Tesisat Dergisi 219. Sayı (Mart 2014)

MAKALE 58 Tesisat Dergisi Say× 219 - Mart 2014 • Yak×tlar ve mevcut yanma sistemleri, verimli bir üekilde kullan×lmal×d×r. • Is×tma ve soùutma, verimli bir üekilde saùlanmal×d×r. • Yal×t×m uygulamalar×, belirlenen stan- dartlar çerçevesinde yap×lmal×d×r. Is× üreteci, daù×t×m aù× ve kullan×c× üniteleri yal×t×lmal× ve ×s× kay×plar× azalt×lmal×d×r. • At×k ×s× geri kazan×lmal×d×r. • Endüstriyel tesislerin Carnot çevrim ve- rimleri artt×r×lmal×d×r. • Elektrik kesintileri, önlenmelidir. • Kojenerasyon tesislerinin kullan×m× art- t×r×lmal×d×r. • Otomatik kontrol sistemleri, endüstriyel tüm alanlarda geliütirilmeli ve kullan×l- mal×d×r. • Havay× kirleten emisyonlar azalt×lmal× ve at×k enerjinin çevre üzerindeki etkisi, minimum indirgenmelidir. Enerji verimliliùi, teknik kavramlar ile birlikte ifade edilen bir parametredir. Termodinamiùin birinci ve ikinci kanu- nu kapsam×nda ifade edilen bu kavram ile muazzam bir araüt×rma-geliütirme ve inovatif olanaklar sunulmaktad×r. Enerjinin niceliùi Termodinamiùin Bi- rinci Kanunu kapsam×nda deùerlendi- rilmektedir. Enerjinin niceliùinin yan× s×ra niteliùinin de olduùunu Termodina- miùin úkinci Kanunu kapsam×nda ifade edilmiütir. Enerjinin niteliùi bak×m×ndan incelendiùinde, enerji tüketiminin de so- rumluluùu artmaktad×r. Enerji verimliliùi kapsam×nda, ekserjinin önemine deùi- nilmesi gerekmektedir. 2.1. Enerji Verimliliùinde Ekserjinin Önemi Ekserji, yabanc× kökenli bir kelime olsa da, ifade ettiùi kavram, kullan×labilirliktir. Kul- lan×labilirlikten anlaü×lmas× gereken fiziksel anlam ise iü yapabilme potansiyelidir. Ek- serjinin tan×m×, fakl× araüt×rmac×lar taraf×n- dan fakl× üekillerde yorumlanm×üt×r. Ekserji- nin fakl× tan×mlar× Tablo 1 ’de gösterilmiütir. Ak×ü iüi, iü, elektrik, ×ü×n×m, ×s×, kinetik, po- tansiyel ve kimyasal enerji türlerinin ekserji deùerleri, bu enerjinin niteliùine baùl× olarak deùiüir. Ekserji, ûekil 2 ’de gösterildiùi gibi, büyük bir enerji pastas×n×n belirli bir dilimini oluüturur. Anerji ise, tersinmezliklerden dola- y× kullan×lamayan veya iüe dönüütürüleme- yen enerjiyi ifade etmektedir. Bu dilim, ener- jinin niteliùine baùl× olarak deùiüir. Örneùin, iü, elektrik, kinetik ve potansiyel enerji gibi doùrudan amaca yönelik olarak kullan×labi- lecek enerjilerin ekserjisi kendisidir [8]. Is× ve ak×ü iüi gibi enerji türlerinin enerji deùerlerinin, çevreye (referans ortam) göre, ekserji deùeri deùiüir . Tersinmez- lik, anerji, yok olan ekserji, kay×p iü gibi tan×mlar ile ifade edilir. Ekserjiyi kendi aras×nda, potansiyel, kinetik, kimyasal ve fiziksel ekserji olarak tan×mlanabilir. Enerjinin niteliùine baùl× olarak deùiüen bu kavram×, enerjinin niceliùinden ayr×lmas× gerekmektedir. Tablo 2 ’de enerji ve ekserji aras×ndaki farklar×n benimsenmesi, ener- ji verimliliùinde, ekserjinin önemini ifade edilmesi için gereklidir. Ekserji kavram×n×n tan×m× ve enerji kavra- m× ile karü×laüt×r×lmas× yap×ld×ktan sonra, ekserjinin, enerji verimliliùindeki önemini daha iyi bir üekilde ifade edilebilir. Ekserji metodu, gerçek kay×plar×n ve at×klar×n bü- yüklüklerini tan×mlamak için ve enerji kay- naklar×n×n daha verimli bir üekilde kullan×- m×na olanak saùlayan, yararl× bir araçt×r. Bundan dolay×, ekserji ve enerji verimliliùin- de büyük bir rol oynar. Ekserjinin önemini, baz× önemli noktalar×n alt×n× çizerek, enerji verimliliùindeki önemini daha iyi kavrana- bilir [26]. Tablo 1. Literatürde, ekserjinin farkl× tan×mlar× [10] Araüt×rmac× Ekserjinin tan×m× Rant [11] Ekserji, enerjinin belirli bir k×sm×n×n, herhangi bir diùer enerji türüne tamam×yla dönüüebilme yeteneùi olarak tan×mlan×r. Szargut et al. [12,13] Ekserji, fakl× formlardaki enerji türlerinin kalitesinin bir ölçütüdür ve baz× maddelerin, tersinir bir iülem ile doùadaki genel maddeler ile termodinamik dengeye geldiùi zaman, ortaya ç×kan iü yapabilme miktar× olarak tan×mlan×r. Kotas [14] Herhangi bir enerji formuna eüdeùer iü, o enerjinin ekserjisinin bir ölçütüdür ve referans üartlar olan çevre parametrelerini kullanan enerji formundan elde edilebilen, maksimum iü olarak tan×mlan×r. Shukuya [15] Entropi, enerji ve maddenin daù×l×m×n× ifade eden bir ölçü olarak tan×mlan×r iken, ekserji, enerji ve maddenin daù×l×m potansiyelinin bir ölçütü olarak tan×mlan×r. Bejan [16,17] Ekserji, çevredeki maddeden veya bir miktar maddenin, baüka bir forma veya spesifik bir duruma dönüümesi için gerekli, minimum teorik yararl× iütir. Connely and Koshland [16,18] Ekserji, teorik olarak tersinir bir iülem boyunca, bir kaynaù×n çevresi ile dengeye gelmesiyle elde edilebilen maksimum iüi tan×mlar. Clickstormgroup[19] Termodinamikte, bir sistemin ekserjisi, sistemi bir ×s× kaynaù× ile dengeye getiren bir süreçte, mümkün olan maksimum iütir. Honerkamp[20] Bir enerji formunun, iüe dönüütürülebilir maksimum bölümü, ekserji olarak adland×r×l×r. Geri kalan k×sm× ise anerji olarak adland×r×l×r. Tsatsaronis [21] Bir termodinamik sistemin ekserjisi, sadece sistemin bulunduùu çevre ile etkileüim sürecinde iken, sistemin termodinamik çevre ile tamimiyle termodinamik dengeye geliyor iken, elde edilen teorik maksimum yararl× iütir. Cengel and Boles [22] Günlük yaüamda, bir kiüinin ekserjisi, o kiüinin en uygun üartlar alt×nda yapabileceùi en iyi iü olarak göz önüne al×nabilir. Geoseries [23] Ekserji, enerjinin belirli bir miktar× ile yap×labilen, yararl× iü miktar×n×n ve bir enerji kaynaù×n×n kalitesini ifade eder. ûekil 2. Enerji pastas×ndaki ekserji ve anerjinin gösteriliüi [24]