Change of Heating and Cooling Degree-Hours for Different Base Temperatures: A Case Study of Bandırma

Year 2022, Volume: 4 Issue: 1, 1 - 14, 15.07.2022

Asiye Aslan

https://doi.org/10.47898/ijeased.1021497

Abstract

Data on exterior temperature constitute one of the most important parameters in the calculation of energy needs in buildings. This study obtained the temperature distribution curves by analyzing the outdoor air temperature in Bandırma. Heating Degree Hour (HDH) and Cooling Degree Hour (CDH) for three different base temperatures were calculated. A 21-year data set between 2000-2020 obtained from the General Directorate of Meteorology was used. The incidence (%) of outdoor air temperature according to months was determined. In the calculation of the HDH and CDH values, base temperatures of (15, 18 and 20 °C) and (20, 22 and 24 °C) were considered respectively. The results of the analysis showed that the number of HDH changed between 31357 and 53037, while CDH numbers ranged between 10433 and 2669. The increase in the average outdoor air temperature with the effects of global warming was determined for heating and cooling season in a 21-year period according to year. It was determined that there was an increase of 1.68 °C in the heating season in the 21-year period and 1.80 °C in the cooling season in the 21-year period. In this study, the necessity of determining energy needs for heating and cooling purposes in a clear and up-to-date manner was emphasized once again. This is highly important to not only achieve energy savings but also reduce the air pollution effects of energy consumption. It is believed that this study will make a contribution to the literature in this sense.

Keywords

Heating degree hours, Cooling degree hours, Energy

Thanks

I would like to thank the Turkish State Meteorological Service for providing the meteorological data from Bandırma meteorological stations.

Farklı Denge Sıcaklıkları İçin Isıtma ve Soğutma Derece-Saatlerinin Değişimi: Bandırma Örneği

Abstract

Dış sıcaklık verisi binalarda enerji ihtiyacının hesaplanmasında en önemli parametrelerden biridir. Bu çalışmada Bandırma’da dış hava sıcaklık verileri analiz edilerek sıcaklık dağılım eğrileri elde edilmiştir. Üç farklı denge sıcaklığı için Isıtma Derece Saat (IDS) ve Soğutma Derece Saat (SDS) değerleri hesaplanmıştır. Meteoroloji Genel Müdürlüğünden temin edilen 2000-2020 yılları arası 21 yıllık veri seti kullanılmıştır. Dış hava sıcaklığının aylara göre görülme sıklığı (%) belirlenmiştir. IDS ve SDS değerlerinin hesaplanmasında sırasıyla (15, 18 ve 20 °C) ve (20, 22 ve 24 °C) denge sıcaklıkları dikkate alınmıştır. Analiz sonuçlarına göre IDS sayısı 31357 ile 53037 arasında değişirken, SDS sayısı ise 10433 ile 2669 arasında değişmektedir. Bununla birlikte 21 yıllık periyotta ısıtma ve soğutma sezonu için küresel ısınma etkileriyle ortalama dış hava sıcaklığında yıllara göre artış miktarları belirlenmiştir. Isıtma sezonunda 21 yıllık periyotta 1.68 °C ve soğutma sezonunda 21 yıllık periyotta 1.80 °C artış olduğu belirlenmiştir. Bu çalışma ile ısıtma ve soğutma amaçlı enerji ihtiyacının net ve güncel olarak belirlenmesinin gerekliliği bir kez daha vurgulanmıştır. Hem enerji tasarrufu sağlamak hem de enerji tüketiminin hava kirliliği etkisini azalmak için bu oldukça önemlidir. Çalışmanın bu anlamda literatüre katkı sağlaması düşünülmektedir. 

Keywords

Isıtma derece-saatler, Soğutma derece-saatler, Enerji

References

• Altun, M., Akçamete, A., Akgül, ÇM. (2020) Investigation of the effect of outdoor temperature data on the building heating energy requirement and validity of the TS 825 degree-day region clustering. Pamukkale University Journal of Engineering Sciences, 26(6), 1062-1075.
• An, N., Turp, MT., Akbaş, A., Öztürk, Ö., Kurnaz, ML. (2018) Future Projections of Heating and Cooling Degree Days in a Changing Climate of Turkey. Marmara Journal of Science, 3: 227-240.
• Bulut, H., Büyükalaca, O., Yılmaz, T., Aktacir, MA. (2002) GAP bölgesi için detaylı iklim verileri. Harran Üniversitesi GAP IV. Mühendislik Kongresi Bildiriler Kitabı, Şanlıurfa, 183-191.
• Büyükalaca, O., Bulut, H., Yılmaz, T. (2001) Analysis of variable-base heating and cooling degree-days for Turkey. Applied Energy, 69(4): 269-283.
• Büyükalaca, O., Bulut, H., Yılmaz, T. (1999) Türkiye’nin Bazı İlleri İçin Derece Gün Değerleri. ULIBTK’99-023 12. Ulusal Isı Bilimi ve Tekniği Kongresi, Sakarya, 8-10 Eylül 1999.
• Christenson, M., Manz, H., Gyalistras, D. (2006) Climate warming impact on degree-days and building energy demand in Switzerland. Energy Convers Manag 47(6):671-86.
• Coşkun, M., Gürkan, H., Arabacı, H., Demircan, M., Eskioğlu, O., Şensoy, S., Yazıcı, B. (2016) İklim Değişikliğinin Enerji Tüketimine Etkisi. 10. Uluslararası Temiz Enerji Sempozyumu (UTES), 24-26 Ekim 2016, İstanbul.
• De Rosa, M., Bianco, V., Scarpa, F., Tagliafico, LA. (2014) Heating and cooling building energy demand evaluation; a simplified model and a modified degree days approach. Appl energy128:217-29.
• Dombaycı, ÖA., Bayrakçı, HC. (2017) The Calculation Of Monthly Heating Degree-Day Numbers Used To Prediction Of Heating Energy Consumption Of Buildings For In Cold Climate Provinces Of Turkey. SDU Journal Of Technical Sciences, 7;2;18-25.
• Ertürk, M., Oktay, Z., Çoşgun, C., Keçebaş, A., Çay, Y., Daşdemir, A. (2018) Investigation of energy and emission change for house heating with context of global warming in Düzce/Turkey. Journal of Polytechnic ISSN: 2147-9429.
• Ertürk, M., Çay, Y. (2021) Calculation of building cooling loads using the cooling degree-hour method, Politeknik Dergisi, 24(2): 723-732.
• Küçüktopçu, E., Cemek, B. (2018) A study on environmental impact of insulation thickness of poultry building walls. Energy 150, 583-590.
• Papakostas, K., Kyriakis, N. (2005) Heating and cooling degree-hours for Athens and Thessaloniki, Greece. Renewable Energy, 30: 1873-1880.
• Pusat, Ş., Tunç, N., Ekmekçi, İ., Yetişken, Y. (2015) Karabük İçin Derece-Zaman Hesaplamaları. ISITES2015 Valencia-Spain.
• Şen, Y. (2020) Design Methodology Of Insulation Material For Buildings In Duzce Province According To Degree-Time And Temperature Analysis. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 8 1676-1694.
• Şen, Z., Kadıoglu, M. (1997) Heating Degree-days for Arid Regions, Energy 23: 1089-1094.