Atık ısı geri kazanımı sistem çözümleri, üretim sırasında ortaya çıkan ve proses sonunda kullanılmadan uzaklaştırılan termal enerjinin yeniden değerlendirilmesine yönelik mühendislik uygulamalarını kapsar. Fırın bacaları, kazan egzozları, sıcak proses akışkanları, kondens hatları ve yüksek sıcaklıktaki hava akımları önemli miktarda ısı taşıyabilir. Bu enerjinin uygun ekipmanlarla başka bir prosese aktarılması sayesinde tesis içerisindeki mevcut ısı kaynaklarından daha etkin biçimde yararlanılabilir. Geri kazanım sisteminin yapısı, enerji kaynağının sıcaklığına, debisine, sürekliliğine ve kullanılacağı noktaya göre değişir. Eşanjör, ekonomizer, reküperatör, flaş buhar tankı ve özel serpantinler farklı uygulamalarda tercih edilebilecek çözümler arasında yer alır. Üçgen Enerji Sistemleri Ve Mühendislik Mak. San. Tic. Ltd. Şti., farklı endüstriyel proseslere yönelik atık ısı geri kazanımı sistem çözümleri tasarlamakta ve üretmektedir.
Bir tesisin enerji tüketimi yalnızca ana üretim ekipmanlarında gerçekleşmez. Üretim sonrasında bacadan çıkan gaz, prosesten dönen sıcak su veya sistemden ayrılan kondens de kullanılabilir seviyede enerji taşıyabilir. Bu kaynakların herhangi bir değerlendirme yapılmadan atmosfere veya drenaj hattına gönderilmesi, proseste yeniden kullanılabilecek termal potansiyelin kaybedilmesine neden olabilir.
Geri kazanım sistemi tasarlanırken önce sıcak enerji kaynağının karakteri belirlenir. Ardından bu enerjinin hangi noktada değerlendirilebileceği araştırılır. Böylece tesis içerisindeki enerji akışları arasında uygun bir bağlantı kurulabilir ve kullanılabilir ısının farklı bir prosese yönlendirilmesine yönelik çözüm geliştirilebilir.
Atık ısı farklı üretim ekipmanlarından ve proses aşamalarından ortaya çıkabilir. Fırın bacaları, yüksek sıcaklıklı egzoz gazları nedeniyle önemli bir potansiyel oluşturabilir. Kazan sistemlerinde ise baca gazı, besleme suyunun ön ısıtılması için değerlendirilebilir.
Bunların yanında sıcak proses suları, kompresör çıkışları, sıcak yağ devreleri ve buhar sistemlerinden ayrılan kondens de incelenebilir. Basınç değişimi sonucunda oluşan flaş buhar da uygun ekipmanlarla yeniden kullanılabilecek enerji kaynaklarından biridir. Kaynağın türü değiştikçe geri kazanım ekipmanının yapısı da buna göre şekillendirilmelidir.
Eşanjör ile atık ısı geri kazanımı, sıcak bir akışkanın enerjisinin başka bir akışkana aktarılması esasına dayanır. Proses içerisindeki sıcak su, yağ veya gaz bir taraftan ilerlerken enerjiye ihtiyaç duyan diğer akışkan karşı tarafta hareket eder. İki akışkan arasındaki enerji alışverişi metal ısı transfer yüzeyi üzerinden gerçekleştirilir.
Borulu, plakalı veya spiral konstrüksiyonlar farklı uygulamalarda değerlendirilebilir. Seçim yapılırken sıcak akışkanın özellikleri kadar soğuk taraftaki debi ve hedef sıcaklık da dikkate alınmalıdır. Özellikle mevcut tesisata sonradan eklenecek sistemlerde bağlantı ölçüleri ve fiziksel yerleşim de tasarımın bir parçasıdır.
Ekonomizer, özellikle kazan ve benzeri sistemlerin baca gazında bulunan ısının değerlendirilmesine yönelik kullanılan çözümlerden biridir. Sıcak gazın enerjisi, boru içerisinden geçen besleme suyuna aktarılabilir. Böylece kazana gönderilen suyun başlangıç sıcaklığının yükseltilmesi mümkün olur.
Ekonomizerin kapasitesi belirlenirken gaz sıcaklığı, gaz debisi, su debisi ve su giriş sıcaklığı birlikte hesaplanır. Düz borulu, dirsek dönüşlü veya kanatlı borulu farklı yapılar proje şartlarına göre üretilebilir. Baca gazında oluşabilecek kirlenme de ekipmanın geometrisinin belirlenmesinde dikkate alınmalıdır.
Reküperatör, sıcak egzoz gazındaki enerjinin başka bir hava akımına aktarılması gereken sistemlerde kullanılabilir. Fırın, kurutma ve ısıl işlem uygulamalarında dışarı atılan sıcak gazın enerjisi, yanma havasının veya proses havasının ön ısıtılmasında değerlendirilebilir.
Boru tip reküperatörlerde enerji transferi boru yüzeyleri üzerinden gerçekleştirilirken plakalı modellerde ayrı hava kanalları kullanılır. Sıcak gazın debisi, giriş sıcaklığı, temiz hava miktarı ve hedeflenen çıkış sıcaklığı ekipmanın kapasitesini belirler. Gaz tarafında bulunan partiküller ve bakım gereksinimleri de proje aşamasında değerlendirilmelidir.
Buhar sistemlerinde proses sonrasında oluşan sıcak kondens tamamen atılacak bir akışkan olarak değerlendirilmemelidir. Kondensin sahip olduğu enerji, uygun bir sistem içerisinde başka bir ısıtma ihtiyacına yönlendirilebilir. Yüksek basınçtan daha düşük basınca geçen sıcak kondensden oluşan flaş buhar ise bir flaş buhar tankında ayrıştırılarak uygun bir düşük basınçlı hatta gönderilebilir.
Kondens tarafındaki geri kazanım uygulamalarında sıcaklık, debi ve basınç değerleri temel tasarım verileridir. Flaş buharın kullanılacağı noktanın çalışma basıncı da ayrıca incelenmelidir. Böylece buhar sisteminden çıkan farklı enerji formları ayrı ayrı değerlendirilerek daha kapsamlı bir geri kazanım yapısı oluşturulabilir.
Sıcak egzoz gazının enerjisi, proses havasının ön ısıtılmasında da kullanılabilir. Bu yöntem özellikle yüksek sıcaklık ihtiyacı bulunan üretim hatlarında değerlendirilebilir. Sıcak gazdan elde edilen termal enerji, uygun bir reküperatör veya hava-hava ısı değiştirici üzerinden temiz hava tarafına aktarılır.
Fırın bacalarında, kurutma tesislerinde ve çeşitli yanma sistemlerinde bu tür bir uygulama oluşturulabilir. Hava debisinin yüksek olduğu tesislerde ekipmanın yüzey alanı ve fan kapasitesi birlikte hesaplanmalıdır. Geri kazanılan enerjinin doğrudan proses içerisinde kullanılacağı bir noktanın bulunması sistem tasarımının en önemli aşamalarından biridir.
Bir geri kazanım projesinin doğru ekipmanla oluşturulabilmesi için enerji kaynağının ve kullanım noktasının teknik bilgilerinin birlikte değerlendirilmesi gerekir:
Bu veriler doğrultusunda kullanılacak ekipmanın tipi ve kapasitesi daha isabetli şekilde belirlenebilir.
Atık ısı geri kazanım sistemleri fiyatları, geri kazanılacak enerjinin miktarı, seçilen ekipman, çalışma sıcaklığı, basınç, malzeme özellikleri ve montaj kapsamına göre değişiklik gösterebilir. Yüksek sıcaklıklı gazlarla çalışan sistemlerde özel malzemeler gerekebilir. Kimyasal veya yoğun partikül içeren akışlarda ise bakım ve temizleme için farklı konstrüksiyonların hazırlanması mümkün olabilir.
Özel projelerde ekipmanın üretiminin yanı sıra baca bağlantıları, boru hatları, fanlar, pompalar ve saha montajı gibi ek çalışmalar da maliyet hesabına dahil edilebilir. Bu nedenle yalnızca cihazın fiziksel boyutuna bakılarak fiyatlandırma yapılması yeterli değildir. Proses verileri üzerinden hazırlanacak mühendislik çalışması sonrasında daha gerçekçi bir üretim kapsamı oluşturulabilir.
Atık ısı geri kazanımı sistem çözümleri, tesis içerisinde farklı noktalarda bulunan kullanılabilir termal enerjinin uygun ekipmanlarla yeniden prosese kazandırılmasını hedefleyen bütünleşik uygulamalardır. Eşanjörlerle sıcak sıvıların enerjisi başka akışkanlara aktarılabilir, ekonomizerlerle baca gazından besleme suyu ısıtılabilir ve reküperatörlerle sıcak hava enerjisi yeniden kullanılabilir. Flaş buhar tankları ile basınç değişiminden ortaya çıkan buhar değerlendirilebilirken sıcak kondens, uygun eşanjör veya serpantinlerle farklı bir ısıtma ihtiyacına yönlendirilebilir.
Üçgen Enerji Sistemleri Ve Mühendislik Mak. San. Tic. Ltd. Şti., farklı sektörlerdeki üretim tesisleri için özel atık ısı geri kazanım sistem çözümleri geliştirmektedir. Baca gazı, sıcak su, kondens, flaş buhar veya proses havasına ilişkin sıcaklık, debi ve basınç değerleri incelenerek uygun ekipman seçilebilir. Yeni tesisler veya mevcut üretim hatları için hazırlanacak projelerde tasarım, imalat ve gerekli bağlantı detayları prosesin teknik koşullarına göre planlanabilir.
Bir sanayi tesisinde yüksek sıcaklıkla çalışan fırın, kazan ve proses hatlarından çıkan gazların önemli bir kısmı doğrudan atmosfere bırakıldığında kullanılabilir enerji de sistemden uzaklaşır.
Sıcak hava eşanjörleri, yüksek sıcaklıktaki bir akışkanın enerjisinden yararlanarak hava akımının sıcaklığını yükseltmek veya mevcut sıcak havanın enerjisini başka bir prosese aktarmak amacıyla kullanılan ısı transfer ekipmanlarıdır.
Jeneratör (motor) soğutucu, jeneratör grubunda çalışan motorun oluşturduğu ısının kontrollü şekilde uzaklaştırılmasına yardımcı olan ısı transfer ekipmanıdır.
Ekstrüzyonlu finli boru imalatı, boru ile fin yapısının özel bir üretim yöntemiyle bir araya getirilerek hava ve gaz tarafında genişletilmiş ısı transfer yüzeyi oluşturulmasını sağlayan boruların üretim sürecidir.