Enerji Verimliliği...

Transkript

1 ...Havalandırma ve iklimlendirme sistemlerinde (EN 13779) 1 daha iyi hava kalite kontrolü sayesinde enerji etkinliği Mr. Hannes Lütz Ürün Geliştirme Müdürü CentraLine c/o Honeywell GmbH 06 I 2008 Açık ve belirgin olarak hava kalite kontrolü sık sık gündeme alınır ancak gerçek anlamda nadiren uygulamaya konulur. Bunun yanı sıra bu kontrol işlemi, havalandırma ve iklimlendirme sistemlerindeki işletim masraflarının azaltılmasında önemli bir katkı sağlamaktadır. Belirtilen hedeflere varabilmek için 1916 yılından itibaren CO 2 kontrolüne yönelik öneriler sunulmasına rağmen, günümüze kadar gelen süreç içerisinde enerji fiyatlarının düşük ve teknolojilerin sürekli çok pahalı olması, bu yönde yapılacak olan girişimlerin gerçekten değmeyeceği bilincini taşımıştır. Günümüzde ise yüksek enerji fiyatları CO 2 kontrolünü gerçek bir gereklilik haline getirirken, modern teknolojiler özellikle basit bir uygulamanın gerçekleşmesi için devreye girmektedirler. Bu şekilde yeni tesisatların yanı sıra var olan tesisatlar da yeniden teçhiz edilebilmektedir. Avrupa Birliği yönetmeliğine yönelik binaların toplam enerji etkinliği (EPBD) 2 ve daha başka yeni standartlar bu sistemlerin fevkalade tasarruf potansiyellerinin uygulanmasını desteklemektedir. Kullanılmış olan atık havanın enerji içeriğin ve hava nakil enerjisinin masraflarına istinaden, binalardaki temiz hava temini çok yüksek maliyetlidir. 1 DIN EN 13779: İkamet edilmeyen binaların havalandırılması havalandırma ve iklimlendirme tesisleri için genel temeller ve talepler, 2005, DIN Alman Endüstri Standardı 2 Avrupa Birliği yönetmeliği Binaların toplam enerji etkinliği (EPBD) 16 Aralık 2002

2 Eski bir konu mu? CO 2 kontrolü yeni bir konu değildir. Amerikalı mühendisler 20. yüzyılın başlarından itibaren bu duruma yönelik büyük tasarruf potansiyeli konusunda bilinçli idiler: 1916 Engineers Handbook Resim 1: 1916 dan kalma Mühendis rehberi 3 CO 2 Testlerine bağlı olarak,... mekan içindeki havanın temizlenip yenilenmesi ve dağıtımı kontrol altında tutulmalıdır. CO 2 oranı her de 8 ila 10 arasındaki parçayı AŞMAMALIDIR. Eski standartlar ve yeni olan EN Havalandırma sistemlerinin geliştirilmesinde kural gereği standartlar ortaya çıkmaktadır. Özellikle ise temiz hava oranı bir tasarı çizim kriteri olarak sistemin toplam büyüklüğüne etki etmektedir. Avrupa Birliği yönetmeliği EN 1946 kısım 2 ve ASHRAE Amerika standardı temiz hava miktarını halen, alan ve sabit bir personel sayısına göre hesaplamaktadır. EPBD nin temeline dayanan yeni Avrupa Birliği standardı, temiz hava sevkini hava kalitesi ile birlikte kontrol edilebilir olarak oluşturmaya ve ticari olarak işletilen bir iklimlendirme sistemine hava kalitesi açısından en büyük anlamı veren opsiyonu barındırır. 3 General Electric: CO2 ölçüm tekniğine yönelik bilgiler

3 Ölçme teknolojisi Modern CO 2 Sensörleri, aşağıda sıralanmış olan bileşimlerden meydana gelmişlerdir: Patentli dalga kılavuzu içinden ışınım yaymakta olan bir kızıl ötesi kaynağı; Sadece gerekli olan dalga uzunluğunu geçirmekte olan optik bir filtre; Kızılötesi ışınımın miktarını ölçmekte olan bir detektör, kabin veya odada CO 2 oranı ne kadar yüksek ise, kızılötesi ışınımlar detektöre bir o kadar az ulaşmaktadır. özel kızılötesi filtresi mikro işlem görmüş termopil detektör difüzyon membranları kızılötesi - ampul 1.25" patentli dalga kılavuzu mikro işlemci Resim 2: Modern CO2 Sensörleri 3 Küçük uygulamaların direk olarak sensör kumandası üzerinden işlem görebilmesi için bu sensörler, oranlı regülatörler ve/ veya basit bir durdurma şalterini de içerebilmektedirler. Her türlü durumda ppm (milyon başına miktar) olarak CO 2 konsantrasyonunu meydana getiren 0 10 V veya 4 20 ma doğrusal bir çıkış sinyali bulunur. Bu çıkış sinyali, sensör doğruluğu ve talep profiline göre farklı ölçüm alanlarına ıskala şeklinde dönüştürülebilmektedir. Kural gereği, sensörlerin ppm aralığında bir ölçüm alanını karşılamalıdır. Ölçüm, CO 2 nin emilme özelliklerinin temeline dayanmaktadır. Bu gazın etkisi diğer bütün etkilerin yanı sıra seçici olarak çıkarılıp filtrelenebilmekte ve böylelikle tam olarak ölçüm sonuçları hedeflenebilmektedir. 3 General Electric: CO2 ölçüm tekniğine yönelik bilgiler

4 Bu fiziksel etki aşağıdaki diyagramda gösterilmektedir: farklı gazların kızılötesi emilimi aktarım Su buharı Hidrokarbon Karbon dioksit karbon monoksit NOx Su buharı Kükürt dioksit soğutucu VOCs Ozon Dalga boyu (Mikron) Resim 3: CO2 3 nin fiziksel sonuçları 3 Bu ölçüm prensibi kendisini çok güvenilir olarak kanıtlayarak başka bir kalibre etme durumuna ihtiyaç duyulmadığını göstermiştir. İmkan dahilinde olan bütün ölçüm prensiplerinin en yüksek derecede güvenirlilik ve doğruluğunu sunmaktadır. Sensörler, sistemin türüne göre, söz konusu olan mekanın duvarında veya hava tahliye kanalına kurulup monte edilebilmektedirler. Resim 4: Command ve CentraLine gibi CO2 ve hava kalite sensörleri CO2 konsantrasyonunu ve diğer kirlilikleri tam olarak göstermektedir. 3 General Electric: CO2 ölçüm tekniğine yönelik bilgiler

5 Tipik uygulama alanları Bu teknoloji, sürekli yükselen veya değişken personel yoğunluğuna sahip ticari kullanımlı bütün binaların havalandırma sistemlerine takılıp uygulanabilmektedir. Özellikle büro binaları, okullar, konferans merkezleri, tiyatrolar, süper marketler, sağlık ve spor merkezleri ve sinemalara uygulanması da son derece anlamlıdır. Kontrol Bir CO 2 kontrol sistemi söz konusu var olan ısıtma, soğutma ve havalandırma sistemine uyarlanmaktadır. Yeni sistemlerde havalandırma kavramı, ısıtma ve soğutmaya istinaden nakil-aktarım kayıplarını da (statik ısıtma ve soğutma değil) kapsamasından ötürü aşağıdaki veriler geçerlidir: Değişken temiz hava sevki ve boş oda işletimi için bir buharlaşma odası gereklidir. Temiz hava sevki minimum düzeyde fan devir sayısı ile gerçekleşmektedir. Hava kalitesi ile ısıtma ve soğutma için gerekli olan minimum düzeydeki fan devir sayısı yeterli değil ise devir sayısı arttırılmalıdır. Sensörler, sinema, tiyatro salonu ve süpermarketler gibi tek bölmeli binalarda hava tahliye kanalında bulunmalıdırlar. Diğer binalarda, tek tek her bir mekân için bireysel kontrollerin söz konusu olması gerekir. Sistemlerde büyük bir değişkenlik oranı vardır. Dolayısıyla her uygulama durumu için en iyi çözümü seçmek gerekmektedir: Küçük kurulumlarda fanı sensör bilgilerine göre açıp kapatmak kabul edilebilir bir durum olur. Sensör ise bir durdurma şalteri ile donatılmış olmalıdır. Buharlaşma odalı sistemler bir CO 2 orantılı regülatör sayesinde ve uygun olan bir mekanizma ile genişletilebilmekte ve bu ise azami sinyali söz konusu olan ısı kontrolü ve yeni hava kalite kontrolünden seçmektedir. Bu genişletme işlemi var olan bina iletken sisteminden bağımsızdır. Temiz hava sistemleri sadece fanın frekans transformatöründeki hava kalite kontrolü sayesinde ilerletilip genişletilebilmektedir. Bir frekans transformatörü takılacak ise bazı durumlarda fan motoru yenilenip değiştirilmelidir (yalıtkanlık sınıfı çok düşük olduğundan dolayı). Kontrol sistemi bir CO 2 sensörünü, orantılı regülatörü ve bir sinyal güçlendiricisini kapsamaktadır. Buharlaşma odası ve frekans transformatörü: Gerekli olan işlevsellik sadece bina iletken sistemi üzerinden sağlanabilmekte ve bu yüzden toplam hava kalite sisteminin bir geliştirilmesi gerekli olabilmektedir.

6 beher kws başına ısıtma/soğutma masrafları beher kws başına elektrik masrafları bakım masrafları Mekan şartları: Kokular kirlilikler dış hava şartları Isıtma/soğutma sistemleritemiz hava sevki, hacim akım sistemi-sıcaklıktan tekrar faydalanma-bina iletken sistemi Gürültü seviyesi: olabildiğince düşük Isı: C CO2 miktarı: ppm Kullanılmış ve tahliye edilen havada kws olarak enerji kaybı kws olarak binalarda enerji kaybı Hava nemliliği: % Resim 5: hava kalite kontrolü üzerine olan sonuçlar Tasarruflar nasıl hesaplanabilmektedir? Bunun için iki tane basitleştirilmiş örnek hesaplamalar bulunmaktadır: 1. Azaltılmış ısıtma ve soğutma enerjisi sayesinde tasarruflar m3/s ile çok fazla temiz hava ve gereksiz enerji kaybı: Örneğin yaz dönemi içerisinde = 30 C den 26 C ye kadar dış sıcaklıkta 4 ay soğutma Örneğin kış dönemi içerisinde = 4 C den 22 C ye kadar dış sıcaklıkta 4 ay ısıtma Tasarruf edilmiş olan soğutma enerjisi = 7100 kws Tasarruf: 2130 Tasarruf edilmiş olan ısıtma enerjisi = kws Tasarruf: 2331 Toplam tasarruf = 4461 /yıl Temel veriler.: 1 kg yakma yağı/fuel oil = 0,85 1 kg yakma yağı/fuel oil = kj 1 kws Isıtma/soğutma enerjisi = 3600 kj 1 kws elektrik enerjisi = 0,30 2. Azaltılmış hava akımı sayesinde tasarruflar m3/s ile çok fazla temiz hava ve gereksiz enerji kaybı: Çözüm: Hava hacim akımının m3/s ten m3/s e indirilip azaltılması Örneğin 2000 Pa (11,1 kw) da m3/s i, 2000 s/a da m3/h (1,4 kw) e azaltılması kws lik bir tasarruf sağlamaktadır. Toplam tasarruf = 5800 /yıl Temel veriler.: 100% Fan etkinliği, 1 kwh elektrik enerjisi = 0,30

7 Alternatifler Eğer CO 2 birincil kontrol değişkeni değil ise, örneğin kokular ve karbon monoksit gibi oksitlenir gazların temelinde hava kalite sensörleri duruma göre devreye konabilir. İmkan dahilindeki uygulama alanları ise, spor tesislerindeki soyunma odaları ve restoranlardır. Ayrıca ek olan avantajlar Bir hava kalite kontrolü her türlü durumda nominal alan altında yük şartları yol açacağından dolayı, bu yöntem ile bütün parçaların aşınması geciktirilir ve sistemin dayanıklılık süresi uzatılmış olur. Diğer bir pozitif yan etki ise, konforlu ve rahat bir ikamet ve çalışma çevresi için azaltılmış olan gürültü gelişimidir. Özet Artmakta olan enerji masrafları CO 2 kontrol sistemine olan ilgiyi desteklemektedir. Tasarımcı ve tesisatçılar test edilmiş olan bu teknolojiyi ve CO 2 sensörlerini veya buna uygun alternatifleri devreye koyup kullanarak masrafların azaltılması için katkılarını sunabilmektedirler. Yüzde hesaplı enerji tasarrufu çift haneli alanda bulunmaktadır. Bunun haricinde hava kalite kontrol sistemi havalandırma sisteminin dayanıklılık süresini uzatır ve ikamet eden insanlara daha yüksek bir konfor sunar. CentraLine ortakları, tasarımcı ve bina işletimcilerine optimal bir danışmanlık ve destek sunmaktadırlar. Ortaklar, hava kalite kontrolü sahasında uzman olup, CentraLine tarafından düzenli olarak en yeni teknolojiler ve yönetmelikler konusunda bilgilendirilmekte ve aynı zamanda bütün projenin planlanıp, ilk kullanımından ömür boyu desteğe kadar olan süreç içerisinde geçerli bütün yüksek kalite taleplerinin gerçekleştirilmesini sağlamaktadırlar. Yazar: Mr. Hannes Lütz Ürün Geliştirme Müdürü CentraLine c/o Honeywell GmbH Enerji Verimliliği ile ilgili daha fazla detay ve makaleleri CentraLine City web sitesinde bulabilir veya bizimle temasa geçebilirsiniz. CentraLine Honeywell A.Ş. Çayıryolu sok.üçgen Plaza, Kat:7, İçerenköy - İstanbul Tel +90 (0)