Kazanımızın ne kadar doğalgaz tükettiği değil aslında ne kadar enerji tükettiği önemlidir. Çünkü gaz idaresi enerji satar, tüketilen kWh’i faturalandırır. Fakat kullandığımız toplam enerjiyi bulmak için tükettiğimiz gazın hacmini ölçer. Bunun için gaz sayacı kullanmak durumundadır. m3 cinsinden ölçtüğü bu hacmi, bazı formülleri kullanarak kWh’e yani enerjiye çevirir ki bu formüllerde kullanılan değerler mevsime, havaların durumuna, rakıma vs. göre sürekli değişir.
Her ne kadar kazanımızın tükettiği enerji asıl önemli olandır desek de bazen kazanımızın ne kadar doğalgaz tükettiğini söylememiz icap eder. Tesisatımıza koyduğumuz kazanımızda ne kadar doğalgaz tükettiğinin aslında basit bir hesabı vardır:
Kazanımızın kapasitesini doğalgazın alt ısıl değerine böleriz. Çıkan rakamı da kazan verimine böldüğümüzde ne kadar doğalgaz tükettiğimizi bulmuş oluruz.
V0 : Gaz debisi (m3/h)
Qkazan : Kazan kapasitesi (kcal/h) yada (kW)
ηkazan : Kazan verimi
Halt : Gaz alt Isı Değeri (kcal/m3) ya da (kWh/m3)
V0 , değeri bizim kazanımızın referans koşullarda tükettiği gaz miktarıdır. “Kazanımız, referans koşullarda V0 [m3/h] gaz tüketir” dediğimizde karşımızdaki (genelde bu makam gaz idaresidir) aslında cevabını almıştır. Sırf referans koşullardaki tüketimi kastettiğimizi vurgulamak için [Nm3/h] birimi kullanılır. Bundan sonrası kendisine kalmıştır. Çünkü doğalgaz sayacının ölçtüğü/ölçeceği değerleri enerjiye çevirip faturalandırmak onun işidir.
Yukarıda verdiğimiz formül, aslında, kazanımız için seçilen brülörün gücünü de barındırır:
Qbr : Brülör kapasitesi (kcal/h) yada (kW) olmak üzere
İki bağıntıyı birleştirirsek
eşitliği ortaya çıkar. Tespit ettiğimiz brülör gücünü doğalgazın alt ısıl değerine (8.250kcal/h /m3) bölersek ihtiyacımız olan gaz debisini buluruz.
Fakaaat…. Kullandığımız yakıt gazdır ve gazlar sıcaklık, basınç değerleriyle iyi sıkışabilen yada genleşebilen maddelerdir. Yani gazın sıcaklık, basınç değerlerini değiştirerek tüketilen gazın hacmi, debisi artabilir yada azalabilir. Neticede aynı gücü elde etmiş oluruz ama farklı debiler tüketmiş oluruz. Yukarıdaki formülde 8.250kcal/h’e bölerek bulduğumuz gaz debisi 15ºC gaz sıcaklığı , 1013,25 mbar hava basıncı ve 0 mbar gaz basıncı referans koşullarında elde edilmiş gaz debisidir.
Eğer sıcaklık, hava basıncı, gaz basıncı değerlerimiz yukarıda verilen referans değerlerinden farklıysa sayacın ölçeceği debi miktarı hesapladığımızdan farklı olacaktır. Bu sebeple, gazların hacimlerini(debilerini) tespit etmek için gaz sıcaklığı, hava basıncını, gaz basıncını da hesaba bir şekilde sokmak lazım. Bunu da düzeltme katsayısı ile yaparız. Referans koşullardan farklı bir sıcaklık/basınç değeri söz konusuysa düzeltme katsayısı kullanılır.
EN 676’da (Türkiye’de TS EN 676) üflemeli gaz brülörlerinin yapım ve çalışmalarıyla ilgili genel kurallar ele alınır. Bu standardın 5.7. maddesinde brülörün tüketeceği gazın miktarının nasıl hesaplanacağı anlatılmıştır:
Brülörün Tüketeceği Doğalgaz Miktarı
Referans koşullar baz alınarak (15ºC ve 1013,25mbar) hesaplanan gaz debisi ile gerçekleşen(sayacın ölçtüğü) gaz debisi arasında şöyle bir bağıntı vardır:
V : Sayacın ölçtüğü gaz debisi (m3/h)
V0 : Referans koşullardaki gaz debisi (m3/h)
f : Düzeltme katsayısı
f, düzeltme katsayısı için, EN676 şu formülü vermektedir:
pat : Atmosfer basıncı (mbar)
p : Sayaçtan geçen gazın basıncı (mbar)
tg : Sayaçtan geçen gazın sıcaklığı (ºC)
d : Kuru havaya göre kuru gazın yoğunluğu (kg/m3)
dr : Kuru havaya göre kullanılan gazın yoğunluğu (kg/m3)
Şöyle bir örnek yapalım ve açıklamalarımızı bu örnek üzerinden devam ettirelim:
Buderus SK755 modeli 420kW kazanımız var. Buna uygun brülör seçelim ve doğalgaz debisini bulalım.
İlk olarak kazan kataloguna bakıp kazanın verimini tespit etmemiz gerekiyor. Eğer katalogda bulamıyorsak tam yükteki baca gazı sıcaklığını öğrenip buna göre aşağıdaki tablodan verim değerini tespit edebiliriz.
| KAZAN VERİMLERİ % | |||||
| Baca Gazı Çıkış Sıcaklığı ºC | Yakıt Cinsi ve Alt Isıl Değeri | ||||
| FUEL oil | Motorin | Doğal Gaz | LPG | Kömür | |
| 9700 kcal/kg | 10000 kcal/kg | 8250 kcal/Nm3 | 11600 kcal/kg | 3000 kcal/kg | |
| 140 | 88,6 | 89,6 | 90,4 | 90,9 | 77,9 |
| 150 | 88,1 | 89,1 | 89,9 | 90,4 | 77,7 |
| 160 | 87,6 | 88,6 | 89,5 | 90 | 77,5 |
| 170 | 87,2 | 88,2 | 89 | 89,5 | 77,3 |
| 180 | 86,7 | 87,7 | 88,5 | 89 | 77,2 |
| 190 | 86,2 | 87,2 | 88,1 | 88,6 | 77 |
| 200 | 85,8 | 86,8 | 87,6 | 88,1 | 76,8 |
| 210 | 85,3 | 86,3 | 87,1 | 87,6 | 76,6 |
| 220 | 84,8 | 85,8 | 86,7 | 87,2 | 76,4 |
| 230 | 84,3 | 85,3 | 86,2 | 86,7 | 76,2 |
| 240 | 83,8 | 84,8 | 85,7 | 86,2 | 76 |
| 250 | 83,4 | 84,4 | 85,2 | 85,7 | 75,8 |
| 260 | 82,9 | 83,9 | 84,8 | 85,3 | 75,6 |
| 270 | 82,4 | 83,4 | 84,3 | 84,8 | 75,4 |
| 280 | 81,9 | 82,9 | 83,8 | 84,3 | 75,2 |
| 290 | 81,4 | 82,4 | 83,3 | 83,8 | 75 |
| 300 | 81 | 82 | 82,9 | 83,4 | 74,8 |
| 310 | 80,5 | 81,5 | 82,4 | 82,9 | 74,6 |
| 320 | 80 | 81 | 81,9 | 82,4 | 74,4 |
| 330 | 79,5 | 80,5 | 81,4 | 81,9 | 74,2 |
| 340 | 79 | 80 | 80,9 | 81,4 | 74,1 |
| 350 | 78,5 | 79,5 | 80,5 | 81 | 73,9 |
Örneğimizde, Buderus kazan kataloğundan tam yükte kazanımızın baca gazı sıcaklığının 200ºC olduğunu öğrendik. Yukarıdaki tablodan 200ºC için doğalgaz verim değerine bakarsak %87,6 ‘yı görürüz.
Buna göre
420 kW / 0,876 = 479,45kW kapasitesinde brülör seçmemiz gerekir.
Brülörümüzü kataloğuna bakıp Alarko’dan seçelim:
Alarko’nun kataloğundan 479,45kW ihtiyacımızı ALG 60 modelinin karşıladığını görürüz. Görüldüğü gibi brülör kapasitesinin minimum ve maksimum değerleri vardır. nasıl maksimum değeri tam yük kazan kapasitemizi karşılamalıysa minimum değeri de minimum kazan yüklerimizi karşılamalıdır. Kazanımız sürekli olarak tam yükte çalışmayacağından ALG 60 modelini seçmek uygundur.
Katalogda brülörün minimum 202kW (173,720kcal/h) ve maksimum 580kW (498.800kcal/h) değerleri için doğalgaz tüketimleri de verilmiştir. Yukarıdaki formülümüzü (V0 = Qbr / Halt ) kullanarak bir kontrol edelim:
Minimumda 173.720/ 8.250 = 21,06 m3/h
Maksimumda 498.800 / 8.250 = 60,46 m3/h
değerlerine ulaşırız ki katalogda verilen değerlerle örtüşmektedir. Bizim nominal gücümüz 479,45kW olduğuna göre 479,65 x 860 / 8.250 =49,99 m3/h gaz tüketimi olur.
Katalogdan aldığımız yukarıdaki tablonun altında yazan nota dikkat edelim. Kapasite değerlerinin 15ºC sıcaklık ve 1013,25mbar atmosfer basıncı için verildiği belirtilmiştir. Yani, eğer sıcaklık ve basınç değerlerimiz farklıysa bir düzeltme yapılmasına ihtiyacımızın olduğu açıktır. 479,45 kW lık gücü, sıcaklık ve basınç değerlerine bağlı olarak 49,99m3/h değerinden daha az bir gaz debisi yada daha fazla bir gaz debisiyle sağlamak söz konusudur.
Yine örneğimiz üzerinden gidelim. Diyelim ki kazanımız 1000m rakıma sahip bir yerleşim biriminde olsun. Dış ortam sıcaklığı da 5ºC olsun. Yani kullandığımız gaz da sayaçtan 5ºC sıcaklığında geçiyor olsun. Ayrıca gaz basıncı da 20mbar olsun. Bu durumda yukarıda verdiğimiz düzeltme katsayısı formülünde sayılarımızı yerine koyalım. Ama öncesinde 1000m yükseklikteki hava basıncının ne olduğunu tespit etmek lazım. (Bunun için online hesaplayıcıları kullanabilirsiniz. Örneğin buraya tıklayarak bir hesaplayıcıya ulaşın.) Hesaplayıcıyı kullanarak 5ºC sıcaklık ve 1000m yükseklikte hava basıncının 894,83mbar olduğunu tespit ettik.
f, düzeltme katsayısını 0,9766 olarak buluruz.
V0 = V . f bağıntısını kullanarak,
49,99 = V . 0,98
V= 51,01 m3/h bulunur. Yani referans koşullarda 49,99m3/h ile aldığımız enerjiyi 1000m yükseklikte, 5ºC sıcaklıkta, 20mbar gaz basıncında 51,01 m3/h gaz kullanarak alabiliriz.
Burada gaz basıncı çok etkendir. Eğer 20mbar seviyesinde tüketim yapılıyorsa f, düzeltme katsayısı pratikte uygulanmaz. Zaten yukarıdaki örnekte görüldüğü gibi düzeltme katysayısı 1’e yakın bir değer çıktı. Eğer gaz basıncımız 300mbar olsaydı:
f, düzeltme katsayısı 1,2582 çıkardı.
V0 = V . f bağıntısını kullanarak,
49,99 = V . 1,2582
V=39,73m3/h
Yani referans koşullarda 49,99m3/h ile aldığımız enerjiyi 1000m yükseklikte, 5ºC sıcaklıkta, 300mbar gaz basıncında sayacımız 39,73 m3/h gaz kullanarak alabiliriz.
Görüldüğü gibi kullandığımız gazın debisi değişse de brülör kapasitesimiz değişmemektedir. Aynı gücü yani 479,45KW’ı üretmek için brülörümüz 1000m yükseklik, 5ºC sıcaklıkta 20mbar gaz basıncında 51,01 m3/h tüketirken aynı yükseklik ve sıcaklıkta 300mbar gaz basıncı ile 39,73m3/h tüketir.
Doğalgaz faturaları
- Aynı gücü daha düşük debiyle elde edenler daha az mı doğalgaz faturası ödüyor?
Elbette öyle değil. Doğalgaz faturalarında tıpkı yukarıda yaptığımız gibi bir düzeltme katsayısı vardır. Bu katsayı abonenin bulunduğu şehre göre, o dönemin sıcaklık ve hava basıncı ortalamasına göre gaz idaresi tarafından belirlenir ve faturalara yansıyacak olan gaz tüketim miktarlarının hesaplanmasında kullanılır. Yukarıda gösterilen hesaplar neticesinde aslında şu ortaya çıkmıştır: Tüketilen gazın miktarından çok tüketilen enerjinin miktarı önemlidir. Gaz idaresi de belirlediği düzeltme katsayılarını ve abonelerinin sayaçlarından okuduğu gaz tüketim miktarlarını kullanarak o abonenin tükettiği enerjiyi bulur ve onu faturalandırır.
Örneğin, İstanbul’da 1000kWh enerji tüketen bir abone ile Konya’da 1000kWh enerji tüketen bir abonenin sayaçlarından okunan gaz tüketim miktarları farklı olsa da aynı tutarda fatura öderler. (Doğalgazın enerji birim fiyatının iki şehirde de aynı olduğunu düşünürsek)
Bu konuya ilişkin yasal düzenlemeyi anlatan resmi gazeteye buraya tıklayarak ulaşabilirsiniz.
- Geçtiğimiz dönem içinde doğalgazın birim fiyatı hiç değişmemesine rağmen fatura toplam tutarını tüketilen gaz miktarına bölüyorum, geçen aydan farklı bir birim fiyat çıkıyor. Gizli zam mı yapılmış?
Hayır. Yine düzeltme katsayısı konusuna dayanıyor. Bir önceki ayın faturasında kullanılan düzeltme katsayısı ile bu ayın düzeltme katsayısı farklıdır. Çünkü bir önceki ay için düzeltme katsayısı hesaplarına giren ve meteorolojiden alınan ortalama hava basıncı ile ortalama sıcaklık değeri mutlaka farklı olacaktır. Farklı basınç ve sıcaklık değerleri neticesinde farklı düzeltme katsayıları olacaktır.
Ama her iki dönem içinde sayaçta okunan debi değerlerini enerjiye çevirince birim enerji başına doğalgaz birim fiyatının aynı olduğu ortaya çıkacaktır.
- Gaz idaresi faturalarında gazın üst ısıl değerini kullanıyor. Halbuki yukarıdaki hesapları hep alt ısıl değer kullanarak yapmıştık. Gaz idaresi faturalarında alt ısıl değeri kullanması gerekmez mi?
Hayır. Üst ısıl değeri kullanması gerekir. Alt ve üst ısıl değerlerin teknik tanımlarına girmeden basitçe şöyle düşünelim:
Kazanımız yanıyor ve arzu ettiğimiz nominal gücü elde ediyoruz. Kolaylık olması açısından referans koşullarımızın oluştuğunu varsayalım. Düzeltme katsayımız 1. Yukarıdaki örneğimizde 49,99m3/h doğalgaz tüketiyoruz ve karşılığında 479,45kW brülörde elde ediyoruz. Verimi de işe katarsak kazanda 420kW elde ediyoruz. Halbuki şurayı unutuyoruz. Bacadan da önemli bir miktarda enerjiyi çaresiz dışarı atıyoruz. Bunu yapmazsak istediğimiz nominal gücü elde edemeyiz. Yani gaz idaresi, hem kazanda elde edeceğimiz enerjiyi hem de bacadan atacağımız enerjiyi bize veriyor. Bu iki enerjinin toplamı doğalgazın üst ısıl değerine tekabül ediyor. Zaten bu sebeple baca ile dışarı atılan enerjiyi geri kazanmak için yoğuşmalı tip kazanlar mevcuttur.
1 m3 doğalgazın üst ısıl değeri 9155kcal/h yani 10,64kWh’dir. Fakat her ayın faturasında doğalgazın üst ısıl değeri az da olsa farklılık gösterir. Çünkü o dönem içinde abonelere verilen gazın içine bulunan komponentler farklılık gösterebilmektedir. Bu nedenle her ay içinde içindeki muhtelif komponentlerle doğalgazın üst ısıl değeri ölçülür ve bir ortalaması alınarak faturalara bu değer yansıtılır.
Sonuçta, kazanımızın dolayısıyla brülörümüzün ne kadar doğalgaz tükettiğini bir vesileyle ifade etmek durumundaysak bu tüketimde hangi basınç, sıcaklık koşullarının baz alındığını söylememiz gerekir. Bu da pek kolay bir iş değildir. Düzeltme katsayılarını gaz idaresi günlük sıcaklık, basınç ölçümleri neticesinde ortaya çıkarmaktadır. Bu sebeple gaz tüketimimizi referans koşulları baz alarak ifade etmek en doğrusudur. Elbette verdiğimiz tüketim değerinin yanına referans koşulların baz alındığı notunu da düşmek iyi olacaktır. Gerisi zaten gaz idaresinin işidir.
Kaynaklar
- EN 676 Standardı
- http://www.demirmakina.com
- Alarko Web Sitesi
- DCD Baltur Servis Eğitim Dokümanı
