1--Basınçlı Hava Sistemlerinde Enerji Verimliliği:

1-- Basınçlı Hava Sistemlerinin Bir Yıllık Giderlerin Paykart Olarak Gösterimi

1—Enerji……………%73

2—İlk yatırım………%19

3—Bakım……………%7

4—Soğutma…………%1

2-- Avrupa Birliği ülkelerinin basınçlı hava sistemlerinde ekonomik ve teknik açıdan uygulanabilir tasarruf miktarı %32,9’dur.

3-- AB normlarına göre uygulanabilir tasarruf oranları:

1—Hava Kaçaklarını azaltma…………….%42

2—Sistemin yeniden dizaynı……………...%12

3—Kompresör atık ısısından yararlanma…%10

4—Değişken Hız Sürücüsü kullanma…….%10

5—Kompresörlerin yenilenmesi…………..%6

6—Kontrol sisteminin değiştirilmesi……...%7

7—Pnömatik ekipman optimizasyonu…….%6

8—Basınç kayıplarının azaltılması………..%4

9—Komp.yüksek verimli motor kullanma..%2

4— Atık Isı:

4.1--Basınçlı hava kompresörlerinde atık ısıdan geri kazanım yapmak mümkündür. Kompresör tarafından kullanılan enerjinin % 94 ısı enerjisine dönüştürülür.

4.1.1--Enerji tasarrufu potansiyelinin en yüksek olduğu kısımlar ara ve son soğutucu kısımlarıdır.

4.2--Kompresörden atılan sıcak havadan enerji geri kazanım uygulaması (su veya ortam ısıtması gibi) yapılabilir.

4.3--Ayrıca, kompresör verimini artırmak için giriş havasının mümkün olduğunca soğuk, temiz ve kuru olması gerekmektedir.

4.3.1--Bu nedenle binanın kuzey yönünde ve yağmurdan korunmuş bir hava girişi tercih edilmelidir. Giriş sıcaklığındaki her 5 °C’lik düşme enerji tüketiminde % 2 azalmaya neden olur.

4.4—Çalışma sırasında Kompresörlerin egzozlarından çıkan gazın sıcaklığı 50 °C, 61 °C, 82 °C ve 57 °C olarak ölçülmüştür. Bu sıcaklığı 25 °C’ye düşürerek bu atık ısıdan elde edilecek enerji ile yemekhaneyi ısıtmak mümkündür.

4.5—Çalışma analizinde …. numaralı kompresör sistemi soğutması sonucunda atılan sıcak hava ile kompresör dairesine en yakın ortamın ısıtması gerçekleştirilebilir. Bu üç kompresörden %20’lik taşıma kaybı ile 277,57 kW’lik bir enerji geri kazanımı sağlanabilir.

4.5.1--Bu sayede, ısıtmanın doğalgaz ile 4-5 ay yapılacağı düşünüldüğünde %90’lık yanma verimine göre yılda 104.164 m³ doğalgaz tasarrufu gerçekleştirilebilir.

4.5.2--Bu sayede 14.000 USD’lık bir maliyetle 43.000 USD’lık bir kazanç sağlamak mümkündür.Sistemin geri ödeme süresi 0,32 yıldır.

4.6--Kompresör sistemi soğutma sonucunda atılan sıcak hava ile 45°C’de su üretilebilir. Bu su banyolarda ve ısıtmada kullanılabilir.

4.6.1-- Bu sayede .. numaralı kompresörlerden %20’lik hava taşıma kaybı ile 184,75 kW’lik enerji geri kazanımı sağlanabilir. Bu enerji 45°C’de su üretmek için kullanıldığında 312 gün, 24 saat çalıştığı takdirde yılda 160.243 m³ doğalgaz tasarrufu gerçekleştirilebilir. Bu 65.800 USD’lık bir kazanç demektir.Sistemin geri ödeme süresi 1,05 yıldır.

5—Harmonikler:

5.1--Bu çalışmada enerji analizörü ile yapılan ölçümler sonucunda kompresörler ve kompresör ana panosunda yük değişimine bağlı bir gerilim dalgalanması bulunmamakla beraber kompresörlerin sürekli tam yükte çalıştığı gözlemlenmiştir.

5.1—Gerilim ve Akım harmonik değerleri yüksek bulunmuş ve kompresöre lokal filtre uygulanması önerilmiştir.Bu şekilde kompresörün frekans sürücüsünün ürettiği harmonik frekanslar işletmeye dağılmayacak, elektronik kartlara, haberleşmeye ve elektrik sistemlerine zarar vermeyecektir.

6-- Basıçlı Hava Kaçakları

6.1--Basınçlı hava sistemindeki kaçakların önlenmesi enerji tasarrufu için önemli bir fırsattır. Kaçaklar çoğunlukla emniyet valfleri, boru ve hortum bağlantı yerleri, kesici valfler, yol verme kaplinleri ve pnömatik aletlerde meydana gelir.

6.2-- Yapılan incelemeler sonucunda çalışmanın yapıldığı çelik fabrikasında 72 noktada hava kaçağı tespit edilmiştir.Bu hava kaçaklarının olduğu noktalar genellikle makine bağlantı noktaları, vana bağlantı noktaları ve dirseklerdir. 

6.2.1--Bu noktaların yanı sıra ayırıcı drenaj, fan girişi, motor içi ve motor filtre bağlantı noktalarında da hava kaçakları mevcuttur.

3-- 110 kW gücündeki bir kompresör 1198,8 m3/h hava üretmektedir.

3.1--Çalışmadaki işletmede kompresör dairesi ana panosunda yapılan ölçümlerde tesisin basınçlı hava ihtiyacının olmadığı bir durumda kompresörlerin ortalama 95 kW güçte çalıştıkları tespit edilmiştir.

95 kW’lık kompresör 1030,97 m3/h basınçlı hava üretmektir.

3.2—Bu durumda hava kaybını oranlanırsa 1030,97/1198,8=%17—Toplam basınçlı hava kapasitesinin %17’si hava kaçağı olarak kaybedilmektedir.

3.4-- Tesis yılda 7500 saat çalıştığı takdirde bu kaçakların sebep olduğu kayıp yılda yaklaşık 70.000 USD civarındadır.

3.5—İşletme Basıncını Seçimi: İşletme basıncını, en yüksek basınçta hava tüketen makinenin basınç değerinin 0,5 bar üstünde seçilmesi uygundur.

4—Basınçlı Hava Depolarının Hacminin Seçimi: Bu calışmadaki celik fabrikasında yapmış olduğumuz incelemelerde toplam basınclı hava tuketimi ve mevcut basınclı hava depolarının hacimleri hesaplandığında basınclı hava depolarının hacimlerinin yetersiz olduğu tespit edilmiştir.

4.1--Bu sebeple sistemin hava ihtiyacını karşılamak için basınclı hava depolarının kapasitelerinin artırılması gerekmektedir.

4.2--Yeni konulacak basınclı hava depolarının hacimleri:Ana formul; V= 9,375 x Q

Burada; Q= Kompresor debisi (m3/h)--V= Depo hacmi (m3) olarak alınacaktır

5--Kompresör Odası Havalandırma kontrolü:

5.1--Bir kompresör çalışırken değişik noktalardan ortama ısı yayılır. Hava soğutmalı kompresörlerde elektrik motorunun tükettiği elektrik enerjisinin %100’ü, su soğutmalı kompresörlerde %90’ı ısı enerjisi olarak yayılmaktadır.

5.2-- Kompresör odası sıcaklığının 35-38°C’yi geçmemesi uygun görülmektedir. Genel olarak bu değerler ortam sıcaklığının yaklaşık 10°C ısınması anlamına gelir.

5.3--Bu ısıyı alması için gereken hava debisi;V = G /1,2 (m³/h) olarak bulunur.

G = Qk / Cp x Δt              

Qk = Toplam Açığa Çıkan Isı (kW) 

G = Hava kütlesi

Cp = Havanın ısınma ısısı (kWh/kg.°C)2,8x10-4       

Δt = Sıcaklık farkı (°C)

6—Ring Hattın Kurulması:

6.1-- Bu çalışma sırasında yapılan ölçümler ve analizler sonucunda hem basınçlı havanın kesintisiz bir şekilde işletmenin her yerine iletilebilmesi hem de hava kaçaklarının engellenebilmesi adına basınçlı hava sistemi için komple kapalı çevrim ring hattı kurulması

tavsiye edilmiştir. Ring sistemi olmadığı takdirde enerji temininde dalgalanmalar olacaktır.

6.2-- Basınçlı hava kompresörlerinden maksimum verim elde edilebilmesi için, kompresörlerin emiş yönünün kuzey olması gerekmektedir.

Kaynak:Basınçlı Hava Sistemlerinde Enerji Verimliliği: Bir Çelik Fabrikasının Basınçlı Hava

Denetleme Çalışması- Tesisat Mühendisliği - Sayı 132 - Kasım/Aralık 2012- M. Altuğ KARATAŞ