Bir kömür sobasının ısıl performans ve veriminin deneysel incelenmesi

Transkript

1 MakineTeknolojileri Elektronik Dergisi Cilt: 9, No: 2, 212 (27-37) Electronic Journal of Machine Technologies Vol: 9, No: 2, 212 (27-37) TEKNOLOJĠK ARAġTIRMALAR e-issn: Makale (Article) Bir kömür sobasının ısıl performans ve veriminin deneysel incelenmesi M. Zeki Yılmazoğlu Gazi Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü Maltepe ANKARA Özet Bu çalışmada TS 49 EN standardına göre kömür yakıtlı bir sobanın ısıl performans testleri gerçekleştirilmiştir. Sobanın ölçümler sırasında baca gazı analizleri, ağırlık ölçümleri, ısıl kayıpları ve ısıl verim değerleri bulunmuştur. Hesaplamalarda standarda göre dolaylı yöntem kullanılarak kovalı tip bir kömür sobasının ısıl kayıpları ve verimi hesaplanmıştır. Üç panelli platformdaki sıcaklık dağılımları belirlenmiştir. Buna göre en yüksek sıcaklık değeri sobanın alt kısmında bulunmuştur. Isıl kayıplar yönünden elde edilen sonuçlara göre en fazla kayıp, baca gazı kaybı olarak bulunmuştur. Sobanın verimi %5.71 olarak hesaplanmış olup bu değerdeki bir soba, standarda göre Sınıf 3 kapsamına girmektedir. CO emisyonu yönünden yapılan sınıflandırmada ise baca gazındaki %13 O 2 durumunda CO emisyonu sınır değer altında bulunmuştur.. Anahtar Kelimeler:Soba, performans testi, emisyon, TS 49, EN Experimentalinvestigation of thermalperformance and efficiency of a coalstoveaccordingtothe TS 49 Abstract In this study thermal performance tests of a coal fired stove are performed according to the TS 49 EN standard. Flue gas analysis, weight measurements, thermal losses and thermal efficiency values are calculated during the test period. In the calculations indirect method is used to calculate thermal losses and efficiency. Temperature distributions of three panel platform are determined. According to the results, the highest temperature is found at the bottom of the stove. The highest thermal loss is found in flue gas. Thermal efficiency of the stove is calculated as 5.71% and as a result the stove is classified as the Class 3 according to the TS49. In the case of CO emission classification CO emissions are found less than limit value with the reference 13% O 2 in the flue gas. Keywords:Stove, performance test, emission, TS 49, EN GĠRĠġ Sobalar, ev ısıtmasında kullanılan ve geniş kullanım alanına sahip olan ısıtma cihazlarıdır. Son yıllarda doğalgazın ülke genelinde yaygınlaşması ile sobaların yerini bireysel kullanımda kombiler almıştır. Buna karşın, henüz doğalgazın ulaştırılamadığı yerlerde ya da doğalgazın birim fiyatının pahalı olması nedeni ile soba kullanımı devam etmektedir. Binaların toplam enerji tüketimindeki payı %23 olarak belirtilmiştir. Bununla birlikte, bir binanın enerji tüketimi incelendiğinde, bina ısıtması %41 ile en yüksek paya sahiptir. Bunu, %26 ile aydınlatma, %21 ile kullanım suyu ısıtması, %8 ile iklimlendirme ve %5 ile soğutma takip etmektedir [1]. Bu oranlardan da açıkça görülmektedir ki; Bu makaleye atıf yapmak için Yılmazoğlu M.Z., Bir kömür sobasının ısıl performans ve veriminin deneysel incelenmesi Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi 212,(9)27-37 How tocitethisarticle Yilmazoglu M.Z., Experimentalinvestigation of thermalperformance and efficiency of a coalstove Electronic Journal of Machine Technologies, 212,(9)27-37

2 Teknolojik Araştırmalar: MTED 212 (9) Kömür yakıtlı bir sobanın performans testleri bina ısıtması hangi ısıtma cihazı ile yapılırsa yapılsın, bu cihazın verimli ve çevre dostu olması gerekmektedir. Sobalar genellikle kullandıkları yakıt türüne göre sınıflandırılır. Katı yakıt sobaları sıvı yakıt, gaz yakıt ve elektrikli sobalara göre daha fazla kullanılmaktadır. Bundaki en önemli etken yakıtın kolay elde edilebilmesi ve diğerlerine göre daha ucuz olmasıdır. Katı yakıtlı sobalar kovalı, tuğlalı, döküm v.b. şekillerde üretilmektedirler. Durmaz ve ark. [2] katı yakıtlı sobalar için yüksek ısıl verime sahip ve düşük emisyonlu bir soba tasarımı yaparak deneysel çalışma sonuçlarını belirtmişlerdir. Topal [3] çalışmasında sobalarda yakıtla birlikte kireçtaşı ilavesinin yanma sonucu SO 2 oluşumuna etkilerini incelemiştir. Kireçtaşı ilavesinin her ne kadar SO 2 emisyonlarını azalttığını deneysel olarak gösterse de yanma ve verim problemleri nedeni ile kömür ve kireçtaşının uygun oranlarda karışımlarla briketleme yaparak kullanımını önermiştir. Sobalardan daha yüksek verim elde edilmesi amacıyla günümüzde birçok çalışma devam etmektedir. Yakıt olarak pelletin kullanıldığı sobalar, termoelektrik jeneratörlerle sobalardan elektrik üretimi ve sobalarla ısıl konfor uygulamaları bu araştırma konularının başında gelmektedir. Özellikle pellet yakıtlı sobaların tasarımları ve performans testleri önemli bir araştırma konusu olmuştur. Pelletin oduna göre yanma konusunda birçok pozitif özeliği olmasıyla birlikte, karbon serbest bir yakıt olması da fosil yakıtlara göre çok büyük bir artıdır. Moran ve ark. [4] pellet yakıtlı bir sobada pellet besleme hızının ve hava fazlalık katsayısının soba performansına olan etkilerini incelemişlerdir. Deneyler sonucunda pellet besleme hızının emisyon oluşumunu direkt olarak etkilediğini belirtmişlerdir. Aynı çalışmada, elementel analizi yapılmış pelletler için pellet yakıtlı bir sobada hava fazlalık katsayısının 1.6 olması durumunda en iyi yanma koşulunun oluştuğunu belirtmişlerdir. Granda ve ark. [5] bir pellet sobası için hava ön ısıtma, ikincil hava ilavesi ve baca gazı resirkülasyonu durumlarını ekserji yönünden incelemişlerdir. Yeni soba tasarımlarında dikkati çeken bir diğer noktada yapısal değişiklikle bir ısı değiştiricisi kullanılarak kullanım sıcak suyu üretmektir [6]. Yapılan analizlerde kullanım sıcak suyunun sobadan sağlanması ile daha verimli sobalar üretilmiştir. Bu ısı değiştiricisinin sayısal modeli, bacagazı ve kullanım suyu sıcaklıkları Belosevic ve ark. [6] nın çalışmasında belirtilmiştir. Yanmadan kaynaklanan hava kirliliğine sobalarında katkısı bulunmaktadır. Kömürün kükürt miktarı ve toz partikül miktarları da dikkate alındığında özelikle kış aylarında sağlığı tehdit edecek boyutlara ulaşmaktadır. Massey ve ark. [7], yıl boyunca 5 i kentsel alanda ve 5 i de kırsal alanda olan toplam 1 adet evde iç ve dış hava kalitelerini Hindistan da ölçmüşlerdir. Havadaki toz partikül miktarını esas alan bu çalışmada hava nemi, sıcaklığı ve hızı da dikkate alınarak yapılan ölçümler sonucunda soba kullanılan bu örneklerde iç ve dış hava kalitesinde toz partikül miktarının kış aylarında arttığını belirtmişlerdir. Sobaların performanslarının artırılmasında bir diğer çalışma alanı da termoelektrik jeneratörler ile elektrik üretiminin sağlanmasıdır. Termoelektrik jeneratörler sıcaklık farkı bağlı olarak Seebeck etkisi ile çalışan ve hareketsiz parçalardan oluşan elektrik üretim sistemleridir. Lertsatitthanakorn [8] çalışmasında sobalarda termoelektrik jeneratör kullanılmasının deneysel analizini yapmıştır. Elde edilen sonuçlara göre 15⁰C sıcaklık farkında 2.4 W güç elde etmiştir. Bu sistemle bir ampulün ya da bir radyonun çalıştırılabileceğini ve geri ödeme süresinin.74 yıl olduğunu göstermiştir. Champier ve ark. [9-1] da çok fonksiyonlu bir sobada termoelektrik jeneratörler ile elektrik üretimini, sıcak su üretimini ve ısınma işlevlerini incelemişlerdir. Yapılan çalışma sonucu 9 W lık güç üretmişlerdir ve sayısal olarak çözümlerin karşılaştırmasını yapmışlardır. Sobanın kullanıldığı evlerde ısıl konforun sağlanması en büyük sorunlardan birisidir. Isıl konforun sağlanması için kullanılan modellerin başında Fanger yöntemi gelmektedir [11]. Ghali ve ark. [12] çalışmalarında soba ile ısıtılan bir mahalde farklı soba pozisyonlarının ısıl konfora olan etkisini incelemişlerdir. Kausley ve Pandit [13] çalışmalarında katı yakıtlı bir sobanın kararlı ve kararsız çalışma durumlarında modelini oluşturmuşlardır. Kararlı durumdaki modelle adyabatik alev sıcaklığı ve yanma sonucu baca çekişi durumları deneysel olarak karşılaştırılmıştır. Kararsız durum modelinde ise yanma reaksiyonları incelenmiştir. 28

3 Yılmazoğlu M.Z. Teknolojik Araştırmalar: MTED 212,(9)27-37 Bu çalışmada, katı yakıtlı bir sobanın TS 49 EN1324 standardına göre performans testleri gerçekleştirilmiştir. Bu standart, katı yakıt yakan oda ısıtıcıları (sobalar) için deney metotlarını içermektedir. Standarda göre hazırlanmış deney düzeneği deneyler gerçekleştirilmiş ve dolaylı yöntem esas alınarak sobanın ısıl performansı bulunmuştur. Baca gazı analizleri ile her 5 dakikalık periyotlarda ortalama emisyon değerleri bulunmuştur. Üç panelli platforma ait sıcaklıklar K tipi ısıl çift ve veri toplama cihazlarıyla her 3 saniyede bir kaydedilmiştir. Tablalı terazi ile deney boyunca numunenin ağırlığı her 1 dakikada bir kaydedilmiştir. Bu veriler elde edildikten sonra sobanın ısıl performansını hesaplayan bir program ile ısıl performans belirlenmiştir. Deneysel alt yapı DPT 28 K 1263 kodlu proje ile kurulmuş olup sobalara tip emisyon belgesi verilmesi amacına da hizmet etmektedir. 2. DENEY DÜZENEĞĠ Bu standart kapsamında belirtilmiş olan performans parametreleri ve cihazların sınıflandırılması anma ısıl gücündeki verim ve CO emisyonlarına göre yapılmaktadır. Anma ısıl gücündeki verim değerine göre sobalar 3 kategoride sınıflandırılmıştır. Buna göre, verim değeri %5-6 olanlar Sınıf 3, %6-7 olanlar Sınıf 2 ve verimi %7 ten büyük olanlar Sınıf 1 olarak sınıflandırılmıştır. CO emisyonuna göre ise %13 O 2 de %.3 ten küçük emisyonlu cihazlar Sınıf 1 ve %.3-1 olan cihazlar Sınıf 2 olarak belirtilmiştir. Baca çekişi ve baca gazı sıcaklıkları da bu sınıflandırmayı etkileyen parametreler olup anma ısıl gücüne göre baca çekişi değerleri belirtilmiştir. Buna göre anma ısıl gücü 25 kw a kadar olan cihazlar için baca çekişi 12 Pa olarak belirtilmiştir. Anma ısıl gücü 25 kw tan büyük olan cihazların baca çekişi değerleri ısıl güce göre lineer olarak artmaktadır. Bu deneyler sırasında baca çekişi ± 2 Pa olacak biçimde ayarlanmalıdır. Standartta belirtilmiş olunan deney düzeneğine ait çizim Şekil 1 de, bu çizim esas alınarak oluşturulan deney düzeneği ise Şekil 2 de gösterilmiştir. ġekil 1. TS 49 standardında belirtilen deney düzeneği ġekil 2. Standarda göre oluşturulan deney düzeneği (A: Soba, B: Tablalı terazi, C: Üç panelli platform zemini, D: Üç panelli platform duvarları, E: Baca bağlantı elemanı, F: Arkadan çıkışlı sobalar için bağlantı dirseği, G: Ölçme kesiti, H: Ayarlanabilir toplayıcı, J: Klape, K: Fan, L: Yanma gazı çıkışı) Deney ortamında ortam sıcaklığı yerden 5 cm yükseklikte ve cihazdan 1.2 m uzaklıkta ölçülmüştür. Bu ölçüm, sobadan kaynaklanan radyasyonla ısı transferinin etkisinin de ölçülmemesi için bir paravanın arkasından yapılmıştır. Diğer dış etkiler örneğin güneş ışınımı ve diğer test cihazlarından 29

4 Teknolojik Araştırmalar: MTED 212 (9) Kömür yakıtlı bir sobanın performans testleri kaynaklanan ısılar bu deneyler sırasında önlenmiştir. Üç panelli platform standarda uygun biçimde hazırlanmış olup ölçüm noktalarına ısıl çiftlerin yerleştirilmesi amacıyla standarda belirtilen ölçülerde delikler delinmiştir. Sıcaklık ölçümlerinde K tipi ısıl çiftler kullanılmıştır ve bu ısıl çiftlerin kalibrasyonları buzlu su ve kaynar su banyolarında gerçekleştirilmiştir. Isıl çiftler Şekil 2 de gösterilen iki adet çok kanallı veri toplama cihazına bağlanmıştır. Baca gazı ölçümleri, baca sıcaklığı ölçümü ve statik basınç ölçümü G kesitinden (Şekil 1) alınmıştır. Üç panelli platform ölçüm belirsizliği standarda belirtildiği gibi ± 2 g olan tablalı terazi üzerine oturtulmuştur. Diğer cihazlar içinde ölçme belirsizlikleri standartta belirtilen değerler arasında tutulmuştur. 3. HESAPLAMA YÖNTEMLERĠ Deney sırasında ve sonrasında yapılan hesaplamalar standartta belirtilen hesaplama yöntemi ile yapılmıştır. Genel olarak bir yakma sisteminin veriminin hesaplanmasında dolaylı ve dolaysız yöntem olarak iki yöntem kullanılmaktadır. Dolaysız yöntemde iş akışkanının özellikleri ölçülerek iş akışkanına aktarılan ısı miktarı hesaplanır. Yakıtla ısıtma sistemine giren ısı da hesaplanarak bu iki değer oranlanır. Ölçümlerin ve hesapların kolay olması nedeni ile tercih edilebilir. Buna karşın, yakma sistemindeki kayıpların yerleri hakkında bir bilgi vermez. Bu nedenle ikinci yöntem olan dolaylı yöntem kullanılabilir. Bu yöntemde ısıtma sisteminin verimi, ölçülen kayıpların toplamı üzerinden ifade edilir. Sobalarda ısıl kayıplar; baca gazı kayıpları, yanmamış karbon kayıpları ve cüruf kayıpları olarak belirlenmiştir. Denklem 1 de kayıplar cinsinden yüzde olarak verim ifadesi verilmiştir. Burada q bg ; baca gazı kaybını, q yk ; yanmamış karbon kaybını ve q c ; cüruf kaybını göstermektedir. Denklem 2 de baca gazı kaybının hesaplanması gösterilmiştir. Burada T bg ; baca gazı sıcaklığını, T ç ; ortam sıcaklığını, Cp; baca gazı ve baca gazındaki suyun özgül ısısını; C y ; yakıtın karbon içeriğini, C k ; külde kalan karbon miktarını göstermektedir. CO; kuru baca gazındaki CO miktarının hacimce yüzdesini, CO 2 ; kuru baca gazındaki CO 2 miktarının hacimce yüzdesini, H; yakıttaki hidrojen miktarının kütlesel yüzdesini ve W; yakıttaki su miktarının kütlesel yüzdesini göstermektedir. Denklem 3 te bu kaybın yüzdesel gösterimi bulunmaktadır. 1 ( q bg qyk qc ) (1) Cpbg( Cy Ck ) CpbgH2O1,92 9H W Kbg ( Tbg Tç ) (2),536( CO CO ) 1 2 Kbg qbg 1 (3) Hu Denklem 4 te baca gazındaki yanmamış karbon kayıplarının hesaplama yöntemi bulunmaktadır. Eş. 5 te ise bu kaybın yüzdesel gösterimi belirtilmiştir. Denklem 6 da cüruf kayıpları ve Denklem 7 de bu kaybın yüzdesel hesabı gösterilmiştir CO( Cy Ck ) Kki,536( CO CO 2 )1 (4) K yk qki 1 Hu (5) K c 335bR 1 (6) Kc qc 1 Hu (7) 3

5 Yılmazoğlu M.Z. Teknolojik Araştırmalar: MTED 212,(9)27-37 Bu kayıpların belirlenmesinden sonra sobanın ısıl yükü Denklem 8 de gösterildiği gibi bulunabilir. Burada m y ; yakıtın saatlik kütlesel tüketimini ve Hu; yakıtın alt ısıl değerini göstermektedir. Baca gazının kütlesel debisi ise Denklem 9 ile bulunur. Q m y Hu 1 36 (8). my1,3( Cy Ck ) mbg (9),536( CO CO ) (9H W ) /1 2 Baca gazındaki CO içeriği deney süresince farklılık gösterecektir. Ortalama CO değeri deney süresince alınan verilerin aritmetik ortalaması alınarak CO ort değeri bulunur. Baca gazındaki CO değeri Denklem 1 ile hesaplanır. Bu eşitlikte O 2st değeri %13 alınmalıdır. CO CO ort O O 2st 2ort (1) 4. SONUÇLAR Yukarıda belirtilen hesaplama yöntemleri esas alınarak sobanın ısıl gücü, ısıl kayıpları ve ısıl verimini hesaplanmıştır. Deneyler sırasında kullanılan yakıtın özellikleri Tablo 1 de verilmiştir. Tablo 1. Deneyde kullanılan yakıtın özellikleri C (Yakıtın kütlece karbon yüzdesi) % 56 A (Yakıtın kütlece kül yüzdesi) % 6 S (Yaktın kütlece kükürt yüzdesi) %.8 V (Yakıttaki uçucu maddelerin yüzdesi) % 28 W (Yakıttaki nem miktarı) % 1 Hu (Yakıtın alt ısıl değeri) 62 kcal/kg Sobaya 4 saatlik deney periyodu boyunca yetecek miktarda kömür yerleştirilmiş ve odun parçaları kullanılarak üstten ateşleme yapılmıştır. Isıl çiftler üç panelli platforma yerleştirilmiş ve veri toplama cihazına bağlanmıştır. Isıl çiftlerden gelen sıcaklık verileri her 3 saniyede bir kaydedilmiştir. Baca gazı ölçümleri ve ağırlık ölçümleri her 1 dakikada bir kaydedilmiştir. Şekil 3 te deney periyodu boyunca baca gazı sıcaklığının değişimi gösterilmiştir. Baca gazı sıcaklığı tam tutuşmanın sağlanmasından sonra zamanla azalmıştır ve 4 saat sonunda baca gazı sıcaklığı yaklaşık 1⁰C olduğunda ölçümler sonlandırılmıştır. 31

6 Teknolojik Araştırmalar: MTED 212 (9) Kömür yakıtlı bir sobanın performans testleri 7 6 Baca gazı sıcaklığı [ C] Süre [dak] ġekil 3. Baca gazı sıcaklığının deney periyodunca değişimi Şekil 4 te deney boyunca tablalı teraziden alınan ağırlık ölçümleri gösterilmiştir. İlk 3 dakika boyunca numune ağırlık kaybı çok fazla iken, ilerleyen zaman dilimlerinde ağırlık kaybı giderek azalmıştır. Ağırlık kaybı yaklaşık 14. dakikadan sonra yaklaşık sabit kalmıştır. Ağırlık kaybının ilk 3 dakikada hızlı olmasının nedeni yakıt bünyesindeki uçucuların ve nemin yakıttan uzaklaşmasıdır. Daha sonraki zaman dilimlerinde ise kor haline gelen yakıt yanmaya devam etmektedir. 5, Deney yakıtı ağırlığının değişimi [kg] 4,5 4, 3,5 3, 2,5 2, 1,5 1, Süre [dak] ġekil 4. Deney periyodunda deney yakıtının ağırlığının değişimi Şekil 5 te baca gazı analizöründen alınan SO 2 ve NO x emisyonları, Şekil 6 da CO 2 ve O 2 yüzdeleri gösterilmiştir. Yanmanın ilk periyotlarında baca gazı sıcaklığına bağlı olarak gerek yakıttaki azotun oksijenle reaksiyona girmesi gerekse yanma odası sıcaklığının fazla olması nedeniyle NO x emisyonları oldukça fazla miktarda salınmıştır. Yine SO 2 oluşumu da yanmanın ilk periyodunda daha fazla miktarda gözlenmiştir. Her ikisi de ilerleyen periyotlarda gittikçe azalmıştır. Şekil 7 de CO emisyonunun ölçümler boyunca değişimi gösterilmiştir. CO emisyonu yanmanın tam olarak sağlanamadığı durumlarda oluşmaktadır. Tutuşma periyodu boyunca CO emisyonlarının fazla miktarda olması bu durumla açıklanabilir. Deneyler sırasında 3. ve 1. dakikalar arasında yanma

7 Yılmazoğlu M.Z. Teknolojik Araştırmalar: MTED 212,(9)27-37 sağlandığı için CO emisyonları çok düşük çıkmıştır. Bu periyottan sonra CO emisyonunda bir artış gözlenmektedir. Yanma sonucu oluşan kül ve cüruf yanma odasında türbülansı bozmakta ve yeterli hava olmasına rağmen yanma tam olarak sağlanamamaktadır. Bunun sonucunda yanmanın ilerleyen aşamalarında CO emisyonları artmaktadır. Şekil 8 de üç panelli platforma ait sıcaklık değişimleri gösterilmiştir. En yüksek sıcaklıklar yanmanın tam olarak sağlandığı zaman diliminde ölçülmüştür. Isıl çiftlerin yerleşimine göre en yüksek sıcaklık sobanın altında bulunmuştur. Yan ve arka yüzeylerde de en yüksek sıcaklıklar sobanın yaklaşık orta noktaları hizasındaki ısıl çiftlerden ölçülmüştür. Sobanın altından alınan değerler yan ve arka yüzeye göre 6⁰C fazladır. Bu da en fazla ısının sobanın altından ortama geçtiğini göstermektedir. Şekil 9 da deneyler sırasında soba ve platform sıcaklıklarını izlemek amacıyla termal kamera görüntüsü ve Şekil 1 da bu görüntüye ait sıcaklık dağılımının histogram şekilde gösterimi verilmiştir. 14 SO 2 ve NO x emisyonları [ppm] Süre [dak] SO2 [ppm] NO [ppm] ġekil 5. SO 2 ve NO x emisyonlarının değişimi

8 Teknolojik Araştırmalar: MTED 212 (9) Kömür yakıtlı bir sobanın performans testleri 25 Baca gazında CO 2 ve O 2 yüzdeleri [%] Süre [dak] CO2 [%] O2 [%] ġekil 6.Baca gazında CO 2 ve O 2 yüzdelerinin değişimi CO emisyonu[ppm] Süre [dak] ġekil 7.Deney periyodunda CO emisyonlarının değişimi 34

9 Yılmazoğlu M.Z. Teknolojik Araştırmalar: MTED 212,(9) Panel yüzeylerindeki sıcaklıkların değişimi [ C] :: 16:: 17:: 18:: 19:: Saat ġekil 8. Üç panelli platformda panel yüzey sıcaklıklarının değişimi ġekil 9. Termal kamera görüntüsü ġekil 1. Sıcaklık dağılımı histogramı Bu baca gazı analizi değerleri dikkate alınarak dolaylı yöntemle sobanın ısıl kayıpları ve verimi hesaplanmış ve sonuçlar Tablo 2 de gösterilmiştir. Hesaplamalarda kullanılan değerler ortalama değerlerdir. Tablo 2 de de belirtildiği gibi en fazla ısıl kayıp baca gazı kaybıdır ve toplam kaybın %44,26 sını oluşturmaktadır. Kimyasal ısı kaybı ve cüruf kaybı ise sırasıyla %4,92 ve %,15 olarak hesaplanmıştır. Deneysel incelemesi yapılan sobanın ortalama verimi %5,71 dir. Bu değer, Avrupa Birliği standartlarının altında olup baca gazı kayıplarının azaltılarak sobanın veriminin artırılması gerekmektedir. 35

10 Teknolojik Araştırmalar: MTED 212 (9) Kömür yakıtlı bir sobanın performans testleri Tablo 2. Ortalama değerlere göre sobanın ısıl kayıpları ve verimi Baca gazındaki karbonmonoksit (CO) [hac.%],367 Baca gazı kaybı (K bg ) [kj/kg] 11489,7 Baca gazı kaybı yüzdesi (k bg ) [%] 44,26 Kimyasal ısı kaybı (K yk ) [kj/kg] 1276,8 Kimyasal ısı kaybı yüzdesi (k yk ) [%] 4,92 Cüruf kaybı (K c ) [kj/kg] 27,22 Cüruf kaybı yüzdesi (k c ) [%],15 Ortalama güç (Q) [kw] 4,21 Ortalama verim (η) [%] 5,71 5. DEĞERLENDĠRME VE ÖNERĠLER Bu çalışmada TS 49 EN standardına göre kömür yakıtlı bir sobanın ısıl performans testleri gerçekleştirilmiştir. Sobanın ölçümler sırasında baca gazı analizleri, ağırlık ölçümleri, ısıl kayıpları ve ısıl verim değerleri bulunmuştur. Hesaplamalarda standarda göre dolaylı yöntem kullanılarak kovalı tip bir kömür sobasının ısıl kayıpları ve verimi hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlara göre en fazla kayıp, baca gazı kaybı olarak bulunmuştur. Diğer bir deyişle 1 birim enerji girdisinin yaklaşık 44 birimi deneyi yapılan soba için atmosfere salınmaktadır. Sobanın verimi %5.71 olarak hesaplanmış olup bu değerdeki bir soba standarda göre Sınıf 3 kapsamına girmektedir. CO emisyonu yönünden yapılan sınıflandırmada ise baca gazındaki %13 O 2 durumunda CO emisyonu sınır değer altında bulunmuştur. Üç panelli platformdan alınan sıcaklık değerlerine göre platform yüzeylerindeki sıcaklığın en fazla olduğu bölge sobanın alt bölgesidir. Bununla birlikte sobanın yan ve arka yüzeylerinin sıcaklığı da platformun orta bölgelerinde en fazla olacak biçimde bulunmuştur. Çalışmanın bundan sonraki aşamalarında farklı tipteki biyokütle örneklerinin aynı sobada yakılmasının ısıl performansa olan etkileri incelenecektir ve sonuçlar karşılaştırmalı olarak verilecektir. TeĢekkür Bu çalışma Devlet Planma Teşkilatının DPT 28 K 1263kodlu projesi kapsamında gerçekleştirilmiştir. Semboller K bg Baca gazı kaybı kj/kg K ki Kimyasal ısı kaybı kj/kg K c Cüruf kaybı kj/kg q bg Baca gazı kaybı yüzdesi % q ki Kimyasal ısı kaybı yüzdesi % q c Cüruf kaybı yüzdesi % T Sıcakık ⁰C Cp Özgül ısı kj/kgk Hu Alt ısıl değer kj/kg Q Isıl güç kw m bg Baca gazı kütlesel debisi g/s η Isıl verim % 6. KAYNAKLAR 1. İnternet, 36

11 Yılmazoğlu M.Z. Teknolojik Araştırmalar: MTED 212,(9) Durmaz A., Boran A., Ercan Y., 1995, Konutların daha yüksek ısıl verim ve daha düşük emisyonlu yeni sobalar ile ısıtılması, II. Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongre ve Sergisi. 3. Topal H., 2, Evsel ısıtmadan kaynaklanan SO 2 emisyonunun azaltılmasında kireç ve kireçmelas karışımının kullanılması, Gazi Üniversitesi Müh. Mim. Fak. Dergisi, 15, 1, Moran J.C., Granada E., Porteiro J., Miguez J.L., 24,Experimentalmodelling of a pilot lingocellulosicpelletsstoveplant, Biomass and Bioenergy, 27, Gradana E.,Patino D., Collazo J., Moran J.C., Porteiro J., 29,Availableexhaustgaspower in differentconfigurations in a pelletstoveplant, RenewableEnergy, 34, Belosevic S., Paprika M., Komatina M., Stevanovic Z., Mladenovic R., Oka N., Dakic D., 25,Experimental and numericalinvestigation of heatexchangerbuilt in solidfuelhouseholdfurnace of an orginalconcept, Energyand Buildings, 37, Massey D.,Kulshrestha A., Masih J., Taneja A., 212,Seasonaltrends of PM 1, PM 5, PM 2.5 &PM 1 in indoor and outdoorenvironments of residentalhomeslocated in North-Central India, Building and Environment, 47, Lertsatitthanakorn C., 27,Electricalperformanceanalysis and economicevaluation of combinedbiomasscookstovethermoelectric (BITE) generator, BioresourceTechnology, 98, Champier D.,Bedecarrats J.P., Kousksou T., Rivaletto M., Strub F., Pignolet P., 211, Study of a TE generatorincorporated in a multifunctionwoodstove, Energy, 36, Champier D.,Bedecarrats J.P., Rivaletto M., Strub F., 21,Thermoelectricpowergenerationfrombiomasscookstoves, Energy, 35, ASHRAE Handbook of Fundamentals, 1993,AmericanSociety of Heating: Refrigerating and AirconditioningEngineers, Atlanta, GA. 12. Ghali K.,Ghaddar N., Salam M., 25,Radiantdomesticcombustionstovesystem: Experimental and simulatedstudy of energyuseandthermalcomfort, International Journal of GreenEnergy, 2, Kausley S.B.,Pandit A.B.,21,Modelling of solidfuelstoves, Fuel, 89,