Tesisat Dergisi 302. Sayı (Şubat 2021)

68 Tesisat / Şubat 2021 tesisat.com.tr MAKALE 2.1. Trijenerasyon Sistemi Çalışma Prensibi Trijenerasyon sisteminde öncelikle doğalgazın gaz moto- runda yakılması sonucunda üretilen mekanik enerji jeneratör vasıtasıyla elektrik enerjisine dönüştürülmektedir. Gaz moto- rundan çıkan egzoz gazı ile açığa çıkan atık ısıdan yararla- narak da binaların ısınması sağlanmaktadır. Bunun yanında motorun ceket suyu ısısını ve egsoz ısısını kullanabilmek adına tesisin geliş suyu, önce plakalı eşanjör vasıtasıyla motor ceket suyunun ısısını alır, daha sonra bu su egsoz eşanjörüne uğrayarak egsoz ısısını alır. Atık ısı ayrıca, absorbsiyon çil- lerinde (“Absorption chiller”) suyun soğutulması için kulla- nılmakta ve binalarda soğutma sağlamaktadır. Absorbsiyon çillerinde proses üç aşamada gerçekleşmektedir. İlk aşamada, düşük kısmi basınca sahip sıvı, soğutucu madde etrafından ısı alarak (soğutma aşaması) buharlaştırılır. İkinci aşamada, gaz faza geçen soğutucu maddenin (soğutma gazı) farklı bir sıvı içerisinde çözünmesi sağlanarak absorbe edilir. Üçüncü aşamada ise soğutucu madde absorbe olduğu çözünmüş sıvı içerisinde, gaz motorlarından gelen atık ısı kullanılarak ısıtılır ve soğutucu maddenin buharlaştırılması sağlanır. Buharlaşan soğutucu madde bir ısı değiştirici vasıtasıyla tekrar sıvı faza getirilerek prosesin ilk aşamasında kullanılmak üzere hazır hale getirilir. Absorbsiyonlu Soğutma Sisteminde seyreltik çözelti sıcak su tarafından jeneratörde ısıtı- lır. Isı girişinin miktarı bir valf tarafından kontrol edilir ve gereken soğutma yüküne karşılık olacak şekilde belirlenir. Soğutucu malzeme buharı, kondenserde sıvı faza dönü- şür. Evaparatörde soğutucu akışkan, soğutulmak istenen suyun içerisinden geçtiği bakır borular üzerine pulverize edilir ve soğutucu akışkan buharlaşırken ısısını soğutmak istenilen sudan alır. Buhar fazda evaparatörden absorbere gelen soğutucu akışkan, jeneratör tarafından gelen daha yoğun solüsyon tarafından emilerek seyreltik halde pompa ile tekrar jeneratöre gönderilir. Absorbsiyonlu soğutucu devreleri, iki akışkanın belirli termodinamik özelliklerine bağlı olarak çalışırlar. Bu akış- kanlardan biri soğutucu, diğeri ise soğurucudur. Bu amaçla yaygın olarak kullanılan akışkan çiftleri şunlardır: • Soğutucu-amonyak/soğurucu-su: Düşük (0°C’den daha düşük) buharlaşma sıcaklıkları gerektiğinde bu akışkan çifti kullanılır. • Soğutucu-su/soğurucu-lityum biromid: Buharlaştırıcıda üretilen buhar, soğurucudaki sıvı soğurgan içerisinde soğurulur. Soğutucuyu tutan soğurucu, jeneratöre pom- palanır. Soğutucu akışkan, yoğuşturucuda yoğuşan buhar (veya su) tarafından serbest bırakılan atık ısı ile tek- rar buhar formuna gelir. Yenilenen soğurucu akışkan, soğutucu buhar toplamak üzere tekrar soğurucuya geri gönderilir. 2.2. Trijenerasyon Sistemlerinde Verim Trijenerasyon sistemi ise elektrik üretimi ve ısıtmaya ilaveten “soğutma sistemlerinin” de bir bütün halinde çalıştı- rılması üzerine kurulan sistemler topluluğu olup, elde edilen enerjilerin birbirlerine dönüştürülmesi vasıtasıyla maksimum enerji çeşitliliği ve minimum kayıp elde edilir. Elektriğin ve ısının ayrı ayrı üretildiği konvansiyonel sis- temler düşünüldüğünde toplam verimlilik %56 seviyelerin- deyken, gaz motorlu elektik, ısıtma ve soğutma sağlayan sis- temin verimliliği %90,1 mertebesinde olduğu görülmektedir. Kaybın büyük bölümü motorun şasisinden havaya yayılan ısı ve mekanik kayıplardır. Verimlilikler incelendiğinde Şekil 3’de verilen sistemin elektriksel verimliliği %41,72, ısıl verimliliği ise %48,9 ola- rak gösterilmiştir. Isıl verim de %25 ısıtma, %23,9 soğutma sistemin bileşenleridir. Elektriksel verimlilik, motora akuple şekilde bağlı, genellikle sabit mıknatıslı senkron bir jenera- törün saatte ürettiği elektrik gücünün motorun saatlik yakıt tüketimine oranıdır. Isıl verimlilik ise, gaz motoruna ait kul- lanılabilen tüm ısıl çıktıların bir saatlik toplamının motorun saatlik yakıt tüketimine oranıdır. 2.3. Trijenerasyon Sistemlerinin Tasarımında Dikkat Edilmesi Gerekenler Kapasite seçimine geçilmeden önce karar verilmesi gere- ken konu sistemin kojenerasyon mu, yoksa trijenerasyon mu olacağıyla ilgilidir. Örneğin, tekstil sanayi gibi buhar ihtiya- cının olduğu yerlerde kojenerasyon tesisleri, kimya sanayi gibi soğutma ihtiyacının da olduğu yerlerde ise trijenerasyon tesisleri kurulumları daha yaygındır. Elektrik enerjisi ile birlikte üretilen ısı enerjisi verimli kullanılabiliyorsa kojenerasyon, Şekil 3