Optimizasyon bina sahiplerine sistem performansını geliştirmede ve kârı yükseltmede yardımcı olur.

Amerika birleşik devletleri enerji bakanlığına göre, endüstriyel tesislerin elektrik yüklerinin % 70?i motor sistemleri tarafından üretilmektedir. Bu motor yükünün yaklaşık % 60?ı işletme fanlarından, pompalardan ve üfleçlerden kaynaklanmaktadır.

Malesef birçok endüstriyel ayarlamada, toplam fan sistemi verimi % 50?nin altına düşebilmektedir. Bazen verimi % 15 veya % 20 mertebelerindeki fan sistemleri işletmelerde kayıplarının ve çok yüksek maliyetlerinin farkına varılmadan yıllarca  kullanılmaktadır. Eski kontrol teknolojileri, işletme şartlarının değişimi ve üretim ihtiyaçlarının çeşitliliği kurulmuş fan sistemlerinde kullanılan enerjinin büyük ölçüde düşürülmesi için fırsatlar yaratmaktadır.

Optimizasyon, şirketlere sistem performansını geliştirmede ve kârı yükseltmede yardımcı olabilir. Fan sistemlerinin optimizasyonu ise ayrıca, kullanım maliyetlerini düşük seviyelerde tutmaya yardımcı olan ve herkes için ücretleri düşüren mevcut kaynakların daha iyi kullanılmasını sağlayabilir neden (örneğin; güç santralleri ve aktarma hatları gibi).

Fan sistemleri problemsiz olabilir ve olmalıdır da. Herhangi bir fan sisteminin yüksek enerji kullanımı veya standart altı bir performansla çalışmasını kabul etmek için herhangi bir sebep yoktur. Optimizasyon projeleri birçok endüstriyel tasarımda bulunan aşırı beslemeden kaçınılmasına ve arızalar - kanal çatlakları sonucu oluşan problemlerin ortadan kaldırılmasına yardımcı olabilir. Enerji kullanımına yapılan ciddi bir tetkik fırsat alanlarını aydınlatabilir.

Enerji girişine karşılık enerji çıkışı

İdeal endüstriyel fan sistemi prosesteki küçük değişiklikler ve küçük çaplı ayarlamaları sağlayan motordaki az bir yedek kapasite ile proses ihtiyaçlarını karşılayabilir. (Şekil 1)

Enerji giriş çıkışını dengelemek doğal olarak, giren birim miktar için üretilen miktar olarak tanımlanan verimin kontrol edilmesine neden olmaktadır. İki tür verim dikkate alınmalıdır. Bunlar; ekipmanın her bir parçasının özgün verimi ve bütün fan sisteminin verimi. Her iki verime de bir göz atalım:

Ekipman verimi

Ekipman verimi, ekipmanın yapısına (transformatörler kompresörlerden daha yüksek verime sahiptir) ve ekipmanın her bir parçasına ve ne kadar iyi tasarlandığına ve uygulandığına göre çeşitlenir (Şekil 2).

Fan Sistem Verimi

Tüm fan sisteminin verimi göz önüne alındığında her bir ekipmanın verimi denklemin bir parçasıdır (Şekil 3).

Yukarıdaki faktörler dikkate alındığında fan sisteminin çok düşük verimlerde çalıştığı daha açık olarak görülmektedir. Bu tür sistemler elektriği boşa harcadığı gibi, daha ileri problemleri de ortaya çıkarır.

Atık enerjinin fiyatı

Eğer makina yük için fazla büyükse, sistem enerji kayıplarını veya atık enerjiyi yükselterek bu ek enerjiyi kompanse etmelidir. Birçok endüstriyel sistemde, boşa giden enerji miktarı bazen başlangıçta verilen gücün % 50?sinden büyük olmaktadır. (şekil 4)

Üretici olmayan enerji genellikle yıkıcıdır. Fan sistemindeki yıkıcı enerji titreşim, aşırı ses, ısı veya buhar üretebilir. Yüklerine uygunluğu zayıf olan fanlardan kaynaklanan yıkıcı enerji kuvvetle muhtemel fanların zamanından önce bozulmasına sebep olur.

Yıkıcı enerjinin sebep olduğu üretim kayıpları genellikle boşa giden enerji maliyetinden çok daha büyüktür. Yıkıcı enerjinin dolar cinsinden maliyetleri farklı yollarla beyan edilebilir. Bunlar:

• Ekipman bozulmaları
• Boş duran çalışanlar
• Daha fazla defolu ürün
• Üretkenliğin azalması
• Yüksek bakım ve tamir masrafları
• Geç kalınan gönderilerde ödenen cezalar
• Yüksek enerji maliyetleri
• Defolu ürünlerin temizlenmesi ve imhası

Zamanından önceki ekipman hatalarının yanında, yıkıcı enerji operatörler için hayatı çekilmez hale getirmektedir.

Isı ve buhar

Atık ısı ve buhar tesisi daha sıcak ve bunaltıcı hale getirir ve çalışanlarda yorgunluğa sebep olur. Yorgun işçiler hem üretken değildir hem de daha çok hata yaparlar.

Titreşim ve gürültü

Verimsiz makinelerden kaynaklanan aşırı gürültü sadece çalışanların işitmesini harap etmez, tersine çalışanların tüm sağlığını etkileyebilir ve birlikte çalışan işçilerin iletişimini zorlaştırır.

Geniş kapsamlı faydalar

Fan sistemlerinin optimize edilmesi finansal, bakım ve çevresel açıdan sayısız faydalar sağlayabilir.

Finansal/kurumsal ve üretim faydaları

Karları artırırken parayı ve enerjiyi korur, ürün kalitesini artırır, daha az arıza süresi sayesinde üretkenliği geliştirir, mevcut ekipmanların daha iyi kullanılması sayesinde yeni ekipman alınmasının önüne geçer, hurdayı azaltır ve kurumun enerji verimliliği ve maliyet düşürme hedeflerini karşılar.

Bakım ve güvenlik faydaları

Çalışanlar için daha güvenli ve daha hoş bir çevre sağlar, daha temiz iç ortam havası ve düşürülmüş gürültü seviyesi ile çalışanların sağlığını yükseltir, daha az bakım endişesi ile karşılaşılır (rulman problemlerini ve kanallardaki gerilme çatlaklarını içeren), susturuculara olan ihtiyacı azaltır ya da bitirir, güvenilir enerji tasarrufu verilerine göre yeni ekipmanları ayarlar, daha düzenli hava akışı sayesinde işlemin kontrolünü geliştirir, filtrelerin, serpantinlerin, susturucuların ve kanalın daha düzgün hava hızı sayesinden performansını artırır ve sistemin dayanıklılığını yükseltir.

Çevresel/sosyal faydaları

İşletmenin partikül ve kirletici madde salınımlarını düşürür, enerji tasarrufu yaparak limitli fosil yakıt kaynaklarının kullanımını azaltır, daha az yeni güç santralleri ve taşıma hatları yapılmasını sağlar, elektrik ücretini azaltır ve yerel güç santrallerindeki karbondioksit ve diğer sera gazlarının salınımını azaltır.

Optimizasyon olanakları

Aşağıdaki alanlar fan sistemlerinde çabuk geri ödeme olanakları sunabilirler:

• Sabit pozisyon damperi
• Gaz kelebeği kontrolü
• Santrifüjlü fanlar
• Zayıf kanal bağlantıları

Mühendislerin bir tesiste aşağıda belirtilen şartlara dikkat etmesi gerekir:

• Verilen uygulama için çok büyük olan fan sistemi. Bu tür sistemlerde, kanallar damperler sayesinde kapatılarak akışın kabul edilebilir düzeylere inmesi sağlanır.
• Değişken akış gereksinimleri olan ve verimsiz kontrol stratejilerine sahip 5 yıldan yaşlı herhangi bir fan sistemi. Dayanıklı ayarlanabilir hız sürücüleri (AHS) son dönemlere kadar mevcut değildi. AHS?ler akışın değişken olması gereken bütün sistemler için iyi bir yatırım olacaktır. Gereksinimlerdeki değişim nedeniyle eğer egzoz fanı çok büyükse, kayış tahrikli fanları kasnak oranının değiştirerek yavaşlatmak daha uygun maliyetli olabilir.
• Hemen girişinde yada çıkışında dönüş yada damper olan fan monte etmek. Bu savurgan şart, sistem etkisi denilen, fanın kapasitesinin % 30 veya daha fazlasını çalabilir.

Verim

Hesaplama

Mühendisler, herhangi bir makinenin verimini aşağıda gösterildiği gibi giren birim enerji için çıkan iş miktarı olarak tanımlamaktadırlar.

Verim ondalık veya yüzde olarak ifade edilebilir. Eğer yüzde olarak ifade edildiyse, yukarıdaki denklem 100 ile çarpılır. Örneğin, 0.46 ve % 46 aynı değeri göstermenin iki farklı yoludur.

Verim genellikle birimsizdir, fakat bazen birimi olabilir. Bu gibi durumlarda, verim kWh/cihaz veya başka terimlerle ölçülebilir.

Toplam verim, sistemdeki her bir bağımsız parçanın verimlerinin çarpımıdır. Bu durum için sistem verimi şu şekildedir:

Başka bir deyişle, verimler birbirine zincir gibi bağlıdır. Katolog verilerinden bulunan motor, sürücü ve fan verimlerine önceden aşinasınızdır. Kontrol verimi, damperler gibi kontrol cihazlarından geçerken oluşan kayıpları dikkate alır. Tesisat verimi, sistem etkilerine bağlı olarak maruz kalınan kayıplara atıfta bulunmaktadır.

Figure 1. balancing input energy with process needs

Şekil 1. işlem ihtiyaçları ile giriş enerjisinin dengelenmesi

Achieving a match---------------- karşılaşmayı kazanma

Input energy---------------- giriş enerjisi

Process needs------------- işlem ihtiyaçları

Achieving a match-------

Figure 2. typical equipment efficiencies

Şekil 2. tipik ekipman verimleri

Equipment efficiency---------- ekipman verimi

Transformers ------------------ transformatörler

Motors------------------motorlar

Boilers------------ kazanlar

Pumps-------------- pompalar

Fans/blowers-------- fanlar/üfleçler

Compressors------------ kompresörler

High efficiency -------- yüksek verim

Standart efficiency------- standart verim

Poorly applied -------------- zayıf uygulama

Figure 3. fan system efficiency. The efficiency of the system is the product of the efficiencies of the individual components.

Şekil 3. fan sistem verimi. Sistem verimi herbir ayrı ekipmanın verimlerinin çarpımıdır.

Fan system efficiency------------ fan sistem verimi

Plant power %100--------- tesis gücü %100

Motor loss %5 -------------motor kaybı %5

%95 left---------------- kalan %95

Drive loss %5--------- sürücü kaybı %5

%90 left--------------- kalan %90

Fan loss %35------------ fan kaybı %35

%58 left----------------- kalan %58

System damper loss %50------------ sistem damper kaybı %50

%29 left----------------- kalan %29

Motor ---------------- motor

Belt drive --------------kayış sürücüsü

Fan-----------------fan

Process------------ işlem

Figure 4. input vs. Output of a typical plant system

Şekil 4. tipik tesis sisteminde girişe karşılık çıkış

Typical plant system--------- tipik tesis sistemi

Input energy ------------ giriş enerjisi

Process needs ------------ işlem ihtiyaçları

Wasted energy------------ atık enerji