Connect with us

Pompalar

Güneş enerjisi destekli ısı pompası tasarımı

Yayın Tarihi:

on

 

Güneş Enerjisi Destekli Isı Pompası Tasarımı

Yaşadığımız konutlarda, iş yerlerinde, alışveriş marketlerinde, okullarda v.s ısınma ve sıcak su üretiminde kullandığımız güneş enerjisi destekli ısı pompası uygulamaları ile iş gücünü düşürmeden daha az enerji kullanıp, daha az maliyet ve çevresel etkileri de minimuma indirerek çevre dostu bir sistemi evimize kurabiliriz. Kurulacak bu sistemin dünya çapında değişik uygulamaları mevcuttur. Ülkemizde ise daha yeni yeni bilinmektedir. Bu makalemizde sistemin nasıl çalıştığını ve bazı deneysel verileri anlatacağız.

 

Bu sistemi evimize kurabilmek için öncelikle aşağıdaki sıra ile bazı sistem elemanlarını seçmemiz gerekmektedir. Bununla birlikte bu elemanların birbiriyle uyum içerisinde olması ve istediğimiz  ısıtma yükünü elde etmemiz gerekmektedir.

 

Sistem Elemanları Nasıl Seçilir?

 

1) Kullanılacak Isı Pompasının Seçimi

 

Binamızın kaç katlı olduğu, duvarlarının ısı yalıtımı, pencerelerin çift-tek camlı olması gibi bazı özellikler belirlenir. Bu etmenler binamızın ısı kaybını hesaplamakta kullanılacaktır. Isıtma sistemi olarak örneğin yerden ısıtma belirlenmiş ise, ısı pompası seçerken yoğuşturucu sıcaklığı yaklaşık 50º C olmalıdır. Buna ek olarak günlük sıcak su kullanımı tespit edilmeli (aylara göre değişebilir) ve bununda ısıtma yükü hesabında göz önünde bulundurulması gerekmektedir. Bazı değerlerin saptanması gerekmektedir. Örnek olarak,

 

• Dış Hava (Çevre) Sıcaklığı (Tb),

• İstenen ortam sıcaklığı (Tm),

• Mahal alanı (A),

• Tb ve Tm için mahal ısı kaybı(Qk),

• Isıtma sistemi tasarım sıcaklığı(Tt).

 

Not: Optimum bir ısı pompası seçimi için, cihaz kapasitesi; %60 mahal ısı kaybı<Qıp*<%80 mahal ısı kaybı şartını sağlamalıdır.

 

 

♦ Isı Pompası Karakteristikleri

 

Destek ısıtma kapasitesi seçimi için; Isı pompasının kapasitesi(Qıp) + Destek ısıtma kapasitesi (Qd) > %120 mahal ısı kaybı şartı sağlanmalıdır.

 

 

2) Isıtma Sistemi Boru Tesisatı Tasarımı ve Radyatör Seçimi

 

Isı pompası planlama kılavuzunda verildiği gibi, sistem su debisi hesaplanır ve boru çaplarımız bu debiye göre seçilir.Radyatör olarak, verimliliği arttırma amacı ile, düşük su hacimli alüminyum radyatörler kullanılabilir.

 

Örneğin;

• 22°C mahal sıcaklığında 90/70°C çalışma sıcaklıkları için radyatör ısıl kapasitesi %100 kabul edildiğinde yine 22°C mahal sıcaklığında 55/50°C çalışma sıcaklıkları için radyatör ısıl kapasitesi % 40 olarak hesaplanmış ve radyatör boyutlandırması buna göre yapılmıştır.

 

3) Güneş Kollektörü ve Güneş Enerji Sistemi Elemanları Seçimi

a) Güneş Kollektörleri Seçimi

 

Güneş kollektörü ile ısıtma desteği uygulamalarında ekonomik bir yatırım için kollektör kapasitesinin toplam ısı gereksinmesinin % 20-25’ini karşılaması tavsiye edilmektedir.

 

 

b) Güneş Enerjisi Sistemi Pompa ve Boru Tesisatı Seçimi

 

Uygulanacak sistem büyüklüğüne, seçilen güneş kolektörleri özelliklerine ve net yüzey açıklık alanına bağlı olarak su debisi belirlenmektedir. Buna göre belirli pompa grupları belirlenir.

 

 

 

c) Plakalı Eşanjör Seçimi

 

Güneş kolektörü kapalı devresinden sıcak su tankına ısı transferi yapabilmek için tank içi serpantin borulu sistem veya plakalı eşanjörler kullanılmaktadır.

 

d) Sıcak Su Depolama Tankı Seçimi

 

Kullanılacak güneş enerjisi sistemin sadece gündüz ısınmasına destek verecek şekilde “güneş varken yararlan” seçildiğinden, depolama tankının büyüklüğü buna göre seçilecektir. Depolama tankı kullanmanın amacı kullanılmadığı zaman gelen enerjinin depolanarak daha sonra kullanılabilmesidir. Sadece gündüz ısınmasına destek kullanımında 2-3 saatlik enerjinin depolanabileceği su hacmi tavsiye edilmektedir.

 

 Sistem Tasarımı ve Çalışma Prensipleri

 

Güneş kolektörlerinden gelen sıcak su, öncelikle kullanım suyu boylerini ısıtır. Boyler istenilen sıcaklığa ulaştığında,  üç yolla vana kolektörlerden gelen sıcak suyu plakalı eşanjör vasıtası ile sıcak su depolama tankına yönlendirir. Böylelikle güneş kolektörlerinden gelen enerji depo suyunu ısıtmaya başlar. Kolektör pompasının çalışma ve durması, kollektör ve sıcak su depolama tankı sıcaklıklarını kontrol eden otomatik kontrol cihazı ile sağlanır. Kollektörlerdeki sıcaklık ile depo sıcaklığı arasındaki fark 8°C’den fazla ise pompa çalışmaya başlar. Bu fark 4°C’nin altına düştüğünde pompa depodan kollektörlere ısı kaybı önlenir. Bunun yanın da bu cihaz ile depo sıcaklığı üst sınırlaması, kolektör donma önleme gibi işlevler de yapılır.  Bu esnada, ısı pompası güneş enerjisi tesisatından bağımsız olarak bina giriş katında bulunan programlanabilir oda termostatından ve dış hava sıcaklık hissedicisinden gelen komutlara göre çalışmaktadır.

Türkiye'nin alanında en özel yayınlarına sahip MONETA 'nın sektörel dergi ve portallarının dijital platformlarda yönetimi katkıda bulunmaktayım. MONETA bünyesinde yeni nesil yayıncılık alanında içerik yönetimini geliştirmeye devam ediyoruz.

Pompalar

Pompalarda kavitasyonu önleyecek çözümler

Yayın Tarihi:

on

Selahattin Sefacı, Sempa Pompa Ar-Ge Mühendisi

Kavitasyon; pompa içerisindeki sıvının bulunduğu koşullardaki mutlak basıncın, aynı koşullarda ortamın buharlaşma basıncı altına düşmesi durumudur. Bu şartlarda sıvının içerisinde hava kabarcıkları oluşur. İçerisinde hava kabarcıkları bulunan sıvı, pompanın düşük basınç bölgesinden yüksek basınç bölgesine geçtiği zaman hava kabarcıkları yoğunlaşır ve pompa gövdesinde hasar oluşmasına neden olur.

Pompalarda en düşük basıncın çark girişinde oluşmasından ötürü, kavitasyon hasarı bu bölgede sıklıkla görülmektedir. Çarkın geometrik parametrelerine bağlı olarak farklı kavitasyon biçimleri gelişebilir ve oluşan hasarların modeli hasarın sebebiyle ilgili bilgi verir. Kavitasyon hasarı genellikle kanatların çeşitli bölgelerinde üzerinde oyuklar halinde gerçekleşir. (Şekil 1.)

Şekil 1. Kavitasyon

Kavitasyon problemlerini çözmek ve uygun önlemleri tanımlamak için pompanın ve çalışma koşullarının dikkatli bir analizi yapılmalıdır. Oluşan hasarın modeline göre çarkın giriş çapı, kanatların giriş açıları, çarkın meridyonel kısmı ve kanat profilinin optimizasyonu sağlanmalıdır.

Çark girişinde meydana gelebilecek bazı kavitasyon hasarı modelleri ve muhtemel çözümleri Tablo 1.’ de incelenmektedir.

 

Hasar Modeli Olası Nedenler Olası Çözümler
Kanat emiş yüzeyinde ön kenara yakın başlangıç bölgesi Çarkın üstündeki olumsuz akış dağılımı.

Kanat giriş açıları aşırı fazla

Kanat giriş açılarını düşürmek

Ön kenar profilini iyileştirmek

Çark giriş çapını düşürmek

Kanadın basınç yüzeyinde ön kenara yakın bölgesi Uygun olmayan ön kenar profili

Aşırı akış hızı

Akış hızını düşürmek

Ön kenar profilini iyileştirmek

Basınç yüzeyindeki profili daraltmak

Tablo 1. Bazı Kavitasyon Hasarı Modelleri, Nedenleri ve Çözümleri

 

Pompalarda kavitasyonun önüne geçmek için çark parametrelerinin optimizasyonun yanında bazı yöntemler bulunmaktadır. Bu yöntemlerin amacı NPSHA değerinin artırılarak kabarcık hacmini düşürmektir. Eğer pompa negatif emiş yapıyorsa su seviyesi artırılabilir veya emme tesisatında daha büyük çaptaki emme borusu kullanılarak kavitasyonun önüne geçilebilir. Bunun yanında kavitasyona daha dayanıklı bir malzeme kullanmak hasarın önüne geçebilir. Hasarlı bileşen gri dökme demirden, sfero veya bronzdan yapılmışsa, çoğu durumda daha iyi bir malzeme kullanılma yoluna gidilir, çünkü bileşenleri değiştirerek kabarcık hacmini yeterince düşürmek mümkündür.

Kaynakça

Gülich, Johann Friedrich. Centrifugal pumps. Vol. 2. Berlin: Springer, 2008.

Lobanoff, Val S., and Robert R. Ross. Centrifugal pumps: design and application. Elsevier, 2013.

Pumps, Sulzer. Sulzer centrifugal pump handbook. Elsevier, 2013.

Devamını Oku

Pompalar

Yeni pompa rulmanları, enerji santralinde yılda €28.970 tasarruf sağlıyor

Yayın Tarihi:

on

Suyun devridaimi için kullanılan santrifüj pompalarında sık sık arızalarla karşı karşıya kalan Romanya’daki büyük bir CHP (birleşik ısı ve güç) santrali, NSK ve yerel distribütöründen pompa rulmanları için yerinde incelemelerini istedi. Sonuç olarak, arızanın kaynağı olarak pompa rulmanlarının yetersiz yağlandığı saptandı ve NSK, DDU keçe ve yüksek sıcaklık gresine sahip bakım gerektirmeyen rulmanların kullanılmasını önerdi. Toplamda, bu rulmanlar 28.970 € yıllık maliyet tasarrufu sağlarken, aynı zamanda performansta da önemli bir iyileştirme sağladı.

NSK çözümüne geçmeden önce CHP santrali, her üç ayda bir santrifüj pompalarında rulman arızaları yaşıyordu. NSK tarafından yapılan analizde, kötü keçe performansının bir sonucu olarak yataklardan yağ sızıntısı görüldü. 30 tane pompayla tesis, rulman değiştirme, yağ ikmali ve bakım konularında önemli miktarda harcama yapıyordu. Duruş zaman maliyetini eklediğimizde, yeni bir stratejinin gerekli olduğu belirginleşti.

NSK, pompa rulmanları sorununu çözdü

CHP santrali, NSK´nın yerel distribütöründen rulman ömrünü uzatma ihtimalini değerlendirmelerini istedi. Donanımın yaşı ve keçenin kötü durumu göz önünde bulundurulduğunda, yağ sızıntılarını önlemek için bir tasarım değişikliği düşünülmedi. Bunun yerine, üç pompada yüksek sıcaklık gresli NSK DDU Keçeli Sabit Bilyalı Rulmanlar´ın kullanıldığı bir deneme yapıldı. Altı aylık çalıştırmadan sonra herhangi bir arıza meydana gelmemesi ile birlikte, tüm pompalar için NSK çözümünün uygulanması kararı alındı. Kullanımı takip eden 12 ayın ardından sıfır arıza kaydedildi.

NSK’nın DDU Keçeli Sabit Bilyalı Pompa Rulmanları yüksek kaliteye sahip, rulman ömrünü %80’e kadar artıran ultra temiz çelikten imal edilmiştir. Süper hassas taşlanmış yuvarlanma yolları gürültüyü en aza indirgemek, yağlama maddesinin dağıtımını ve ömrünü artırmak için özel olarak honlanırken, patentli keçeler en zorlu ortamlarda kirliliğe karşı direnç gösterir. Bu tip rulmanların bir diğer avantajı da preslenmiş çelik kafesidir; burada sıkı bir şekilde kontrol edilen boşluklar ve sürgülü kafes cepleri sürtünmeyi azaltır ve yağlama maddesinin eşit dağılımını sağlar. Yağ, su ve kirliliğe karşı iyi bir direnç ile birlikte yüksek sıcaklık direnci ve hız kabiliyeti sunar.

Sonuç olarak, düşük pompa rulmanları maliyetlerinin yanı sıra duruş zamanı, bakım ve yağ yenileme maliyetlerini de ortadan kaldırarak CHP santrali için hesaplanan yıllık maliyet tasarrufu sağlandı.

Devamını Oku

Pompalar

Standart Pompa kâğıt sektörü profesyonellerine yönelik eğitim düzenledi

Yayın Tarihi:

on

Sunduğu çözümlerle sanayi kuruluşlarının güvenilir iş ortağı olan Standart Pompa; sektör profesyonellerine verdiği eğitimlere de devam ediyor.

Bu doğrultuda Standart Pompa mühendisleri; 17 Aralık 2018 tarihinde Çukurova Kâğıt ve Ambalaj Grubu’na bağlı Kaplamin şirketinin üretim mühendisleri, bakım mühendisleri ve satın satın alma departmanından profesyonellerle bir araya geldi.

Yaklaşık 10 kişiden oluşan bu gruba; kâğıt sektöründe kullanılan pompalar ile bu pompalara özel bakım ve onarım uygulamalarına dair eğitim verildi.

Standart Pompa, kâğıt ve kâğıt hamuru üretiminde kullanılan pompalarıyla sektörün tercih edilen markaları arasında bulunuyor.

Devamını Oku
Advertisement
Advertisement

Trendler