ısı yalıtımının enerji kayıpları açısından incelenmesi

B a k ı m
T e k n o l o j i l e r i K o n g r e s i v e
1 6 - 1 9 E k i m 2 0 0 3 - D e n i z l i
S e r g i s i
ISI YALITIMININ ENERJİ KAYIPLARI AÇISINDAN İNCELENMESİ
HARUN KEMAL ÖZTÜRK
ÖZET
Enerji tüketiminin artması, ve enerji kaynaklarının oluşan tüketimi karşılamakta yetersiz kalması bir
yandan yeni enerji kaynaklarının araştırılmasını ön plana çıkarırken, diğer yandan enerjinin daha
tasarruflu bir şekilde kullanılmasını zorunlu hale getirmiştir. Enerji tasarrufu denildiğinde, üretimden ve
konfordan ödün vermeksizin enerji tüketimini azaltmak akla gelmektedir. Bu konuda bir çok şeyin
yapılabileceği açıktır. Bunların başında da yalıtım gelmektedir. Yalıtım yaparak, büyük miktarlarda enerji
tasarrufu sağlayabilmek mümkündür. Yalıtımın ilk yatırım giderlerinin düşük olması da bu yöntemin
uygulanabilirliğini artırmıştır. Diğer yandan bazı durumlarda bu, işçi sağlığı açısından da önemlidir.
1.
GİRİŞ
Türkiye ekonomisi, bugün dünyanın en büyük 16. ekonomisidir ve son yıllarda krizler, enflasyon ve
büyük oranlarda devaliasyon yaşamış olmasına rağmen, ekonomisi çok dinamik ve büyüyen bir
ekonomidir. 2000 yılında yaşanan krizin ardından, 1999 yılındaki Gayri Safi Milli Hasılası (GSMH), 200
Milyar ABD Dolardan, 2001 yılında 148 Milyar ABD Dolarına düşmüştür. Kişi başına düşen gelir ise
2001 yılında 2500 ABD dolara olarak gerçekleşmiştir. 2002 ve 2003 yıllarında ekonomide yeniden bir
toparlanma görülmüştür. 2002 yılında GSMH 180 Milyar ABD dolara çıkmış, 2003 yılında ise 239
Milyar ABD dolara çıkacağı beklenmektedir. Kişi başına düşen milli gelirin ise 2003 yılında 3374 ABD
dolara çıkacağı ön görülmektedir (Milliyet, 2003).
Türkiye’nin nüfus artışı ise son 20 yıldır %1.6 lık artış ile OECD ülkeleri ortalamasının üstünde bir artış
göstermiştir. Nüfusun %30’u 15 yaşın altındadır ve %52 si kentsel bölgelerde yaşamaktadır.
Ekonomideki büyüme sonucunda, 1981 yılında ihracatın GSMH içindeki payı %4 iken bu oran 2002
yılında %20 ye yükselmiştir. Aynı yıllar arasında ithalatın payı ise %12 den %28’e çıkmıştır.
Yapılan çalışmalar enerji tüketimindeki artışta en büyük payın GSMH olduğunu göstermiştir. Bunun
yanısıra nüfus artışı, endüstrileşme, hayat standardındaki yükselme, genç nüfusun genel nüfus içindeki
payı ve kentselleşme de enerji tüketimini etkilemektedir. Türkiye’nin enerji tüketimi de bütün yukarıda
sayılan nedenlerden dolayı son 30 yıl içinde ortalama %4 bir artış ile OECD ülkeleri içinde en hızlı artışa
sahip olmuştur. Hesaplamalara göre bu artış 2000-2005 yılları arasında %8, 2005-2020 yılları arasında
%5.8, 2010-2020 yılları arasında da %5.9 olacaktır (IEA, 2001).
2.
ENERJİ YÖNETİMİ VE ENERJİ TASARRUFU
Enerji tüketimindeki artışa rağmen ne yazık ki aynı oranda üretim artışı sağlanamamıştır. Tüketim
karşısında üretimin aynı oranda artırılamaması, Türkiye’yi enerji açısından dışa bağımlı bir hale
getirmiştir. Bu kıskaçtan kurtulabilmek için yapılması gereken; bir yandan enerji üretimini artırmak, diğer
yandan da enerjideki tüketimi azaltmaktır. Enerji tüketimini azaltırken üretimden ve konfordan ödün
vermemek gerekir.
Enerji tüketiminin sağlanabilmesinin en önemli, bir sistem içinde enerji yönetim programının
uygulanmasıdır. Bu şekilde büyük ölçüde enerji tasarrufu sağlanabilir. Türkiye’de değişik kuruluşlarca
tek tek yürütülen enerji tasarrufu çalışmalarının, belirli bir düzen ve program içinde uygulamaya
konulması ile önemli ölçüde başarıya ulaşılması mümkündür. Tasarruf çalışmalarının ülke koşullarına
uygun, enerji planları ile uyum içinde olması ve gerçek durumu yansıtması bu programın başarısı için
zorunlu bir koşuldur (Yücel, 1992).
B a k ı m
3.
T e k n o l o j i l e r i K o n g r e s i v e
1 6 - 1 9 E k i m 2 0 0 3 - D e n i z l i
S e r g i s i
ISI YALITIMI VE YALITIM MALZEMELERİ
Isı yalıtımı; sıcak ve soğuk boru hatlarında, ısı kaybı veya ısı kazancı olan sistemlerde ve tesislerde,
binalarda, konutlarda çok fazla yatırım yapmadan büyük ölçüde enerji tasarrufunun sağlanabileceği bir
tasarruf yöntemi olarak düşünülebilir. Yalıtımın ilk yatırım maliyetleri çok düşük, geri ödeme süresi çok
kısadır. Bu nedenle yalıtım en pratik enerji tasarruf yöntemi olarak ortaya çıkmaktadır. Yalıtım yaparak
bir yandan ısı kaybı/kazancı sağlanırken bir yandan da özellikle yüksek sıcaklıkta çalışılan bölgelerde
çalışan işçilerin sağlıklıları açısından ısı yalıtımı yapmak son derece önemlidir.
Isı yalıtım malzemelerinden istenen en büyük özellik, düşük ısı iletkenlik katsayısına sahip olmalarıdır Isı
iletkenlik katsayısının sıcaklıkla değişmesi nedeni ile özellikle yüksek sıcaklık yalıtım uygulamalarında
dikkat edilmesinde büyük yarar olacaktır (Şekil 1).
Şekil 1. Farklı yalıtım malzemelerinin ısı iletkenliklerinin sıcaklıkla değişimi
Isı iletkenlik katsayısı azaldıkça, hem ısı kaybı/kazancı hem de ısı yalıtım kalınlığı azalacaktır. Isı yalıtım
malzemelerinin seçiminde dikkat edilmesi gereken konular şu şekilde sıralanabilir:
1.
2.
3.
4.
Değişik İşletme Sıcaklıklarına Dayanım
Fiziksel Mukavemet
Basma Mukavemeti
Mekanik Mukavemet
B a k ı m
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
T e k n o l o j i l e r i K o n g r e s i v e
1 6 - 1 9 E k i m 2 0 0 3 - D e n i z l i
S e r g i s i
Zararlı Emisyon Yaymamak
Yanma Direnci
Korozif Etkilere Dayanım
Yalıtım Kalınlığı ve Ağırlığı
Kimyasal Etkilere Karşı Direnç
Neme Karşı Duyarlılık
Kullanılabilirlik
Ekonomiklik
Bütün yukarıda sıralanan maddelerin yanı sıra yalıtım malzemelerinin kolay ve ucuz olarak bulunması,
uygulamanın yapımında bir zorlukla karşılaşmamak gibi ikincil etkilerde göz önünde bulundurulmalıdır.
Yalıtım malzemesi seçerken, yalıtım malzemelerinin özelliklerinin yanı sıra, işletme şartları da büyük
önem taşır. Bu nedenle şu konulara da yalıtım yaparken dikkat edilmesi gerekir:
a)
b)
c)
d)
e)
f)
İşletme Sıcaklığı
Ortam Şartları
Yalıtımın Zarar Görme Riski
İşletme Şekli
Sıcaklık Farkı
Hava Hareketleri
4.
ISI YALITIMINDA DİKKAT EDİLMESİ GEREKEN NOKTALAR, BORU VE BORU
BAĞLANTI ELEMANLARININ YALITIMI
Isı yalıtımı yaparken 60 oC’nin üstündeki bütün yüzeylerin ve 50 oC nin üstündeki ekonomik olan
yüzeylerin yalıtması enerji tasarrufu açısından son derce önemlidir. Yalıtım yaparken bütün yüzeylerin
yalıtımı gerekir. Bazı bölgelerin yalıtılmaması durumunda bu bölgelerden olan ısı kaybı artacaktır.
Yalıtım yapılan bölgelerin uzun süre özeliklerini kaybetmemeleri için, yalıtılan bölgelerin dış etkilere
karşı korunmuş olması gerekir. Eğer üst üste yalıtım yapılacaksa iki yüzeyin üst üste iyi bir şekilde
oturmasının mutlaka sağlanması gerekir. Eğer borular tutucular kullanarak bir yere monte edilmiş ise, bu
tutuculardan çevreye olacak ısı kayıp/kazancını önlemek için tutucuların yalıtkan malzemelerden
yapılması uygun olacaktır.
Ülkemizde boru sistemlerinde yalıtım uygulamaları yapılmasına rağmen özellikle boru bağlantı
elemanlarında yalıtım yapılmamakta, bu da büyük ısı kayıplarına neden olmaktadır. BU nedenle boruların
yanı sıra flaşlar, vanalar gibi boru bağlantı elemanlarının da büyük bir hassasiyetle yalıtılması gerekir.
Vana veya flanşlarda meydana gelebilecek ısı kaybı aynı çapta bir borudan oluşabilecek ısı kaybı
şeklinde ifade edilebilir. Yalıtılmamış bir flanştan meydana gelecek ısı kaybı aynı çaptaki 0.5 m
uzunluğundaki yalıtımsız bir borudan meydana gelen ısı kaybına eşdeğer olacaktır. Yalıtılmamış bir
vanadan meydana gelecek ısı kaybı ise, aynı çapta ve 2.5 m uzunluğundaki yalıtılmamış bir borudaki ısı
kaybına eşdeğer olacaktır. Yalıtımsız flanşların bulunduğu bir boru sistemi, tamamen yalıtılmış benzer bir
boru sistemine göre iki kat daha fazla ısı kaybına sebep olacaktır (EIEI, 1997).
İşletmelerde bakım kolaylığı sağlamak için vana ve flanşlar yalıtımsız bırakılmakta, bu da kayıpları
artırmakta ve yalıtım yapılmasını anlamsız kılabilmektedir. Bu nedenle pratik uygulamalar yapılarak
bakım kolaylığı sağlanabilecek yalıtımlar yapılmalıdır (Şekil 2 a, b).
B a k ı m
T e k n o l o j i l e r i K o n g r e s i v e
1 6 - 1 9 E k i m 2 0 0 3 - D e n i z l i
a)
b)
Şekil 2) Flanş ve vanalar için ısı yalıtım uygulama yöntemleri
S e r g i s i
B a k ı m
5.
T e k n o l o j i l e r i K o n g r e s i v e
1 6 - 1 9 E k i m 2 0 0 3 - D e n i z l i
S e r g i s i
SONUÇ VE DEĞERLENDİRME
Enerji sistemlerinin incelenmesi, enerji harcamalarının ortaya konulması enerji tasarrufu yapıldığında ne
kadar enerji tasarruf edileceği ve bunun işletmeye kazandıracakları hakkında bir fikir verebilecektir.
Bunun için öncelikle mevcut durumun iyi bir şekilde etüt edilmesi gerekecektir. Bunun için de hangi
enerji kaynaklarının hangi ölçülerde kullanıldığının tespit edilmesi gerekir. Bunun yanı sıra üretimtüketim ilişkisi ve ortalama enerji tüketiminden sapmaların da incelenmesi gerecektir.
İkinci olarak yapılması gereken ise, ne kadar enerji tasarrufunun yapılabileceğinin belirlenmesidir. Bunun
yanı sıra enerji tasarrufu yapılabilecek yerlerin belirlenmesi de büyük önem taşır. Bir işletmede enerji
yönetimi yöntemi (burada amaç enerji tasarrufu sağlamaktır) uygularken öncelikle ilk yatırım maliyeti
düşük konularla başlamak gerekir.
Isı yalıtımı ilk yatırım giderlerinin düşük olması nedeni ile en çok uygulanan yöntemdir, fakat bazı
durumlarda işletmelerde flanş, vana gibi bağlantı elemanlarında yalıtım yapılmaması veya yalıtımın
yapılmış olmasına rağmen zaman içinde yalıtımın bozulması nedeni ile büyük ölçeklerde ısı
kayıp/kazançları oluşmaktadır. Bunun önüne geçmek için yapılması gereken şey, yalıtımda bütün
noktaların yalıtılması ve zaman içinde bozulmalara karşı kontrollerin sağlanmasıdır.
KAYNAKLAR
IEA, 2001, Uluslararası Enerji Ajansı 2001 Outlook.
Milliyet, 2003, Ekonomi Servisi, 7 Ağustos 2003.
Yücel, F.B., 1992, Enerji Ekonomisi, Akay Ofset Matbaacılı, Ankara
EİEİ, 1997, Elektrik İşleri Etüt İdaresi Genel Müdürlüğü, Ulusal Enerji Tasrrufu Merkezi, Sanayide
Enerji Yönetimi Esasları