teknik yazı 3. Ekonomik yalıtım kalınlığı "Optimum ekonomik tasarım" üzerinde önemle çalışılması gereken bir tasarım türüdür. Amaç aynı sonuca giden yöntemlerden maliyeti en düşük olanı seçebilmektedir. Optimum tasarımı gerçekleştirebilmek için ilk adım hangi paremetrenin optimize edileceğine karar vermekdir. Yıllık toplam maliyet, sıcaklık.birim zamanda ürün gibi parametrelerden biri ya da birkaçı optimize edilebilir. Optimum tasarım değişkenlerinin seçilen faktöre etkisi ve aralarındaki bağıntılar türetilir. Bu bağıntıların analitik ya da grafiksel yöntemle birleştirilmesi ile optimum sonuca gidilir. Tesisat yalıtımında kullanılan yalıtım kalınlığı arttıkça, geçen ısı miktarı azalmakta, bunun yanında da yatırım maliyetleri artmaktadır. Bu çalışmadaki ekonomik yalıtım kalınlığının hesabında belli çapta kayıp olan ısının maliyeti ile aynı kalınlıktaki yatırım maliyeti toplanarak toplam maliyet bulunmuştur. Aynı işlem çeşitli et kalınlıklarında yapılarak tablo oluşturulmuş ve toplam maliyetin en düşük olduğu kalınlık, ekonomik yalıtım kalınlığı olarak tespit edilmiştir. Burada tek bağımsız değişken yalıtım kalınlığıdır. Yalıtım kalınlığının maliyet ile bağıntısını kurabilmek için ön verilere ihtiyaç vardır. Bunlar: • Akaryakıt türü ve maliyeti • Yalıtım malzemesinin 1 m veya 1 m2 fiyatı • Yıllık çalışma süresi ve değerlendirme periyodu • Yararlı ısı maliyeti • Boru tesisatlarındaki birim boy ısı kaybı: 1t.(T,· T,) ı + ln(r,/rıL + !ıı(ıj.!;ı)_ + l (2.r;.a;) 2. '-• 2. ,., (2.r,.a.) 32 ifadesiyle hesaplanır. Burada q = Birim boydakı ısı kaybı W/m Ti= Boru içindeki akışkanın sıcaklığı (°C) Ortam sıcaklığı (°C) Borunun iç yarı çapı (m) Borunun dış yarı çapı (m) Yakıtın türü ve maliyeti: Fuel Oil, 29.500 TUkg Yakıtın alt ısıl değeri: 40.614 kj/kg Sistem Verimi: % 80 Yıllık çalışma periyodu: 8000 saat Değerlendirme periyodu: 5 yıl 29.SOO Yalıtım malzemesinin yarı çapı (m) Yuarh .1$nuı M.ııliyeli __ • o QOJ TI.lkJ ⇒ 907 TlAJ 40.61,4•0,8 Boru malzemesinin ısı iletkenlik katsayısı (W/mK) 'Ay= Yalıtım malzemesinin ısı iletkenlik katsayısı (W/mK) ai= Boru içindeki akışkanın ısı taşınım katsayısı (W/m2K) ad = Boru içindeki yüzeysel akışkanın ısı taşınım katsayısı (W/m2K) Örnek uygulamada 42 mm iç çapındaki Odeflex yalıtım malzemesi kullanılmıştır. Yalıtım malzemesinin ısı iletkenlik katsayısı 'Ay =0.040 W/mK (40 'C'de)'dir. Ortam sıcaklığı : 20 ·c Boru içindeki akışkanın sıcaklığı: 90 ·c Yalıtım kalınlığı (mm) 6 Yüzey sıcaklığı ·c 43,93 Verim% 69,33 k değeri W/m'K 0,651 a değeri W/m'K 10 q' Yalıtımsız W/m 138,3 q1 Yalıtımlı W/m 44,18 10 38,43 74,23 0,505 10 138,3 35,66 Yalıtım malzemesinin iç çapı 42mm. Tesisat ömrünün 5 yıl olarak alınması, ısı kaybı maliyetlerinin yüksek olmasına sebep olmakta bu da daha kalın yalıtım malzemesinin ekonomik hale gelmesini sağa lamaktadır. Buna göre 30 mm et kalınlığındaki yalıtım malzemesi daha ekonomik olmaktadır. Borularda yalıtım kalınlığına bağlı olarak 1 m boruda 1 yıllık çalışma periyodunda elde edilen tasarrufları kullanılan yakıt cinsinden karşılaştıralım. Tablo 3'ten de görüldüğü gibi yalıtım kalınlığı arttıkça tasarruf edilen yakıt miktarı artmaktadır. 15 20 30 32,87 29,3 26 79,24 82,6 86,2 0,404 0,344 0,273 10 10 10 138,3 138,3 138,3 28,76 24,05 19,14 Q2 kW/m( 5 yıl) 1.767,20 1.426,40 1.150,40 962 765,6 qkJ/m. 6.361.920 5.135.040 4.141.440 3.463.200 2.756.160 Tablo 1. Enerji kayıpları
RkJQdWJsaXNoZXIy MTcyMTY=