SIHHİ TESİSAT SİSTEMLERİNİN TASARIMINDA ENERJİ TASARRUFU Yaver TETİK

... konulu sunumlar: "SIHHİ TESİSAT SİSTEMLERİNİN TASARIMINDA ENERJİ TASARRUFU Yaver TETİK"— Sunum transkripti:

1 SIHHİ TESİSAT SİSTEMLERİNİN TASARIMINDA ENERJİ TASARRUFU Yaver TETİK 27237

2 Ülkeler enerjinin korunmasına yönelik sistemlere yönelmişlerdir.
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 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

3 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

4 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

5 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

6 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. 2) Azaltılmış Su Akış Oranı 6

7 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

8 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

9 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

10 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

11 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). Tesisat Mühendisi için Enerji Kullanımını Azaltan Potansiyel Alanlar: 11

12 SIHHİ TESİSATTA ENERJİ EKONOMİSİ

13 Su ısıtmasında kullanılan enerjinin tasarrufu
Sıhhi tesisatta iki önemli tasarruf alanı var: Su ısıtmasında kullanılan enerjinin tasarrufu ve suyun tasarrufu 13

14

15 15

16 Sıcak su tasarrufuyla, küresel CO2 salımının azalmasına fayda sağlar
16

17 Suyu Nasıl ? Tasarruflu Kullanabiliriz.

18 * - 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

19 * - Bulaşık makinesini kullanın.
Bulaşıklar elde yıkanırsa, ortalama litre su harcanır. Oysa bulaşık makinesi sadece 12 litre su ile yıkar. Bu da, bir yılda ortalama ton su tasarrufu demektir. 19

20 *- 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

21 *- 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

22 *- 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

23 *- 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

24 *- Duş başlığını değiştirin.
Duş başlığını suyu daha iyi püskürten ekonomik duş başlıklarıyla değiştirin. Böylece suyu daha az açarak daha tazyikli suyla duş alınabilir. 24

25 *-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

26 bir kez bile az çalışsa, yılda 9 ton su tasarruf edilir.
*-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

27 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.

28 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 sıcaklığı-borudan geçen suyun çevre sıcaklığı) o kadar fazla kaybımız olur. Yeni yapılarda sıcak su değerinin °C arasında tutulmasını, karışım için termosta tik batarya kullanımı önerilir. Termosta tik vananın iyi çalışabilmesi için, sıcak su basıncının sağlanması gerekir.

29 Lejyonelle tehlikesi için haftada bir suyu 75 °C’ ye getirmek gerekir.

30 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

31 Otomatik perlatör Su tasarruf perlatörleri ile şimdi % 50’ye varan su tasarrufu mümkündür, Otomatik perlatör

32 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

33 Otomatik su perlatör örnekleri

34 34

35 1) Musluk Kapalı İken: Basınç Yok, Statik Durumda (hareketsiz)
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 o-ring 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.

36 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

37 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

38 Kullanım Alanları Fotoselli ürünler RESTORANLARDA,
* OTELLERDE, * HAVAALANLARINDA, * DOKTOR MUAYENEHANELERİNDE, * MAĞAZALARDA, * OKULLARDA, * OFİSLERDE, * DİNLENME VE KONAKLAMA TESİSLERİNDE, * TREN GARLARINDA, * STADYUMLARDA, * BENZİN İSTASYONLARINDA, * İŞ VE ALIŞVERİŞ MERKEZLERİNDE

39 Termosta tik ürünlerin diğerlerine göre ne oranda
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..

40 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

41 *- 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.

42 *- 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.

43 *- 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.

44 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.

45 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 : kw /yıl Elektrik birim fiyat : 0,193 TL Yıllık enerji kaybı: 0,193 * = 3, TL.

46 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.

47 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

48 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

49 PERFORMANS TESTİ: 1,5 KW - Elekropump - Sabit Basınç (29 MSS)
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 Yıllık Kullanım Oranı % Giriş Gücü (kW) Fark Elektriksel Tasarruf (l/sn) (mSS) (Hz) % Standart F. İnvertörlü kW kWh /yıl 1,5 29 50 7 1,68 - 1,25 9 0,86 0,82 646,00 0,75 33 1,53 0,69 0,84 2.428,00  0,375 51 1,23 0,44 0,79 3.529,00 Toplam Yıllık Enerji Tasarrufu 6.603,00

50 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

51 Bakanlık tarafından gerçekleştirilen çalışma neticesinde; Türkiye’de yüksek verimli motor kullanılması durumunda tasarruf edilecek enerji miktarı yaklaşık olarak 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 ton CO2 salınımının önüne de geçmiş olacaktır. 51

52 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

53 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.

54 % 50 arası enerji tasarrufu sağlamanın mümkün olduğu belirtilmiştir.
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.

55 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

56 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.

57 İLGİNİZE TEŞEKKÜRLER