Energy Saving Applications in Pump and Pumping Systems

Yıl 2017, Cilt: 58 Sayı: 687, 1 - 16, 04.08.2017

Galip Kürşat Şenol Cuma Karakuş

Öz

One of the biggest signs of the development level of countries is the efficient usage of energy. With
energy efficiency, taking the rapidly consumed primary energy resources under control is aimed
worldwide. In our country, approximately one fifth of the industrial electricity is consumed by the
pumps. The most common mistake in the systems with the pumps are the wrong pump selections and
wrong pumping system designs. It is possible to provide a high amount of energy saving potential
with improvements in these types of systems. In this study, energy-saving potential in the pumps and
pumping systems used in water treatment units operating in iron-steel industry is examined. As a result
of the examinations made, centrifugal pump flow rate was seasonally bound to the operator initiative
and was working with double and three pumps before the improvements, after the improvements,
pumping system is taken out of the operator control and instead, an automation program is adapted to
the system. Set temperature value is determined for the cooling system and by operating the pumps
with variable speed with the help of the frequency convertor; water flow rates which will keep the
set temperature value fixed is pumped to the system. As a result, energy consumption is reduced
from approximately 240 kWh to 109 kWh in winter conditions and approximately from 347 kWh to
125 kWh in summer conditions, in total, annual value of 2.241.000 kWh is reduced to 920.000 kWh
annual values. The system improvement investment cost is 266.685 TL and the payback time which
will be paid off by the energy-saving is calculated as 11 months.

Anahtar Kelimeler

Pump, energy efficiency, pumping system, frequency convertor, high efficiency electric motors

Pompa ve Pompaj Sistemlerinde Enerji Tasarrufu Uygulamaları

Öz

Ülkelerin gelişmişlik seviyelerinin en büyük göstergelerinden biri verimli enerji kullanımıdır. Dünyada enerji verimliliği ile birincil enerji kaynakları rezervinin hızla tükenmesinin kontrol altına
alınması hedeflenmektedir. Ülkemizde sanayide kullanılan elektriğin yaklaşık beşte biri pompalar
tarafından tüketilmektedir. Pompaların çalıştığı sistemlerde sıklıkla yapılan hata, yanlış pompa seçimi ve yanlış pompaj sistemi tasarımıdır. Bu tür sistemlerde yapılacak iyileştirmeler ile yüksek
miktarda enerji tasarrufu elde edilmesi mümkündür. Bu çalışmada, demir-çelik sektöründe faaliyette
bulunan bir işletmeye ait su tesisi ünitesinde kullanılan pompalarda ve pompaj sistemlerindeki enerji
tasarrufu potansiyeli incelenmiştir. İnceleme neticesinde iyileştirme öncesi, santrifüj pompa debisi
mevsimsel olarak operatör inisiyatifine bağlı olarak çift veya üç pompa çalışmakta iken; iyileştirme
sonrası pompa kontrolü operatörden alınmış, yerine ise sisteme otomasyon programı adapte edilmiştir. Soğutma yapılan sisteme, set sıcaklık değeri belirlenip frekans konvertörü ile pompalar değişken
devirli çalıştırılmak suretiyle set sıcaklığını sabit tutacak su debileri pompalanmıştır. Bunun neticesinde enerji sarfiyatı kış koşullarında ortalama 240 kWh’ten 109 kWh’e, yaz şartlarında ise yaklaşık
347 kWh’ten 125 kWh’e düşürülerek, toplamda yaklaşık 2.241.000 kWh/yıl‘dan 920.000 kWh/yıl
değerine düşürülmüştür. Sistem iyileştirme yatırım bedeli 266.685 TL ve elde edilen enerji tasarrufu
neticesinde geri ödeme süresi ise yaklaşık 11 ay olarak hesaplanmıştır.

Anahtar Kelimeler

Pompa, enerji verimliliği, pompaj sistemi, frekans konvertörü, yüksek verimli elektrik motoru

Kaynakça

• 1. Esen, K. 2015. “Türkiye ve Dünyada Elektrik Motorları Enerji Tüketimi ve İlgili Teknik Mevzuat,’’ Elektrik Mühendisleri Odası, 6. Enerji Verimliliği, Kalitesi Sempozyumu ve Sergisi, 4-6 Haziran 2015, Sakarya.
• 2. European Commision. 2001. Study on Improving The Energy Effeciency of Pumps, http://www.watergymex.org/Watergy%20Toolkit/resources/53_Improving%20Energy%20Efficiency%20of%20Pumps.pdf, son erişim tarihi: 18.01.2017.
• 3. Europump, Hydrolic Institute. 2001. A Guide to LCC Analysis for Pumping Systems, ISBN: 9781880952580,Office of Industrial Technologies Energy Efficiency and Renewable Energy, USA.
• 4. Kaya, D.,Yağmur, E. A.,Yiğit, K. S., Kılıç, F. C., Eren, A. S., Çelik, C. 2008. “Energy Efficiency in Pumps,” Energy Convers Management, vol. 49, no. 6, p. 1662-73.
• 5. Moreno, M., Carrion, P. A., Planells, P., Ortega, J. F., Tarjuelo, J. M. 2007. “Measurement and Improvement of the Energy Efficiency at Pumping Stations,” Options Mediterraneennes: Seri B, Etudes et Recherches, vol. I, no. 56, p. 353-366.
• 6. Çuha, D. 2008. “Pompa Santrifüj Pompa Sistemlerinde Enerji Tasarrufu,” http://www.normenerji.com.tr/menuis/Pompa-Sistemlerinde-Enerji-Tasarrufu_250220120226071021274173.pdf, son erişim tarihi: 28.03.2017.
• 7. Yumurtacı, Z., Sarıgül, A. 2011. “Santrifüj Pompalarda Enerji Verimliliği ve Uygulamaları,” TMMOB MMO Tesisat Mühendisliği Dergisi, sayı 122, s. 49-58.
• 8. Çuha, D. 2011. “Santrifüj Pompanın Emme Hattı Nasıl Olmalı,” Gazete Grundfos, vol. March 2011.
• 9. Şen, M. 2011. Santrifüj Pompalar ve Pompa Tesisatı, MAS-DAF Makine Sanayi A.Ş., İstanbul.
• 10. Foray, J. 2014. “Energy Efficiency Considerations in Pumps and Pump Stations,” WSU Extension Energy Program, 14 March 2014, Washington State Universitiy, USA, http://www.energy.wsu.edu/LinkClick.aspx?fileticket=t3ubiA8D8A4%3D&tabid=692&mid=1345, son erişim tarihi: 11.01.2017.
• 11. ABB. “Pompalarda Hız Kontrol Cihazı Uygulamaları,’’ http://slideplayer.biz.tr/slide/2395688/, son erişim tarihi: 24.02.2017.
• 12. T. C. Bilim, Sanayi ve Teknoloji Bakanlığı, Verimlilik Genel Müdürlüğü. 2015. Elektrik Motorlarında Enerji Verimliliği, T. C. Bilim, Sanayi ve Teknoloji Bakanlığı, Ankara.
• 13. Brander, M. 2011. “Electricity-Specific Emmision Factors for Grid Electricity,” https://ecometrica.com/assets/Electricity-specific-emission-factors-for-grid- electricity.pdf, son erişim tarihi: 28.02.2017.