1

MAKİNA MÜHENDİSLİĞİNE

GİRİŞ II

Termodinamik ve Isı Tekniği Anabilim Dalı

2

TERMODİNAMİK

Enerjinin bilimidir.

Enerji nedir

3

Enerji

“Değişikliklere yol açan etken”

olarak tanımlanabilir.

4

Termodinamik ve Uygulama Alanları

• Tüm mühendislik uygulamaları madde ile enerji arasında bir etkileşim içerir.

• Dolayısıyla Termodinamiği ilgilendirmeyen bir çalışma alanı düşünmek zordur.

5

Termodinamiğin Uygulama Alanları

• İnsan vücudu

• Güç Santralleri

• İklimlendirme Sistemleri

• Soğutma Sistemleri

• Otomobil Motorları

• Uçaklar

6

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…..

7

Termodinamiğin Birinci Yasası

• Enerjinin Korunumu Yasasıdır.

• Enerjinin değişik biçimleri arasındaki ilişkileri ve genel olarak enerji etkileşimlerini incelemek için sağlam bir temel oluşturur.

Q, sistem sınırlarından net ısı geçişini;W, değişik biçimleri kapsayan net işi;E,sistemdeki toplam enerji değişimini ifade eder.

EWQ

8

Termodinamiğin İkinci Yasasıİkinci yasa enerjinin niceliği (miktarı) yanında niteliğini de ön plana çıkarır.

• Masada bırakılan bir fincan sıcak kahvenin kısa Masada bırakılan bir fincan sıcak kahvenin kısa sürede soğuduğu bilinir. Fincan içindeki sürede soğuduğu bilinir. Fincan içindeki kahvenin hal değişimi Termodinamiğin Birinci kahvenin hal değişimi Termodinamiğin Birinci Yasasına uymaktadır, çünkü kahvenin kaybettiği Yasasına uymaktadır, çünkü kahvenin kaybettiği enerji çevre havanın kazandığı enerjiye eşittir.enerji çevre havanın kazandığı enerjiye eşittir.

Tersi durumda, soğuyan kahve ortam Tersi durumda, soğuyan kahve ortam havasından alacağı enerji ile ısınabilir mi? havasından alacağı enerji ile ısınabilir mi?

Bu mümkün değil……..Bu mümkün değil……..

9

TERMODİNAMİKIsıl 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.

10

TERMODİNAMİKYüksek sıcaklıkta ısıl enerji

deposu

Düşük sıcaklıktaki ısılenerji deposu

ISI MAKİNESİ

Qgiren

Qçıkan

Wnet

Isı makinesi ile ısının işe dönüştürülmesi

11

12

TERMODİNAMİK

Isıl verim:

şeklinde ifade edilir.

giren

çikanth Q

Q1

giren

çikan,netth Q

W

13

ÇEVRE ORTAM

BUHARLAŞTIRICI

KOMPRESÖRKISILMA VANASI

YOĞUŞTURUCU

Wnet,giren

SOĞUTULAN ORTAM

QL

120 kPa-20 C

Bir soğutma sisteminin ana bileşenleri

QH

800 kPa30 C

120 kPa-25 C

800 kPa60 C

SOĞUTMA MAKİNESİ

14

smA_circuito_en.exe

Buzdolabının çalışma prensibi

15

Bir soğutma makinesinin verimi “Etkinlik Katsayısı” ile ifade edilir ve COPSM ile gösterilir.

COPSM=girenWnet,

Q

değergereken harcanması

değeristenen edilmek elde L

Wnet,giren = QH - QL

16

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 .

ISI TRANSFERİ

17

ISI TRANSFERİ

ISI GEÇİŞİ ÜÇ YOLLA GERÇEKLEŞİR:

• İLETİM (CONDUCTION)

• TAŞINIM (CONVECTION)

• IŞINIM (RADIATION

18

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.

Qiletim =x

TkA

ısı geçişine dik alan

ısı iletim katsayısı Sıcaklık gradyanı

ISI TRANSFERİ

FOURİER ISI İLETİM YASASI

19

TAŞINIM, katı bir yüzeyle onun temas ettiği akışkan bir ortam arasında gerçekleşen ısı geçişidir. İletimin ve akışkan hareketinin ortak sonucu olarak gerçekleşir.

Qtaşınım=hA(Ts-Tf)

Isı taşınım katsayısı

Isı geçişinin olduğu yüzey alan

Yüzey sıcaklığı

Akışkanın yüzeyden uzak sıcaklığı

ISI TRANSFERİ

NEWTON’un SOĞUTMA YASASI

20

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.

ISI TRANSFERİ

)( 44çevres TTA Qışınım=

Yüzeyin yayma oranı

SabitYüzey alanı

Yüzey sıcaklığı

Çevre sıcaklığı

21

• Güneş enerjisinin yeryüzüne erişimi ışınıma güzel bir örnektir.

22

İNSAN VÜCUDU

• Isı, hücrelerdeki enerji kazanımı sırasında yan ürün olarak açığa çıkar.

• Bu ısı bedene kan dolaşımı yoluyla eşit olarak dağıtılır.

23

• 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.

İNSAN VÜCUDU

24

• 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.

İNSAN VÜCUDU

25

• 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.

İNSAN VÜCUDU / Otomatik Kontrol

26

ENERJİ

27

Enerji Tüketiminde

1 Türk 4 Japona Bedel

28

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.

29

Enerjinin fazla kullanılması sonucunda;

• DOĞAL KAYNAKLAR HIZLA TÜKENİYOR

• ÇEVRE KİRLENİYOR

• ENERJİ İÇİN YÜKSEK MİKTARDA PARA ÖDÜYORUZ

30

Kızılderili Şef Seattle demiş ki:

31

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.

32

NEDEN ENERJİ TASARRUFU ?

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. 

0

5

10

15

20

25

30

35

1974 1984 1994 2004

MT

EP

Taşkömür Linyit Petrol D.Gaz

Türkiye’nin enerji tüketimi hızla artmaktadır. Bu da doğal kaynakların bilinçsizce ve büyük bir hızla tüketilmeye başlamasına neden olmuştur.

33

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.

34

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.

35

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.

36

BİRİNCİL ENERJİ ÜRETİMİNİN KAYNAKLARA GÖRE DAĞILIMI (2008)

Birincil enerji üretimimiz 2008 yılında 27.4MTEP olarak gerçekleşmiştir

Diğer6%

Hidrolik12%

Taşkömürü4% Doğal Gaz

3%

Linyit49%

Petrol8%

Odun, Bitki ve Hayvan Artıkları

18%

37

BİRİNCİL ENERJİ TÜKETİMİNİN KAYNAKLARA GÖRE DAĞILIMI (2008)

Birincil enerji tüketimimiz 2008 yılında 107.6 MTEP olarak gerçekleşmiştir

Doğal Gaz31% Hidrolik ve

Yenilenebilir4%

Taşkömürü15%

Diğer2%

Petrol31%

Linyit12%

Odun, Bitki ve Hayvan Artıkları

5%

38

ARZ TALEP GELİŞİMİ

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

1990 1995 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

Enerji Talebi

Yerli Üretim

39

İTHAL ENERJİNİN KAYNAKLARA GÖRE DAĞILIMI (2008)

Petrol44%

Kömür18%

Doğal Gaz38%

40

Üretim Maliyetleri İçinde Enerji PaylarıSektör %Pay

• Soğutma %70• Çimento %55• Aluminyum %30• Demir&Çelik %30• Cam %30• Kağıt %25• Seramik %20• Metalurji %15• Tekstil %13• Gıda %10• Petrol Rafinaj %7,5

41

Sektörel Tasarruf Potansiyelleri

Ana Sektörler % Tasarruf• Metal Sanayii % 20-45• Kimya % 25-40• Petrol % 30-45• Çimento & Seramik % 10-50• Gıda & Ambalaj % 25-45• Cam % 30-40• Tekstil % 25-35

42

ÇEVRESEL ETKİLER

Kömür veya petrol gibi fosil yakıtların yanması sonucu, daima CO2 oluşur. Yapılan ölçümler milyonlarca yıldır 180-280 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.

43

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 uzun-dalga ışınlarının büyük bir kısmını tutması sonucu meydana gelen atmosferik dengesizlik olarak açıklayabiliriz.

44

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.

45

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.

46

“Enerji Üretimi Ve Tüketimi, İnsanoğlunun

Diğer Faaliyetlerine Göre Çevreye Çok Daha Fazla

Zararlıdır”

(Çevre Kalite Konseyi, 1992)

47

Ekonomik üretim ana unsuru olan ve hayat kalitemizi iyileştiren

enerjinin kullanımından vazgeçemeyeceğimize göre

ENERJİYİ VERİMLİ KULLANALIM

48

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.

49

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.

50

• 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.

51

• 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.

52

YAPILARDA ENERJİNİN

VERİMLİ KULLANIMI

53

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)

54

Diğer 660 kWh/yıl

TV 555 kWh/yıl

Kurutucu 380 kWh/yıl

Çamaşır Makinası

285 kWh/yıl

Buzdolabı+D

Dondurucu1056

kWh/yıl

Aydınlatma467 kWh/yıl

Isıtma (k.pompa)

300 kWh/yıl

Bulaşık Makinası

295 kWh/yıl

1789

Diğer584kWh/yıl

TV231kWh/yıl

Kurutucu324kWh/yıl

Bulaşık Makinası

295 kWh/yıl

Isıtma(k.pompa)

100 kWh/yıl

Çamaşır Makinası

195 kWh/yılBuzdolabı+Dondurucu333 kWh/yıl

Aydınlatma127 kWh/yıl

Örnek bir konutta ölçülen yıllık enerji tasarrufu

Kaynak: Twinning Project/Ademe-Enertec

Toplam=3978 kWh/yıl Toplam=2189 kWh/yıl

Tasarruf 1789 kWh/yıl

%45

Geleneksel cihazlar Verimli Cihazlar

ISI KAYIPLARIISI KAYIPLARI

56

ISI YALITIMI• Isı yalıtımı yakıt tasarrufunun birinci ve en

önemli unsurudur.

Bina Tanımı Isıtma İhtiyacı

Fark

Yalıtımsız bina 100 -

1981 yönetmeliğine uygun bina

67 %33

1998 yönetmeliğine uygun bina

42 %58

57

IR - I0000100.002

KLASIK ISITMALI BINA

5.1

11.5 °C

6

8

10

58

IR - I0000300.006

THERMAL BRIDGES

9.3

13.8 °C

10

11

12

13

59

IR - I0000500.001

YOGUSMA

17.1

25.0 °C

18

20

22

24

IR - I0000200.037

YALITIMSIZ DUVAR

7.0

12.3 °C

7

8

9

10

11

12

IR - I0000200.036

YALITIMLI DUVAR

7.0

12.3 °C

7

8

9

10

11

12

Yalıtımsız Duvar

Yalıtımlı Duvar

-3,0°C

6,2°C

-2

0

2

4

6

YALITIMLI VE YALITIMSIZ DIŞ DUVAR

62

BRÜLÖR ÇALIŞIYORBRÜLÖR ÇALIŞMIYOR

(KAZAN BEKLEMEDE)

KAZAN DAİRESİNDE YALITIM

63

KALORİFER dağıtım kollektörü

64

SICAK SU SİRKÜLASYON POMPALARI

65

SICAK SU SİRKÜLASYON POMPALARI VE DEPOLAMA TANKI (boyler)

YAKIT : YAKIT : DOĞALGAZDOĞALGAZ

Isıl DeğeriIsıl Değeri : : 82508250 kcal/ kcal/m3m3

Birim FiyatıBirim Fiyatı : : 0.62 0.62 TLTL/m/m33( kasım 2009)( kasım 2009)

Ortalama VerimOrtalama Verim : % : % 9900

Isıtma Enerji İhtiyacı (kWh/yıl)Isıtma Enerji İhtiyacı (kWh/yıl)

Yakıt Miktarı (Yakıt Miktarı (mm33))

Enerji Maliyeti (TL)Enerji Maliyeti (TL)

TasarrufTasarruf

Tasarruf Oranı (%)Tasarruf Oranı (%)

Yalıtımsız HalYalıtımsız HalStandarda Uygun Standarda Uygun

Yalıtımlı HalYalıtımlı Hal

32.31632.316 12.05312.053

20.03620.036 7.7437.743

12.29312.293

6633

279.056279.056 104.079104.079

YAKIT : YAKIT : FUEL OİLFUEL OİL

Isıl DeğeriIsıl Değeri : : 97509750 kcal/ kcal/kgkg

Birim FiyatıBirim Fiyatı : : 1.50 1.50 TLTL/kg /kg ( kasım 2009)( kasım 2009)

Ortalama VerimOrtalama Verim : % : % 8800

Isıtma Enerji İhtiyacı (kWh/yıl)Isıtma Enerji İhtiyacı (kWh/yıl)

Yakıt Miktarı (Yakıt Miktarı (kgkg))

Enerji Maliyeti (TL)Enerji Maliyeti (TL)

TasarrufTasarruf

Tasarruf Oranı (%)Tasarruf Oranı (%)

Yalıtımsız HalYalıtımsız HalStandarda Uygun Standarda Uygun

Yalıtımlı HalYalıtımlı Hal

30.92030.920 11.53211.532

46.38046.380 17.29817.298

29.08229.082

6633

279.056279.056 104.079104.079

68

Isıtma sistemlerinde çeşitli önlemlerle yakıt tüketimini önemli oranda aşağı çekmek mümkündür.

İç Sıcaklıkların Düşük Tutulmasıİç Sıcaklıkların Düşük Tutulması

Isı YalıtımıIsı Yalıtımı

Yüksek Verimli Yoğuşmalı Kazan KullanımıYüksek Verimli Yoğuşmalı Kazan Kullanımı

Hassas ve Gelişmiş Kontrol Sistemleri KullanımıHassas ve Gelişmiş Kontrol Sistemleri Kullanımı

Zon KontroluZon Kontrolu

Kompakt ve Su Hacmi Küçük Kazanlar KullanımıKompakt ve Su Hacmi Küçük Kazanlar Kullanımı Kullanma Sıcak Suyu Tüketiminde Gerekli Önlemlerin AlınmasıKullanma Sıcak Suyu Tüketiminde Gerekli Önlemlerin Alınması

Bütün bu önlemlerle yıllık yakıt tüketimini, bu önlemlerin alınmadığı bir binada 100 birimden 40 birime indirmek

olasıdır.

69

Gaz girişi

Hava girişi

Yoğuşma gideri

Yanma havası/Bacagazı

Yeni Nesil Yoğuşmalı Kazanlar

70

Oda sıcaklık kontrolü hassasiyeti yakıt tüketimini azaltır. ortalama oda ayar sıcaklığı sıcaklık değişimi sıcaklığı . Klasik tip oda hissedicilerle kontrolde 23C 22C - 24C 23C Sıcaklık diferansı düşük hissedicilerde 22C 22C 22C (0,1C nin altında hassasiyet) İstanbul Ankara

Sonuç : Yakıt tüketimindeki azalma %10 %8

71

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.

72

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

73

• 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

74

Yatırımın Ekonomik Analizi

• Isı değiştirici yatırım bedeli : 7750 TL

• Yıllık tasarruf : 2421 TL/yıl

• Yıllık bakım : 200 TL/yıl

• Hurda değeri : 500 TL

• Faiz oranı : % 12

• Ekonomik ömür : 10 yıl

GÖS = 7750 / (2421-200) = 3,49 yıl

75

MEKANİK TESİSAT

SİSTEMLERİNDE

ENERJİNİN VERİMLİ KULLANIMI

76

AKITAN

DAMLATANMUSLUK Görünüyor!

AKAN

DAMLAYANENERJİ Görünmüyor!

%10, %5, %2, %1, %0,5, %0,1

Kayıpların hangisi önemli?

İsrafın nedeni yanlış detaylardır.Tasarrufun sihri de detaylardadır.

77

MEKANİK TESİSATSIHHİ 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.

78

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.

79

Duvara 3 cm gömülü 1 m borudaki

ısı kaybı (W/m) Boru

Çapı

Su Sıcaklığı45°C

Su Sıcaklığı60°C

Ortam Sıcaklığı20°C

Ortam Sıcaklığı15°C

Ortam Sıcaklığı15°C

15 (½”) 43 77 136

20 (¾”) 61 95 160

25 (1”) 75 109 178

32 (1 ¼”) 89 123 197

40 (1 ½”) 101 134 212

50 (2”) 111 145 226

80

• Daha Az Su ile Daha İyi El Yıkama:

– Genel tuvaletlerde sensör kumandalı musluk kullanımı ile su tüketimi azaltılabilir.

TEMİZ SU TESİSATINDA SUTÜKETİMİNİN AZALTILMASI

Ölçümler Normal Musluk Sensörlü Musluk Tasarruf

Su miktarı(lt) 4,6 0,6 4,0

81

• 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.

TEMİZ SU TESİSATINDA SU TÜKETİMİNİN AZALTILMASI

82

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.

TEMİZ SU TESİSATINDA SU TÜKETİMİNİN AZALTILMASI

83

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.

84

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

Hidrofor basıncının 1 bar artırılmasının

yıllık enerji tüketimine etkisi

85

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.

86

Boru çapına göre izolasyon kalınlıkları ve ısı kaybı

Boru Çapı(mm)

İzolasyon Kalınlığı(mm)

Ortalama Isı Kaybı

(kJ/mh)

Eski Önerilen Eski

20’ye kadar 20 30 22,32

25 - 50 30 40 20,27 - 29,89

10 - 100 40 50 30 - 42,64

87

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.