Kojenerasyon sistemleri olarak da bilinen Birleşik Isı ve Güç (CHP) sistemleri, tek bir yakıt kaynağından aynı anda elektrik ve faydalı ısı üreten yüksek verimli enerji sistemleridir. CHP sistemlerinin en önemli avantajlarından biri, aksi takdirde geleneksel enerji üretiminde israf edilecek olan atık ısıyı geri kazanma ve kullanma yetenekleridir. Bir CHP tedarikçisi olarak, CHP sistemlerindeki çeşitli ısı geri kazanım yöntemleri konusunda oldukça bilgiliyim ve bu blogda, CHP kurulumunuzun verimliliğini nasıl en üst düzeye çıkaracağınızı anlamanıza yardımcı olmak için bu yöntemleri ayrıntılı olarak ele alacağım.
1. Egzoz Gazı Isı Geri Kazanımı
Gaz türbini veya içten yanmalı motor gibi bir CHP sistemindeki ana taşıyıcıdan çıkan egzoz gazları önemli miktarda ısı taşır. Bu ısının geri kazanılması, CHP sisteminin genel verimliliğini artırmanın en yaygın ve etkili yollarından biridir.
1.1 Isı Eşanjörleri
Isı eşanjörleri egzoz gazı ısı geri kazanımında kullanılan temel ekipmanlardır. Isıyı sıcak egzoz gazlarından su veya buhar gibi çalışan bir akışkana aktarırlar. Kabuk ve borulu ısı eşanjörleri ve plakalı ısı eşanjörleri dahil olmak üzere farklı tipte ısı eşanjörleri vardır.
Kabuk ve borulu ısı eşanjörleri bir kabuk (büyük silindirik bir kap) ve bir tüp demetinden oluşur. Egzoz gazları borulardan akarken, çalışma sıvısı kabuktan akar. Isı, egzoz gazlarından boru duvarları aracılığıyla çalışma akışkanına aktarılır. Plakalı ısı eşanjörleri ise bir dizi ince plakanın bir araya getirilmesinden oluşur. Egzoz gazları ve çalışma sıvısı plakalar arasındaki alternatif kanallardan akar ve plakalar arasında ısı transferi gerçekleşir.
Geri kazanılan ısı, alan ısıtma, su ısıtma veya endüstriyel işlemler gibi çeşitli amaçlar için kullanılabilir. Örneğin ticari bir binada, ısı eşanjörü tarafından üretilen sıcak su, radyatörlerin iç mekanı ısıtması için kullanılabilir. Endüstriyel bir ortamda üretilen buhar, gıda işleme tesislerinde olduğu gibi pişirme veya sterilizasyon amacıyla üretim süreçlerinde kullanılabilir.
1.2 Atık Isı Kazanları
Atık ısı kazanları, egzoz gazlarındaki ısıdan buhar üretmek üzere özel olarak tasarlanmıştır. Genellikle daha büyük CHP sistemlerinde, özellikle de gaz türbinli olanlarda kullanılırlar. Egzoz gazları, kazan borularındaki suyu ısıttıkları atık ısı kazanına girer. Su ısıtıldıkça buhara dönüşür ve buhar türbininde (kombine çevrimli CHP sisteminde) enerji üretimi veya diğer endüstriyel uygulamalar için kullanılabilir.
2. Soğutma Suyu Isı Geri Kazanımı
CHP sistemlerinde kullanılan soğutma suyu, egzoz gazı ısısının yanı sıra önemli miktarda ısı da içermektedir. İçten yanmalı motor gibi bir CHP sistemindeki ana taşıyıcı, çalışma sırasında büyük miktarda ısı üretir ve bu ısıyı uzaklaştırmak ve motoru optimum çalışma sıcaklığında tutmak için soğutma suyu kullanılır.
2.1 Absorbsiyonlu Soğutucular
Absorbsiyonlu soğutucular, iklimlendirme amacıyla soğutulmuş su üretmek için soğutma suyundan gelen ısıyı kullanabilir. Absorbsiyonlu soğutucu, geleneksel buhar sıkıştırmalı soğutucuya kıyasla farklı bir prensiple çalışır. Soğutma döngüsünü yürütmek için bir ısı kaynağı (bu durumda sıcak soğutma suyu) kullanır.
Absorbsiyonlu soğutucunun temel bileşenleri bir absorber, bir jeneratör, bir kondenser ve bir evaporatörden oluşur. Sıcak soğutma suyu, jeneratördeki soğutucu buharını serbest bırakan bir çözeltiyi ısıtmak için kullanılır. Soğutucu buharı daha sonra yoğunlaştırıcıdan geçerek sıvı halinde yoğunlaştırılır. Sıvı soğutucu daha sonra buharlaştırıcıya girer, burada buharlaşır ve soğutulacak sudan ısıyı emer. Soğutulan su daha sonra bir binadaki iklimlendirme sistemi aracılığıyla dolaştırılabilir.
2.2 Bölgesel Isıtma
Soğutma suyundan elde edilen ısı aynı zamanda bölgesel ısıtma sistemleri için de kullanılabilir. Bölgesel ısıtma, ısının merkezi bir konumda üretildiği ve bir boru ağı aracılığıyla bir bölgedeki birden fazla binaya dağıtıldığı bir sistemdir. CHP sisteminden gelen sıcak soğutma suyu doğrudan bölgesel ısıtma ağında kullanılabilir veya daha sonra ağda dolaştırılacak olan ikincil bir akışkanı ısıtmak için kullanılabilir.
3. Yağlama Yağı Isı Geri Kazanımı
Hareketli parçalar arasındaki sürtünmeyi ve aşınmayı azaltmak için bir CHP sisteminin ana taşıyıcısında yağlama yağı kullanılır. Çalışma sırasında yağlama yağı ısınır. Yağlama yağından ısının geri kazanılması, CHP sisteminin genel verimliliğini daha da artırabilir.
Yağlama yağından gelen ısı, bir ısı eşanjörü kullanılarak geri kazanılabilir. Egzoz gazı ısı eşanjörüne benzer şekilde, sıcak yağlama yağı ısı eşanjörünün bir tarafından akar ve diğer taraftan bir çalışma akışkanı (su gibi) akar. Isı, yağlama yağından çalışma sıvısına aktarılır.
Geri kazanılan ısı, yakıtın veya ana taşıyıcıdaki yanma havasının ön ısıtılması için kullanılabilir. Yakıtın önceden ısıtılması yanma verimliliğini artırabilir, yanma havasının önceden ısıtılması ise motorun genel termal verimliliğini artırabilir.
4. CHP Sistemlerinde Isı Geri Kazanımının Faydaları
Isı geri kazanım yöntemlerinin CHP sistemlerinde uygulanması çeşitli faydalar sunmaktadır.
4.1 Enerji Verimliliği
Atık ısının geri kazanılması ve kullanılmasıyla CHP sistemleri, geleneksel enerji üretim sistemlerine kıyasla çok daha yüksek genel enerji verimliliği elde edebilir. Geleneksel bir enerji santralinde yakıttaki enerjinin büyük bir kısmı ısı olarak boşa harcanır. Etkili ısı geri kazanımına sahip bir CHP sisteminde, atık ısı iyi bir şekilde kullanılarak ısı ve güç taleplerini karşılamak için gereken ilave yakıt miktarı azaltılır.
4.2 Maliyet Tasarrufu
Daha yüksek enerji verimliliği maliyet tasarrufu anlamına gelir. Aynı miktarda ısı ve güç üretmek için daha az yakıt gerektiğinden, CHP sisteminin işletme maliyetleri azalır. Ek olarak, bazı bölgelerde enerji tasarruflu CHP sistemlerinin kullanılmasına yönelik teşvikler veya sübvansiyonlar olabilir, bu da kullanıcının mali yükünü daha da azaltır.
4.3 Çevresel Faydalar
Isı geri kazanımlı CHP sistemleri sera gazı emisyonlarını önemli ölçüde azaltabilir. Aynı miktarda enerji üretmek için daha az yakıt kullanılmasıyla atmosfere salınan karbondioksit ve diğer kirleticilerin miktarı azalır. Bu durum CHP sistemlerini enerji ihtiyaçlarının karşılanmasında çevre dostu bir seçenek haline getirmektedir.
5. Isı Geri Kazanımının Farklı Endüstrilerdeki Uygulamaları
CHP sistemlerinde ısı geri kazanımı çeşitli endüstrilerde uygulanabilmektedir.
5.1 Üretim
İmalat sanayinde, ısı geri kazanımlı CHP sistemleri, üretim süreçleri için hem elektrik hem de ısı sağlayabilir. Örneğin tekstil endüstrisinde egzoz gazı ısı geri kazanımından elde edilen buhar, boyama ve terbiye işlemleri için kullanılabilir. Kimya endüstrisinde ısı, damıtma ve reaksiyon işlemleri için kullanılabilir. Kimya endüstrisinde kullanılan bazı kimyasallar, örneğinBİBP | CAS 25155 - 25 - 3 | Bis(tert - butildioksiizopropil)benzen,DTAP | CAS 10508 - 09 - 5 | Di - tert - amil Peroksit, VeDibenzoil PeroksitÜretimleri sırasında belirli sıcaklık koşullarına ihtiyaç duyarlar ve geri kazanılan ısı bu koşulları korumak için kullanılabilir.
5.2 Ticari Binalar
Ofis, otel, hastane gibi ticari binalar ısı geri kazanımlı CHP sistemlerinden faydalanabilmektedir. Geri kazanılan ısı, alan ısıtma, su ısıtma ve iklimlendirme için kullanılabilir. Örneğin bir otelde ısı geri kazanımından elde edilen sıcak su misafir odaları için kullanılabilirken, absorbsiyonlu soğutuculardan elde edilen soğutulmuş su ortak alanların iklimlendirilmesi için kullanılabilir.
5.3 Bölge Enerji Sistemleri
Bölge enerji sistemleri, bir bölgedeki birden fazla binaya güvenilir ve verimli bir ısı ve güç kaynağı sağlamak için CHP sistemlerini ısı geri kazanımıyla entegre edebilir. CHP sisteminden geri kazanılan ısı, bölgesel ısıtma ağı üzerinden dağıtılabilirken, elektrik de yerel olarak kullanılabiliyor veya şebekeye beslenebiliyor.
Çözüm
Bir CHP tedarikçisi olarak, CHP sistemlerinin verimliliğini ve performansını en üst düzeye çıkarmada ısı geri kazanımının önemini anlıyorum. Egzoz gazı ısı geri kazanımı, soğutma suyu ısı geri kazanımı ve yağlama yağı ısı geri kazanımını da içeren çeşitli ısı geri kazanım yöntemleri, enerji verimliliği, maliyet tasarrufu ve çevre koruma açısından önemli faydalar sunar.
İster ticari bir bina, ister endüstriyel tesis, ister bölgesel enerji sistemi olsun, tesisinizde etkili ısı geri kazanımlı bir CHP sistemi uygulamakla ilgileniyorsanız, detaylı danışmanlık için bizimle iletişime geçmenizi öneririm. Özel ısı ve güç gereksinimlerinize göre size özelleştirilmiş çözümler sağlayabiliriz. Daha sürdürülebilir ve uygun maliyetli bir enerji geleceği elde etmek için birlikte çalışalım.
Referanslar
- Cullinane, K. ve Shah, N. (2012). Endüstriyel tesisler için trijenerasyon sistemlerinin optimum tasarımı. Uygulamalı Enerji, 98, 266 - 277.
- Lund, H. (2006). Birleşik ısı ve güç (CHP): Çevresel, performans ve ekonomik yönlerin gözden geçirilmesi. Enerji, 31(14), 2873 - 2890.
- Mancarella, P. (2014). Birleşik ısı ve güç: Teknolojilerin, işletimin ve optimizasyonun gözden geçirilmesi. Yenilenebilir ve Sürdürülebilir Enerji İncelemeleri, 39, 53 - 72.