Binalarda Enerji Tasarrufu Yapmanın Düşük Maliyetli Yolları

Her bütçenin erişebileceği ‘kolay hedefler’i tanımlamak

Yazan: Kenneth M. Elovitz, HPAC Engineering

Çeviren:Meriç Noyan Karataş

Yeni binalar enerji verimli tasarımlar içim imkânlar sunarken, var olan binalar enerji tasarrufu için düşük veya sıfır maliyetli iyileştirme tedbirleri sunmaktadır.  Aşağıda buna ilişkin birkaç fikir verilmektedir.

Mckyartstudio/iStock/Thinkstock

Bina Enerji Kullanımını Analiz Edin

Bir binanın enerjiyi nasıl kullandığını anlamak (ısıtma, soğutma, aydınlatma, proses yükleri vb.) enerjinin daha verimli nasıl kullanılacağının belirlenmesinde faydalı bir adım olabilmektedir.  Büyük tüketicilerin kayda değer tasarruf elde edebilmeleri için sadece ufak değişiklikler veya iyileştirmeler yapmaları yeterli olabilmektedir. Aynı zamanda, daha küçük kullanıcılar da göz ardı edilmemelidir – biraz oradan biraz buradan derken tasarruf büyümektedir. “Bina Enerji Kullanımının Analiz Edilmesi” bölümü, bina enerji kullanımını analiz etmek amacıyla elektrik faturaları için basit bir teknik ve iklim verileri sunmaktadır.

Ndore/iStock/Thintock

Su Basıncını Azaltın veya Düşük-akımlı Musluk ve Duş Başlığı Kullanın

Bu popüler tedbir çok eskilere dayanmaktadır, fakat her zaman zekice midir? Eğer insanlar dişlerini fırçalarken veya tıraş olurken musluğu açık bırakıyorlarsa, düşük-akımlı musluklar sudan (ve sıcak su eldesi için enerjiden) tasarruf ettirmektedir. Ama asıl odak noktası, müsrif uygulamaları daha az müsrif hale getirmek mi, yoksa bu müsrif uygulamaların arkasındaki davranışı değiştirmek mi olmalıdır?

Düşük akımlı musluklar çamaşır makinası veya küveti doldurmak gibi belli bir hacimde su gerektiren işlerde su veya enerji tasarrufu sağlamamaktadır. Düşük-akımlı musluklar sabunlu elleri yıkamak gibi işler için gerekli olan su kullanımını da azaltmamaktadır; aksine kullanıcıyı provoke etmekte ve eğer akıntı özellikle yavaş ise, daha fazla su kullanımına bile sebep olabilmektedir. Sabunlu yüzü durularken birleştirilmiş bir avcu yeterli su ile doldurmak için ekstradan iki veya üç saniye beklemek bile sonsuzmuş gibi gelebilmektedir.

Düşük akımlı duş başlıkları tartışmaya açıktır. Birçoğu çok dar kapsama alanı sağlamaktadır ve kullanıcıyı tamamen durulanabilmek için ‘dans etmeye’ mecbur bırakmaktadır. Diğerleri ise gür şaçlı bir kafadan şampuanı arındırmaya yetmeyecek kuvvette su püskürtmektedir; su, başlıktan çıkarken fark edilebilir aşağı yönlü bir ark oluşturmaktadır. Ve sonrasında duşun kullanıcının arzu ettiği temassal deneyimi sağlayıp sağlamadığı sorusu ortaya çıkmaktadır.

Düşük-akımlı duş başlıklarının gerçekte tasarruf ettirdiği su miktarı belirsizdir. Bazıları, kullanıcıların daha uzun duş alarak düşük akımı kompanse ettiklerini düşünmektedir. Bağımsız bir kuruluş olan “Maximum Performance (MaP)” tarafından yapılan araştırma raporu  bu etkinin boyutunu sorgulamaktadır, fakat su tasarruflarının çok büyük olmayacağını kabul etmektedir. Eğer su tasarrufları kayda değer değilse, kullanıcıya istedikleri tatmini yaşatmamak niye? Belki de kullanıcılar tatmin edici bir duşta ucu ucuna işlevini yerine getiren düşük-akımlı bir duşa göre oyalanmaya daha meyillilerdir. Tabii ki, düşük-akımlı duş başlıkları bu gibi durumlarda su tasarrufu sağlamaktadır, fakat aynı zamanda kullanıcıyı memnun edici bir deneyimden mahrum bırakmaktadırlar. Bu istenen türde bir dengeleme midir?

nimis69/iStock/Thinkstock

Buhar Kazanı Basıncını Düşürün

Kazanlar işlemin gereksinimlerini karşılayabilmek için çeşitli buhar basınçlarında çalışmaktadırlar. Bazıları geçerli bir sebep olmaksızın (muhtemelen geçmişten gelen alışkanlıklar sebebiyle) gereğinden yüksek basınçlarda çalışmaktadırlar. Peki buhar basıncını düşürmek enerji tasarrufu sağlar mı?

Buhar basıncını düşürmenin en yaygın sebebi kaçaklardan kaybedilen buhar debisinin daha az olmasıdır. Örneğin, “Buhar Verimliliğinin İyileştirilmesi” 34. sayfa Şema 4.1;  1/16-inch çaplı bir orifisin 50 psig’de saatte 7.4 lb buhar kaçırdığını, fakat bunun 15 psig iken saatte sadece 3.4 lb olduğunu göstermektedir. Kaçağı tamir etmek daha akıllıca olabilir mi?

Diğer bir sebep de basınç düşürücü vanadan (PRV) geçen buharın enerjiyi boşa harcadığına dair olan yanlış inançtır. Buhar kısma ısı geçirmez bir işlemdir. Bu da enerji kaybının olmaması anlamına gelmektedir. Örneğin, 50 psig’de (65 psia) doymuş buhar vanaya (PRV) 1,179 Btu/pound ve 298°F’da giriş yaparsa ve 15 psig (30 psia)’de çıkarsa, entalpisi hala 1,179 Btu/pound olacaktır.  Bu sırada sıcaklığı da 280°F olacaktır. Bu yüzden, valfe giren doymuş buhar 30 derecelik bir kızgın buhar olarak çıkacaktır. Bu kızgın ısı iyi midir, yoksa kötü müdür? Duruma göre değişir.

Buharı, az bir miktar kızgınlık  ile sağlamak dağıtma sistemi kayıplarını azaltabilmektedir. Bunun sebebi de boru duvarı içindeki yalıtım filminin R-değeri; içerisinden kızgın buhar geçerken, doymuş/yoğuşmalı buhar geçerkenki değerinin yaklaşık 10 katıdır. Bu yüzden, ısı transferine olan direnç (filmin yalıtım etkisi), boru içerisindeki buharın ortam sıcaklığı ile arasındaki sıcaklık farkının artmasına rağmen  daha güçlü yalıtım sağlayacaktır.

Diğer taraftan, çoğu buharlı ısıtma uygulaması (radyatör ile alan ısıtması, klima santrali serpantinleri, veya buhardan sıcak suya dönüştürücü ve konut su ısıtması) yoğuşmalı buhardan ısı transfer ederek çalışmaktadırlar. Kızgın buharı bu gibi uygulamalara sağlamak yüke iletilen ısı miktarını azaltabilmektedir. Kızgın buhar ile kullanılabilir ısı değişim yüzeyinin çoğu, daha henüz faydalı yoğuşmalı ısı transferi olmadan, doygun koşullara buharı soğuturken tükenmektedir.

Hasarlı veya Eksik Yalıtımı Tamir Edin

Kanal ve özellikle boru yalıtımının zamanla hasarlanması kaçınılmazdır. Örneğin, işçiler düzenli olarak yalıtımlı borulara tırmanmakta veya üzerlerine basmaktadırlar. Ulusal Yalıtım Birliği Amerika Birleşik Devletlerindeki yalıtımın yaklaşık yüzde 20 -25’inin hasarlı olduğunu öngörmektedir.

Hasarlı bir ceket ile yalıtım nem ve su girişine eğilimlidir. Yalıtımda sıkışmış su yalıtım değerini düşürürken, yalıtımın altında kalmış su korozyonu tetiklemektedir. Soğuk sistemlerdeki hasarlı yalıtım küf oluşumuna sebebiyet verirken, sıcak sistemlerdeki hasarlı yalıtım kişilerde yanık riskini artırmaktadır. Bu sebeple, hasarlı yalıtımı onarmak enerji tasarrufu ve boru ömrünün uzamasını sağlar.

Aydınlatma Kontrollerini Kullanın

Seneler önce elektrik ucuzdu ve floresan lambalar pahalıydı. Şimdiyse, elektrik pahalı ve floresan lambalar nispeten daha uygun.

İnsanlar bir odaya giriş yaptıklarında ışıkları yakan ve odadan ayrıldıktan sonra ışıkları kapatan sensörler nispeten küçük bir yatırımla enerji tasarrufu sağlayabilmektedirler. Eğer armatür balastları (floresan lambalar için) veya güç kaynakları (LED armatürler için) kısma sağlayabiliyorlarsa, ofislerdeki doğal aydınlatmadan faydalanabilmek için elektrik lambalarını kısan veya kapatan gün ışığı sensörleri de uygun maliyetli olabilmektedir.

Tipik floresan lambalarının 3 saat açık ve 20 dakika kapalı olma döngüsüne bağlı olarak 20,000 yanma saatlik ömrü vardır. 20,000 saat tipik bir ofis kullanımı için yaklaşık sekiz seneye tekabül etmektedir.

Floresan lambalarının kapatıp açmak lambanın ömrünü azaltmaktadır. Floresan lambalarını başlatıp çalıştırmak için kullanılan elektrotların minicik bir kısmı her bir başlangıçta buharlaşmaktadır. Bu buharın bir kısmı ampul duvarında birikmektedir ve bu da floresan lambalarının uçlarının zaman içinde siyahlaşmasının sebebidir. Yeteri kadar elektrot buharlaştığı zaman, lamba artık çalışamaz hale gelmektedir. Yitmiş elektrotlar floresan lambası arızalarının en yaygın sebebidir.

1988’de araştırmacılar daha kısa döngülerde ışık yakmanın lamba ömrünü 7,400 yanma saatine düşürdüğünü bildirmişlerdir. Bu da 6 yıllık tipik ofis kullanımına denk gelmektedir çünkü aydınlatma sensörleri tarafından yönetilen lambalar belli bir programa tabi lambalara göre günlük daha az yanmaktadır. Görünen o ki endüstri, aydınlatma sensörleri tarafından kontrol edilen ışıklar için minimum 10-15 dakikalık açık kalma zamanının lamba ve enerji maliyetleri arasında pratik bir denge sağladığı konusunda fikir birliği içindedir.

“Akıllı” Uzatma Kablolarından Edinmeyi Düşünün

Bilgisayarlar, yazıcılar, fotokopi makineleri ve şarj istasyonları kapalı oldukları durumlarda bile ufak miktarda enerji tüketen cihazlardan sadece bazılarıdır. Trafosu olan her bir cihaz, cihazın bağlı veya şarjda olması fark etmeksizin fişe takıldığı anda enerji tüketmektedir. Elektrik idareleri bu asalak kayıpların bir tesisteki elektrik kullanımının yüzde 10’u kadarından sorumlu olduğunu tahmin etmektedirler.

ANSI/ASHRAE/IES Standard 90.1 Bölüm 8.4.2, 2010 versiyonu, Energy Standard for Buildings Except Low-Rise Residential Buildings, ofis alanlarında kullanılan elektrik prizlerinin yarısının belli bir periyotta elektriği kesen otomatik bir kontrole sahip olması konusunda çağrıda bulunmaktadır. Bundaki amaç ‘hayalet’ enerji kullanımını azaltmaktır. ANSI/ASHRAE/IES Standard 90.1 2013 versiyonu bunu başarmak için prize takmalı cihazları yasaklamaktadır. Otomatik elektrik kontrolü olmayan binalarda, belirli bir süre sonra veya güç belli bir seviyeye indiğinde takılı olan cihazlara elektriği kesen akıllı uzatma kabloları etkili bir düşük maliyetli enerji tasarruf tedbiri olabilmektedir.

Akıllı uzatma kabloları her yerde uygun olmayabilir. Yedek pili olmayan saatler, buzdolapları, kablosuz modemler ve sinyal güçlendiriciler, ve kullanıcıyı bölmemek için gece güvenlik güncellemeleri yüklemeye programlı bilgisayarlar otomatik olarak kapanmayan güç kaynaklarına bağlanmaları gerekmektedir.  

Sıcak / Soğuk Su Sıcaklığını Yeniden Ayarlayın

ANSI/ASHRAE/IES Standard 90.1-2013, Bölüm 6.5.4.4; 300 MBH’den daha büyük kapasiteli sistemlerde soğuk ve sıcak su sıcaklığının yeniden ayarlanması yönünde çağrıda bulunmaktadır. Bu strateji chiller çalışma verimliliğini artırarak ve gereksiz nem alımını azaltarak enerji tasarrufu sağlamaktadır.

Fakat istenmeyen sonuçlar için de dikkatli olunmalıdır. ANSI/ASHRAE/IES Standard 90.1-2013,  nem kontrolünü riske attığı durumlarda, örneğin bir konferans odasında veya diğer yoğun nüfuslu iç ortamlarda,  soğuk su sıcaklığının yeniden ayarlanmasının gerekli olmadığını da kabul etmektedir. Diğer taraftan standart, artırılmış pompa ve fan enerjilerinin istenmeyen olası sonuçlarını tanımamaktadır. Bir soğutma serpantini için, soğuk su sıcaklığının artırılması; besleme havası sıcaklığının ve dış ortam sıcaklığı ile değişmeyen yükleri karşılamak için gerekli olan hava debisinin artması olarak geri dönecektir. Fan enerjisindeki herhangi bir artışın çiller enerjisindeki tasarruf ile karşılamadığına dikkat ediniz. Aynı zamanda, yüksek basınç kontrolü ile dış hava sıcaklığı düştükçe hava soğutmalı çiller verimliliği artmaktadır, yani soğutulmuş su sıcaklığının yeniden ayarlanması ile elde edilen tasarrufun az olabileceği unutulmamalıdır. 

Sıcak su sıcaklığının yeniden ayarlanması genellikle mahal ısıtması ve yükü dış hava sıcaklığı veya tanımlanmış bir ayar parametresine göre değişen diğer sistemler için harika bir fikirdir. Dağıtım boruları yoluyla ısı kaybını, daha geniş açık kalan kontrol valfleri yoluyla basınç düşüşünü azaltmaktadır. Sıcak su sıcaklığının yeniden ayarlanması ayar parametresinden bağımsız yükler için iyi bir fikir değildir. VAV kutularının reheat serpantinleri buna iyi bir örnektir. Bir konferans odasındaki reheat yükü muhtemelen dış hava sıcaklığı 65°F - 70°F arasındayken en yüksektir, çünkü konferans odasının ısıtma ve soğutma yüklerinin bina zarfı tarafından oluşan bölümü neredeyse sıfıra yakın olacağından, reheat yükü maksimuma yakındır.

Kapanış

Binalarda enerji tasarrufu yapmanın birkaç düşük veya sıfır maliyetli yolunu sunduk. Bunlardan bazıları enerji tasarrufu işinin ilk başladığı 1970’lerdeli yakıt ambargolarından beri vardır. O zamanki gibi, mühendisler enerji-tasarrufu fırsatlarını değerlendirmeli ve performansı riske atmadan bu tasarrufların erişilebilir olduğu konusunda kendilerini ikna etmelidirler.