Trijenerasyon Sistemi Kurmak-Hastanelere-AVM lere

1--Kojenerasyon teknolojisi, otel, hastane, okul, atık işlem tesisleri gibi tesislerde yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır.

1.1--Bu teknolojide değişik endüstriyel işlemlerde elektrik üretimi yanında atık ısıdan yararlanılmasıdır.

2--Kojenerasyon sistemine soğutma işleminin de dahil edilmesiyle oluşan toplam sistem “trijenerasyon sistemi” olarak adlandırılmaktadır.

2.1--Absorpsiyonlu soğutucular veya atık ısı enerjisi ile çalışan soğutma teknolojilerinin ticari olarak yaygınlaşması nedeniyle, trijenerasyon teknolojisi ekonomik olarak önem kazanmaya başlamıştır.

2.2—Trijenerasyon sistemleri, merkezi elektrik üretim santrallerine kıyasla,birincil enerji kaynağının daha etkin, ekonomik kullanılmasını sağlar ve çevresel etkiler bakımından daha güvenilirdir.

3—Trijenerasyon sistem tasarımında Absorpsiyonlu soğutma ünitelerinin biraz büyük seçilmesi, ana hareket makinasının tasarımını ve çalışma yöntemini önemli düzeyde etkilemez.

3.1--Bu nedenle, motorun ısı enerjisi çıkışını karşılayacak şekilde tasarımlanırlar. Çift etkili soğutucunun kapasitesi egzoz gazlarında mevcut olan enerji miktarına (COP=1.2), tek etkili soğutucunun kapasitesi ise soğutma suyundan kazanılan ısı miktarına (COP=0.75) bağlı olarak hesaplanır.

3.2--Belirlenen toplam soğutma kapasitesinin en yüksek soğutma gereksiniminden yüksek olması durumunda, tek etkili soğutma sisteminin kapasitesi azaltılabilir.

4--Hastanelerde uzun çalışma saatleri süresince yoğun bir şekilde enerji tüketildiğinden, trijenerasyon sistemlerinden etkin bir şekilde yararlanılabilir.

4.1--Hastanelerde elektrik genel olarak konutlardaki uygulamalar ve soğutma sistemleri için kullanılır. Ortam ısıtma uygulamaları, tıbbi cihazların sterilizasyonu, çamaşırhane ve mutfak işlemleri için ısı enerjisi kullanılır.

4.2--Hastanelerde gün boyunca belirli çalışma programı olduğundan, yük profillerinin belirlenmesi diğer ticari binalardan daha kararlı olup, kolay bir şekilde tahmin edilebilir. 

4.2.1--Bu nedenle, trijenerasyon sistemleri için durum çalışmalarında, ideal özelliklere sahip ticari tüketici olarak hastaneler dikkate alınır.

5--Trijenerasyon sistemlerinde yakıt olarak yaygın olarak doğal gaz kullanılır. Enerji kullanımı bakımından, enerjinin sadece temiz değil, aynı zamanda ucuz olarak üretilmesi de önemlidir.

6—Trijenerasyon sisteminde Atık ısı enerjisinden, ısıtma ve soğutma gereksinimlerini karşılayabilmek için yararlanılabilir.

6.1--Trijenerasyon tesisinin tasarımında  , Ticari binalar için uygun olan orta-ölçekli uygulamalarda doğalgaz kullanan içten yanmalı motorların mekanik enerjisiyle ,motorun şaftına bağlı jeneratörden elektrik üretilir.Bu motorların elektrik üretme verimi %35’gibi yüksek bir düzeydedir.

6.2--Motoru soğutmak için kullanılan akışkanın sıcaklığı 90-125°C düzeylerinde olup, düşüktür. Diğer taraftan egzoz gazının sıcaklığı ise 200-400°C düzeylerindedir. 

6.2.1--İçten yanmalı motorun egzoz gazları, ısıl işlemlerde doğrudan kullanılabileceği gibi,aşırı ısınmış buhar üreten buhar jeneratöründe dolaylı olarak kullanılabilir.

6.3--Ana makinanın ısı enerjisi çıktısı, talebi karşılamak için yeterli olmadığı zaman, kazan ünitesinin çalışması gereklidir.

7--Trijenerasyon tesisinin tasarımından sonra, soğutma enerjisi iki yöntemle üretilebilir. Atık ısıdan absorpsiyonlu soğutucuda yararlanılır veya elektrikli ısı pompasında elektrik kullanılır.

7.1--Absorpsiyonlu soğutucu devreleri, iki akışkanın belirli termodinamik özelliklerine bağlı olarak çalışırlar. Bu akışkanlardan birisi soğutucu,diğer ise soğurucudur. Bu amaçla yaygın olarak kullanılan akışkan çiftleri şunlardır:

1--Soğutucu-amonyak/soğurucu-su: Düşük (0°C’den daha düşük) buharlaşma sıcaklıkları gerektiğinde bu akışkan çifti kullanılır.

2--Soğutucu-su/soğurucu-lityum biromid

7.2--Genel olarak, absorpsiyonlu soğutucularda, trijenerasyon tesisindeki ana makinanın egzozundan açığa çıkan ısı enerjisi kullanılır. Bu durumda, aşırı elektrik talebi azalır.ve elektrikli soğutucunun çalışma süresinin azalması ile elektrik tasarrufu sağlanır, ısıl yüke karşılık elektriksel yük artar.

7.3--Atık ısı açığa çıkmaması durumunda, absorpsiyonlu soğutucuların verimleri (COP= 0.7-1.2) elektrikli olanlara (COP=2.5-5) kıyasla düşük olduğundan, yakıt yakarak ısı enerjisi üretmek hiçbir zaman ekonomik olmayacaktır.

7.4--Absorpsiyonlu soğutucuların kısmi yük verimi yüksek ve çok az sayıda hareketli parçalarının olması nedeniyle bakım giderleri düşüktür. Bununla birlikte, yatırım giderleri kısmen yüksektir.

7.4.1--Diğer taraftan, sıkıştırmalı soğutucular kısmi yüklerde iyi çalışmazlar, bakım giderleri kısmen yüksek, işletme giderleri ise yüksektir. Yatırım giderleri düşüktür.

8—Sonuç olarak , Bazı ülkelerde, merkezi olmayan trijenerasyon sistemlerinden üretilen elektriğin şebekeye ısı enerjisinin de kullanıcılara satılmasını teşvik eden yatırımların özendirilmesine ilişkin yasal düzenlemeler yapılmıştır. 

8.1--Elektrik satış fiyatının kısmen yüksek olması, yatırımcıların ekonomik açıdan bu tür tesisleri tasarımlamalarını özendirmektedir.

Kaynak: ICCI 2015 Bildiriler Kitabı-Trijenerasyon Sistemi Seçimi ve Tasarımı-H. Hüseyin ÖZTÜRK-Çukurova Üniversitesi-Ziraat Fakültesi-Tarım Makinaları ve Teknolojileri Mühendisliği Bölümü