Oturum Başkanı: Zühtü FERAH Dilşad BAYSAN ÇOLAK SPIRAX INTERVALF 1
Biraz Teori Bu bütün prosesin temelidir Isı transfer alanı Logaritmik ortalama sıcaklık farklılığı İhtiyaç duyulan enerji Q = A k LMTD Isı transfer katsayısı 2
Isıtıcı akışkan (buhar) giriş sıcaklığı Isıtıcı akışkan (buhar) çıkış sıcaklığı LMTD = th 1 tc 2 th 2 tc 1 ln th 1 tc 2 th 2 tc 1 Isıtılan akışkan giriş sıcaklığı Isıtılan akışkan çıkış sıcaklığı Kontrol Hareketleri 3
Q = A k LMTD Enerji ihtiyacı düşerse Isı transfer alanı ihtiyacı düşecektir veya Q = A k LMTD Enerji ihtiyacı düşerse Logaritmik ortalama sıcaklık farkının düşmesi gerekecektir 4
veya Q = A k LMTD Enerji ihtiyacı düşerse a Logaritmik combination ortalama of the sıcaklık logarithmic farkı ile ısı mean transfer temperature alanının and bir the kombinasyonunun heating area need düşmesi to gerekecektir decrease Kontrol Yöntemleri 5
Buhar girişinde kontrol vanası ile otomatik pompa kondenstop Buhar girişi Isıtılan akışkan çıkışı Kontrol vanası Q = A k LMTD Otomatik pompa kondenstop Kondens çıkışı Isıtılan akışkan girişi içerisindeki LMTD (logaritmik ortalama sıcaklık farkı) azaltılıp arttırılmasını sağlayan şekilde ısı değiştiriciye giren buhar sıcaklığının azaltılması veya arttırılması ile kontrol sağlanır. içerisinde kondens birikmez. nin ısıl ne ve vana aktüatörünün hızına bağlı olarak, ısıl yüklerin artmasına da azalmasına da çok hızlı tepki verir. Buharın daha düşük sıcaklıkta kondensleşmesini sağlayacak şekilde ısı transfer yüzeyi arttırılabilir. Daha düşük kondensleşme sıcaklıklarında daha fazla gizli ısının açığa çıkması sayesinde aynı işi yapmak için daha az buhar kullanılır. Kondens tahliye sıcaklığının düşürülmesi, falş buhar oluşmayacağını garanti ederek, olası enerji kayıplarını önler. 6
Buhar girişinde kontrol vanası ile kondenstop Buhar girişi Isıtılan akışkan çıkışı Kontrol vanası Q = A k LMTD kondenstop Kondens çıkışı Isıtılan akışkan girişi içerisindeki LMTD (logaritmik ortalama sıcaklık farkı) azaltılıp arttırılmasını sağlayan şekilde ısı değiştiriciye giren buhar sıcaklığının azaltılması veya arttırılması ile kontrol sağlanır. nin ısıl ne ve vana aktüatörünün hızına bağlı olarak, ısıl yüklerin artmasına da azalmasına da çok hızlı tepki verir. Buharın daha düşük sıcaklıkta kondensleşmesini sağlayacak ve kondens sıcaklığının, doymuş buhar sıcaklığından daha düşük bir sıcaklığa kadar soğutulması için ısı transfer yüzey alanı arttırılabilir. Daha düşük kondensleşme sıcaklıklarında daha fazla gizli ısının açığa çıkması sayesinde aynı işi yapmak için daha az buhar kullanılır.kondens soğutulduğunda, duyulur ısısını vererek ısıtılacak akışkanın ön ısıtmasını yapar. Bu da toplamda ısıtma için gerekli buhar miktarını daha da azaltır. Kondens tahliye sıcaklığının düşürülmesi, falş buhar oluşmayacağını garanti ederek, olası enerji kayıplarını önler. 7
Kondens çıkışında kontrol vanası buhar girişi Isıtılan akışkan çıkışı Q = A k LMTD kontrol vanası kondens çıkışı Isıtılan akışkan girişi Isı transfer alanının kondens ile temas etmesi veya etmemesinin sağlanması ile kontrol edilir. Isıl yükün artması durumunda nispeten hızlı tepki vererek vanayı açacak ve ısı değiştirici içerisindeki kondens seviyesinin düşmesini sağlayarak ısı transfer alanının kondens ile temas etmemesini sağlayacaktır. Isıl yükün düşmesi durumunda, buharın yoğuşup kondensleşmesi ve ısı transfer alanının kondens ile temas etmesinin sağlnması için yavaşça tepki verecektir. Kondens sıcaklığının, doymuş buhar sıcaklığından daha düşük bir sıcaklığa kadar soğutulması için ısı transfer yüzey alanı arttırılabilir. Kondens soğutulduğunda, duyulur ısısını vererek ısıtılacak akışkanın ön ısıtmasını yapar. Bu toplamda ısıtma için gerekli buhar miktarını azaltır. Kondens tahliye sıcaklığının düşürülmesi, falş buhar oluşmayacağını garanti ederek, olası enerji kayıplarını önler. 8
Nasıl Çalışır? Kondens çıkışında kontrol vanası 9
4 bar a 100% yük 144ºC 82ºC 1,243 kw - buhar basıncı 4 bar a - kondens basıncı 2 bar a - ısıtılacak akışkan girişi 71ºC - ısıtılacak akışkan çıkışı 82ºC 30 l/s Kondens seviyesi @ 33% Ön ısıtma sonrası sıcaklık 72.1 ºC 2 bar a 95ºC 30 l/s 71ºC Ön ısıtma 138 kw 4 bar a Kondens seviyesi @ 46% 80% Yük 144ºC 82ºC 984 kw Ön ısıtma sonrası sıcaklık 72.2 ºC - buhar basıncı 4 bar a - kondens basıncı 2 bar a - ısıtılacak akışkan girişi 71ºC - ısıtılacak akışkan çıkışı 82ºC 30 l/s 2 bar a 88ºC 24 l/s 71ºC Ön ısıtma 121 kw 10
4 bar a Kondens seviyesi @ 73% 40% Yük 144ºC 82ºC 483 kw - buhar basıncı 4 bar a - kondens basıncı 2 bar a - ısıtılacak akışkan girişi 71ºC - ısıtılacak akışkan çıkışı 82ºC 30 l/s Ön ısıtma sonrası sıcaklık 72.4 ºC 2 bar a 80ºC 12 l/s 71ºC Ön ısıtma 70 kw 4 bar a Kondens seviyesi @ 87% 20% Yük 144ºC 82ºC 238 kw - buhar basıncı 4 bar a - kondens basıncı 2 bar a - ısıtılacak akışkan girişi 71ºC - ısıtılacak akışkan çıkışı 82ºC 30 l/s Ön ısıtma sonrası sıcaklık 72.5 ºC 2 bar a 75ºC 6 l/s 71ºC Ön ısıtma 38 kw 11
Buhar girişinde kontrol vanası ile otomatik pompa kondenstop 6 bar a Buhar basıncı 0.85 bar a 100% Yük 95ºC 65ºC 1,050 kw - buhar basıncı 6 bar a - kondens basıncı 3 bar a - ısıtılacak akışkan girişi 15ºC - ısıtılacak akışkan çıkışı 65ºC 5 l/s 3 bar a 95ºC 5 l/s 15ºC 12
6 bara Buhar basıncı 0.60 bara 80% Yük 86ºC 65ºC 840 kw - buhar basıncı 6 bar a - kondens basıncı 3 bar a - ısıtılacak akışkan girişi 15ºC - ısıtılacak akışkan çıkışı 65ºC 5 l/s 3 bara 86ºC 4 l/s 15ºC 6 bara Buhar basıncı 0.31 bara 40% Yük 70ºC 65ºC 420 kw - buhar basıncı 6 bar a - kondens basıncı 3 bar a - ısıtılacak akışkan girişi 15ºC - ısıtılacak akışkan çıkışı 65ºC 5 l/s 3 bara 70ºC 2 l/s 15ºC 13
6 bara steam pressure 0.25 bara 20% Yük 65ºC 65ºC 210 kw - buhar basıncı 6 bar a - kondens basıncı 3 bar a - ısıtılacak akışkan girişi 15ºC - ısıtılacak akışkan çıkışı 65ºC 5 l/s 3 bara 65ºC 1 l/s 15ºC Buhar girişinde kontrol vanası ile kondenstop 14
6 bar a Buhar basıncı 3.0 bara 100% Yük 134ºC 65ºC 967 kw - buhar basıncı 6 bar a - kondens basıncı 1,5 bar a - ısıtılacak akışkan girişi 15ºC - ısıtılacak akışkan çıkışı 65ºC 5 l/s Ön ısıtma sonrası sıcaklık 18.8 ºC kondens seviyesi @ 20% 1.5 bar a 95ºC 5 l/s 15ºC Ön ısıtma 80 kw 6 bar a Buhar basıncı 2.6 bara 80% Yük 128ºC 65ºC 747 kw - buhar basıncı 6 bar a - kondens basıncı 1,5 bar a - ısıtılacak akışkan girişi 15ºC - ısıtılacak akışkan çıkışı 65ºC 5 l/s kondens seviyesi @ 32% 1.5 bar a 73ºC Ön ısıtma sonrası sıcaklık 20.4 ºC 4 l/s 15ºC Ön ısıtma 90 kw 15
6 bar a Buhar basıncı 2.0 bara 40% Yük 121ºC 65ºC 358 kw - buhar basıncı 6 bar a - kondens basıncı 1,5 bar a - ısıtılacak akışkan girişi 15ºC - ısıtılacak akışkan çıkışı 65ºC 5 l/s kondens seviyesi @ 63% 1.5 bar a 44ºC Ön ısıtma sonrası sıcaklık 22.3 ºC 2 l/s 15ºC Ön ısıtma 61 kw 6 bar a Buhar basıncı 1.7 bara 20% Yük 116ºC 65ºC 175 kw - buhar basıncı 6 bar a - kondens basıncı 1,5 bar a - ısıtılacak akışkan girişi 15ºC - ısıtılacak akışkan çıkışı 65ºC 5 l/s kondens seviyesi @ 80% 1.5 bar a 30ºC Ön ısıtma sonrası sıcaklık 23.2 ºC 1 l/s 15ºC Ön ısıtma 34 kw 16
Ani Sıcak Su Hazırlama ve Depolama Tanklı Sistemlerinin Karşılaştırılması Ülkemizde sıcak su üretmek amacıyla genelde boyler kullanılmaktadır. 17
Boylerlerde ısı kayıplarından dolayı su sıcaklığı izolasyonuna bağlı olarak 1-10 C kadar düşebilmektedir. 18
Hızlı ve Hassas Buhar Kontrolü Aşırı Sıcaklık Güvenlik Sistemi PLC Scada Kontrol Sistemi Verimlilik Ölçme ve İzleme Sistemi Kondens Tahliye Sistemi Yüksek Verimli Özel Isı Eşanjörü 19
Daha önceden boylerleri ile ani ve yüksek miktarda sıcak su tüketimlerini karşılamak için 40 ton kapasiteli 60 C sıcak su depolayan bir tesiste boylerleri söküp yerine daha kompakt ve fonksiyonel hızlı sıcak su hazırlama paket sistemi kuruldu. Bu boylerler değişmeden önce yapılan incelemelerde sıcaklık 60 C a geldikten sonra, kullanım ve ısıtma taraflarının tüm vanalarını kapatıp 1 saat beklediğimizde boylerlerin çeper kayıplarından dolayı sıcaklığının 3 C düştüğünü gözlemledik... 20
Bu durumda kaybedilen enerji tutarı; Q = m x c x ΔT = 40.000 x 1 x 3 =120.000 kcal/h 120.000 kcal/h /8.250 kcal/m³ =14,55 m³/h Doğalgaz 14,55 x 24 saat x 365 gün =127.458 m³/yıl Doğalgaz 127.418 m³/yıl x 0,8 TL/m³ = Mevcut sistemin revizyon yatırımı kendisini 18 ayda amorti etmiştir. Genel uygulamalarda amorti süresi 6-36 ay arasında değişmektedir. Yeni yatırımlarda amorti süresi çok daha kısadır. 21
22