Enerji Verimliliğine İlişkin En Uygun Teknikler Kaynak Belgesi
Yüklə 4,67 Mb.
|
|
PCDF PDCA
PFBC PI PID PLC PM pollutant ppb ppm
ppmvd PRV
PT Q Q Qy QFD
QMS R R R&D Ru İlk etapta MEANING poliklorlu-dibenzo-furan planla-yap-kontrol et-harekete geç döngüsü basınçlı akışkan yatak yakma proses entegreli oransal integral türeyik kontrolü programlanabilir mantık kontrolu kalıcı manyetik çevreye zarar verebilecek madde ya da maddeler milyar başına parça milyon başına parça (ağırlık) kuru gazlar için hacim olarak milyon başına parça basınç azaltıcı vana potansiyel enerji
ısı oranı kalite fonksiyonunu tertipleme kalite yönetim sistemi gaz içeriği J/(gK) araştırma ve geliştirme evrensel gaz değişmezi J/(molK)
her düzeyde sorumluluk alması ve taahhütte bulunması gerekir. Kalite geliştirme grubu yatırımların geri dönüşünün sağlanmasına yardımcı olmak için kullanılır.
özel entropi J/(kgK) ikinci
Denetimsel kontrol ve data kabulü İsveç Özel enerji tüketimi Irlanda Sürdürülebilir Enerji. Sürüdürülebilir enerjinin gelişiminin desteklenmesi Ve geliştirilmesi alanında faaliyet gösteren kuruluş. Isı iletim ve ısı yalıtımla çevresinden daha fazla sıcaklığa sahip bir gövde ile transfer edilen ısı enerjisi. Duyarlı ısı; gövde kütlesi ürününün özel ısı kapasitesi ve kaynak sıcaklığı üstündeki sıcaklığıdır. buhar jeneratörü Olağan dışı arızaların altı standart türece göre belirlendiği belirlendiği kalite sistemi (sigma standart türevdir, 6-x milyon başına 3.4 hataya denk gelir) Küçük ve orta ölçek arasındaki ticari işletmeler İstatistiksel proses kontrolu Üretim kapasitesi ya da gerçek üretim gibi kaynak temele ilişkin tüketim (örn. Üretilen birim ya da ton başına kütle) Buhar tesisi optimizasyon aracı Fazla mesai, bıkkınlık ve yaşla orantılı olarak verimliliğini kaybetmiş. Tün sabit değişkenlerin devam eden proseslerin değiştirme çabalarına rağmen Aynı kalması 325 ROI
S S s s doyurulmuş buhar SAVE programı SCADA
SE SEC
SEI Duyarlı ısı SG altı sigma, 6 sigma, 6-x SME SPC
SPD Özel tüketim SPOT staleness steady state Enerji Verimliliği  Glossary
İNGİLİZCE TERİM Kızdırılmış buhar ANLAM
Buharın, kaynama derecesinden daha yüksek derecee kadar ısıtılmasıdır. Suyla İle temas halinde var olamaz, tükel gaza benzer. Artık buhar, anhidrit buhar ya da Buhar gazı olarak adlandırılır. Zaman
Metrik ton (1000 kg or 106 gram) sıcaklık
tera 1012 ton(s) yıllık toplam izin verilebilir konsantrasyon toplamda çözünmeyen katılar İtalya’dak, beyaz sertifika, bkz. beyaz sertifika
Fazı ile düzenlendiği bir motor ya da kontrolör kombinasyonu (tahrik mili dahil) Toplam organik karbon Bir şirketi ya da şirketin bir bölümünü yönetecek en yetkili kişi ya da grup Toplam kalite yönetimi sürekli geri bildirime tekpi verecek düzenlemelerle Hizmetlerin ve ürünlerin kalitesini artırmayı amaçlayan organizasyonel yaklaşım İçin getirilen kapsamlı bir bakış açısıdır. TQM prosesleri dört ardışık kategoriye Ayrılır: planla, yap, kontrol et, harekete geç (PCDA döngüsü) Teknik çalışma grubu İç enerji J Kütle birim başına iç enerji J/kg Yakılmayan hidrokarbonlar Kesintisiz güç kaynağı. Yardımcı güç olmadığı durumlarda ayrı bir kaynaktan Güç sağlayarak bağlı ekipmana sürekli olarak güç aktaran araçtır. Hacim Özel hacim m3/kg volt. Elektrik potansiyel farkından ya da elektromotif güçten elde edilen SI birimi volt-amper: değişen akım devresinde bir voltun emfinde bir amper akımına eşit olan görünür enerji miktarıdır. Reaktif olmayan devrelerdeki watt’a eşittir. (sanayide genellikle kV: 10 kVA = 10 000 watt kabiliyet (SI öneki “k” kilo anlamındadır; 10 MVA = 10 000 000 watt kabiliyet (“M” mega terimine işaret eder) Vinil asetat monomeri Uçucu organik bileşenler. Ortam havasında büyük ölçüde buharlaşabilecek yeterli buhara sahip bileşenler. Aldehit, keton ve hidrokarbon gibi hidrokarbonlara sahiptir. Boya, baskı mürekkepleri, yapıştırıcı ve bazı yakıtlar gibi çözeltilerde yaygın olarak bulunur. Bkz. STS BREF Hacim olarak yüzde. (ayrıca % v/v) Sentrifüjlü pompada pervaneyi kapsayan spiral gövde iş J
T t t T T t/yr TAC TDS
TEE thyristor drive TOC
Üst yönetim TQM
TWG U U u UHC
V V
V VA VAM VOCs vol-%
volute W W 326 Enerji Verimliliği  Glossary
İNGİLİZCE TERİM Su çekici ANLAM
(genellikle sıvı çekici olarak kullanılır) bir sıvının anidan durması ya da yön değiştirmesi için zorlanması durumunda bu sıvıdaki kinetik enerjiden kaynaklanan basınç dalgalanması. Bu durum basınçta ani değişiklikler meydana geldiğinde sıvının sıkıştırılabilirliğine bağlıdır. Örneğin; boru sisteminin sonundaki vana aniden kapatılırsa boru içinde su çekici dalgası meydana gelir. Binalarda buharla ısıtma sistemi su çekicine maruz kalabilir. Buhar sisteminde buharın bir kısmı buhar borusunun yatay bölümündeki su içerisinde yoğunlaştığımda su çekici gerçekleşir. Bunun ardından, buhar suyu tutar ve yüksek hızla boru dirseğine fırlatır. Boruyu Zorlayarak gürültüye neden olur. Bu durum genellkle zayıf konsendat atırma Stratejisi sebebiyle gerçekleşir. Mekanik olarak tutulan suyu barındıran buhar, yoğun buhar olarak da adlandırılır. Sıvı cüruflu kazan. Sıvı cürüf haznesinin yer aldığı kazandır. Pulverize yakıt yakma İçin kullanılan bir kazan çeşididir. Sıvı cüruflu kazanda, dipteki küller erimiş Halde bırakılır ve sıvı olarak çekilir. Islak cüruflu haznelerde kül teknesi söndürme Suyu içerir. Eriyik cüruf söndürme suyu ile temasa geçtiğinde çabucak parçalanır, Kristalleşir ve pelet oluşturur. Sıvı cüruflu kazanlar, çok fazla kül üreten ve Uçuculuk potansiyeli az olan kömürler için tercih edilir. Ancak; daha yüksek yatırım Ve bakım masrafları gerektirir bu yüzden kurulumu seyrektir.
bazı işletmecilerin (dağıtımcı ve tüketici gibi) enerji verimliliği sağlamak için ve enerji verimliliğiyle sonuçlanacak enerji tasarruf önlemleri için ticaret sistemi oluşturacak piyasa temelli bir araçtır. Tasarruflar sözü edilen “ beyaz” sertifikalar aracılığıyla doğrulanır ve sertifikalandırılır.
Ağırlık olarak yüzde (Also % w/w) Atıktan enerjiye Molar fraksiyon, kalite kalite yıl
sıkıştırılabilirlik faktörü kaldırma, pozisyon m ıslak buhar WBB
Beyaz sertifika WI wt-% W-t-E X X X Y yr Z Z z Enerji Verimliliği 327  Ekler
7 EKLER
7.1 Enerji ve termodinamikler yasaları [269, Valero, 2007] Sanayi kurululşarında enerji teşhisi için denetleme prosesleri enerjinin kullanım alanını belirlemek kullanıldığından emin olmak ve verimliliğini kontrol etmek açısından oldukça önemlidir. Denetleme için; kütlenin, enerjinin, malzemenin ekserji dengelerinin ve buna denk gelen proses ihtiyaçlarının giderilmesi gerekir. Dağılan enerjinin engellenmesi ya da en aza indirilmesi ve verimliliğin artırılması için bazı öneriler sunulabilir. Enerjiyi konu edinen temel bilim, çeşitli konseptler ve bir formdaki enerjinin diğerine dönüşmesini açıklayan yasalar ve dengedeki sistemlerle donatılan çeşitli sistemler termodinamiklerdir. Termodinamiklerin temel konsepti burada açıklanmıştır. Sanayide enerji verimliliğinin ve enerji kullanımının optimizasyonu için özel öneme sahip alanlar üzerinde yoğunlaşır. Buna ilişkin detaylar üniversite ders kitaplarında yer almaktadır. (bkz. Bibliyografya, bölüm 7.1.4.1) 7.1.1 7.1.1.1
Genel ilkeler Sistemlerin ve proseslerin özellikleri (Not: sembollerin ve formüllerin boyutlarının olduğu yerlerde bunlar SI birimleri olarak gösterilmiştir) Termodinamik sistemi, ele alınan sınırlar içersinde bir malzemenin miktarıdır. Sistem haricindeki her şey çevredir. Sistemler açık ve ya kapalı olarak düşünülebilir. Sistemler ve çevre arasında karşılıklı değişimlerin olmadığı durumlarda sistem kapalı olarak düşünülebilir. Karşılıklı değişim varsa bu sistem de açık olarak düşünülebilir. Mühendislerin genellikle karşılaştıkları sistem sınıfı sabit akışlı sistemlerdir. Sabit akışlı sistem sıvının aktığı sabit ortam sistemi olarak tanımlanabilir. Sabit bölgedekiler bu sıvının özellikleri sistemin içine ya da sınırlara aksa dahi zaman içerisinde değişmez. Örnek olarak; hava komresörleri, gaz türbinleri, buhar türbinleri, kazanlar, pompalar, ısı değiştiriciler. Bu araçların ortak özelliği her birinin bir ya da birden fazla sıvı akış buharı girişinin ve çıkışının olmasıdır. Bu özelliklere sahip araçlar sabit, sabit akışlı sistem, sabit akış kontrol hacmi ya da akış sistemi olarak bilinir. Bir sistemin herhangi bir karakteristiği, özellik olarak bilinir. Buna ilişkin en yaygın örnekler; sıcaklık, hacim, basınç ya da kütledir. Özellikler, sistem boyutundan( sıcaklık, basınç, yoğunluk) bağımsızsa yoğun olarak düşünülebilir. Ancak değerler sisteme( kütle, hacim, toplam enerji) ya da sistem boyutlarına bağlıysa derin olarak düşünülür. Extensive özellik sistemin toplam kütlesi tarafından bölünüyorsa ortaya çıkan özellik “özel özellik” olarak tanımlanır. Sistem durumu özellikleriyle belirlenen sistem koşullarıdır. Durum denklemi, bir maddenin özelliklerine ilişkin denklemdir. Denge koşulundaki bir sistem çevreden izole edildiğinde değişiklik göstermez. Sistemin uğradığı değişiklik ise proses olarak bilinir. Özellikleri zaman içerisinde değişmeyen sistem sabit durumlu olarak adlandırılır. Sistem proses sonucunda aynı koşullara geri dönüyorsa o zaman sistemin bir döngü içine girdiği söylenebilir. Geri dönülür prosesler, proses içerisindeki her şeyin (sistem ve çevre) proses uygulandıktan sonra normal şartlara geri döndüğü durumdur. Geri dönülmez proses sonrasında bu mümkün değildir. Kesintiye uğrayan ya da dengesizlik gösteren proseslerin hiçbiri geri dönülür prosesler değildir. Tüm prosesler geri dönülmez olsa bile sistemin ve prosesin davranış limitlerinin anlaşılması için geri dönülür prosesler hakkında yapılan araştırmalar faydalı olmaktadır. Enerji Verimliliği 329
7.1.1.2
7.1.1.2.1 Enerji depolama biçimleri ve transfer Enerji depolama Enerji birçok şekilde depolanabilir. Termodinamik uygulamalarında en çok karşılaşılan biçimi ise: içsel, kinetik ve potansiyel enerjidir. Manyetik, elektrik ve zemin gerginliği etkileri gibi diğer enerji biçimleri yalnızca özel durumlara ilişkindir ve burada bunlara ilişkin konulara yer verilmemiştir. Enerji joul (j) ile ya da kilowatt-saat(kWh) gibi birimlerle ölçülür. İç enerji (U), enerjinin mikrokobil biçimi ile ilgilidir. Örn: maddenin atımlarının ya da moleküllerinin iç durumu, pozisyonu ve hareketi. Bazı kaynakç çerçeve ile ilgili olan sistemin hareketine ilişkin enerji kinetik enerji (KN9 olarak adlandırılır.Kinetik enerji aşağıdaki gibi gösterilebilir: mC 2 KN (J)
2 C= m= Denklem 7.1 bazı sabit kaynak çerçeve ile ilgili sistem akışkanlığı hareket halindeki akış kütlesi . yerçekimsel potansiyel enerjideki değişiklik, Dünya’nın yerçekimsel alanında sistemin bir bütün olarak pozisyonu ile ilgili PT aşağıdaki gibi gösterilebilir: PT mgz (J) g= z= Denklem 7.2 Yerçekimsel hız Rastgele seçilmiş referans düzlemine göre sistemin yer çekim merkezinin yerçekimi Kinetik, potansiyel ve iç enerjiden oluşan sisem enerjisi aşağıdaki gibi gösterilmektedir: U K ,P mC 2
U KN PT U mgz (J) 2 Denklem 7.3 7.1.1.2.2 Enerji transferi Bir sistemin toplam enerjisini oluşturulan enerji biçimleri (yukarıda bahsedilen) statik enerji biçimidir ve bir sistemde depolanabilir. Ancak enerji sistemler arasında ya da bir biçimden diğer bir biçime transfer edilebilir. Kapalı sistemler için enerji, iş ve ısı transferi aracılığıyla transfer edilebilir. Isı ve iş özellik olarak kabul edilmez çünkü proses detaylarına bağlıdır, son koşullara bağlı değildir. Enerji transfer oranı watt olarak ifade edilir. (1 watt=1 joul/1 saniye) Isı
Isı (Q) bir kütleden diğer kütleye sıcaklık rafkından dolayı transfer edilen enerji olarak tanımlanır. Proses içerisinde kapalı sistemde“İş” dışında diğer araçlarla transfer edilen enerji miktarına denk gelir. enerji transferi yalnızca düşen sıcaklık yönünde gerçekleşir. 330
Enerji Verimliliği Ekler
Isı üç ayrı yolla transfer edilebilir: ısı iletim, ısı yayım ve radyasyon . Isı iletim, partiküller arasındaki ilişki dolayısıyla daha az enerjik olan partiküllere komşu daha enerjik partiküllerden enerji transfer edilmesidir. Isı iletim; katılarda, sıvılarda ve gazlarda gerçekleşebilir. Isı yayım ise belirli bir sıcaklıktaki katı zemin ile diğer sıcaklık seviyesine sahip hareketli gaz ya da sıvı arasındaki enerji transferidir. Termal radyasyon; madde içerisindeki atomların ya da moleküllerin elektronik özelliklerinin değişmesi sonucunda salınır. Enerji, elektromanyetik dalgalarla taşınır, harekete geçirmek için aracı gerekmez ve hatta vakum içerisinde bile taşınabilir. İş İşin (W) termodinamik tanımı: sistem dışındaki her şeyin tek etkisinin, ağırlık artışı olduğu durumlarda çevrede sistem tarafından gerçekleştirilen iştir. Isı gibi iş de nakledilmekte olan enerjidir. İş tarafından transfer edilen eneri oranı güç olarak ifade edilir ve SI sistemindeki birim W olarak gösterilir. 7.1.2 Termodinamiklerin birinci ve ikinci yasası Termodinamiklerin başlıca iki yasası vardır: 1- enerji muhafaza edilir 2- ısı olarak düşük sıcaklıktan yüksek sıcaklığa transfer edilen enerji olan net sonuçlarda değişiklik yapılabilir. Diğer bir deyişle ısı kendi başına yüksek sıcaklıklara akamaz. Proses, termodinamiklerin birinci ve ikinci yasasına uymazsa gerçekleşmez. 7.1.2.1
Termodinamiklerin ilk yasası: enerji dengesi Termodinamiklerin ilk yasası, genel fizik ilkeleridir ve bu ilk yasa enerjinin muhafaza edildiğini ortaya koyar. Yasa, çeşitli yollarla ortaya konsa da temelde aynı anlama gelir. Aşağıda tipik ifadelere yer verilmiştir:
Enerji bir biçimden diğer bir biçime transfer edildiğinde daima muhafaza edilir. Enerji yaratılmaz ve zarar görmez. Tüm enerjilerin toplamı belirli sistem içerisinde sabit kalır. Döngü şeklinde işleyen sisteme eklenen ya da sistemde ayrılan ısı biçimindeki net enerji; sistem tarafından tüketilen ya da üretilen iş biçimindeki net enerjiye denktir. İki durum arasında adiyabatik prosese maruz kalan kapalı sistemde gerçekleştirilen net işin değeri son koşullara bağlıdır. (adiyabatik proseslerin detaylarına değil ) Kapalı sistem için enerji dengesi 7.1.2.1.1 Kapalı sistem için birinci yasa, sistem içerisindeki değişikliğin ısı ve iş aracılığıyla sisteme transfer edilen enerjiye denk gelmektedir. U 2 U 1 Q W (J) Denklem 7.4 Denklem 7.4’te genel harita işareti kullanılır:ısı sisteme eklendiğinde pozitif olur, iş ise sistem tarfından üretildiğinde pozitif olur Enerji Verimliliği 331
 Ekler
7.1.2.1.2 Açık sistemler için enerji dengesi Mühendislik termodinamik uygulamalarının birçoğu kontrol hacmi temel alınarak gerçekleştirilir. Bunun gibi durumlarda kütle ilkesinin korunması gerekir. Kontrol hacmi içerisindeki kütle birikiminin oranı sınır içerisinde ve dışında kütle akışının toplam oranları arasındaki farka eşittir. dm
m1 1 2 . m2 (kg/s) . Denklem 7.5 Bu sistem için enerji oranı dngesi: ...
C12dU Q W m1 h1 gz1 dt2 m2
2C2 h2 gz 2 (in SI units, W) 2 Denklem 7.6 Denklem 7.6’da, sisteme giren ve sistemden çıkan akışların özel entalpisi yer almaktadır. h u Pv (, J/kg) denklem 7.7 sabit akışlı sistemler için ısı ve iş aracılığıyla transfer edilen enerji oranları ve kütle akışı oranları zaman geçse de sabit kalır. m1 1
. m2 (kg/s) . Denklem 7.8 Bu yüzden sabit durumda,termodinamiklerin ilk yasası aşağıdaki gibi gösterilebilir. C12
gz1Q W m1 h1 2 . .
2C2 gz 2 (W)m 2 h2 2 . Denklem 7.9 7.1.2.1.3 Birinci yasa verimliliği: termal verimlilik ve performans katsayısı Genelde termal sistemin verimliliği üretilen faydalı enerji ile kullanılan enerji miktarı arasındaki ilişkiyi gösterir. Isı motorunun termal verimliliği net iş verimine dönüştürülen ısının fraksiyonudur: Wnet ,out Qin (boyutsuz) Denklem 7.10 Diğer verimlilik göstergeleri herhangi bir dondurma devresindeki Performans Katsayıları (COP) COPR, ve ısı pompalama döngüsü COPHP aşağıda yer almaktadır: COPR COPHP
QC QH QH QC QH QC (boyutsuz) (boyutsuz) Denklem 7.11 Denklem 7.12 332 Enerji Verimliliği  Ekler
Termal verimliliğin aksine COP değeri birlikten daha fazladır. Bu da dondurulmuş alandan ayrılan ısı miktarının iş girdisinden daha fazla olabileceği anlamına gelir. 7.1.2.2 Termodinamiklerin ikinci yasası: entropi Termodinamiklerin ikinci yasası; hangi dönüşüm biçimlerinin mümkün olduğunu hangilerinin olmadığını ve bu dönüşümlerin hangi yönde olduğunu anlamamıza olanak sağlar. Birinci yasa gibi ikinci yasa da farklı biçimlerde açıklanabilir:
Başlangıçta denge durumunda tek kaynaktan gelen ısının değiştirilmesi dışında hiçbir etkiye sahip olmayan ısı motorunun üretilmesi imkansızdır. Isı motorları ısıyı termal enerji deposuna geri çevirmelidir. Hiçbir çevrimsel araç ısının düşük sıcaklıklarda termal enerji rezervlerini hiçbir etkiye sebep olmadan yüksek sıcaklıktaki reservlere transfer edemez. İkinci yasasının genel olarak ve uygun bir biçimde belirlenmesi için entropi konseptine ihtiyaç vardır. 7.1.2.2.1 Entropi Sistemin iki sabit durumu, farklı içsel geri dönülebilir proseslerle bağlantılıdır. Sıcaklığın üzerinde karşılıklı olarak değişen ısının entegralinin proses aşamasına bağlı olmadığı görülmüştür. Bu da sistemmin yalnızca durum özelliklerine bağlı olan fonksiyonun varlığına işaret eder: bu fonksiyon entropi olarak adlandırılır. Entropi değişimi aşağıdaki gibi gösterilmiştir: S 2 S1 123
Entropi değişimi
(J/K) T
Entropy transfer
rev. process 2 Equation 7.13 Entropi soyut bir özelliktir ve hata ölçümü olarak değerlendirilebilir entropi kullanılarak ikinci yasaya ilişkin boyutlar belirlenebilir: Isı motoru tam olarak geri dönüşümlü değilse motorun toplam entropisi ve motorla ilişki içerisinde olan çevre öğelerinin hepsi artırılmalıdır. Gerçekleşebilecek prosesler yalnızca izole edilmiş sistemin entropisi için kullanılanlardır. ( bu ifade entropi ilkesinin artışı olarak bilinmektedir.) Kapalı sistemler için enerji dengesi 7.1.2.2.2 Gerçek proseslerin geri dönülmez özelliği sebebiyle entropi tutucu bir özelliğe sahip değildir. Kapalı sistem için entropi dengesi aşağıdaki gibi gösterilir: S S 2 S1 123 Entropi
değişikliği Q { (J/K) T 1123 entropi üretimi
transferi 2 Denklem 7.14 Enerji Verimliliği 333
 Ekler
Denklem 7.14’ün sağ tarafındaki terim proses esnasında sistemden ya da sisteme ısı transferiyle ilgilidir ve ısı transferine eşlik eden entropi transferi olarak yorumlanabilir. Pozitif değer; entropinin sisteme transfer edilmesi, negatif değer ise entropinin dışarıya transfer edilmasi anlamına gelir. Terim, entropi üretimi olarak bilinir ve proseste meydana gelen geri dönüşmezliğe denk gelir. Geri dönüşmezlikler meydana geldiğinde entropi üretimi pozitif olur. Yalnız, hiçbir geri dönüşmezliğin meydana gelmediği en en ideal durum “0” dır. Bundan sonra, entropi üretimi ile meydana gelen geri dönüşmezlerin oranı basit entropi dengesi ile ölçülebilir. Geri dönüşmezler; enerji degradasyonu prosesinin, enerji tasarruflarının ve enerji muhafaza tekniklerinin anlaşılması açısından önemlidir. Enerjinin bozulmadığı ama değerinin düştüğü durumlarda enerji analistinin ele alacağı konu proseslerdeki geri dönüşmezlikleri belirlemek ve bunların meydana gelmemesi için öneriler sunmaktır. 7.1.2.3
Açık sistem için entropi dengesi Bir proses boyunca kontrol hacmi içerisindeki entropi oranı : Isı transferi aracılığıyla kontrol hacmi sınırı ile transfer edilen entropi oranına; Kütle akışı ile kontrol hacmine transfer edilen ent entropi oranına, Geri dönüşmzelik sonuvunda kontrol hacmi sınırları içerisindeki entropi üretim oranına Yüklə 4,67 Mb. Dostları ilə paylaş:
|
