ISITMA HAVALANDIRMA VE KLİMA SİSTEMLERİNDE ENERJİ EKONOMİSİ

Kazanlar çeşitli özelliklere göre sınıflandırılmaktadır. Kullanılan malzemeye göre kazan tipleri; döküm kazanlar ve çelik kazanlar olarak ikiye ayrılmaktadır. Döküm kazanlar, sıcak su kazanlarında ve 0,5 Atü’ye kadar alçak basınçlı buhar kazanlarında kullanılmaktadır. Döküm kazanlar, dilimler halinde dökülerek birbirine bağlanmaktadır.

Kazanlar yaktığı yakıt tipine göre ise katı yakıtlı kazanlar, pelet yakan kazanlar, sıvı yakıtlı kazanlar, gaz yakıtlı kazanlar, çok yakıtlı kazanlar, atık ısı kazanları, atık ve çöp yakan kazanlar ve elektrikle çalışan kazanlar olmak üzere sınıflandırılmaktadır.

Kazanlarda yaygın olarak kullanılan diğer bir ölçüm cihazı, basınç ölçüm cihazlarıdır. Gerek sıcak su gerekse buhar kazanlarında emniyet açısından kullanılması zorunlu olan bir cihazdır. Basınç ölçümlerinde çok sayıda basınç birimi kullanılmakla birlikte, uluslararası birim sisteminde basınç birimi olarak genellikle N/m2 (pascal) kullanılmaktadır.

Emniyet ventilleri, buhar kazanlarında ayarlandıkları basınçta kendiliğinden açılarak kazandaki fazla buharı dışarı atan, böylece kazan emniyetini sağlayan elemanlardır. Emniyet ventilleri belirlenen bir karşı basınca dayanıklı yayla donatılmıştır. Kazandaki basınç bu basınç seviyesine geldiğinde yay hareket ederek buharın dışa atılmasını sağlar ve kazanı emniyete alır.

Kazanlarda yakıt yoluyla giren enerjinin faydalı kısmı dışında kalan kayıplar için aşağıdaki noktalar ortaya konulabilmektedir:

Kuru baca gazı yoluyla atılan enerjinin azaltılmasında, kazanın büyüklüğüne ve niteliğine göre çeşitli önerilerde bulunulabilmektedir. Bu amaçla ekonomizörler önerilmektedir. Ekonomizörlerde genellikle kazan besleme suyu baca gazı içerisinden geçirilerek ön ısıtılmaktadır. Kazanda enerjisini verdikten sonra bacadan atılan gazda sıcaklığına bağlı olarak hala enerji bulunmaktadır. Bu enerjiden yararlanmak için bacaya bir ekonomizör eklenir ve atık gazdaki enerjinin bir kısmıgeri kazanılabilir.

Bacadan atılan enerjiden yararlanılması için önerilen diğer bir yol da kazana yanma için verilen taze havanın baca gazı ile ısıtılmasıdır. Bu amaçla kullanılan ısı geri kazanım cihazları reküperatör olarak adlandırılmaktadır. Reküperatör aslında gazdan gaza ısı değiştiricisidir. Yakma havasının ön ısıtılması yakıt tasarrufunun yanı sıra daha yüksek alev sıcaklıklarına çıkmayı sağlamaktadır. Bu uygulama yanmamış yakıt miktarını azaltarak yanmanın daha hızlı ilerlemesini sağlamaktadır.

Fazla hava miktarının yüzdesine ve baca gazı sıcaklığına bağlı olarak yakıt kaybı miktarı aşağıdaki tabloda verilmiştir.

Bir kazanda yakma için % 80 fazla hava verildiğinde ve baca sıcaklığı 400 ⁰C olarak ölçülürse dışarıya atılan enerji yakıt yüzdesi % 30 olarak bulunur.

Doğru cevap C’dir.

Kazan verimini etkileyen pek çok faktör bulunmaktadır. Bunlar; eksik yanma ve is oluşumu, baca gazındaki su buharı nedeniyle oluşan ısı kaybı, kuru baca gazı nedeniyle olan ısı kaybı, fazla hava, baca gazı sıcaklığı, sürekli baca gazı analizi ve takibi, yakıt cinsi, brülörler, kazan yükü, kazan yüzeyinden olan ısı kayıpları, blöf nedeniyle olan ısı kayıpları, besleme suyu sıcaklığı, yakma havası sıcaklığı, iç soğuma kayıpları ile kazan ve tesisat bakımıdır.

Yakıtın bünyesinde küçük oranlarda da olsa su bulunabilmektedir. Ayrıca yakıtta bulunan hidrojenle havanın oksijeni birleşerek su oluşturmaktadırlar. Yanma sırasında bu su buhar haline gelir. Buharlaşırken de yakıtın bünyesinden bir miktar enerjiyi alırlar. Yakıtın alt ısıl değeri yanma sonunda suyun buhar haline gelebilmesi için harcanan enerji de düşülerek kalan enerji miktarıdır.

Döküm kazanlar geç ısınıp geç soğurlar. Çabuk ısınıp çabuk soğuyanlar ise çelik kazanlardır. Cevap C'dir.

Çelik kazanlar çabuk ısınıp çabuk soğurlar. Çelik kazanlarda sıcak su, kaynar su ve buhar üretmek mümkündür. Çelik su kazanları, TS 497’ye göre imal edilmelidir. Çelik buhar ve kaynar sulu kazanlar ise TS 377’ye göre imal edilmektedir. Cevap E'dir.

Atık ısı kazanları son yıllarda sanayide atık sıcak gazın enerjisinden yararlanmak amacıyla yaygın olarak kullanıma girmiştir. Atık ısı kazanlarında bacanın içerisinden borular geçirilmekte, baca gazı soğumuş olarak dışarıya çıkarken borularda dolaşan su ısıtılmaktadır. Cevap D'dir.

Normal sıcak sulu kazanlar 90-70 sistemine göre çalışmaktadır. Bu sistemde kazandan çıkan suyun sıcaklığı 90°C, dönen suyun sıcaklığı da 70°C’dir. Bu tip kazanlarda kazan dönüş sıcaklığının 50°C’nin altına inmesi istenmemektedir. Cevap B'dir.

Düşük sıcaklıklı kazanlarda ise kazan çıkış suyunun sıcaklığı ve dolayısıyla kazan dönüş sıcaklığı düşürülerek enerji tasarrufu sağlanmıştır. Bu tür kazanlarda dönüş suyu sıcaklığı 35-40°C civarında olmaktadır. Düşük sıcaklıklı kazanlar, yoğuşma teknolojisine uygun olarak çalışabilmektedirler. Düşük sıcaklıklı kazanlar yerden ve duvardan ısıtma sistemine uygun kazanlardır. Düşük sıcaklık kazanlarında kazan yükünün azalması durumunda verimde standart kazanlardaki kadar bir azalma ortaya çıkmamaktadır. Cevap A'dır.

Sıcak sulu ve buharlı kazanlarda emniyet ve kontrol amacıyla pek çok ölçüm cihazı kullanılmaktadır. Emniyet ve kontrol cihazları kazanlarda ölçülmesi istenen başlıca hız, sıcaklık, debi, basınç ve kimyasal analizlerdir. Bu ölçümler kazanlarda kullanılan su, buhar, hava, baca gazı yakıt verilerini ve yakıtın çeşitli noktalardaki değerlerini belirlemektedir. Cevap C'dir.

150 derece baca gazı sıcaklığı ölçüldüğünde kazanın verim kaybı yaklaşık %7;5 olarak hesaplanmaktadır. Cevap E'dir.

Yalıtımı iyi yapılmamış eski kazanlarda radyasyon ve konveksiyon yoluyla enerji kaybı %10’lara kadar çıkabilmektedir. Günümüzdeki modern kazanlarda radyasyon ve konveksiyon yoluyla enerji kaybı %1’den daha küçük miktarlardadır. Yalıtım yapılmış kazanlarda kazan yüzey sıcaklığı ile ortam sıcaklığı arasındaki fark 30°C civarında olmaktadır. Cevap A'dır.

Kazan verimini etkileyen pek çok faktör bulunmaktadır. Bunlar; eksik yanma ve is oluşumu, baca gazındaki su buharı nedeniyle oluşan ısı kaybı, kuru baca gazı nedeniyle olan ısı kaybı, fazla hava, baca gazı sıcaklığı, sürekli baca gazı analizi ve takibi, yakıt cinsi, brülörler, kazan yükü, kazan yüzeyinden olan ısı kayıpları, blöf nedeniyle olan ısı kayıpları, besleme suyu sıcaklığı, yakma havası sıcaklığı, iç soğuma kayıpları ile kazan ve tesisat bakımıdır. Cevap E'dir.

Yakma havası sıcaklığı ile yakıt tasarrufu arasında yakın bir ilişki bulunmaktadır. Yakma havası olarak kazana verilen havanın sıcaklığı arttıkça kazan verimi de artmaktadır. Bu amaçla yakma havasının ön ısıtılması baca gazından atılan enerji ile yapılmaktadır. Yakma havasının ısıtılmasındaki her 28°C’lik sıcaklık artışı, kazan verimini yaklaşık olarak %1 düzeyinde arttırmaktadır. Cevap B'dir.