Tesisat Dergisi 213. Sayı (Eylül 2013)

MAKALE 108 Tesisat Dergisi Say× 213 - Eylül 2013 Klimalarda Enerji Verimliliùi S×n×fland×r×lmas×nda Farkl× Bir Yaklaü×m: Ekserjetik Verimlilik Oran× ve Çevresel Etki Oran× Anadolu Üniversitesi Sivil Havac×l×k Yüksek Okulu Kara Harp Okulu Prof. Dr. Hikmet KARAKOÇ Yrd. Doç. Dr. M. Ziya SÖøÜT Bu çal×ümada klimalarda enerji verimliliùi yönüyle ekserjetik ve çevresel performans×n deùerlendirilebilmesi için geleneksel etiketlemeden farkl× olarak ekserjetik verimlilik faktörü(EEF Exergetic Efficiency Rate) ve çevresel etki faktörüne (EIF-Environmental Impact Factor) baùl× bir enerji etiketlemesi geliütirilmiütir. Bu faktörlerle klimalarda gerçek performanslar×n ve çevresel etkilerin deùerlendirildiùi alternatif bir etiketleme amaçlanm×üt×r. Yap×lan analizlerde benzer soùutma kapasitesine sahip klimalar×n tan×mlanan deùerlerden farkl× özellik gösterdiùi görülmüütür. Ayr×ca çevreci bir gaz olarak tan×mlanan R-410A gaz×n×n k×s×tlanan R-22 gaz×ndan ortalama %56.69 daha yüksek bir çevresel etkiye sahip olduùu da tespit edilmiütir. Çal×üman×n sonunda klimalar×n katalog deùerlendirmelerinde EEF ve EIF parametrelerinin tercihine yönelik önerilerde bulunulmuütur. Anahtar Kelimeler: Enerji Etiketi, Enerji Verimliliùi, Ekserji, CO 2 Emisyonlar×, Çevresel Etkiler 1. Giriü Enerji maliyetlerinin ekonomik göstergeleri doğrudan etkilediği günümüzde; sanayiden bi- reysel kullan×c×ya kadar her kullan×c× için enerji tüketen tüm süreçlerde enerjinin verimli kulla- n×m× önem kazanm׺t×r. Piyasa ekonomilerinde düşük enerji tüketim değerine sahip ürünlerin tercihi yan×nda, son y×llarda çevre bilincinin gelişmesine paralel olarak daha verimli ve daha çevreci ürünlerin kullan×lmas× da değer kazanm׺t×r. Bu amaçla piyasada tüketicinin bilinçlenmesine yard×mc× olacak ve ürünlerin enerji performans×n× ve verimliliğini tan×mla- yacak enerji etiketleri kullan×lmaktad×r. Enerji etiketleri; tüketiciler için geliştirilmiş bir ciha- z×n enerji tüketim aral×ğ×n× ve s×n×fland×rmas×n× tan×mlayan bir etikettir. Yaşam alanlar×nda konfor şart×n×n ortaya ç×kard×ğ× iklimlendirme ihtiyac×, dünyada iklim değişikliğinin gösterge- lerinden biri haline gelen aş×r× s×caklar×n da et- kisine bağl× olarak klima sektörü market pay×n× sürekli artt×ran bir sektördür. Dünyada toplam enerji tüketim potansiyelinin yaklaş×k %9’una sahip iklimlendirme ve soğutma sektöründe, klima sektörü yaklaş×k %28’lik bir paya sa- hiptir [1]. Klimalarda ürünlerin enerji verimlilik performanslar×, enerji verimlilik oran× (EER) ve performans verimi (COP) parametrelerine bağl× olarak yap×lmaktad×r. Bu parametreler sadece nicelik olarak enerji kullan×m× ile ilgili değerlendirmeye imkan verirken, tersinmez- liğin neden olduğu verimsizliğin ve cihaz×n neden olduğu çevresel etkilerin değerlendiril- mesinde yeterli değildir. Enerji tüm termodinamik süreçlerde hareket ve hareket üretebilme kabiliyeti olarak tan×m- lan×r [2]. Termodinamik süreçlerde enerji analizleri ni- teliğin tan×mlanmas× olarak ifade edilebilir. Bu soğutma sistem analizleri için de geçer- lidir. COP ve EER’e bağl× olarak bir soğutma yükü için sadece sistemdeki toplam enerji tüketiminin değeri tan×mlan×r. Oysa gerçek performanslar incelendiğinde etiket değerle- rinin üstünde bir sonuç al×n×rken, sistemlerde nedenlerine ilişkin sonuçlar al×namaz. Bu da enerji analizlerinin sistemlerdeki kay×plar veya tersinmezliklerin tan×mlanmas×nda yetersizli- ğini göstermektedir. Termodinamik prosesler- de enerji ak׺lar×n×n bir ölçüsü olarak ekserji analizleri öne ç×kmaktad×r. Referans al×nan çevre koşullar×nda sistemde elde edilebilecek maksimum iş olarak tan×mlanan ekserji ter- modinamik süreçlerde kütle ve enerji ak׺×nda niteliğin bir ölçüsüdür [3,4]. Termodinamik sü- reçlerde ekserji analizi; etkili bir konseptir ve modern termodinamik yöntemlerde gelişmiş bir araç olarak kullan×l×r. Ekserji analizleri- nin temel amac× ×s×l ve kimyasal sistemlerde ortaya ç×kan kay×plar×n önemini nicel olarak tahmin etmek ve nedenlerini araşt×rmak- t×r. Ekserji analizleri, enerji, bas×nç, s×cakl×k gibi farkl× termodinamik faktörlerin öneminin karş×laşt×r×lmas×, bu termodinamik şartlar×n süreç üzerinde etkilerinin iyi anlaş×lmas× ve değerlendirilen sistemlerin tersinmezliklerinin tan×mlanmas×, sistemlerin geliştirilmesinin en etkili yollar×n×n tan×mlanmas× için yol gös- terir [5]. Ekserjiyi analizleriyle sağlanabilecek bilgiler çevresel etki ve sürdürülebilir enerji sistemleri alan×nda çal׺an bilim adamlar× ve alan mühendisleri için gereklidir. Günümüzde termodinamik süreçlerde yol gösterici pek çok çal׺ma görülmektedir [6-9]. Benzer çal׺ma- lar×n soğutma sistemleri ve özellikle klimalar- da da yap×ld×ğ× görülmektedir [10-12].