ENERJİ ANALİZİ - Deneme Sınavı - 5

Voltmetre, devredeki gerilimi ölçmeye yarayan ve paralel olarak bağlanması gereken yüksek dirençli bir cihazdır. Gerilim, doğrudan kendi fiziksel büyüklüğü ile değil devre üzerinde meydana getirdiği değişikliklik ve etkilere dayalı yöntemlerle ölçülür.

Türbin tipi anemometreler, hava hareketi ile kolayca dönebilen hafif bir türbin ile türbinin dönme hareketini ve belirli bir zaman süresi içinde türbinden geçen havanın kat ettiği yolu gösteren kadrana ileten dişli mekanizmalarından oluşur.

Enerji kullanımının etkin bir şekilde kontrolü, programlı bir şekilde gerçekleştirilecek enerji yönetimi ile
başarılabilir. Enerji yönetiminin gerçekleştirilebilmesi için ölçüm ve kontrolün önemi büyüktür. Bir
sanayi tesisinde enerji analizi gerçekleştirebilmek için işletmenin çeşitli noktalarında ölçüm ve kontroller
yapılmalıdır. Enerji ve ekserji analizinin sonuçları Sankey ve Grossman Diyagramları ile ortaya
konulmaktadır. Ayrıntılı bir enerji taramasında çeşitli ölçüm bilgilerine ihtiyaç duyulmaktadır:
• İşletmede kullanılan yakıt miktarı ile cihaz verimleri,
• İşletmenin elektrik tüketimi ve kullanım verimi,
• Çeşitli akışkanlar (buhar, sıcak su, hava gibi) tarafından taşınan enerji,
• Çeşitli noktalardan dışarıya atılan enerji (buhar, kondensat, soğutma suyu, atık sıvı ve gaz gibi),
• Sisteme giren enerji.

Ölçme tekniği ve kontrol ile ilgili bazı tanım ve kavramlar aşağıda verilmiştir:
Okunabilirlik (readability), ölçme cihazının okuma skalasının genişliği ve netliği olarak
tanımlanmaktadır. Ölçme cihazlarında daha doğru sonuçlar alabilmek için okunabilirliği daha büyük
olanlar tercih edilmelidir.
En küçük değerlendirme (least count), ölçme cihazı skalasında okunabilen iki değer arasındaki en
küçük fark olarak tanımlanmaktadır. Diğer bir anlatımla fiziksel büyüklükteki değişikliğin ölçüm cihazı
tarafından algılanabilen en küçük değeridir. Ölçüm cihazının skalasının uzunluğu, kademelendirilmesi,
ibre ya da yazıcı ucunun kalınlığı en küçük değerlendirmeye etki eden önemli faktörlerdir.
Doğruluk (accuracy), cihazın ölçülen fiziksel büyüklüğün doğru değerini belirleyebilme yeteneğidir.
Diğer bir anlatımla bir fiziksel özelliğin ölçümünde cihazın gösterdiği değer ile gerçek değer arasındaki
farktır. Sıcaklık ve diğer etkiler nedeniyle gerçek değerinden sapma anlamına gelmektedir. Örneğin 100
bar’a kadar ölçme yapabilen bir basınç göstergesinin doğruluğu % 1 ise bu cihaz ile ±1 bar sınırları
içerisinde ölçme yapılabilir.
Kesinlik (precision), bir ölçüm cihazının aynı fiziksel büyüklüğe ilişkin tekrarlanan çeşitli ölçüm
sonuçlarının aynı değeri gösterme özelliğine verilen addır. Genellikle kesinlik ve doğruluk birbirine
karıştırılabilmektedir.

Kalibrasyon (calibration), fiziksel bir büyüklüğün süreklilik gösteren karakteristik eğrisini (veya tek tek değerleri) standart olarak belirlenmiş bir başka karakteristik eğri (veya tek tek değerler) ile karşılaştırma işlemi olarak tanımlanmaktadır. Diğer bir anlatımla bir ölçme aletinin, doğruluğu bilinen değerler ile karşılaştırılarak hatalarının azaltılması işlemidir. Karşılaştırılacak değerler ile standart değerler arasındaki sapma önemlidir. Kalibrasyon işlemi, buradaki sapma değerini azaltma veya ortadan kaldırma işlemi olarak da tanımlanmaktadır.
İlk ayar (primary calibration); doğruluğu kesin olarak bilinen, Ulusal Standartlar Enstitüsü veya Metroloji Enstitüsü tarafından izlenen bir cihaza giriş uygulaması ile çıkışının gözlenip kaydedilmesini içeren ayar yönetimine verilen isimdir. 
Hata (error), ölçme sisteminden alınan değerin ölçülmesi gereken değerden farkıdır. Diğer bir anlatımla doğruluktan sapma değerleri hata olarak tanımlanmaktadır. Hatalar, deneyi yapan kişiden kaynaklanabildiği gibi cihazdan da kaynaklanabilmektedir.

Ölçme işlemi çeşitli aşamalardan oluşabilir. Her aşamada çeşitli hata kaynakları ortaya çıkabilmektedir.
Aşağıda bu hata kaynaklarından bazıları verilmiştir:
• Fiziksel niceliği tanımlayan matematiksel modeldeki yanlışlık,
• Ölçme işleminin doğasından kaynaklanan tahminlerin çeşitliliği,
• Ayarlı cihazlar ve ölçüm standartlarındaki belirsizlik,
• Standart ve cihazlardaki kademeli değişikliklere yol açan zamana bağlı kararsızlıklar,
• Sıcaklık, nem ve basınç gibi çevresel faktörlerin etkisi,
• Başka kaynaklardan elde edilen sabit değerler ve diğer parametreler,
• Sinyal karışması, parazitler, homojen olmama, yetersiz çözünürlük ve tam olmayan ayrışma
durumlarından ileri gelen belirsizlik,
• Sayısal belirsizlik ve veri analizi,
• Yanlış belirlemeler ve prosedür hataları,
• Temizlik, beceri ve kullanıcı tekniklerini içeren laboratuvar çalışmaları.

BASINÇ ÖLÇÜMÜ
Basınç, genellikle sıvı veya gaz gibi bir akışkanın birim alana uyguladığı kuvvet olarak tanımlanmaktadır. Vakum, atmosfer basıncından düşük olan basınçlar için kullanılan bir tanımdır. Verilen bir konuma ait gerçek basınca mutlak basınç denir. Basınç ölçen cihazların çoğu atmosfer şartlarında sıfıra kalibre edilir.

Nem ölçümünde kullanılan cihazlar;

Dalgametre veya frekansmetre adı ile bilinen cihazlar, frekans ölçümü için kullanılır. Dalgametrelerin
skalaları dalga boyuna göre kalibre edilirken, frekansmetreler ise frekansa göre kalibre edilirler.
Dalgametrelerin yapısı; değişken kondensatörle akortlu rezonans devresi, R. F. Yükseltici ve bir skaladan
oluşur. Doğru ölçüm yapabilmesi için bir dalgametre aşağıdaki özellikleri taşımalıdır:
• Geniş bir frekans bandını kapasamalıdır,
• Sıcaklık değişimlerinden minimum etkilenmelidir,
• Kullanımı kolay ve sağlam olmalıdır,
• Kullanım ömrü uzun olmalıdır,
• İçerisine yerleştirilmiş bir termometre ile sıcaklık değişimlerine bağlı olarak ölçüm değerini
düzeltebilmelidir.

PAY ÖLÇERLER VE ISI SAYAÇLARI
Gelecekte ülkemizde de yaygın olarak kullanım alanına girecek pay ölçerlerin enerji tasarrufuna büyük
bir etkisi bulunmaktadır. Yürürlüğe giren Enerji Verimliliği Yasası ile de pay ölçerlerin kullanımı daha da
yaygınlaşacaktır. Merkezi ısıtma sistemlerinde tüketilen yakıt miktarı dairelere bölündüğünden enerji
tasarrufuna dikkat edilmemekte, toplamda daha fazla yatırımla ve çoğu zaman düşük verimlilikte çalışan
bireysel ısıtma sistemlerine geçilmektedir. Pay ölçerlerin kullanılmasıyla merkezi ısıtma sistemlerinde de
kullanıcılar, kullandıkları enerji kadar para ödeyeceklerdir. Pay ölçerlerin kullanılmasıyla % 13-15
civarında yakıt tasarrufu sağlanabildiği kaydedilmektedir. Buharlaşmalı pay ölçer ve elektronik pay ölçer
olmak üzere çeşitli tipleri bulunmaktadır.

ÖLÇÜM CİHAZLARININ BAKIMI
Ölçüm işleminde kullanılan cihazlar, gerek mekanik olsun gerekse elektronik olsun sürekli olarak bakıma
ihtiyaç duymaktadırlar. Kullanıcılar güvenilir ölçüm yapabilmek için cihazların sürekli bakım ve
kontrolüne önem vermelidirler. Genellikle cihaz üreticileri, cihazlarının temel bakımına ait bilgileri
broşürlerinde vermektedirler. Burada verilen bakım talimatlarına uymaya özen gösterilmelidir. Temel
bakım işlemleri; taşınabilir elektronik cihazların pillerinin değiştirilmesi, kimyasal gaz analiz cihazlarının
şarjlarının yenilenmesi ile termoçift probları ve pitot tüpleri gibi hissedici elemanların temizlenmesi
çalışmalarını kapsar. Bu tür çalışmalar, kullanılacak malzeme ya da harcanacak iş gücü açısından düşük
maliyetli olmasına karşın çoğu zaman bu konuda yapılan ihmaller istenmeyen sonuçlar ortaya
çıkarabilmektedir. Bu tür bakımların yapılmaması; cihazın yanlış ölçümler yaparak sonuçları itibariyle
yanıltıcı kararlar alınmasına neden olabildiği gibi, eksik bakım nedeniyle ortaya çıkabilecek sorunlar daha
büyük yatırıma ya da cihazın elden çıkmasına bile neden olabilir. Bunların dışında bazı cihazlar yapımcı
ya da yetkili servisin periyodik bakımlarına ihtiyaç gösterir. Bu bakımların da zamanında ve eksiksiz
yapılması önemlidir. Cihazların periyodik olarak kalibrasyonu da bu kapsamda değerlendirilebilecek
önemli bir konudur. Kalibrasyon ve bakımın zamanında yapılmamasından kaynaklanan zarar, bakım ve
kalibrasyon için harcanacak giderlerden kat kat fazla olabilir. Sonuç olarak kullanılan diğer cihazlar gibi
ölçüm cihazları da periyodik olarak bakım prosedüründen geçirilmeli, temiz, titiz ve dikkatli
kullanılmalıdır.

VERİ KAYITLARININ TUTULMASI
Enerji ile ilgi ölçüm kayıtlarının tutulması ve kaydedilmesi işletmenin enerji harcamalarını sürekli olarak
görebilmesi açısından çok yararlıdır. Ayrıca farklı zaman dilimlerinde ve farklı şartlarda karşılaştırmalar
yapabilmesi açısından çok önemlidir. Kayıt ve veri toplama işlemleri artık yazılım ve bilgisayar
teknolojisinin gelişmesiyle daha kolay ve uzun süreli olarak yapılabilmektedir. Böylelikle bu kayıtlar
elektronik ortamda saklanabilmektedir. Otomasyon teknolojisindeki gelişmeler statik verilerin yanı sıra
dinamik veriler için de toplama ve değerlendirme olanağı ortaya çıkarmıştır. Hemen hemen her bir
transdüser ve duyar eleman bilgisayara bağlanabilmeyi sağlayan bir ara elemana sahiptir. Transdüser;
doğrusallaştırma, kayma düzeltmesi, kendinden ayar vb. özellikleri içeren bir sistemin parçasıdır.
Bilgisayar teknolojisindeki gelişmelerden sonra artık kişisel bilgisayarlar veri kayıtlarının her alanına girmiştir. Bu anlamda ayrıntılı grafikler, kontrol ve analizler kolayca yapılabilmektedir. Uzun süreli
testlerde veriler belirli zaman aralıkları ile periyodik olarak toplanır ve sayısal olarak kaydedilir. Çok
amaçlı veya verilen bir duyar eleman için özel olarak tasarlanmış çizelge kayıt biçimleri bulunmaktadır.
Çizelge kayıtları görsel bir belirleme ile verilerin yazıcıdan kağıda aktarılmasını da sağlarlar.
Sayısal bir veri toplama sistemi, bir ya da birkaç analog-sayısal dönüştürücü ile birden fazla noktadan
ve kanaldan verini toplanmasını sağlayan çoklayıcı türü ara birimlere sahiptir. Bu ara birimler,
transdüserin uyarımını, kalibrasyonu ve birim dönüşümlerini de sağlayabilir. Sayısal veriler bir veya
birkaç standart sayısal iletim formatı şeklinde düzenlenmektedir. Veri toplama ve değerlendirme
sistemlerinin pek çoğu, veriyi hızlı bir biçimde toplayacak, daha sonra kaydedilmek ve işlenmek üzere
depolayacak şekilde tasarlanmışlardır. Giriş sinyalleri sayısal hale getirildikten sonra, sinyali bozabilen
gürültü gibi etkilenmelerden uzak noktalara iletilebilmektedirler.
Taşıma ölçümleri; üç temel uygulama olan verinin toplanmasını, otomatik sınır testini ve bilgisayar
kontrol işlemini büyük ölçüde basitleştirir. Veri toplamada söz konusu veriler zamana bağlı olarak
biriktirilmektedir. Bu alandaki bazı uygulamalar şunlardır; kalite kontrolündeki ömür testleri, kalite
güvencesindeki sıcaklık testleri ve servis aralıklarının test edilmesi gibidir. Kontrol elemanı çıkışları
sürekli olarak görüntüleyebilmektedir. Veriler, ekrana yansıtılabilir, ayrıca daha sonraki kullanımlar için
manyetik bir bant veya diske kaydedilebilir.
Çizelge kayıt cihazları, analog veya sayısal olan elektriksel sinyalleri, genellikle kağıt üzerine
kaydeder. Mekanik uçlar mürekkep, sıcak tel, basınç veya elektriksel hassasiyete sahip kağıtlar üzerine
sürekli iz bırakarak kayıt olanağı sağlar.

Kesinlik (precision), bir ölçüm cihazının aynı fiziksel büyüklüğe ilişkin tekrarlanan çeşitli ölçüm
sonuçlarının aynı değeri gösterme özelliğine verilen addır. Hesaplaması için ölçüm değerlerinin en büyüğünün, ortalama ölçüm değerine oranlanması ile yapılır.

C = 5/9 x (F-32)

F = 9/5 C + 32

F = 9/5 x 24 + 32 = 75.2

Hassas termometre adında bir termometre çeşidi bulunmamaktadır.

Bağıl yoğunluk (SG); bir maddenin yoğunluğunun, çok bilinen ve
referans olarak alınabilen bir maddenin yoğunluğuna oranıdır. Genellikle referans olarak
alınan madde sudur ve suyun yoğunluğu 1000 kg/m3 tür.

Rorometreler depi ölçen cihazlardır. 

Mekanik higrometre ve Endistrüyel piskometreler nem ölçümünde kullanılırlar.

Ampermetrelerin devreye seri bağlanmasının çeşitli nedenleri vardır. En temel sebep, ampermetrelerin
iç dirençlerinin oldukça küçük olmasıdır. İç direnci küçük olan ampermetre, devreye paralel bağlanması
halinde istenilen ölçümü yapmaya olanak sağlamayacaktır.

Temel bakım işlemleri; taşınabilir elektronik cihazların pillerinin değiştirilmesi, kimyasal gaz analiz cihazlarının
şarjlarının yenilenmesi ile termoçift probları ve pitot tüpleri gibi hissedici elemanların temizlenmesi çalışmalarını kapsar.