Pompalarda Enerji Verimliliği Uygulamaları:

 

1-- Pompa Karakteristiği Uygun Seçmek:

 

1.1--Bir projede hesaplamalar sonunda İ=100 m3/h Hm=100 mss olan bir pompa gereksinimi pompa sipariş edilirken ilerideki ihtiyaçlar için debiye %25emniyet payı ekleniyor.

 

1.2--Manometrik basma yüksekliği az gelirse diye pompa basıncı-Hde %10 artırılıp pompa sipariş ediliyor.

 

1.3--Siparişi alan pompacı da debi ve basma yüksekliğine %5 zam yaparak pompayı seçiyor

 

1.4--Elektrik motorları da tam yükte çalışmadığı için biraz hızlı döndüğünden çalışma noktası oluştuğundan pompa debisi 160 m3/h oluyor Hesapla bulunan 100 m3/h yerine 160 m3/h elde edilince debiyi dizayn debisine vana kısılarak getirildiğinde, basma yüksekliğini 130 mSS’den 100 mSS’na düşürürken vanada yok ettiğimiz enerji %30 olmaktadır.

 

1.5—Pompa seçerken hesap ile örneğin İ=45 m3/h ve Basma Yüksekliği olarak Hm=60 mss bulunduğu varsayılırsa bu değerler seçilecek pompanın karakeristik eğrisinin orta noktasında seçilirse pompa verimi maksimum olur bu nedenle seçilecek pompa İ=50 m3/h ve Hm=20/100 mss ise orta nokta Hm=20+100=120/2=60 mss seçilmiş olur.Bu değeri seçerken % 5-10 hesap değerine ilave edilerek seçilebilir.Benzer şekilde fanlarda fan seçerken aynı yöntemle seçim yapılır.

1.6—Pompaların-Fanların Bağlanması:

 

1.6.1—Seri bağlama:debileri-İ(m3/h)  aynı iki pompa seri bağlanırsa basınç-basma yükselikleri toplanır eğer debi İ=45 m3/h ve basma yüksekliği Hm1=60 mss,İ=45 m3/h-Hm2=40 mss ise sonuç İ=45 m3/h ve Hmt=Hm1+Hm2=60+40=100 m3/h olur.

 

1.6.—Parelel bağlama:Basma yükseklikleri-Hm(mss)  aynı iki pompa parelel bağlanırsa debileri toplanır eğer debi İ1=40 m3/h ve basma yüksekliği Hm1=60 mss,İ=60 m3/h-Hm2=60 mss ise sonuç İ=40+60=100 m3/h ve Hmt=60 mss olur.

1.7—Gerek seri bağlamada gerek parelel bağlamada farklı debi ve basınçlarda pompların bağlanmasında karakteristik eğri üzerinde işlem yapılabilir. Kısaca seri bağlama ile basınç,paralel bağlama ile debi artar.

 

2—Pompalarda Debi Değiştirmek:

2.1--Pompayı ihtiyaç olunca çalıştırmak (Kesintili Çalıştırma)

2.2--Sistemi bir depodan besleyerek pompayı depo seviyesine göre kesintili çalıştırmak

2.3--Çalışan pompa sayısını değiştirmek (paralel pompalar)

2.4--Pompayı devamlı çalıştırarak akışkanın bir bölümünü depoya geri döndürmek (by-pass);

2.5--Pompa çıkışındaki debi kontrol vanası ile sistem karakteristiğini değiştirerek debiyi ayarlamak;

2.6--Sabit devirli elektrik motoru ile pompa arasına hidrolik veya elektrikli kavrama koyarak pompa devrini debi veya basınç ihtiyacına göre ayarlamak.

2.7--Elektrik motoruna frekans değiştirici yardımı ile uygulanan gerilim ve frekansı değiştirip pompayı istenen debi ve basma yüksekliğini sağlayacak devirde döndürmek;

 

3-- Bir Pompanın Ömür Boyu Maliyeti İçinde Enerjinin Payı

 

3.1--20 yıllık ömür süresinde bir pompanın tüketeceği enerji bedeli satın alma fiyatının 17-20 katıdır.

 

3.2--Bu süredeki bakım masrafları da pompa bedelinin2 katı kadar olmaktadır

 

4--Pompalarda Yüksek Verimli Motor Kullanımı

 

4.1--Tipik bir motorun satın alma maliyeti, o motorun ömrü boyunca kullandığı elektrik enerji toplam maliyetinin %2'sinden bile azdır. Yani, enerji maliyeti toplam maliyetin %98'i olabilmektedir.

 

4.2--Tipik bir motor ortalama 20 yıl olan çalışma ömrü boyunca satın alma maliyetinin 50 katından fazlasını tükettiği enerjinin maliyeti olarak ödemektedir

 

4.3--Motor alırken standart ve yüksek verimli motorların ilk maliyetindeki az bir farka (%10 - %25 arası) tamah edip ileride bunun çok fazlasını ilave enerji maliyeti olarak ödemektedirler.

 

5--Santrifüj Pompalarda Performans Ayarı

1--Kısma Kontrolü , 2--Bypass Kontrolü , 3--Çark Çapını Değiştirmek , 4--Hız Kontrolü

 

6--Santrifüj Pompalarda Frekans Konvertörü(FC) Uygulaması ile Sağlanan Enerji Tasarrufu

 

6.1--FC ile motor hızının ayarlanması sisteme göre değişmekle beraber %70’e varan bir enerji tasarruf imkânı sunmaktadır.

 

7—Örnek:Yapılan bir pompa verimlilik uygulması için:

 

7.1--Yeni ve daha yüksek basınç farklarına dayanıklı bir kontrol vanası satın alı-nabilir. Maliyeti: 5000 Euro

 

7.2--Pompa çark çapı küçültülebilir, böylece pompa basma yüksekliği düşürülebilir, bu sayede kontrol  fark basınç değeri aşağıya iner. Maliyeti: 2250 Euro.

 

7.3-- Kontrol vanası kısa sürede aşınması halinde  Yıllık tamirat masrafı: 4000 Euro.Kontrol vanası 15-20% açık pozisyonda çalışıyor, bu durum kontrol vanasının uygun ölçüde seçilmediğinin işaretidir.Sistem aynı şekilde bırakılır ve kontrol vanasının her yıl bakımı yapılır. Maliyeti: 4000 Euro

 

7.4--Frekans konvertör sistemi adapte edilir ve kontrol vanası kaldırılır. Frekans konvertör cihazı ile pompa hızı değiştirilerek, istenilen kapasite değeri sağlanabilir. Maliyeti: 21500 Euro.

 

8—Sonuç:

 

8.1--Toplam elektrik tüketiminin yaklaşık %20’si pompalarda gerçekleşmektedir ve bir pompa sisteminde pompalar yapım maliyetinin %8’ini fakat işletme maliyetinin %60’ını oluşturmaktadır. İyi bir sistem dizaynı ve uygun pompaların seçimiyle pompalarda tüketilen enerjinin %30’unun tasarruf edilebilmektedir.

 

8.2--2008 yılı EİEİ raporlarına göre ülkemizin toplam kurulu gücü 41.817,20 MW tır. Toplam elektrik üretimi 205,4 milyar kWh/yıl, elektrik enerjisi tüketimi ise 204 milyar kWh/yıl olarak gerçekleşmiştir.

 

8.2.1--Tüketilen bu enerjinin %20’ sinin pompalarda tüketildiğini hesaplarsak bu değer 40,8 milyar kWh, enerji maliyeti ise yıllık 7,2 milyar TL olacaktır Bahsedilen yöntemler ile pompalarda tüketilen enerjinin %30’ unun tasarruf edilmesi durumunda ise yıllık tasarruf miktarı yıllık 2.16 milyar TL olur

 

8.2.2--Ömür Boyu Maliyet analizinde ortaya çıkarıldığı üzere bir pompa sisteminin ilk yatırım maliyeti işletme ve enerji maliyetlerinin yanında çok küçük kalmaktadır.Ülkemizde elektrik motorlarının verimlerinin de arttırılması gerekmektedir.

 

8.2.3--Devamlı çalışacak orta güçteki elektrik motorlarının yüksek verimli seçilmesi halinde  en az %3 tasarruf sağlanabilecektir.

 

8.3--Yanan elektrik motorlarının sarımı veya yüksek verimli bir motorla yenilenmesi alternatifi her zaman düşünülmelidir.

 

8.3.1—Pompa motorlarının verimli çalışması pompa motorunun çalışma sıcaklığının tasarım sıcakılığında bulunması ile mümkündür.Sıcaklık 30 C vardığında pompa motorunun arıza yapması-verimsiz çalışacağı düşünülürse pompanın bulunduğu ortamın doğal havalandırma(pompayı hava sirkülasyonu olan yere koymak) yada bulunduğu odanın penceresine 35 cm çaplı fan takıp bunu sistemin meşgül devresine bağlamak yada 30 C ayarlı termostata bağlamak en ekonomik çözüm olabilir.

 

8.4--Amerika ve Avrupa’ daki pek çok işletmede pompaj sistemlerinin optimizasyonu ile-özellikle FC Kullanını ortalama %30 enerji tasarrufu sağlanabileceği Hidrolik Enstitü ve Europump tarafından bildirilmektedir.

 

8.5—Sonuç olarak pompa sistemlerinde %15-40 arasında enerji tasarruf etme imkanı bulunabilmektedir.

 

Kaynak: Santrifüj Pompalarda Enerji Verimliliği ve Uygulamaları-Yrd.Doç.Dr.Zehra YUMURTACI Abdülkadir SARIGÜL