Transcript Sıhhi Tesisat Sistemlerinde Enerji Verimliliği ve Enerji Tasarrufu

SIHHİ TESİSAT
SİSTEMLERİNİN
TASARIMINDA ENERJİ
TASARRUFU
Yaver TETİK
27237



1970'li yılların başında tesisat mühendisleri dahil
birçok insan enerjiyi tükenmez ve istendiği gibi
harcanabilir bir kaynak olarak görüyordu. Bu
düşünceler birçok enerji şeklinin düşük maliyetli
olmasıyla da destekleniyordu Ancak 1973-1974
petrol krizi bu görüşleri değiştirdi.
Ülkeler enerjinin korunmasına yönelik sistemlere
yönelmişlerdir.
Bu nedenle günümüzde tasarımı yapılan ve
bundan sonra tasarımı yapılacak tesisat
sistemlerinde enerji tüketimini en aza indirecek
yeni teknikler ve metotlar kullanılacaktır.
2



Bina enerji tasarrufunda kullanılan iki yöntem,
tesisat tasarımlarında çok ileri aşamadadır.
Birinci yöntem tesisat tasarımında, tesis sahibinin
son kullanıcılara belirli bir takım kısıtlamalar
getirecek uygulamalar yapmasını sağlamaya
yöneliktir. Sıcak su ısısının ve su basıncının
kontrolü, akış kontrollü sprey tip batarya ve duş
başlığı kullanımı gibi uygulamalar bu metodun
birer uzantısıdır. Bu yöntem, başlangıç
uygulamasının kolay oluşu nedeniyle son derece
avantajlıdır.
Enerji tasarrufuna yönelik ikinci yaklaşım Toplam
Enerji Yönetimi (TEY) olarak adlandırılır. Bu
yöntemde tesisat mühendisi binadaki enerjinin
nasıl kullanıldığını analiz ederek enerji
tasarrufuna olanak sağlayacak tasarımı yapar.
3
TESİSAT SİSTEMLERİNDE
ENERJİNİN
KORUNMASI
 Tesisat
mühendislerinin enerji
tasarrufu yapabilmek için
izleyebilecekleri pek çok yol vardır.
Bazı son kullanıcı kısıtlamaları ya da
toplam enerji yönetimi konusunda
izlenebilecek yöntemler şunlardır:
4
1) Servis Su Sıcaklığını Düşürmek

Büyük ofis binalarında ve daha küçük binalarda
kullanılan toplam enerjinin %2 - 4'lük bölümü
sıcak su için kullanılmaktadır.
İkamet edilen binalara yönelik su ısıtıcıları
toplam enerji tüketiminin yaklaşık %8'ini
kullanırlar.
İki veya daha fazla su hacmini ya da akışını
karıştırarak kullanılabilir sıcaklığı elde ederken,
aslında gereken sıcak su miktarı da düşer.
5
2) Azaltılmış Su Akış Oranı


Azaltılmış su akış oranı daha az pompalama,
daha küçük boru çapı ve borudan daha az
ısı kaybı anlamına gelir.
Sonuç olarak enerji tasarrufu, su akışının
sıhhi tesisat armatürlerine daha az
gitmesiyle sağlanır. Armatür akış oranları
bağlantı fitings tasarımı ve su basıncı ile
değişir. Üreticilerin test sonuçlarına göre
akışlar armatür akış azalmasının birinci
adayı olan lavabo ve duşlarda çok yüksek
olabilir. Armatür akış oranları otomatik akış
kontrol fitingsleri temin edilerek
düşürülebilir.
6
2) Azaltılmış Su Akış Oranı
 Akış
kontrollü duş ve lavabo
bataryaları yılda milyonlarca litre su
tasarrufu sağlar, su talebindeki
azalma su istasyonlarındaki
pompalanmanın azalması, dolayısıyla
su arıtma merkezlerinin daha az su
işlemesini sağlar.
7
3) Ekonomik Termal izolasyon Kalınlığı
 İzolasyonun
ekonomik kalınlığı;
enerjinin ve izolasyonun maliyetinin
toplamının en az olması demektir.
İzolasyon ısı kaybını geciktirecek
enerji tasarrufu sağlamasının yanı
sıra yanlışlıkla dokunma sonucu
oluşan yanıklara karşı korunma,
gürültünün azalması ve
kondenzasyonun kontrolü gibi
avantajlar da getirir.
8
4) Sirkülasyonlu –Sirkülasyonsuz
Sistemler
 Binanın
boş olduğu saatlerde su
ısıtıcısını ve sirkülasyon sistemini
otomatik olarak kapatan sistem
uygulanarak enerji kullanımında
önemli ölçüde tasarruf sağlanabilir.
9
5) Atık Enerjiyi Su Isıtma İçin Kullanma
Bu yöntem suyu ısıtmak için atık ısının
kullanılmasını öngörür. Bilinen atık ısı
kaynakları şu şekilde sıralanabilir:
 Klimalandırma ve ticari soğutma
işleminden atılan ısı
 Buhar yoğunlaşmasından çıkan ısı
 Birleşik ısı güç sistemleri (kojenerasyon)
 Isı pompası ve ısı geri kazanım sistemleri
(heat-pump, heat back)
10
Tesisat Mühendisi için Enerji Kullanımını
Azaltan Potansiyel Alanlar:









Sıcak su boruları ve saklama tanklarındaki izolasyonun
miktarının arttırılması,
Sıcak su bataryalarının sprey tip ve akış kısıtlamalı olması,
Spring aktiviteli sıcak su bataryalarının kullanılması.
Su basıncının 3 (bar) ‘ ın üzerinde olduğu durumlarda,
armatürlerde basınç düşürücü vananın kullanılması.
Sıcak su sistemlerinin enerji tasarrufu sağlayacak şekilde en
az su sıcaklığına göre tasarlanması. Bina içinde mutfakta ve
daha fazla sıcaklık gereken yerlerde su sıcaklığının
arttırılması.
Elektrikli su ısıtıcısının ve sirkülasyon dönüş pompasının enerji
yönetim sistemine bağlanması ve sistemin binanın yoğun
olarak kullanıldığı zamanlarda devrede olmamasının
sağlanması.
Dönüş ve uygulama sirkülasyon pompa sisteminin binanın boş
olduğu zamanlarda kapatılması.
Su ısıtıcısının mümkün olduğu kadar kullanıma yakın bir yere
yerleştirilmesi.
Boşa giden ısının servis suyunun ısıtılması için kullanılması
(Atık enerjiden geri kazanım).
11
SIHHİ TESİSATTA
ENERJİ EKONOMİSİ
Sıhhi tesisatta iki önemli tasarruf alanı
var:
Su ısıtmasında kullanılan enerjinin tasarrufu
ve
suyun tasarrufu
13
15
Sıcak su tasarrufuyla, küresel CO2 salımının azalmasına fayda sağlar
16
Suyu Nasıl ? Tasarruflu Kullanabiliriz.
* - Musluğu açık bırakmayın.
Sebze meyveler elde
yıkamak yerine su
dolu bir kapta
yıkanırsa çok daha az
su tüketilir. 4 kişilik
bir aile bu yöntemle
yılda ortalama 18 ton
su kurtarabilir.
18
* - Bulaşık makinesini kullanın.
Bulaşıklar elde yıkanırsa,
ortalama 85 -125 litre su
harcanır. Oysa bulaşık
makinesi sadece 12 litre
su ile yıkar. Bu da, bir
yılda ortalama 26-40 ton
su tasarrufu demektir.
19
*- Diş fırçalarken, traş
olurken suyu kapatın.
Kullanılmadığı halde
açık bırakılan su
harcaması, yılda kişi
başına ortalama 12
tondur. 4 kişilik bir
ailede bu rakam
yaklaşık
48 tondur
20
*- Daha kısa duş alın.
5 dakikalık bir duş
sırasında ortalama 60
litre su harcanır. 4 kişilik
bir ailenin her bir ferdi
duş süresini 1 dakika
azaltırsa yaklaşık 18 ton
suyu kurtarır.
21
*- Muslukları kontrol edin.
Muslukların su
kaçırmadığından emin
olun ve gerekirse tamir
ettirin.
Her saniye bir damla su
damlatan musluk, yılda 1
ton su harcar
22
*- Sifonu gereksiz
kullanmayın.
Aile fertleri günde birer
kez sifonu amacı
dışında çekerse, yılda
16 ton su harcar.
Rezervuara, su dolu 1,5
litrelik bir pet şişe
yerleştirin yılda 2 ton
su tasarrufu sağlayın.
23
*- Duş başlığını değiştirin.
Duş başlığını suyu daha
iyi püskürten ekonomik
duş başlıklarıyla
değiştirin. Böylece suyu
daha az açarak daha
tazyikli suyla duş
alınabilir.
24
*-Su kaçaklarını engelleyin .
Ev ya da
apartmanınızdaki eski
su borularını yenileriyle
değiştirin ya da tamir
ettirin. Eski tip borular
tonlarca suyun kayıp
olmasına neden olur.
25
*-Çamaşır makinesini
daha az kullanın.
Tek bir çalıştırmada
yaklaşık 175 litre su
harcayan çamaşır
makinesi haftada
bir kez bile az çalışsa,
yılda 9 ton su tasarruf
edilir.
26
Büyük yapılarda sıcak su eldesi için,
toplam enerjinin %2-4’ ü,
doğalgazlı konutlarda %8’i,
ülke genelimizde %12-15’i ,
elektrikli termosifon kullanan
konutlarda, enerjinin %23-25’i sıcak
su hazırlamasında kullanılmaktadır.
Su sıcaklığı, lavabolar için 40 °C, genel
de 60 °C, olarak seçilmektedir.
60 °C olarak kabul gören değerin, 45 °C
olması durumunda, borulardaki ısı kayıpları
azalacaktır.
t ne kadar büyükse, (ambians sıcaklığıborudan geçen suyun çevre sıcaklığı) o kadar
fazla kaybımız olur. Yeni yapılarda sıcak su
değerinin 43-45 °C arasında tutulmasını,
karışım için termosta tik batarya kullanımı
önerilir. Termosta tik vananın iyi çalışabilmesi
için, sıcak su basıncının sağlanması gerekir.
Lejyonelle tehlikesi için haftada bir
suyu
75 °C’ ye getirmek gerekir.
Sıcak su debilerinin azaltılması,
boru çaplarını, pompa güçlerini, su
kaçaklarını ve borudaki ısı kayıplarını
azaltır.
Lavabo ve duşlarda su sarfiyatları çok
yüksektir. Enfraruj sensörlü vana ve
bataryalar, bu noktada faydalı olabilir.
Enerjinin akılcı kullanımı için; yeterli ve
güvenli yalıtım, debi akışlarının
azaltılması, basınç kontrolünün
sağlanması önerilmektedir.
30
Otomatik perlatör
 Su tasarruf perlatörleri ile şimdi %
50’ye varan su tasarrufu
mümkündür,
Otomatik perlatör

SU TASARRUF PERLATÖRLERİNDE İŞLEYİŞ
MANTIĞI, GENEL OLARAK GELEN SUYUN
DEBİSİNİ SÜZGEÇLERİ SAYESİNDE
DÜŞÜREREK UÇ KISIMLARINDAKİ
APARATLAR SAYESİNDE SUYU TAZYİKLİ
OLARAK DIŞARI ÇIKARMAKTIR.
Su tasarrufunu sağlamanın en kolay ve en pratik
yolunun perlatör uygulamasından geçmektedir.
Halen tüketicinin kullanımında olan standart
bataryalar üzerine de uygulanabilen perlatör ile
fotoselli bataryalara yakın bir su tasarrufunu
temin edilebilmektedir. Standart perlatör ile 3 bar
da 24 litre olan su tüketimini, suyun akış
kalitesini artırarak 6 litre gibi gerçekten cazip bir
seviyeye çekebilmektedir
Otomatik su perlatör örnekleri
34
1) Musluk Kapalı İken: Basınç Yok, Statik
Durumda (hareketsiz).
Akış hareketsizliğinde O-Ring, dairesel
yatağında esnek halde.
2) Musluk Açık İken: Aktif Durumda (hareketli). Su akışı
mevcut.
O-ring, artan basınçla beraber suyun hızı geçiş kanalı ve oring arasında yükselir, böylece o-ring dairesel yatağından
akım kanalına doğru hareket eder ve geçiş kanalını sıkıştırır,
su geçiş aralığı daralır.
3) Yüksek Basınçlı iken: Su basıncı arttıkça o-ring, su
geçiş aralığını daraltmaya devam eder. Böylece su
debisi sabitlenir ve dakikada maksimum 9 litre su verir.
Musluk kapanınca bu sürecin tersi işler. O-Ring tekrar
esner ve daralma genişler.
Akıllı tesisat armatürleri grubunda;
flaş yıkama sistemlerini (flüzoterler),
fotoselli musluk ve bataryalar, sıcak
su hazırlamada kullanılan anlık-şok
ısıtıcılar, frekans konverterleri, basınç
düşürme vanaları, kartlı su sayaçları,
vakum alıcılar, ters akım önleyiciler,
balanslama vanaları, merkezi havalık
sistemi, yalıtım ve genel anlamı ile
akıllı sistem otomasyonu sistem ve
gereçleri sayılabilir.
36
Fotoselli ürünler hangi ihtiyaçtan
doğdu?
Fotoselli ürünler bilindiği gibi çoğunlukla
alışveriş merkezleri, benzin istasyonları,
havaalanları vb. genel yerlerde
kullanılmakta. Bu tip halka açık
mekanlarda kullanım sırasında dikkatsiz
davranıldığı hatta zaman zaman
armatürün açık unutulduğu biliniyor.
Hijyen kaygısı da bir diğer önemli faktör.
Fotoselli armatürler, bütün bu
sakıncaları ortadan kaldıran bir ürün
grubu.
37
Fotoselli ürünler
Kullanım Alanları
•RESTORANLARDA,
•* OTELLERDE,
* HAVAALANLARINDA,
* DOKTOR
MUAYENEHANELERİNDE,
* MAĞAZALARDA,
* OKULLARDA,
* OFİSLERDE,
* DİNLENME VE KONAKLAMA
TESİSLERİNDE,
* TREN GARLARINDA,
* STADYUMLARDA,
* BENZİN İSTASYONLARINDA,
* İŞ VE ALIŞVERİŞ
MERKEZLERİNDE
termostatik batarya
Termosta tik ürünlerin diğerlerine göre ne oranda
SU ve ENERJİ tasarrufu getiriyor?
Üç kişilik bir ailenin yılda kişi başı 180 defa 15 dakika süreyle
duş aldığı varsayımından çıkarak, termostatik batarya ile çift
volanlı bir ürüne göre yılda 26 ton su tasarrufu sağlamak
mümkün. Bu sıcak suyu ısıtmak için gereken enerjiden de
tasarruf edilmiş olur..
Pompalar, elektrik tüketimi açısından çok
önemlidir.
Elektrik enerjisinin neredeyse %60’ı elektrik
motorlarında tüketilmektedir. Bu oranın %35’ini
de pompalar teşkil etmektedir.
Pompa sistemlerinde enerji tasarrufu için ;
*- Basınç kaybı (Hm) ve debi (Q) hesaplanırken
emniyet payları büyük tutulmamalı, aksi
taktirde pompa max. verimli noktada
çalışamaz.
40
*- Kapasite ihtiyaçlarının değişken olduğu
sistemlerde, mümkün olduğu kadar
pompa sayısı arttırılmalı ve paralel
çalışma, enerji tasarrufu sağlayabilir.
*- Yüksek devirli pompalar genellikle
daha yüksek verime sahiptir.
*- Değişken devirli pompa kullanımı
özellikle statik basma yüksekliğinin küçük
olduğu sistemlerde enerji tasarrufu
sağlayabilir.
*- Pompa ufak dahi olsa, pompa verimi
ilk satın almada dikkate alınmalıdır.
*- Büyük seçilmiş pompaların düşük
kapasitelerde çalıştırılmasından
kaçınılmalıdır.
*- Geniş bir aralıkta çalışacak
pompaların maksimum verimli bölgesinin
geniş aralıkta olmasına dikkat edilmelidir.
*- Sistem maksimum kapasiteyi
karşılayacak şekilde seçilmeli, fakat
sistemin zamanın çoğunda hangi
kapasitede çalışacağı bilinmelidir. Bu
analizden sonra boru sistemi dizayn
edilebilir. Eğer maksimum kapasitede
sadece kısa bir süre çalışacak ise,
büyük çaplı boruya gerek yoktur
veya tersi durum geçerlidir.
ELEKTRİK MOTORU SEÇİMİ
*- Elektrik motorları tam yüke yakın
değerlerde çalıştırılmalıdır.
*- Aşırı büyük seçilmiş motor, direkt
kayıplara ve aynı zamanda reaktif
gücüde etkilediği için endirekt
kayıplara neden olur.
*- Motorun çektiği güç / etiket değerleri
arasındaki oran = 0,4 veya altında ise
bu sistem incelenmelidir.
Örnek:
Mevcut durum: Pompaya akuple edilmiş
30 kw gücündeki motor % 30 yükte çalışıyor.
Tam yükte verim : %90
%30 yükte verim : %83
Verim düşümü : %7
Saatteki yaklaşık enerji kaybı : 2 kw / h
Yıllık çalışma saati : 8000 saat/yıl
Yıllık enerji kaybı : 16000 kw /yıl
Elektrik birim fiyat : 0,193 TL
Yıllık enerji kaybı: 0,193 * 16000 = 3,088.00 TL.
FREKANS KONTROLLÜ POMPALAR:
Enerji tasarrufunu maksimize etmek ve en
yüksek konforu sağlamak amacıyla
geliştirilmiştir. Azalan debi veya basınç
ihtiyacına göre, pompa devrini düşüren
değişken frekanslı pompalar ile yüksek
verim ve tasarruf sağlanır.
Pompa sistemleri içerisinde kapasitenin
ihtiyaca bağlı olarak en fazla değişkenlik
gösterdiği sistemler; HİDROFOR
sistemleridir.
Aynı sistemde gün içerisinde talebin 0,1
lt/sn’ den 10 lt/sn’ ye kadar değiştiği
durumlar söz konusudur.
Hidrofor belirlenirken, tek pompalı hidrofor yerine
iki veya üç pompalı hidrofor kullanılabilir. Bu
durumda büyük pompanın devreye girip çıkmasının
yaratacağı ses ve basınç dalgalanması olmaz,
demeraj akım azalır.
Örneğin: 15 m3/h debili tek bir hidrofor yerine , her
pompası 7,5 m3/h olan iki pompalı veya her
pompası 5m3/h olan üç pompalı hidrofor seçilebilir.
Çok pompalı hidroforlar, koşullar uygunsa, yedek
hidrofor gibi çalışabilir. Bunun için bir hidrofor
devreden çıksa bile diğer pompa veya pompalar
gereken debiyi verebilmelidir.
Örneğin: Debi ihtiyacı 10 m3/h ise; her pompası
10 m3/h debili iki pompalı veya her pompası 5
m3/h üç pompalı hidrofor seçilebilir.
47
FREKANS KONTROLÜNÜN ÜSTÜNLÜKLERİ
*- Yüksek enerji tasarrufu,
*- Daha düşük kalkış akımı (inverter’e bağlı
pompada)
*- Ayarlanabilen kalkış ve duruş zamanıyla
daha düşük darbe riski – su koçu,
*- Hassas basınç ölçümü,
*- Daha sessiz çalışma,
*-Daha düşük hacimli mebranlı tank
kullanımı,
*-Kurulum için daha az yer gereksinimi,
sağlar.
48
Standart Hidroforlarda İnverter kullanımıyla yapılan tasarruf aşağıdaki
tabloda yıllık kullanım oranı baz alınarak açıklanmıştır.
PERFORMANS TESTİ: 1,5 KW - Elekropump - Sabit Basınç (29 MSS)
Q
Hm
F
(l/sn)
(mSS)
(Hz)
Yıllık
Kullanım
Oranı %
Giriş Gücü (kW)
Fark
Elektriksel
Tasarruf
%
Standart
F. İnvertörlü
kW
1,5
7
1,68
1,68
-
1,25
9
1,68
0,86
0,82
646,00
0,75
33
1,53
0,69
0,84
2.428,00
51
1,23
0,44
0,79
3.529,00
0,375
29
50
Toplam Yıllık Enerji Tasarrufu
kWh /yıl
-
6.603,00
Türkiye’de net elektrik enerjisi tüketiminin
yaklaşık %50’si sanayide, sektörler arasında
farklılık olmakla birlikte sanayide tüketilen
elektrik enerjisinin de ortalama %70’i elektrik
motor sistemlerinde tüketilmektedir. Ayrıca
sanayide kullanılan elektrik motorlarının
%90’ını üç fazlı alternatif akım asenkron
motorları oluşturduğundan enerjinin verimli
kullanılmasına yönelik çalışmalar bu motorlar
üzerinde yoğunlaşmıştır.
50
Bakanlık tarafından gerçekleştirilen çalışma
neticesinde; Türkiye’de yüksek verimli motor
kullanılması durumunda tasarruf edilecek enerji
miktarı yaklaşık olarak 4.300 GWh olarak tahmin
edilmektedir. Bu tasarruf neticesinde 5 yıl
sonunda yaklaşık 3 KEBAN santrali üretimine
eşdeğerdir. Tasarrufun parasal değeri 500 milyon
TL olarak hesaplanmaktadır. Aynı zamanda, 1kWh
enerji için yaklaşık 0.6kg Co2 emisyonu
gerçekleştiğine göre bu tasarruf ile 2.600.000 ton
CO2 salınımının önüne de geçmiş olacaktır.
51
Avrupa Elektrik Makineleri Üreticileri Komitesi
(CEMEP) tarafından endüstriyel motorların
verimlilik değerleri;
EFF3 (düşük verim sınıfı),
EFF2 (verimi arttırılmış sınıf),
EFF1 (yüksek verim sınıfı) olarak
sınıflandırılmıştır.
Bu komite, düşük verimli motorların kullanımı
her geçen yıl azaltarak ve yüksek verimli motor
kullanımını arttırmayı amaçlamaktadır.
52
Elektrik İşleri Etüt İdaresi (EİE) verilerine göre ;
25 işletmenin kullandığı 2500
motor üzerinde yapılan
tespitlerde;
% 85’ini EFF3,
% 14’ünü EFF2,
% 1’ini ise yüksek verimliliğe
sahip EFF1 motorlar
oluşturduğu gözlemlenmiştir.
İşletme şartlarına göre değişmekle
birlikte işletmelerde; EFF1 sınıfı
motor ve frekans konvertörü
kullanarak, ortalama % 15 ila
% 50 arası enerji tasarrufu
sağlamanın mümkün olduğu
belirtilmiştir.
Bu enerji tasarrufu da CO2
emisyonunun bu oranda
azaltılmasında rol oynayacaktır.
EFF3 tip motorların yaygın olarak
bulunduğu ülkemizde ise EFF1
motor kullanımının yaygınlaştırılması
için 5627 sayılı Kanun çıkarılmıştır.
Bu kanun ile verimli motor kullanımı
yasalaşmış ve hazırlanan taslaklarda
sanayi kuruluşlarının EFF2 ile EFF1
motorları kullanmaları halinde teşvik
kapsamında tükettikleri enerjinin ve
bu amaçla yapacakları yatırımların
bir kısmının karşılanması
amaçlanmıştır.
55
Geçtiğimiz yıl yürürlüğe giren kanun
ile Enerji ve Tabii Kaynaklar
Bakanlığı,
elektrik motorunu değiştirmek
isteyen firmalara % 20 oranında
hibe yapacak, geri kalan bölüm ise,
Türkiye Teknoloji Geliştirme Vakfı ve
KOSGEB ( Küçük ve Orta Ölçekli Sanayi
Geliştirme İdaresi Başkanlığı) gibi kuruluşlar
da faizsiz kredi desteği vereceği
belirtilmiştir.
İLGİNİZE
TEŞEKKÜRLER