Atık ısı geri kazanım sistemleri, üretim sırasında ortaya çıkan sıcak gaz, buhar, kondens, sıcak su ve benzeri enerji kaynaklarının yeniden değerlendirilmesine yönelik endüstriyel çözümlerdir. Fabrikalarda kullanılan enerjinin tamamı doğrudan üretime dönüşmez; önemli bir bölümü baca gazları, egzoz havası veya sıcak proses akışkanlarıyla birlikte sistemden ayrılır. Uygun ekipmanlarla bu enerjinin başka bir prosese aktarılması mümkün olabilir.
Geri kazanım uygulamasında temel amaç, tesisten uzaklaşan kullanılabilir ısının tespit edilmesi ve ihtiyaç duyulan başka bir noktaya yönlendirilmesidir. Sıcak baca gazından su ısıtılması, proses havasının ön ısıtılması, kondens enerjisinin değerlendirilmesi veya flaş buharın yeniden kullanılması farklı uygulama örnekleridir. Kullanılacak sistem; sıcaklık, debi, basınç, enerji kaynağının sürekliliği ve tesisin proses yapısına göre belirlenir.
Atık ısı geri kazanım sistemi, bir üretim prosesinden dışarı çıkan kullanılabilir seviyedeki termal enerjinin başka bir kullanım noktasına aktarılmasını sağlayan ekipman ve tesisat bütünüdür. Sistem yalnızca tek bir cihazdan oluşabileceği gibi eşanjör, ekonomizer, reküperatör, tank, serpantin ve yardımcı ekipmanların birlikte çalıştığı daha kapsamlı bir yapıya da sahip olabilir.
Örneğin yüksek sıcaklıktaki baca gazı doğrudan atmosfere gönderilmeden önce bir eşanjör üzerinden geçirilerek suyun sıcaklığı yükseltilebilir. Benzer şekilde sıcak egzoz havası, reküperatör yardımıyla yeni hava akımını önceden ısıtmak için kullanılabilir. Böylece üretim sırasında ortaya çıkan enerji yeniden prosesin bir parçası haline getirilebilir.
Bir tesisin geri kazanılabilecek enerji kaynakları, kullanılan üretim yöntemine ve makine parkına bağlı olarak değişir. Yüksek sıcaklıklı baca gazları, özellikle kazan, fırın ve kurutma sistemlerinde öne çıkan kaynaklardan biridir. Bu gazların sıcaklığı ve debisi ölçülerek geri kazanım potansiyeli hesaplanabilir.
Buhar sistemlerinde oluşan kondens ve basınç düşüşü sonrasında ortaya çıkan flaş buhar da değerlendirmeye alınabilir. Endüstriyel proseslerden çıkan sıcak sular, termal yağ devreleri ve yüksek sıcaklıktaki proses havası da uygun ekipman kullanıldığında farklı amaçlarla değerlendirilebilir.
Bu nedenle bir geri kazanım projesinin başlangıcında yalnızca tek bir enerji kaynağına odaklanmak yerine tesisin tamamındaki sıcaklık kaynaklarının incelenmesi daha doğru bir yaklaşım oluşturur.
Sistemin çalışma şekli, geri kazanılacak enerjinin yapısına ve kullanılacağı prosese göre değişir. İlk aşamada enerji kaynağının sıcaklığı, debisi, basıncı ve çalışma süresi belirlenir. Daha sonra elde edilen enerjinin hangi noktada kullanılabileceği ortaya konur.
Sıcak gazdan suya enerji aktarılacaksa uygun bir eşanjör veya ekonomizer tasarlanabilir. Gazdan havaya aktarım yapılacaksa plakalı veya borulu reküperatör değerlendirilebilir. Buhar tesislerinde ise kondensden ayrışan flaş buharın kullanılacağı basınç seviyesi incelenerek uygun tank ve bağlantı düzeni oluşturulabilir.
Bu sistemlerin başarısı yalnızca cihaz seçimine bağlı değildir. Kaynak ile kullanım noktası arasındaki sıcaklık farkı, debi değerleri, basınç kayıpları ve ekipmanların birbirleriyle uyumu da performansı doğrudan etkiler.
Eşanjörler, sıcak bir akışkanın taşıdığı enerjiyi başka bir akışkana aktarmak için kullanılan temel geri kazanım ekipmanlarındandır. Sıcak su, yağ, gaz veya başka bir proses akışkanı bir tarafta hareket ederken enerjiye ihtiyaç duyan akışkan diğer taraftan geçirilir.
Borulu eşanjörler yüksek sıcaklık ve basınç şartlarına göre özel olarak boyutlandırılabilir. Plakalı eşanjörler ise özellikle sıvı-sıvı uygulamalarda kompakt çözümler sunabilir. Spiral eşanjörler de belirli proses şartlarında alternatif bir yapı oluşturabilir.
Eşanjör seçimi yapılırken yalnızca ısı transfer kapasitesi değil, akışkanların kimyasal özellikleri, basınç kaybı, bakım ihtiyacı ve mevcut tesisat bağlantıları da incelenmelidir.
Ekonomizer sistemleri, özellikle kazan çıkışında bulunan sıcak baca gazının enerjisinden yararlanarak besleme suyunun ön ısıtılmasına yönelik kullanılır. Sıcak gaz boru yüzeylerinden geçerken enerjisinin bir bölümünü boru içerisindeki suya aktarır.
Bu yöntem sayesinde kazan sistemine daha yüksek sıcaklıktaki su gönderilmesi mümkün olabilir. Ekonomizerin kapasitesi belirlenirken baca gazının sıcaklığı ve debisi ile su tarafındaki debi, giriş sıcaklığı ve basınç değerleri birlikte hesaplanır.
Düz borulu, dirsek dönüş borulu veya kanatlı borulu farklı ekonomizer yapıları tesisin fiziksel şartlarına göre tasarlanabilir. Baca gazının taşıdığı partiküller ve bakım gereksinimleri de ürün geometrisi oluşturulurken dikkate alınmalıdır.
Reküperatörler, sıcak egzoz havasının taşıdığı enerjiyi başka bir hava akımına aktarmak amacıyla kullanılan geri kazanım ekipmanlarıdır. Özellikle fırın, kurutma ve yüksek sıcaklıklı proseslerde sıcak gazın doğrudan dışarı atılması yerine yeni hava akımının ön ısıtılmasında kullanılması mümkündür.
Plakalı reküperatörler, iki hava akımının ayrı kanallardan ilerlediği kompakt yapılardır. Borulu reküperatörler ise daha yüksek sıcaklıkların bulunduğu endüstriyel proseslere yönelik farklı konstrüksiyonlarda üretilebilir.
Reküperatör seçiminde hava debisi, sıcaklık seviyesi, izin verilen basınç kaybı, gaz içerisindeki partikül miktarı ve bakım koşulları birlikte değerlendirilmelidir.
Buhar kullanan tesislerde geri kazanım yalnızca baca gazlarıyla sınırlı değildir. Yüksek basınçlı kondensin daha düşük basınç seviyesine geçirilmesi sırasında flaş buhar oluşabilir. Bu buhar uygun bir tank içerisinde kondensden ayrıştırılarak düşük basınçlı buhar ihtiyacının bulunduğu başka bir hatta yönlendirilebilir.
Kondens de tamamen kullanılmaz bir akışkan olarak değerlendirilmemelidir. İçerdiği sıcaklık, sıcak su hazırlama veya ön ısıtma uygulamalarında yeniden değerlendirilebilir. Gerektiğinde kondens ısıtma serpantinleri veya eşanjörler kullanılarak bu enerjinin başka bir akışkana aktarılması sağlanabilir.
Sistemin kapasitesi belirlenirken kondens debisi, giriş basıncı, sıcaklık ve flaş buharın kullanılacağı hattın çalışma koşulları birlikte hesaplanmalıdır.
Atık ısı geri kazanım sistemleri, enerji tüketiminin yüksek olduğu birçok endüstriyel tesiste uygulanabilir. Kazanların bulunduğu üretim tesisleri, yüksek sıcaklıklı fırınlar, kurutma hatları, kimyasal prosesler ve sıcak akışkan kullanılan üretim sistemleri bu uygulamaların değerlendirilebileceği alanlardır.
Demir-çelik, çimento, cam, seramik, gıda, tekstil, kağıt, kimya ve enerji sektörlerinde farklı geri kazanım yöntemleri uygulanabilir. Örneğin bir fırının sıcak egzoz gazı yanma havasını ön ısıtmak için kullanılırken, başka bir tesiste aynı tür enerji su hazırlama amacıyla değerlendirilebilir.
Bu nedenle sektör adı tek başına sistem seçimi için yeterli değildir. Tesisin enerji akışının ve kullanılabilir sıcaklık kaynaklarının ayrıca incelenmesi gerekir.
Bir geri kazanım projesinin doğru şekilde boyutlandırılması için aşağıdaki verilerin belirlenmesi gerekir:
Bu veriler, kullanılacak ekipmanın kapasitesini ve konstrüksiyonunu doğrudan etkiler. Özellikle mevcut bir tesise sonradan kurulacak sistemlerde saha ölçümleri tasarımın önemli bir parçasıdır.
Atık ısı geri kazanım sistemleri imalatı, tesisten dışarı çıkan kullanılabilir enerjinin uygun bir ekipman aracılığıyla başka bir kullanım noktasına aktarılmasını sağlayacak sistemlerin projelendirilmesi ve üretilmesini kapsar. Eşanjör, ekonomizer, reküperatör, flaş buhar tankı ve serpantin gibi ekipmanlar, enerji kaynağının karakterine göre ayrı ayrı veya birlikte kullanılabilir.
Üçgen Enerji Sistemleri Ve Mühendislik Mak. San. Tic. Ltd. Şti., farklı sanayi tesislerinin ihtiyaçlarına göre özel atık ısı geri kazanım sistemleri tasarlamakta ve üretmektedir. Baca gazı, sıcak su, kondens, flaş buhar ve proses havasının sıcaklık, debi ve basınç değerleri incelenerek uygun sistem yapısı belirlenebilir. Yeni tesisler için geliştirilen projelerin yanı sıra mevcut üretim hatlarına sonradan entegre edilecek geri kazanım sistemleri için de proje bazlı çözümler oluşturulabilir.
Gemi kuleri imalatı, deniz araçlarında çalışan motor, yağlama devreleri, yardımcı makineler ve çeşitli ekipmanların oluşturduğu ısının kontrollü biçimde uzaklaştırılması için kullanılan denizcilik tipi ısı değiştiricilerin üretimidir.
Box kuler, kutu kuler ve box cooler imalatı, özellikle gemilerde deniz suyundan yararlanılarak motor, yağlama devresi, yardımcı makineler ve farklı soğutma sistemlerinde bulunan akışkanların sıcaklığının düşürülmesi amacıyla kullanılan özel denizcilik ekipmanlarının üretimini kapsar.
Buhar radyatörü imalatı, buhar enerjisinin hava veya uygun bir proses akışkanına aktarılması amacıyla kullanılan endüstriyel radyatörlerin proje şartlarına göre üretilmesini kapsar.
Ram eşanjörü imalatı, tekstil sektöründe RAM makineleri ve ramöz hatlarından çıkan yüksek sıcaklıktaki egzoz havasının taşıdığı enerjinin yeniden değerlendirilmesine yönelik özel ısı transfer ekipmanlarının üretilmesini kapsar.