Slayt 1 - yarbis

MAKİNA MÜHENDİSLİĞİNE
GİRİŞ II
Termodinamik ve Isı Tekniği Anabilim Dalı
1
TERMODİNAMİK
Enerjinin bilimidir.
Enerji nedir
2
Enerji
“Değişikliklere yol açan
etken”
olarak tanımlanabilir.
3
Termodinamik
ve Uygulama Alanları
• Tüm mühendislik uygulamaları madde ile
enerji arasında bir etkileşim içerir.
• Dolayısıyla Termodinamiği ilgilendirmeyen
bir çalışma alanı düşünmek zordur.
4
Termodinamiğin Uygulama
Alanları
•
•
•
•
•
•
İnsan vücudu
Güç Santralleri
İklimlendirme Sistemleri
Soğutma Sistemleri
Otomobil Motorları
Uçaklar
5
Termodinamiğin Sıfırıncı
Yasası
İki ayrı cismin bir üçüncü cisimle ısıl dengede
olması durumunda, kendi aralarında da ısıl
dengede olacaklarını belirtir.
Masada bırakılan bir çayın zamanla soğuduğu,
bir şişe soğuk gazozun ise zamanla ısınması
gibi…..
6
Termodinamiğin Birinci
Yasası
• Enerjinin Korunumu Yasasıdır.
• Enerjinin değişik biçimleri arasındaki ilişkileri ve
genel olarak enerji etkileşimlerini incelemek için
sağlam bir temel oluşturur.
Q  W  E
Q, sistem sınırlarından net ısı geçişini;
W, değişik biçimleri kapsayan net işi;
E,sistemdeki toplam enerji değişimini ifade
eder.
7
Termodinamiğin İkinci Yasası
İkinci yasa enerjinin niceliği (miktarı) yanında
niteliğini de ön plana çıkarır.
• Masada bırakılan bir fincan sıcak kahvenin kısa
sürede soğuduğu bilinir. Fincan içindeki
kahvenin hal değişimi Termodinamiğin Birinci
Yasasına uymaktadır, çünkü kahvenin kaybettiği
enerji çevre havanın kazandığı enerjiye eşittir.
Tersi durumda, soğuyan kahve ortam
havasından alacağı enerji ile ısınabilir mi?
Bu mümkün değil……..
8
TERMODİNAMİK
Isıl enerjinin işe dönüşmesi ısı makineleri aracılığıyla
gerçekleşir:
1. Yüksek sıcaklıktaki bir ısıl enerji deposundan ısıl enerji
alırlar. Güneş enerjisi, kazan, nükleer reaktör örnek
olarak verilebilir.
2. Alınan ısıl enerjinin bir bölümünü genellikle döner mil
işine dönüştürürler.
3. Alınan ısıl enerjinin geri kalan bölümünü akarsu, çevre
hava gibi düşük sıcaklıktaki bir ısıl enerji deposuna
verirler.
4. Isı makinelerinde gerçekleşen hal değişimleri bir çevrim
oluşturur.
9
TERMODİNAMİK
Yüksek sıcaklıkta ısıl enerji
deposu
Qgiren
ISI MAKİNESİ
Wnet
Qçıkan
Düşük sıcaklıktaki ısıl
enerji deposu
Isı makinesi ile ısının işe dönüştürülmesi
10
11
TERMODİNAMİK
Isıl verim:
 th 
Wnet, çikan
Q giren
 th  1 
Q çikan
Q giren
şeklinde ifade edilir.
12
SOĞUTMA MAKİNESİ
ÇEVRE
ORTAM
YOĞUŞTURUCU
QH
800
kPa
60 C
800 kPa
30 C
KISILMA
VANASI
120
kPa
-25 C
Wnet,giren
KOMPRESÖR
120 kPa
-20 C
BUHARLAŞTIRICI
QL
SOĞUTULA
N ORTAM
Bir soğutma sisteminin ana bileşenleri
13
Buzdolabının çalışma prensibi
14
Bir soğutma makinesinin verimi “Etkinlik Katsayısı” ile ifade
edilir ve COPSM ile gösterilir.
QL
elde edilmek istenen değer
COPSM=

harcanması gereken değer Wnet, giren
Wnet,giren = QH - QL
15
ISI TRANSFERİ
Sıcaklık ve ısı birbirlerine karıştırılmamalıdır. İkisi
farklı şeylerdir.
• Isı, belirli sıcaklıktaki bir sistemin sınırlarından, daha
düşük sıcaklıktaki bir sisteme, sıcaklık farkı nedeniyle
transfer edilen enerjidir. En çok kullanılan ısı ölçü
birimi Joule (Nm) dur.
• Sıcaklık, bir cismin sıcaklığının ya da soğukluğunun
bir ölçüsüdür. Sıcaklık termometre ile ölçülür .
16
ISI TRANSFERİ
ISI GEÇİŞİ ÜÇ YOLLA GERÇEKLEŞİR:
• İLETİM (CONDUCTION)
• TAŞINIM (CONVECTION)
• IŞINIM (RADIATION
17
ISI TRANSFERİ
İLETİM, bir maddenin enerjisi daha fazla olan moleküllerinden
yakındaki diğer moleküllere, moleküller arasındaki etkileşim
sonucundaki enerji geçişidir. İletim katı, sıvı veya gaz ortamlarda
gerçekleşebilir. Isı sıcak ortamdan soğuk ortama doğru olur.
Sıcaklık gradyanı
ısı iletim katsayısı
T
Qiletim =  kA
x
FOURİER ISI İLETİM YASASI
ısı geçişine dik alan
18
ISI TRANSFERİ
TAŞINIM, katı bir yüzeyle onun temas ettiği akışkan
bir ortam arasında gerçekleşen ısı geçişidir. İletimin ve
akışkan hareketinin ortak sonucu olarak gerçekleşir.
NEWTON’un SOĞUTMA YASASI
Qtaşınım=hA(Ts-Tf)
Akışkanın
yüzeyden uzak
sıcaklığı
Isı taşınım katsayısı
Yüzey sıcaklığı
Isı geçişinin olduğu yüzey alan
19
ISI TRANSFERİ
IŞINIM, maddenin atom veya moleküllerinin elektron
düzeninde olan değişmeler sonucunda yayılan
elektromanyetik dalgalar aracılığıyla gerçekleşen enerji
aktarımıdır. İletim ve taşınımdan farklı olarak, ışınımla ısı
geçişi cisimler arasında boşluk olması durumunda da
vardır.
4
4
Qışınım=
s
çevre
A(T  T
)
Çevre sıcaklığı
Yüzeyin yayma oranı
Yüzey sıcaklığı
Sabit
Yüzey alanı
20
• Güneş enerjisinin yeryüzüne erişimi ışınıma güzel
bir örnektir.
21
İNSAN VÜCUDU
• Isı, hücrelerdeki enerji kazanımı sırasında
yan ürün olarak açığa çıkar.
• Bu ısı bedene kan dolaşımı yoluyla eşit
olarak dağıtılır.
22
İNSAN VÜCUDU
• Etrafa temas ile vücuttan ısı kaybedilmesine
kondüksiyon, ısınan havanın vücut yüzeyinden
uzaklaştırılmasına da konveksiyon denir.
Örneğin yazın serinlemek için kullandığımız
vantilatör konveksiyon ile ısı kaybını sağlar.
• Çevre sıcaklığı düşük olduğu zaman, vücut
sıcaklığı radyasyon (ışıma) ile kaybedilir. Ancak
çevre daha sıcaksa aynı mekanizma sıcaklığı
kazandırır.
• Terleme ise, deri ve solunum yollarından
doğrudan buharlaşma ile ısı kaybıdır.
23
İNSAN VÜCUDU
• Soğukta damarlarımız daralarak deriye
ısının taşınması ile ısı kaybı engellenir.
• Tüylerin hareketiyle deri yüzeyinde ısı
izolasyonu meydana gelir.
• Titreme vücut sıcaklığı düştüğünde bir
refleks olarak başlayan bir mekanizmadır.
Titreme ve yerimizde koşma gibi bilinçli
kas hareketleri sonucunda üretilen ısı
vücut sıcaklığını arttırır.
24
İNSAN VÜCUDU / Otomatik Kontrol
• Vücut sıcaklığımızın sabitliği, son derece hassas bir
mekanizma ile kontrol edilir. İçinde bulunduğunuz
ortamda ısı kaç derece olursa olsun vücut ısınızın hep
36.5- 37.5 ºC arasında sabit tutulması gereklidir.
Vücut ısısının ani bir şekilde düşmesi veya yükselmesi
ölümle sonuçlanır. Sağlıklı bir insanın vücut ısısı,
vücudundaki sistemler sayesinde bir gün içinde en fazla
0.5 º fark eder.
• Vücut sıcaklığını ayarlayan merkez, beynimizde bulunan
hipotalamus bezidir. Hipotalamustaki bu merkez adeta
bir termostat gibi çalışır ve normal koşullar altında
36.7ºC 'ye ayarlanmıştır.
25
ENERJİ
26
Enerji Tüketiminde
1 Türk 4 Japona Bedel
27
Türkiye, enerjiyi:
OECD ülkeleri ortalamasına göre 2 kat,
Japonya'ya göre de 4 kat daha verimsiz
tüketiyor.
Oysa Türkiye, 2020 yılındaki birincil enerji
talebini en az yüzde 15 azaltabilecek
potansiyele sahip ve bu potansiyel, 2005 yılı
fiyatlarıyla yılda yaklaşık 16,5 milyar YTL
tasarruf anlamına geliyor.
28
Enerjinin fazla kullanılması
sonucunda;
• DOĞAL KAYNAKLAR HIZLA
TÜKENİYOR
• ÇEVRE KİRLENİYOR
• ENERJİ İÇİN YÜKSEK MİKTARDA PARA
ÖDÜYORUZ
29
Kızılderili Şef Seattle demiş ki:
30
ENERJİ TASARRUFU NEDİR ?
• Enerji tasarrufu, üretimde, konforumuzda ve
iş gücümüzde herhangi bir azalma olmadan
enerjiyi verimli kullanmak, israf etmemektir.
• Aynı işi daha az enerji kullanarak yapmaktır.
31
NEDEN ENERJİ TASARRUFU ?
Türkiye’nin enerji tüketimi hızla
artmaktadır.
Bu
da
doğal
kaynakların
bilinçsizce ve büyük bir hızla
tüketilmeye başlamasına neden
olmuştur.
35
30
MTEP
25
20
15
10
5
0
1974
1984
Taşkömür
Linyit
1994
Petrol
D.Gaz
2004
Bu bilinçsizce tüketim,
enerji kaynaklarının
verimli kullanımını
gündeme getirdiği gibi,
tüketim sonucunda
oluşan her türlü katı sıvı
ve gaz atıkların da
arıtılmadan doğaya
atılmasının meydana
getirdiği önemli çevre
kirliliğinin önlenmesi
arayışını da
beraberinde getirmiştir.
32
NEDEN ENERJİ
TASARRUFU ?
• Üretilen enerjinin yaklaşık üçte biri
sanayide tüketilmektedir.
• Bu enerjinin önemli bir miktarı, ileri
teknoloji ürünlerinin kullanıldığı enerji
tasarruf önlemleriyle geri kazanılabilir.
• Enerji tasarrufu sayesinde hem ülkemiz
enerji darboğazından kurtulacak, hem de
sanayici aynı ürünü daha düşük bir
maliyetle elde ederek rekabet gücünü
arttırmış olacaktır.
33
Enerji tasarrufu, enerji arzının azaltılması veya
kısıtlanması şeklinde düşünülmemelidir.
Enerji tasarrufu, kullanılan enerji miktarının
değil,
ürün
başına
tüketilen
enerjinin
azaltılmasıdır.
Enerji maliyetlerini düşüren üretici, aynı
miktardaki mal veya hizmetleri daha az enerji
veya aynı miktar enerji ile daha çok mal ve
hizmet üreterek, ulusal ve uluslararası alanda
rekabet gücünü arttıracaktır.
34
Hızla artan nüfusun ve gelişen sanayinin enerji
gereksinimleri kısıtlı kaynaklarla karşılanamamakta,
enerji üretimi ve tüketimi arasındaki açık giderek
artmaktadır.
Küresel enerji tüketiminin, 2035 yılına gelindiğinde
1998 yılında tüketilen enerji miktarının iki katı, 2055
yılında ise üç katı olacağı tahmin edilmektedir. Öte
yandan,
petrol,
doğalgaz,
kömür
gibi
"yenilenemeyen", geleneksel enerji kaynakları
çevreyi ve insan sağlığını giderek daha fazla tehdit
eder hale gelmiştir.
35
BİRİNCİL ENERJİ ÜRETİMİNİN KAYNAKLARA
GÖRE DAĞILIMI (2008)
Birincil enerji üretimimiz 2008 yılında 27.4MTEP
olarak gerçekleşmiştir
Odun, Bitki ve
Hayvan Artıkları
18%
Petrol
8%
Linyit
49%
Diğer
6%
Taşkömürü
4%
Hidrolik
12%
Doğal Gaz
3%
36
BİRİNCİL ENERJİ TÜKETİMİNİN KAYNAKLARA
GÖRE DAĞILIMI (2008)
Birincil enerji tüketimimiz 2008 yılında 107.6 MTEP
olarak gerçekleşmiştir
Linyit
12%
Doğal Gaz
31%
Odun, Bitki ve
Hayvan Artıkları
5%
Hidrolik ve
Yenilenebilir
4%
Petrol
31%
Diğer
2%
Taşkömürü
15%
37
ARZ TALEP GELİŞİMİ
120000
100000
80000
Enerji Talebi
60000
Yerli Üretim
40000
20000
0
1990
1995
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
38
İTHAL ENERJİNİN
KAYNAKLARA GÖRE DAĞILIMI (2008)
Doğal Gaz
38%
Petrol
44%
Kömür
18%
39
Üretim Maliyetleri İçinde
Enerji Payları
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Sektör
Soğutma
Çimento
Aluminyum
Demir&Çelik
Cam
Kağıt
Seramik
Metalurji
Tekstil
Gıda
Petrol Rafinaj
%Pay
%70
%55
%30
%30
%30
%25
%20
%15
%13
%10
%7,5
40
Sektörel Tasarruf
Potansiyelleri
•
•
•
•
•
•
•
Ana Sektörler
Metal Sanayii
Kimya
Petrol
Çimento & Seramik
Gıda & Ambalaj
Cam
Tekstil
% Tasarruf
% 20-45
% 25-40
% 30-45
% 10-50
% 25-45
% 30-40
% 25-35
41
ÇEVRESEL ETKİLER
Kömür veya petrol gibi fosil yakıtların
yanması sonucu, daima CO2 oluşur.
Yapılan ölçümler milyonlarca yıldır 180280 ppm arasında değişen CO2
seviyesinin günümüzde 360 ppm
seviyesine çıktığını göstermektedir.
Karbondioksit diğer sera gazlarına göre
%55'lik bir oranla, doğal sıcaklık
dengelerinin bozulmasında en büyük
etkiyi yaparak Küresel Isınmaya neden
olmaktadır.
42
KÜRESEL ISINMA
Küresel Isınmanın oluşumunda
Sera Etkisi'nin rolü büyüktür.
"Sera Etkisi"ni, güneşten gelen
kısa-dalga ışınlarının geçmesine
izin veren gaz tabakasının,
dünya üzerinden yansıyan uzundalga ışınlarının büyük bir
kısmını tutması sonucu meydana
gelen atmosferik dengesizlik
olarak açıklayabiliriz.
43
Atmosfere atılan diğer sera
gazları ise CO, SO2, NOx gibi
zehirli gazlar ve radyoaktif
maddelerdir. Termik santrallerde,
sanayide ve binalarda yakıt
olarak kömür kullanıldığında, bu
kirlilik etmenlerinin yanı sıra kül
de açığa çıkar. Kül civa, kurşun,
arsenik ve kadmiyum içermesi
nedeniyle yüksek oranda kirletici
etkiye sahiptir.
44
Fosil yakıtların bu şekilde kullanılmaya devam
edilmesi durumunda,
• aşırı kuraklık,
• deniz seviyesinde yükselme sonucu su
baskınları,
• fırtınalar
• ultraviyolenin artması
gibi küresel değişmeler sonucu, doğanın ekolojik
dengesinin bozulması kaçınılmazdır.
45
“Enerji Üretimi Ve
Tüketimi, İnsanoğlunun
Diğer Faaliyetlerine Göre
Çevreye Çok Daha Fazla
Zararlıdır”
(Çevre Kalite Konseyi, 1992)
46
Ekonomik üretim ana unsuru olan
ve hayat kalitemizi iyileştiren
enerjinin kullanımından
vazgeçemeyeceğimize göre
ENERJİYİ VERİMLİ
KULLANALIM
47
Neden, Enerjiyi Verimli
Kullanmalıyız?
• Verimli Kullanılan Enerji, En Ucuz
ve En Temiz Enerji Kaynağıdır.
• Enerji Yoğunluğunu Düşürür.
• Şirketlerin Rekabet Gücünü Arttırır.
• Sosyal Bir Sorumluluktur.
• Küresel Isınmayı ve Etkilerini
Azaltır.
48
TÜRKİYE’DE
TASARRUF POTANSİYELİ
• Türkiye’nin enerji yoğunluğu, OECD ülkeleri
ortalamasının iki katıdır. Yani bir dolarlık mal
veya hizmet üretmek için Türkiye’de OECD
ülkelerinde kullanılan enerji miktarının iki katı
enerji kullanılmaktadır.
• Türkiye’nin enerji tasarruf potansiyelinin %30
olduğu ifade edilmektedir.
• En büyük enerji kaynağı tasarruftur. Üstelik
Bu kaynak yerli, daimi ve çevre dostudur.
49
• Türkiye'de binalarda birim alanı veya hacmi
ısıtmak için harcanan enerjinin Avrupa ülkelerine
göre 2-3 kat daha fazla olması, Türkiye’nin enerji
tasarrufu açısından bir fırsatlar ülkesi olduğunu
göstermektedir.
50
• Türkiye’de binaların yetersiz yalıtımının enerji
maliyetinin yılda 5 milyar YTL civarında olduğu
ifade edilmektedir.
Yani
binalarımız
yeterince yalıtılsa, 5
milyar YTL her yıl
havaya uçacağına,
bina
sahiplerinin
cebinde kalacaktır.
51
YAPILARDA
ENERJİNİN
VERİMLİ
KULLANIMI
52
Konutlarda tüketilen enerjinin tüketimdeki payı
%40 oranındadır. Bu tüketimin başlıca etkenleri:
•
•
•
•
•
•
İklimlendirme (Isıtma-Soğutma)
Havalandırma
Aydınlatma
Yangın Söndürme Sistemleri
Güvenlik Sistemleri
Bina İçi Sirkülasyon Tertibatı (asansör, yürüyen
merdiven)
53
Örnek bir konutta ölçülen yıllık enerji tasarrufu
Diğer
660 kWh/yıl
Çamaşır
Makinası
285 kWh/yıl
Çamaşır
Makinası
Buzdolabı+
195 kWh/yıl
Dondurucu
333 kWh/yıl
Buzdolabı+
D
Dondurucu
1056
kWh/yıl
TV
555 kWh/yıl
Isıtma(k.po
mpa)
100 kWh/yıl
Bulaşık
Makinası
295 kWh/yıl
1789
Kurutucu
380 kWh/yıl
Kurutucu
324kWh/yıl
Aydınlatma
467 kWh/yıl
Bulaşık
Makinası
295 kWh/yıl
Isıtma
(k.pompa)
300 kWh/yıl
Toplam=3978 kWh/yıl
Aydınlatma
127 kWh/yıl
Diğer
584kWh/yıl
TV
231kWh/yıl
Toplam=2189 kWh/yıl
54
Kaynak: Twinning Project/Ademe-Enertec
ISI KAYIPLARI
ISI YALITIMI
• Isı yalıtımı yakıt tasarrufunun birinci ve en
önemli unsurudur.
Bina Tanımı
Yalıtımsız bina
1981 yönetmeliğine
uygun bina
1998 yönetmeliğine
uygun bina
Isıtma
İhtiyacı
Fark
100
-
67
%33
42
%58
56
IR - I00 001 00 .0 02
11.5 °C
10
8
6
5.1
K LA S IK IS IT M A L I B INA
57
IR - I00 003 00 .0 06
13.8 °C
13
12
11
10
9.3
T H E RM A L B R ID G E S
58
IR - I00 005 00 .0 01
25.0 °C
24
22
20
18
17.1
Y O G US M A
59
IR - I0000200.037
12.3 °C
12
11
Yalıtımsız Duvar
10
9
8
7
7.0
Y ALIT IM SIZ D UV A R
IR - I0000200.036
12.3 °C
12
11
Yalıtımlı Duvar
10
9
8
7
7.0
Y ALIT IM LI DU V AR
YALITIMLI VE YALITIMSIZ DIŞ DUVAR
6,2°C
6
4
2
0
-2
-3,0°C
BRÜLÖR ÇALIŞIYOR
BRÜLÖR ÇALIŞMIYOR
(KAZAN BEKLEMEDE)
KAZAN DAİRESİNDE YALITIM
62
KALORİFER dağıtım kollektörü
63
SICAK SU SİRKÜLASYON POMPALARI
64
SICAK SU SİRKÜLASYON POMPALARI VE
DEPOLAMA TANKI (boyler)
65
YAKIT : DOĞALGAZ
Isıl Değeri
: 8250 kcal/m3
Birim Fiyatı
: 0.62 TL/m3( kasım 2009)
Ortalama Verim : % 90
Standarda Uygun
Yalıtımsız Hal
Yalıtımlı Hal
279.056
104.079
Isıtma Enerji İhtiyacı (kWh/yıl)
Yakıt Miktarı (m3)
32.316
12.053
Enerji Maliyeti (TL)
20.036
7.743
Tasarruf
Tasarruf Oranı (%)
12.293
63
YAKIT : FUEL OİL
Isıl Değeri
: 9750 kcal/kg
Birim Fiyatı
: 1.50 TL/kg ( kasım 2009)
Ortalama Verim : % 80
Standarda Uygun
Yalıtımsız Hal
Yalıtımlı Hal
279.056
104.079
Isıtma Enerji İhtiyacı (kWh/yıl)
Yakıt Miktarı (kg)
30.920
11.532
Enerji Maliyeti (TL)
46.380
17.298
Tasarruf
Tasarruf Oranı (%)
29.082
63
Isıtma sistemlerinde çeşitli önlemlerle yakıt
tüketimini önemli oranda aşağı çekmek mümkündür.
 Isı Yalıtımı
 Yüksek Verimli Yoğuşmalı Kazan Kullanımı
 Hassas ve Gelişmiş Kontrol Sistemleri Kullanımı
 İç Sıcaklıkların Düşük Tutulması
 Zon Kontrolu
 Kompakt ve Su Hacmi Küçük Kazanlar Kullanımı
 Kullanma Sıcak Suyu Tüketiminde Gerekli Önlemlerin Alınması
Bütün bu önlemlerle yıllık yakıt tüketimini, bu önlemlerin
alınmadığı bir binada 100 birimden 40 birime indirmek
olasıdır.
68
Yeni Nesil Yoğuşmalı Kazanlar
Yanma havası/Bacagazı
Gaz girişi
Hava girişi
Yoğuşma gideri
69
Oda sıcaklık kontrolü hassasiyeti yakıt tüketimini azaltır.
ayar sıcaklığı
sıcaklık değişimi
ortalama oda
sıcaklığı .
Klasik tip oda hissedicilerle kontrolde
23°C
22°C - 24°C
23°C
Sıcaklık diferansı düşük hissedicilerde
22°C
22°C
22°C
(0,1°C nin altında hassasiyet)
İstanbul
Sonuç : Yakıt tüketimindeki azalma
~%10
Ankara
~%8
70
ATIK ISININ DEĞERLENDİRİLMESİ
EKONOMİZÖRLER:
Baca gazları bir ısı değiştirgecinde
soğutularak, ısıları kazana giden besi
suyuna aktarılır.
Böylece dışarı atılan ısı geri
kazanılmış olur.
%5-10 oranında enerji tasarrufu
sağlanır.
71
Örnek
• Bir tesiste işçilerin sıcak su ihtiyacı ısıtma amaçlı
kullanılan kazandan sağlanmakta ve yakıt olarak
doğalgaz kullanılmaktadır.
• Baca gazından yararlanarak bir ısı değiştirici ile kullanım
sıcak suyu sağlanması planlanmaktadır.
• Şebeke suyu sıcaklığı : 25°C
• İstenen kullanım suyu sıcaklığı : 60 °C
• Kullanım suyu debisi
: 2500 kg/gün
• Suyun öz ısısı
: 1 kcal/kg °C
• Q = m x C x ΔT
72
• Q = 2500 kg/gün x 1 kcal/kg °C x (60-15) °C x 313 gün/yıl
• Q = 27.387.500 kcal/yıl
• Doğalgazın ısıl değeri : 8250 kcal / m3
• Kazan verimi
: 0.85
• Doğalgaz fiyatı : 0.62 TL/m3
• Bu ısıyı bize sağlayacak olan doğalgaz miktarı (Bh):
• Bh = 27.387.500 /(8250 x 0.85) = 3905,5 m3/yıl
• Doğalgaz maliyeti = 3905,5 m3/yıl * 0.62 TL/m3
= 2421 TL/yıl
73
Yatırımın Ekonomik Analizi
•
•
•
•
•
•
Isı değiştirici yatırım bedeli
Yıllık tasarruf
Yıllık bakım
Hurda değeri
Faiz oranı
Ekonomik ömür
: 7750 TL
: 2421 TL/yıl
: 200 TL/yıl
: 500 TL
: % 12
: 10 yıl
GÖS = 7750 / (2421-200) = 3,49 yıl
74
MEKANİK TESİSAT
SİSTEMLERİNDE
ENERJİNİN VERİMLİ
KULLANIMI
75
AKITAN
DAMLATAN
MUSLUK
Görünüyor!
AKAN
DAMLAYAN
ENERJİ
Görünmüyor!
%10, %5, %2, %1, %0,5, %0,1
Kayıpların hangisi önemli?
İsrafın nedeni yanlış detaylardır.
Tasarrufun sihri de detaylardadır.
76
MEKANİK TESİSAT
SIHHİ TESİSATTA ENERJİ EKONOMİSİ
Kullanma sıcak ve soğuk su tüketimini konforu
düşürmeden azaltmak, su maliyetlerinde ciddi
tasarruflar sağlayacaktır.
SU’da yapılacak tasarruf, hem su maliyetlerinde
hem de ısıtma ve basınçlandırma enerjisi
maliyetlerinde tasarruf anlamına gelir ki: birim su
tasarrufu, maliyetlerde iki misli veya daha fazla
azalmaya neden olur.
77
TEMİZ SU TESİSATINDA
SU TÜKETİMİNİN AZALTILMASI
•
Mimari Tasarım Önlemleri:
– Mimaride banyo, wc gibi ıslak hacimler mümkün olduğunca
düşey doğrultuda üst üste, yatay doğrultuda ise yan yana
yerleştirilmeli ve mekanik tesisat merkezine yakın olmalıdır.
– Tesisat boşlukları ulaşılabilir, boru montaj ve bakımlarında
kolaylık sağlayacak şekilde yapılmalıdır.
– Donma riskini azaltmak için, kullanma suyu boruları soğuk
bölgelerde dış duvar içinden geçirilmemelidir. Kullanma sıcak
su ve sirkülasyon boruları da ısı kaybını azaltmak için dış duvar
içinden geçirilmemelidir.
– Su depoları mutlaka toprak altında olmalıdır. Toprak üstünde
bakteri oluşumu çok hızlıdır. Depoların iç yüzeyi olabildiğince
pürüzsüz olmalıdır.
78
Duvara 3 cm gömülü 1 m borudaki
ısı kaybı (W/m)
Boru
Çapı

15 (½”)
Su Sıcaklığı
45°C
Ortam
Sıcaklığı
20°C
43
Su Sıcaklığı
60°C
Ortam
Sıcaklığı
15°C
77
Ortam Sıcaklığı
15°C
136
20 (¾”)
25 (1”)
32 (1 ¼”)
61
75
89
95
109
123
160
178
197
40 (1 ½”)
101
134
212
50 (2”)
111
145
226
79
TEMİZ SU TESİSATINDA SU
TÜKETİMİNİN AZALTILMASI
• Daha Az Su ile Daha İyi El Yıkama:
– Genel tuvaletlerde sensör kumandalı
kullanımı ile su tüketimi azaltılabilir.
musluk
Ölçümler
Normal Musluk
Sensörlü Musluk
Tasarruf
Su miktarı
(lt)
4,6
0,6
4,0
80
•
TEMİZ SU TESİSATINDA SU
TÜKETİMİNİN AZALTILMASI
Mekanik Tasarımda Önlemler:
Lavabo Muslukları ve Duş Bataryaları:
– Genel hacimlerin lavabo musluklarında su kullanımı,
10 l/dak’nın altında olmalı veya otomatik musluklarda
su kullanımı 0,95 l/kullanımdan az olmalıdır.
– Musluk uçlarında mutlaka perlatör olmalıdır. Lavabo
musluklarının miks tipte olması kullanımı kolaylaştırır.
Ancak yanlış kullanılmaları durumunda sıcak su
tüketimini arttırırlar.
– Suyun basıncı, musluk ağzında yüksek ve değişken
olmamalıdır.
– Aynı su sisteminde basınçlı duş başlığı ile farklı
basınçta çalışabilen armatür kullanılmamalıdır. 81
TEMİZ SU TESİSATINDA SU
TÜKETİMİNİN AZALTILMASI
Klozet seçimi:
Yüzey yıkama yeteneği, rezervuar su hacmi ve
rezervuar iç takım kalitesi önemlidir.
Çift akışlı klozetlerde, farklı debide su tüketimi söz
konusudur.
Binalarda atık su arıtımı mevcut ise, rezervuarlarda
bu su kullanılabilir. Bu arıtılmış su, binaya ayrı bir
besleme hattıyla getirilmelidir.
Pisuarlar:
Pisuarlarda yüzey yıkama yeteneğinin iyi olması koku
sorununu ortadan kaldırır. Otomatik pisuarlar bir
kullanımda 4 lt’den fazla su tüketmemelidir.
82
SU DAĞITIM ve HİDROFOR SİSTEMLERİNDE EKONOMİ
Su Dağıtım Sistemleri:
• Suyu, uygun bir hacimsel debi, minimum basınç kaybı ve
maksimum akış koşulları ile en uzaktaki apareye
ulaştırmalıdır.
• Maksimum ve minimum basınç koşullarında, en uzaktaki
ve en yakındaki apareyde gereksinimleri karşılamaya
yeterli basınç aralığında su sağlanmalıdır.
• Sistem aşırı basınçlardan korunmalıdır.
• Basınç kayıpları en az olacak şekilde tesisat
projelendirilmeli ve uygulanmalıdır.
83
Hidrofor basıncının 1 bar artırılmasının
yıllık enerji tüketimine etkisi
Örnek 1
Örnek 2
Örnek 3
Nominal
Hidrofor
Yükseltilmiş
Basınç Hali
Nominal
Hidrofor
Yükseltilmiş
Basınç Hali
Nominal
Hidrofor
Yükseltilmiş
Basınç Hali
Debi
(m3/h)
60
70
50
60
40
50
Verim
(%)
12,6
10,0
23,0
16,0
5,60
3,00
Güç
(kW)
3,72
3,55
5,50
4,90
1,10
0,90
Tüketim
(kWh)
6,405
7,718
9,485
12,105
1,903
2,885
Elektrik
Tüketimindeki
Fark
(kWh)
1,313
2,620
982
Elektrik
Tüketimindeki
Artış
(%)
20
28
52
84
Kullanma Sıcak Suyu
Tesisatında Ekonomi
• Kullanma sıcak su tüketiminin azaltılması aynı zamanda
ısıtma enerjisinden tasarruf sağlayacaktır.
• Konutlarda sıcak su ısıtması için gerekli ısı, yıllık ısıtma
ihtiyacının %10 ile %20’si arasında bir oran oluşturur.
• Büyük ticari binalarda kullanma sıcak suyunu ısıtmak için
gerekli ısı, yıllık enerji tüketiminin %4’ünü oluşturabilir.
• Otellerde ise bu değer, yıllık ısıtma ihtiyacının %20-%35’i
oranındadır. Birçok otelde, otel %80 kapasite ile dolu
iken kullanma sıcak suyu hazırlamak için harcanan enerji
kadar ısı, sıcak su ve sirkülasyon borularında
kaybedilmektedir.
85
Boru çapına göre izolasyon
kalınlıkları ve ısı kaybı
Eski
Önerilen
Ortalama Isı
Kaybı
(kJ/mh)
Eski
20’ye kadar
20
30
22,32
25 - 50
30
40
20,27 - 29,89
10 - 100
40
50
30 - 42,64
Boru Çapı
(mm)
İzolasyon Kalınlığı
(mm)
86
Boyler Su Sıcaklığının
Önemi
• Boyler su sıcaklığı 45 °C olmalıdır (çamaşırhane vb
hariç). Kullanma yerlerinde ise (musluk çıkışında) 42 °C
altında olmamalıdır.
• Bu sıcaklık değeri yüksek seçilirse, enerji kaybı yüksek
olur. Su tüketiminin artmasının yanında, su dağıtım
hatlarında ve boyler yüzeyinde olan ısı kayıpları da artar.
• Kazan daha yüksek sıcaklıkta çalışmak zorunda kalır,
dolayısıyla yakıt tüketimi artar.
87