Yoğuşma Teknolojisi ve Yoğuşmalı Cihazlarda Verim Hesabı
15 Kasım 2011 Salı / 21:13 | TEKNİK MAKALE
166. Sayı (EKİM 2011) 1.230 kez okundu
Dr. Necati ATABERK - Selçuk Üniversitesi Öğretim Üyesi
Doğalgaz tüketim cihazlarında yüksek verim elde etmek için üretici firmalar birçok araştırmalar yapmakta ve yeni cihazların üretiminde bu araştırmaların sonuçlarını dikkate almaktadır. Atık gaz üreterek çalışan bir cihazın bacasından atılan gazlarla birlikte belli oranda ısı enerjisi de atılmaktadır. Bu ise gazın yakılması ile üretilen enerjinin bir kısmının bacadan atılması gibi bir zorunluluğu ortaya çıkarmaktadır. Bu çalışmada gaz tüketerek ısı üreten cihazlardaki verim hesabı ile ilgili olarak piyasada sıkça vurgulanan %100’ün üzerinde verim konusu ele alınmıştır. Hesaplamada kullanılan yöntemin nasıl olması gerektiği ile ilgili öneri getirilmiş ve tüketicinin bilinçlendirilmesi amaçlanmıştır.
Evsel ve endüstriyel amaçla ısı üretmek için çok değişik tiplerde cihaz ve yakıtlar kullanılmaktadır. Yakıtların özelliğine göre bacadan atılan gazların kimyasal bileşimleri de farklılıklar göstermektedir. Kükürtlü bileşiklerin oluştuğu baca gazlarında diğer tüm yakıtlarda olduğu gibi su buharı da oluşmaktadır. Bu durum baca gazında yoğuşmanın çok iyi izlenmesini gerektirir. Aksi halde yoğuşmayla oluşan su bacada asit oluşumuna sebep olabilir. Bacadan atılan ısının geri kazanılması beraberinde yoğuşma riskini de artıracağından bu tip yakıtların yoğuşmalı cihazlarda kullanımını kısıtlar.
Doğalgaz yandığında baca gazlarında çok büyük miktarda CO2 ve H2O (su buharı) bulunur. Bundan dolayı baca gazlarının sıcaklığının çok düşük seviyelere indirilebilme olanağı vardır. Düşük sıcaklıklarda baca gazındaki su buharı yoğuşarak su haline gelir. Böylece bacadan atılan ısının bir kısmı geri kazanılmış olur ve bu şekilde çalışan cihazlara yoğuşmalı cihazlar denir. Yoğuşmalı cihaz üreten firmalar tanıtım yaparken bu geri kazanımı vurgulayarak yüksek verimli cihaz ürettiklerini iddia etmektedirler. Su buharının faz dönüşümünden kaynaklanan bu kazanç gaz tüketimini azaltacağından tüketiciler açısından yoğuşmalı cihazların seçilmesi ekonomik anlamda yararlı olacaktır. Belli miktarda enerji gereksiniminin karşılanmasında yoğuşma enerjisinin de kullanılabilir hale getirilmesi önemli miktarlarda verim artışı sağlayacaktır.
Bir gaz tüketim cihazının çalışma ilkesi aşağıdaki çizgi resimle açıklanmaktadır. Tüm yakıtlar için bilinen iki ısıl değer tanımı yapılır.
1. Alt ısıl değer: Yakıtın yanması sonucunda oluşan su buharının bacadan atılması sonucunda elde edilen değer.
2. Üst ısıl değer: Yakıtın yanması sonucunda oluşan su buharının yoğuşturularak atılması sonucunda elde edilen değer.
Doğalgaz için alt ısıl değer yaklaşık olarak (8.6 kWh/m³) üst ısıl değer ise (10.6 kWh/m³) olarak bilinir. Bir ısı üretici cihazın verimi basitçe
η : Verim
QY : Yakıtın ısıl değeri (W)
Qc : Cihazdan elde edilen faydalı ısı miktarı (W). Şekil 1’ de kullanılabilir ısı olarak belirtilen değer.
Hesaplamada yakıtın ısıl değeri olarak; yoğuşmalı cihazlarda üst ısıl değer, diğer tür cihazlarda ise alt ısıl değerin kullanılması gerekmektedir.
Şekil 1’deki gibi çalışan bir cihaz en fazla %100 verimle çalışabilir ve doğalgazın alt ısı değerinde (8.6 kWh/m³) kullanabilir ısı üretebilir. Bacadan atılan ısının yanma ile üretilenin %5’i kadar olduğu dikkate alınırsa bu cihazın verimi yaklaşık %95 değerlerinde olabilir. Bu durumda faydalı ısı:
ve QC=8.17 kWh/m³
Başka bir deyişle bu cihaz en fazla 8.17 kWh/m³ faydalı ısı üretebilir.
Bacadan atılan ısının bir kısmının kullanılabilir hale getirilebilmesi için üretici firmalar değişik ısı değiştiriciler kullanmaktadır. Bu ısı değiştiricilerde baca gazları içinde bulunan su buharı yoğuşturulmaya çalışılır. Bu ısı değiştiricilerle geri kazanılan enerji, cihazda ısıtılan suyun ön ısıtmasında kullanılabilir. Böylece cihaza giren suyun sıcaklığı bir miktar arttığı için cihazdan çıkan suyun sıcaklığı da artacak veya sabit bir çıkış sıcaklığı elde edilmek istendiğinde daha az yakıt kullanılmış olacaktır.
Böyle çalışan bir cihazın çizgi resmi Şekil 2’de verilmiştir.
Resimde gösterildiği gibi çalışan bir cihaz en fazla doğalgazın üst ısı değerinde (10.6 kWh/m³) enerji üretebilir. Bacadan atılan gazlarla birlikte bir miktar ısı halen atmosfere atıldığı için bu cihazın verimi de yaklaşık % 95 kadar olacaktır.
Bu durumda faydalı ısı:
ve QC=10.07 kWh/m³
Başka bir deyişle bu cihaz en fazla 10.07 kWh/m³ ısı üretebilir. Yoğuşmasız bir cihazın ürettiği 8,17 kWh/m³ enerji ile karşılaştırıldığında yoğuşmalı bir cihaz 1 m³ doğalgaz yakarak (10.07-8.17=1.9 kWh) daha fazla ısı üretmektedir.
Bu noktada üzerinde durulması gereken önemli bir uygulama söz konusudur. Piyasada kısaca kombi olarak isimlendirilen sıcak su üretici cihazlarda çoğunlukla doğalgaz kullanılmaktadır. Cihaz üreticisi firmalar arasında yoğun bir rekabet ortamı olduğu da herkesçe bilinen bir gerçektir. Bu ortamda, ürün tanıtımı konusunda yapılan genel bir yanlış bilgilendirmeye dikkat çekilmelidir.
Hemen tüm cihaz üreticisi firmaların ürünleri arasında yoğuşmalı türde çalışan cihazları da bulunuyor. Bu cihazları tüketiciye tanıtmak için yapılan reklamlarda ne yazık ki %100’den yüksek (%107, %109 gibi) verimlerden söz ediliyor. Tüm üretimde en yüksek teknolojiyi kullanan, ısı biliminin son gelişmelerini yakından izleyen ve ciddiyetinden asla şüphe duyulmayan bu firmalar ne yazık ki gerçeği yansıtmayan bu tür tanıtımları yapmaktadır. Firma yetkilileri bu durumun farkında olmakla birlikte rekabet ortamı içinde bu hata işlenmeye devam ediliyor. Hesap yönteminin farklı uygulanması sebebi ile %100’den yüksek verim elde ediliyor gibi görünmektedir.
Bir ısı üretici cihazın verimi hesaplanırken cihazın çalışma ilkesi mutlaka göz önünde bulundurulmalıdır. Cihazın çalışma ilkesi göz ardı edilerek verim hesaplamak hatalı olacaktır. Yoğuşma teknolojisini kullanan bir cihazda elde edilen ısının yüksek değerde olacağı yukarıda da anlatılmıştı. Yoğuşma teknolojisinin kullanıldığı bir cihazın verimi hesaplanırken yakıtın üst ısı değerini cihazın ürettiği enerjiye bölmek yerine yoğuşmasız bir cihazın ürettiği enerji miktarına bölmek %100’den fazla bir verim bulma sonucunu ortaya çıkarır. Yukarıdaki örneklerden hareketle her ikisi de %95 verimle çalışan iki cihazın ürettikleri enerjiler karşılaştırılarak
gibi bir değer çıkar. Bu değerin cihazın verimi ile doğrudan bir ilgisi yoktur. Oysa bu hesaplama doğalgazın üst ısıl değeri kullanıldığı dikkate alınarak yapılırsa
Gerçekçi bir verim değeri bulunmuş olur.
%117 verimle çalışan cihaz üretmek termodinamik yasalarına göre olanaksızdır. Böyle bir cihazın varlığını iddia etmek doğalgazın verebileceğinden daha fazla ısı üretmek anlamına gelir. Bu durumda kendi enerjisini kendisi üreten bir makine üretilmiş olur. Bu durum termodinamik bilimi ile uğraşan herkesin arzu ettiği ama asla gerçek olamayacağı bilinen bir durumdur. Üretici firmaların %100’den yüksek verimli cihaz olarak sundukları cihazlar gerçekte çok daha düşük verimle çalışan cihazlardır. Örneğin %109 verimle çalıştığı iddia edilen bir cihazda gerçek verim şöyle bulunabilir.
Buradan cihazın ürettiği ısı miktarı
Bu cihazın gerçek verimini bulmak için doğalgazın üst ısıl değeri ile cihazın ürettiği ısı karşılaştırılmalıdır.
Görüldüğü gibi gerçek verim değeri %100’ün çok altında %88 çıkmaktadır.
Doğalgaz yakarak ısı üreten yoğuşmalı cihazlarda verim değerinin reklamlarda kullanılmasında alt ısıl değere göre hesap yapıldığı belirtilmeli veya %100’den büyük verim değerinden söz etmekten vazgeçilmelidir. Bunun yerine 1 m³ yakıtın yanması sonucunda yoğuşmalı ve yoğuşmasız cihazdan elde edilen net enerji miktarı tüketicilere sunulmalıdır.
Basit bir hesapla yıllık enerji kazancı değeri vurgulandığında tüketicilere karşı bilimsel anlamda tutarlı bilgi verilmiş olacaktır. Bu konuda şimdiye kadar tüketici hakları yasalarından doğan hakların kullanılmamış olması ilginçtir. Yanlış reklam yapmaktan dolayı üreticilerin yasal takibata uğraması ve zarar görmemesi için bu yanlıştan en kısa zamanda vazgeçilmelidir.
Doğalgaz şalteri Ar-Ge projesi, gaz dağıtım şirketlerinin kesintisiz gaz arzı hedefinden yola çıkılarak keşfedilmiştir. Bu yazımızda, 28 Kasım 2018 ta...
Türkiye aktif deprem kuşağı üzerinde bulunduğundan dolayı deprem esnasında önlem alınmamış bölgelerde doğalgazdan kaynaklı ciddi can ve mal kayıpları ...
Doğalgaz Piyasası Hukukunda Abone Bağlantı Bedeli ve Güvence Bedeli Uygulamaları Hakkında İnceleme
Av. BURAK AYTEKİN Başkent Doğalgaz Dağıtım GYO A.Ş. Hukuk Müşavirliği, Ankara Barosu...
17 Ekim 2018 Çarşamba / 13:39