardından ısı kazancı hesapları yapılmıştır. Soğutma elemanları seçimleri yapılmış ve arızaların önüne geçilmesi, arızalara erken müdahale edebilmek için emniyet sistemleri uygulanmıştır.Anahtar kelimeler: aşı, ilaç, dolap, çift kompresör, uzaktan erişim, özel tasarım evaporator The cabinets used in hospitals, medical centers, blood and embryo banks, veterinarians, pharmacies and oncology hospitals are home type refrigerators. Although some domestic and foreign companies produce industrial vaccines, blood and medicine storage cabi-nets, these products are single compressors in case of any technical failures and they are products with limited communication capabilities, so that the authorized person notices the malfunction and the related service resolves the malfunction, it poses a great risk for both vital and highly expensive products inside the cabinet. For this reason, many health products are wasted due to shortage of qualified equipment, user carelessness and lack of service.At present, there is no precedent or production of the product, which operates with spe-cial evaporator system and dual compressor, and has intelligent management and com-munication system.In this thesis, to reduce the human error factor, to strengthen the control mechanism, to minimize the need for service, the design and production of the safe and intelligent cooling cabinet that the health sector needs.Within the scope of the thesis, firstly design stages of vaccine and medicine cabinet were given and then heat gain calculations were made. The selection of cooling elements has been made and safety systems have been implemented in order to prevent faults and to intervene early.Keywords: vaccine, medicine, cabinet, dual compressor, remote access, special design evaporator 63

Bu çalışmada, ülkemizde derece-gün (DG) sınıflandırmasına göre ikinci bölgede yer alan Bursa ili için, reel faizin sıfır ve sıfırdan farklı olması durumlarında farklı yalıtım malzemeleri ve farklı ömür süreleri için optimum ısıl yalıtım kalınlığı (Xopt), yalıtım maliyetinin geri ödeme süreleri ve yalıtım maliyetleri hesaplanmıştır. Bursa ili için güncel dış hava sıcaklık ölçüm verilerinden hareketle hem ısıtma hem de soğutma DG sayıları ve ardından yıllık ısıtma-soğutma enerji gereksinimleri hesaplanmıştır. Bursa için yapılan analizlerde ısıtma enerji gereksiniminin soğutmaya göre yaklaşık 5,5 kat daha fazla olduğu bulunmuştur. Ekonomik parametreler dikkate alındığında (reel faiz % 5, ömür süresi 10 yıl), bugünkü değer analizi kullanılarak Xopt, EPS için 3,8 cm, XPS için 3,05 cm, Cam yünü için 11,54 cm ve Taş yünü için ise 8,44 cm bulunmuştur. Xopt, belirli bir ömür sonunda toplam maliyetin minumum olduğu değerdir. Geri ödeme süreleri de, EPS ve XPS için 7 yıl, Cam yünü için 4 yıl, Taş yünü için 5 yıl olarak hesaplanmıştır. Sonuçlar değerlendirildiğinde, Bursa ili için, bina dış duvarlarına uygulanan yalıtım malzemesi olarak EPS seçilmiştir. Yalıtım maliyetinin peşin ödenmesi ya da kredili olarak bankadan çekilmesi durumunda, geri ödeme süreleri ve farklı ömür süreleri için optimum yalıtım kalınlıklarının değişimi incelenmiştir. Yalıtım yapılmadan önce, yalıtım için ayrılan maliyetin bankaya yatırılmasının, yalıtım yapmaktan daha avantajlı olup olmadığı değerlendirilmiştir. In this study, the calculation of an optimum thermal insulation thickness, payback period of the insulation cost and insulation cost for the different insulation materials and different lifetime period, for Bursa, located in the second degree-day (DD) region in Turkey, was carried out in case of being zero of the rate of real interest and being different from zero of the rate of real interest. Both the heating and cooling DDs and the annual heating and cooling energy requirements were calculated by using the current outside air temperatures for Bursa. It was found that the heating energy requirement was 5.5 times greater than the cooling energy requirement for Bursa. When the economic parameters were considered (the real interest is % 5, the lifetime period is 10 years), the optimum insulation thickness was found as 3,8 cm for EPS, as 3,05 cm for XPS, as 11,54 cm for glass wool and as 8,44 cm for rock wool by using present worth analysis. Xopt is value that total energy cost is minimum at the end of the specific life time. The payback periods has been calculated as 7 years for EPS and XPS, 4 years for glass wool, 5 years for rock wool. When the results were evaluated, EPS was chosen as the insulation material applied to building external walls for Bursa. In the case of prepayment of the insulation cost or withdrawal from the bank with credit, the payback periods and the change in optimum insulation thicknesses for different life time were examined. Before the insulation is made, it has been evaluated whether depositing the insulation cost on the bank is more advantageous than the insulation application. 65

Sanayi, konut , hizmet v.b. sektörlerde yaygın olarak kullanılan ve çok fazla enerji tüketen soğutma gruplarının sistem performansının iyileştirilmesi ile yüksek miktarda enerji tasarrufu yapılabilmektedir. Özellikle sanayide yapılacak her türlü enerji verimliliği, büyük miktarlara karşılık geldiğinden çok değerli anlam taşımaktadır. Tez kapsamında, KORTEKS Mensucat Sanayi ve Ticaret A.Ş.'de çalışan her biri 12.560 KW soğutma gücüne sahip ve yine her biri yaklaşık 3.435 kWh enerji tüketen 5 adet soğutma grubundan oluşan sistemin mevcut performansı incelenerek, enerji verimliliği çalışması yapılmıştır. Bu çalışma ihtiyacı, firmanın soğutma sistemi içinde yer alan 5 adet soğutma grubu sisteminin yılın tamamında tam kapasitede ve yükte çalışmaması nedeniyle evaporatör pompalarındaki gereksiz enerji tüketiminin tespit edilmesi ile ortaya çıkmıştır.Sistemin enerji verimlilik analizi için mevcut sistemin soğutma çevrimi performans katsayısı ölçüm ve hesaplama ile tespit edilmiştir. Soğutma sisteminin evaparatör su tesisat hattı karakteristiği, ölçümler sonucunda sürtünmeli akışkanların analizi hesaplamaları ile tespit edilmiştir. Soğutma sisteminin evaporatör su pompalarının tek ve çift paralel çalışma karakteristiği tespit edilerek pompa motoruna orta gerilim (6.600 Vollt) hız sürücü uygulaması analizi yapılmıştır. Bu enerji verimliliği uygulamasında, pompa-tesisat karakteristik eğrilerine göre paralel olarak çalışan pompaların her ikisine de frekans sürücü uygulanıp, frekansların eşit olarak düşürülmesi enerji tüketiminin en az olduğu çalışma şekli olarak görülmüştür. Anahtar kelimeler: Enerji verimliliği, soğutma grubu sistem performans katsayısı (COP) , evaporatör pompası ve tesisat karakteristiği, orta gerilim hız sürücü, paralel değişken-frekanslı pompa performansı. We can save a great deal amount of energy by improving the performance of cooling systems which are used widely in industrial, housing and service sectors and consumes too much energy. It becomes meaningful particularly in industrial use when the energy savings are equivalent to large amount of savings.In Thesis context, we have carried out energy efficiency study by investigating the current performance of a system that consist of 5 different cooling groups. These are the groups which are installed in KORTEKS Mesucat Sanayi ve Ticaret A.Ş. and each has got cooling capacity of 12,560 KW and each almost consumes 3.435 kwh of energy. THe need for this study has risen due to determination of unnecessary energy consumption in evaporator pumps as a result of these 5 cooling groups not working in full capacity and loading.The energy efficiency analysis of the system determined by measuring and calculating the co-efficient of cooling cycle performance of the current system. The characteristics of evaporator's water installations of the whole cooling system determined as a result of calculations of friction fluids analysis. Application of the velocity driver analysis at medium voltage (6.600 Volt) carried out by determination of characteristics of single and double parallel working of evaporator water pumps in the cooling system. In this application of energy efficiency, we applied a frequency driver to both pumps working parallel to pump-installation curve characteristics, thus we observed that lowering the frequencies equally is the least energy consumption in working.Keywords: Energy efficiency, Co-efficient of performance ( COP) of chiller, evaporator pump and installation characteristics, medium voltage speed driver, parallel variable-frequency pump performance. 79

Ülkemiz, enerji kaynaklarında %70'ten fazla dışa bağımlıdır. Bu nedenle, enerji kaynaklarının bilinçli ve daha verimli kullanılması oldukça önemlidir. Enerji kaynaklarından etkin bir biçimde yararlanma yöntemlerinden biri de ısı ve güç üretiminin birleşik olduğu (kojenerasyon, trijenerasyon gibi) sistemlerdir. Bir trijenerasyon (üçlü üretim) sisteminde enerji kaynağı (örneğin doğalgaz) kullanılarak elektrik, ısıtma ve soğutma gibi üç farklı enerjiye geçiş sağlanabilmekte ve oluşan kayıplar minimize edilerek enerjinin faydalı kullanımı artırılabilmektedir.Bu tezde, üçlü üretim sisteminin enerji ve ekserji analizleri yapılarak bir termodinamik model oluşturulacaktır. Termodinamik yöntemler arasında önemi sürekli artan termo-ekonomik değerlendirmede, ikinci yasaya göre sistem analizine dayanan ekonomik bir analiz ve optimizasyon söz konusudur. Termo-ekonomik analizin ilk aşaması sistemin ikinci yasaya dayalı ekserji analizinin kapsamlı bir şekilde gerçekleştirilmesidir. Böylece tüm alt sistemler ve ekipmanlar için elde edilen ekserji kayıplarının sisteme getirdiği maliyetler ele alınabilmekte ve sistemin kayıplarının minimize edilecek şekilde tasarlanması ve optimize edilmesi mümkün olmaktadır. Termodinamik analizlerin ardından sistemde yer alan komponentlerin yatırım ve sistemin işletme masrafları dikkate alınarak ekonomik değerlendirme yürütülecektir. İncelenen sistemlerin sürdürülebilirliği ve toplam maliyeti, bu analizler yardımıyla ortaya konmaya çalışılacaktır. Gaz ve buhar çevrimlerinin yanı sıra soğutma amacıyla kullanılacak absorpsiyonlu çevrim için, üçlü üretim sisteminin ısı ve elektrik yüklerine göre en uygun çalışma koşulları tespit edilecektir. Our country is foreign dependent in energy sources at a rate of above 70 percent. Therefore, it is very important to use the energy sources consciously and more efficiently. Among the methods for effectively utilizing the energy sources are the use of trigeneration system and cogeneration system combining the heat and power production. In a trigeneration system, transmission to three different energies such as electricity, heating and cooling can be provided and the occurring loss is minimized, thereby advantageous use of energy can be increased with the use of energy source (for instance, natural gas).In this thesis, by considering different scenarios, a thermoeconomic model will be formed by performing the energy, exergy and economic analysis of a trigeneration system including all the sub-cycles thereof. In the thermoeconomic evaluation, the importance of which is continuously increasing in thermodynamic methods, an economic analysis and optimization based on the system analysis according to the second law are mentioned. The first stage of the thermoeconomic analysis is to perform the exergy analysis of the system based on the second law extensively. Thus, the costs brought to the system by the loss of exergy obtained for all the sub-systems and equipment can be discussed and it is possible to design and optimize the system in a manner to minimize its loss. Subsequent to the thermodynamic analysis, an economic evaluation will be performed by considering the investment expenses of the components in the system and operating expenses of the system. Sustainability and total cost of the systems examined will be attempted to be presented by means of these analyses. Optimum operating conditions will be detected for the absorption cycle to be used for cooling in addition to the gas and steam cycles according to the heat and electricity loads of the trigeneration system. 89

One of the parameters affecting the COP of the absorption system can be considered as the thermal balance between the high pressure condenser (HPC) and the low pressure generator (LPG) since heat rejected from the HPC is utilized as an energy source by the LPG. Condensation of the water vapor in the HPC depends on the heat removal via the LPG. This circumstance is significant for making an appropriate design and a controllable system with high performance in practical applications. For this reason, a thermodynamic analysis for the HPC of a double effect series flow water/lithium bromide absorption refrigeration system was emphasized in this study. A simulation was developed to investigate the energy transfer between the HPC and LPG. The results show that the proper designation of the HPC temperature improves the COP and ECOP due its significant impact, and its value necessarily has to be higher than the outlet temperature of the LPG based on the operating scheme. Furthermore, the COP and ECOP of the absorption system can be raised in the range of 9.72–35.09% in case of 2 °C-temperature increment in the HPC under the described conditions to be applied.

Bu çalışmada iki kademeli soğurmalı soğutma sistemlerine ait termodinamiğin birinci ve ikinci kanun analizlerine yer verilmiştir. Soğurmalı soğutma sistemleri güneş enerjisi kaynaklı ya da endüstriyel atık ısı ile çalışabilen ve ozona zararlı olabilecek akışkanlara bünyelerinde yer olmayan çevre dostu sistemlerdir. Çalışmada DELPHI programı yardımıyla su – Lityum Bromür çözeltisi ile çalışan seri akışlı bir sisteme ait oluşturulan simülasyon üzerinde analizler yapılmıştır.Bu çalışmada özgün olarak incelenen yönlerden biri sistemin enerji ihtiyacının sıcak su, kızgın su buharı ve sıcak hava ile karşılanarak enerji ve ekserji analiz sonuçlarının gösterilmesidir. Sistem elemanlarının farklı çalışma şartlarına bağlı olarak sistem performans katsayısındaki değişim, yüksek basınçlı kaynatıcıya ait kapasite değeri, ekserji kayıpları ve ısı kaynağına ait debi miktarı her bir kaynak türü için şekiller üzerinde gösterilmiştir. Sistem içerisinde yer alan eşanjörlerin de sistem üzerindeki etkilerinin incelendiği çalışmada eşanjörler aktif ya da devre dışı olduğu durumlarda sistem performans katsayısındaki değişim gösterilmiştir. Sistem içerisindeki ısı dengesinin dikkate alındığı analizlerde yüksek basınçlı yoğuşturucu sıcaklığına bağlı olarak sistem performans katsayısının değişimi hesaplanmıştır. Tezde incelenen diğer bir yön ise sistemin mevsimsel performansıdır. Buna bağlı yapılan analizde absorber ve yoğuşturucu atmosfere açık olarak Bursa ili şartlarında yıl boyu incelenmiştir. Mevsimsel analiz sonucunda sistemdeki ekserji kayıpları değişimi ve ısı atımı için gerekli hava debisi değişimi şekiller üzerinde gösterilmiştir. Ayrıca son olarak enerji analizine bağlı ekonomik analizde çalışma kapsamına dâhil edilmiştir. Geliştirilen ekonomik yaklaşımda birim maliyet değeri bilinen sistem elemanlarının kapasiteye bağlı yatırım ve işletme maliyetleri hesaplanarak sistem elemanlarının farklı çalışma şartları altında maliyet değişimi gösterilmiştir. In this study, the first and the second law analyses of thermodynamics are presented for double-effect absorption refrigeration systems. The absorption refrigeration systems are the systems which operate with solar energy assisting or industrial waste heat, and involving environmental friendly working fluids not leading ozone depletion. In the study, the analyses made on the simulation built in DELPHI program regarding a system operating on series flow water – Lithium Bromide are performed.One of the distinction points investigated in this study is the illustration of the energy and exergy results of the system energy demand to be met by hot water, superheated vapor and hot air. Depending on the different operating conditions of the system components, the variation in the coefficient of performance, the capacity of the high pressure generator, exergy losses and flow rate of the heat source based on each source are depicted on figures. Additionally, the effects of the heat exchangers on the system to be investigated in the study, it is demonstrated that the variation in the coefficient of performance in case the heat exchangers are active or passive. The variation in the coefficient of performance is calculated in the regarded analyses where the heat balance based on the high pressure condenser temperature. Another point of distinction examined in this thesis is the seasonal performance of the system. The analyses performed on this subject are investigated for the conditions of Bursa through the year as the absorber and condenser is open to the atmosphere. As a result of the seasonal analysis, the variations of the exergy losses and the heat rejected for required air flow rate change in the system are shown on figures. Furthermore, an economic analysis based on energy analysis is included ultimately into the scope of the study. It is shown that the cost variation of the system under different operating conditions depending on the investment and operating costs of the each system components is calculated by the presented economic approach. 146

Bu çalışmada, otomotiv LED aydınlatma ürünlerinde oluşan ısının, sistem dışına atılabilmesi için, farklı tip ve boyutlarda soğutucu sistem kanatçık tasarımları ele alınmıştır. Kanatçık tip ve boyutlarının soğutmaya etkisi nümerik ve deneysel olarak incelenmiştir. Ürün olarak otomotiv aydınlatma sis lambası incelenmiştir. Soğutucu sistem olarak farklı tipte, boyutta ve sayıda iğne ve düzlem kanatçık tasarımları oluşturulmuş ve bilgisayar destekli ısıl analizleri tamamlanmıştır. Analizler sonucu farklı tip ve boyutta kanatçıkların LED birleşim noktası sıcaklığında etkisi gözlemlenmiş ve yeterli soğutmayı gerçekleştiren kanatçık tasarımlarının prototipleri üretilerek, sıcaklık testleri tamamlanmıştır. Son olarak, sıcaklık testleriyle doğrulanan ürün, nihai ürün olarak seçilmiş ve ulaslararası standartlara uygunluğu kontrol edilmiştir. In this study, cooling system heatsink designs with different type and dimensions were discussed in order to remove the heat from the system which was generated in automotive LED lighting products. The effect of the heatsink type and sizes to the cooling were examined numerically and experimentally. An automotive fog lamp was examined as a product. Different types, sizes and number of pin fin and plate heatsink designs were created as a coolling system and their computer aided thermal analyses were completed. At the end of analyses the effect of heatsinks with different type and sizes to the LED junction temperature were observed and prototypes of the heatsink designs with adequate cooling were produced and their temperature tests were completed. Finally, the confirmed product by the temperature tests was selected as a final product and its compliance with international standards has been checked. Magneti Marelli Mako T.C. Bilim, Teknoloji ve Sanayi Bakanlığı

Most vehicles have a heating, ventilation and air conditioning (HVAC) device to control the thermal environments of interior of the vehicle. But, under hot summer season or cold winter conditions, it is difficult to achieve and maintain thermal comfort in an automobile from the start up to the steady-state conditions. During these transition periods, an understanding of human thermoregulatory processes facilitates the design and development of improved heating and cooling systems. This study presents a model of thermal interactions between a human body and the interior environment of an automobile. The model is based on the heat balance equation for human body, combined with empirical equations defining the sweat rate and mean skin temperature. Simulation has been performed by the use of transient conditions. The effects of both heating and cooling processes on the thermal comfort inside the automobile are investigated. Results are compared with the present measurements and available experimental data in the literature. It is shown that the agreement between the experimental data and the model is very good.

The human thermal environment can be represented by the air temperature, radiant temperature, air velocity, humidity, clothing and activity. This has implications for health, comfort and performance. An understanding of human thermoregulatory processes facilitates the design and development of improved heating and cooling systems. This study presents a computational model of thermal interactions between a human and the interior environment. The model is based on the heat balance equation for human body with different types of clothing ensembles, combined with empirical equations defining the sweat rate and mean skin temperature. Simulation has been performed by the use of steady state conditions, and two different posture positions, namely sitting and standing, are considered in this study. Results are in good agreement with available experimental data. The parametric studies show that the methodology described can provide an effective means for simulating thermal comfort level.

It is important to provide a regular unidirectional air distribution in an operating room to reduce the number of particles. Measurements were taken in the one of the operating rooms at Uludag University Medical School, with laminar air flow unit and two-cornered outlet which was thought to have some airflow problems. Moreover, a three-dimensional computational fluid dynamics model has been developed where the measurements were taken in. The distributions of air velocity, temperature, and relative humidity have been examined and compared with the measurements to validate the computational fluid dynamics analyses. In addition to present model, four-cornered outlet operating room has been analyzed and compared with the results of two-cornered one. It is concluded that the case of four-cornered outlet provides more suitable thermal distribution, which results in a reduction of the particle numbers in the interior. Although there is no significant change in temperature and relative humidity in the operating room, air distribution changes dramatically.

Bu tez çalışmasında yoğuşma dikkate alınarak bina dış duvarlarında kullanılacak ısıl yalıtım kalınlığının optimizasyonu yapılmıştır. Bina yapı elemanı içerisinde yoğuşmanın başlamaması için gerekli minimum yalıtım kalınlığı belirlenmiştir. Yapı elemanında ısı ve kütle transferi hesaplamaları, farklı iç-dış ortam sıcaklığı ve bağıl nem koşulları için yapılmış ve sonuçlar grafik yardımıyla aktarılmıştır. Genel olarak, gerekli yalıtım kalınlığı iç ortam sıcaklığı ve bağıl neminin artmasıyla artarken, dış ortam sıcaklık ve bağıl neminin artmasıyla azalmaktadır. Duvar yapı malzemesinden geçen su buharı miktarı ise iç ve dış koşulların yanı sıra kullanılan yalıtım kalınlığıyla da değişmektedir. In this study, condensation has been taken in to consideration to optimize for the thickness of the thermal insulation which is essential for external walls. In order not to start condensation inside the building, minimum thickness of insulation is calculated. Heat and mass transfer in building material has been calculated for internal-external temperature and relative humidity conditions and results has been shown with graphics.When there is increased in internal temperature and relative humidity, the thickness of insulation also increased. However, when there is increased in external temperature, the thickness of insulation decrease. The amount of water vapor transfer changes not only according to internal-external conditions but also the thickness of insulation. 49

Günümüzde artan nüfus ve sanayileşme gibi etmenler enerjinin daha verimli olarak kullanılması ve maksimum enerji tasarrufu sağlanmasının gerekliliğini doğurmuştur. Türkiye? de kullanılan enerjinin % 37?si konutlarda ısıtma için harcanmaktadır. Uygulanacak bazı enerji tasarruf yöntemleri ile enerji daha az kullanılarak enerjiden aynı fayda sağlanmaktadır.Bu çalışmanın giriş bölümünde tezin konusu ile ilgili genel bilgiler verilmiştir. Ayrıca tezin amacından ve kullanılacak yöntemden bahsedilmiştir.İkinci bölümde; ayrıntılı literatür çalışması yapılarak konuyla ilgili kaynak özetleri sunulmuştur. Isı yalıtımının tanımı yapılmış, önemi ve faydaları anlatılmıştır. Ayrıca tesisat yalıtımı iki başlıkta incelenip, ısıtma ve soğutma tesisatlarının yalıtım detayları verilmiştir. Son olarak ısı yalıtımı ile ilgili standart ve mevzuatlardan bahsedilmiştir.Üçüncü bölümde; çalışmada kullanılacak yöntem ayrıntılı olarak açıklanmıştır. Bu yöntemi kullanırken uygulanacak formüller verilmiş ve uygulamaya ait bir örnek hesap yapılmıştır.Dördüncü bölümde; uygulanan yöntemin bilgisayar ortamına nasıl aktarıldığı ve nasıl sonuç elde edildiği açıklanmıştır. Ayrıca bilgisayar programından elde edilen sonuçlar grafikler ve tablolar yardımıyla analiz edilmiştir ve çalışmada kullanılan parametreler değiştirilerek elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır.Beşinci bölümde; çalışmadan elde edilen sonuç verilmiş, çalışmanın enerji tasarrufu açısından önemi değerlendirilmiştir.Anahtar kelimeler: Tesisat yalıtımı, termoekonomik optimizasyon, enerji tasarrufu, boru çapı, yalıtım kalınlığı Nowadays, the reasons like population increases or industrilisation are bringing the necessities of thinking how to use energy more efficiantly and how to save energy more. In Turkey, 37% of the total energy is used for the heating systems of houses. . By applying some energy saving methods energy providing the same benefits by using less energy. In the introduction part of this study the general informations regarding the topic of study is given. Additionally, the purpose of the study and methods used in the thesis are explained in detail.In second section, by making detailed review of the literature, provided summaries of relevant resources. Additionally instollation isolation has been grouped into two and isolation details of both cooling and heating explained remarkebly. Finally standards and legislations were mentioned with heat insulation.In the third part, the methodology of study was explained in detail. The formulas which will be used during that methodology are given and an example calculation was also located in.The fourth section, how to implemented method transfer to a computer and how the results were obtained were described. Additionally the results received from the computer programme analyzed according to the indicator graphics and schemes. And the results were compared with changing the parameters intentionally.And in the fifth part, the result which could be obtained from that study explained and the importancy of the study regarding the energy saving, mentioned.Keywords: Installation isolation, thermoeconomic optimisation, energy saving, tube diameter, insulation thickness 82

Bu çalışmada, konutların güneş enerjisi kaynaklı absorbsiyonlu sistemlerle ısıtma ve soğutma ihtiyacının karşılanması deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. Binaların ısıtılması ve soğutulması için kullanılan enerji miktarı gün geçtikçe artmaktadır. Enerji kullanımı ile ilintili çevresel ve ekonomik sorunlar, enerji ihtiyacının temiz ve yenilenebilir enerji kaynaklarından sağlanmasını daha önemli hale getirmektedir. Bu noktada güneş enerjisi kaynaklı absorbsiyonlu sistemler, kullanımlarının yaygınlaşması ile birlikte, söz konusu sorunların çözümünde önemli rol oynamaktadır.Literatürde yapılan çalışmalardan farklı olarak bu çalışma kapsamında, Bursa Uludağ Üniversitesi'nde kurulan deney tesisatında, bir test odasının, dâhili enerji depolamalı, LiCl-Su akışkan çiftli bir absorbsiyonlu ısı pompası ile ısıtılması ve soğutulması sağlanmıştır. Absorbsiyonlu sistem için gereken termal enerji, düz tip güneş kolektörlerinden oluşan güneş kolektör sistemi ile elde edilmiştir. Güneş enerjisinin yeterli olmadığı durumlarda yardımcı sistem olarak, elektrikli ısıtıcı ve hava kaynaklı ısı pompası kullanılmıştır. Ayrıca sistemde, yapının sıcak kullanım suyu ihtiyacının karşılanması da sağlanmıştır. Deneysel çalışma dâhilinde, örnek günler için sistemin çalışma performansı ve performansa etki eden parametreler incelenmiştir. Sistemin sayısal analizinde TRNSYS simülasyon programı kullanılarak, deneysel sonuçlar ile simülasyon sonuçları karşılaştırılmıştır. Deney tesisatı için yapılan yıllık simülasyon sonuçları çalışma dâhilinde sunulmuştur. Ayrıca örnek bir konut tasarımı esas alınarak, Türkiye'de farklı iklimsel ve coğrafi şartlara sahip on farklı il için yapılan yıllık simülasyon sonuçları karşılaştırılmalı olarak sunulmuş, sonuçlar teknik ve ekonomik açıdan analiz edilmiştir.Çalışma dahilinde gerçekleştirilen deneysel ve sayısal analiz uygulamalarında benzer sonuçlar elde edilmiştir. Sistemin dâhili enerji depolama özelliğinin teknik ve ekonomik açıdan önemli faydalar sağladığı görülmüştür. Sistemde yardımcı enerji kaynağı olarak elektrikli ısıtıcı kullanımının, alternatiflerine göre daha avantajlı olduğu sonucuna varılmıştır. Absorbsiyonlu sistem veriminin ısı atım ve ısı dağıtım sisteminin çalışma özelliklerinden önemli ölçüde etkilendiği görülmüştür. Örnek bir konut için yapılan simülasyon uygulamalarında, güneş enerjisi kullanımının CO2 salınımındaki azalma ve işletim maliyetlerinde sağladığı kazançlarla büyük faydalar sağladığı ve sistemin uygulanabilir nitelikte olduğu sonucuna varılmıştır. Güneş enerjisi eldesi yüksek olan bölgelerde sistemin sağladığı faydaların daha fazla, geri ödeme süresinin daha kısa olduğu tespit edilmiştir. In this study, heating and cooling of buildings with solar absorption systems were investigated experimentally and numerically. The usage of energy for heating and cooling of the buildings is increasing. Many problems have arisen from the increased usage and demand of energy; therefore, the use of clean and renewable energy sources is becoming more important. Widespread use of solar absorption systems is important to address environmental and economical problems.Unlike other studies in the literature, in this study, a lithium chloride absorption heat pump with interior energy storage was used for heating and cooling a test room located in Uludag University, Bursa. Thermal energy was delivered via a solar collector system that consists of flat plate solar collectors to drive the absorption system. An electric heater and an air source heat pump were used as auxiliary systems when the solar energy was insufficient. Energy demand for domestic hot water was also satisfied by solar energy. System performance and the parameters that have an impact on the system performance were investigated for typical days in experimental studies. TRNSYS simulation programme was used in numerical analysis. Experimental and numerical results were compared. The annual simulation results for the experimental facility were presented in this study. In addition to that, the annual simulations were performed for a typical residence located in ten different regions in Turkey with different geographical and climatic conditions, and the results were analyzed technically and economically.Similar results were obtained both in experimental and numerical analysis. The results showed that interior energy storage of the absorption system provided technical and economical benefits. It was concluded that, using electric heater as an auxiliary energy system had more advantages than its alternatives. Absorption system efficiency was affected significantly by heat distribution and heat rejection systems? performance. In numerical analysis for typical residence, it was confirmed that using the solar power provided considerable benefits by reducing CO2 emission and operation costs. It was also deduced that using solar power in the regions that gain more solar energy, provides more benefits and less pay back periods for the solar system. 218

ÖZETDünya genelindeki enerji ihtiyacının hızlı bir şekilde arttığı günümüzde, yeni enerji kaynakları arayışlarının yanı sıra var olan enerji kaynaklarının da en verimli şekilde kullanılması için araştırmalar devam etmektedir. Bu yüzden endüstriyel tesislerdeki atık ısı, güneş enerjisi ve jeotermal enerji kaynakları ile çalışabilen ve ozon tabakasına zarar vermeyen akışkanlar ile çalışan absorbsiyonlu sistemler cazip hale gelmişlerdir.Bu çalışmada Su- LiBr eriyiği kullanan tek kademeli absorbsiyonlu soğutma sisteminin, termodinamiğin birinci ve ikinci kanun analizleri ve bu analizler doğrultusunda çıkan sonuçların karşılaştırmaları yapılmıştır. Sistemin belirli noktalarındaki sıcaklık, basınç, entropi vb. değerleri gösterilmiştir. Sistem elemanlarının termodinamik analizleri yapılarak farklı çalışma şartlarında sistemin verimi grafik ve tablolar yardımıyla gösterilmiştir. Ayrıca sistemin verimini etkileyen eşanjör etkenlikleri hesaplara dâhil edilerek sonuçlar kıyaslanmıştır. Bütün analiz modellemelerinde Delphi bilgisayar programı kullanılmıştır.ANAHTAR KELİMELER: Birinci Kanun Analizi, İkinci Kanun Analizi, Entropi, Ekserji, Absorbsiyonlu Soğutma Sistemi ABSTRACTWorldwide energy consumption increasing fast, due to this reality new studies continue about to use more efficiency for present energy sources plus searching of new energy source. Absorption refrigeration systems can use industrial waste heat, solar energy and geothermal energy as energy source and they use ozone friendly solutions as coolant fluid.In this study, thermodynamic analysis of single stage absorption refrigeration system is carried out which use Water- LiBr is used widely in absorption refrigeration systems. Firstly, first law of thermodynamic analysis done with used thermodynamic properties of Water-LiBr solution then in the light of entropy generation and exergy analysis second law of thermodynamic analysis done. Performance and exergy destruction calculations compared on graphics for different component temperatures and exchangers efficiency calculations added to the calculations. Delphi computer program is used for modeling analysis.KEY WORDS: First law analysis of thermodynamic, Second law analysis of thermodynamic, Entropy, Exergy, Absorption refrigeration system, 54

The aim of this paper is to study the irreversibilities in a coil absorber using lithium bromide solution and to determine the variation of the second law efficiency with some variables such as cooling water flow rate, solution flow rate, cooling water temperature and solution concentration. The influence of absorber performance parameters is examined on the basis of the first and second laws of thermodynamics for parallel and counter-current types. In this regard, the heat and mass transfer, the second law efficiency, the magnitude and place of exergy losses in two types of absorbers are estimated and discussed comprehensively. The results showed that increasing the cooling water flow rate and decreasing the cooling water inlet temperature increase the heat and mass transfer, and decrease the second law efficiency. The effect of the solution concentration on the efficiency in general is small. Whereas the irreversibility for the counter-current mode is greater than that of the parallel-current mode, the heat-mass transfer 3–19% and the second law efficiency 1–12% are higher.