Bu çalışmada endüstriyel mutfaklarda kullanılan klasik davlumbazlar ile yüksek performanslı çift cidarlı davlumbazların performansları, ilk yatırım ve işletme maliyetleri karşılaştırılmıştır. Çift cidarlı davlumbazların seçimi yapılırken VDI 2052 standardı dikkate alınmış, bu standardın avantaj ve dezavantajları da ayrıca irdelenmiştir. Çift cidarlı davlumbaz kullanılması durumunda mutfakta oluşacak hava değişim miktarındaki azalma ve buna bağlı olarak ısıtma/soğutma yüklerindeki düşüş ile gerçekleşecek enerji tasarrufu ve çift cidarlı davlumbaz yatırımının geri dönüş süresi analiz edilmiştir. Çalışmada ayrıca çift cidarlı davlumbazlarla birlikte ısı geri kazanım cihazı kullanılması durumu da dikkate alınmış ve gerçekleşen ilave enerji tasarrufu belirlenmiştir.
Örnek bir çalışma İzmir ilinde bulunan bir restoran mutfağı dikkate alınarak gerçekleştirilmiş ve çift cidarlı davlumbaz kullanılması durumunda %40’a varan oranlarda enerji tasarrufu yapılabileceği ve bu davlumbazların kısa süre içinde kendilerini amorti edebileceği ortaya konmuştur.
Giriş
Son zamanlarda ülkemizde AVM, otel ve restoran yatırımlarında bir artış görülmektedir. Bu tür yapılar günün önemli bir kısmında çalışmakta ve büyük miktarda enerji harcamaktadır. Mutfaklar ise bu yapıların en fazla enerji ihtiyacı gösteren mahallerinden birisi olarak tasarımı özel önem arz etmektedir. Endüstriyel mutfaklardaki ısıtma ve soğutma yüklerinin yarıdan fazlası davlumbaz ile atılan egzoz havasından kaynaklanmaktadır. Mutfak havalandırmasının ana elemanı olan davlumbazın seçiminde ve havalandırma projesinin tasarımında yapılacak bir iyileştirme bu yüklerin düşmesini sağlayacak ve dolayısıyla enerji tüketiminde azalma olarak karşımıza çıkacaktır.
Uzun zamandır bilinmekte olan çift cidarlı davlumbazlar ülkemizde henüz yaygın bir şekilde kullanılmamaktadır. Bu çalışmada İzmir’de bulunan bir restoran örneği için klasik davlumbaz ve çift cidarlı davlumbaz kullanılması durumunda ortaya çıkan egzoz debileri, enerji tüketimleri ve yatırım maliyetleri karşılaştırılarak çift cidarlı davlumbazların avantajları ortaya konmaya çalışılmıştır.
Dünya’da endüstriyel mutfak havalandırmasına yönelik hazırlanmış başlıca standartlar şu şekildedir; Alman standardı VDI 2052 (Ventilation Equipment for Kitchens), İngiliz standardı DW/172 (Specification for Kitchen Ventilation Systems) ve Amerikan standardı ANSI/ASHRAE 154-2011 (Ventilation for Commercial Cooking Operations). Ülkemizde endüstriyel mutfak havalandırmasına yönelik hazırlanmış bir standart bulunmamaktadır.
Bu çalışmada VDI 2052 standardı dikkate alınarak davlumbaz debileri belirlenmiştir. Hesap yapılırken mutfağın türü, birim zamanda hazırlanan kuver sayısı, çalışma süresi, pişirici cihazlarının boyutları, türü ve bağıl yükleri gibi birçok parametre göz önüne alındığı için bu çalışmada VDI 2052 standardının kullanılmasına karar verilmiştir. VDI 2052 diğer standartlara göre en kapsamlı ve hassas olanıdır.
2. Çift Cidarlı Davlumbaz
Klasik davlumbazlara göre yüksek verimli olarak tarif edilen çift cidarlı davlumbazların en önemli özelliği kendi üzerinden taze hava vermesidir. Klasik davlumbazlar sadece emiş yaparken, çift cidarlı davlumbazlar hem emiş hem de taze hava üflemesi yaparlar. Bu yüzden klasik davlumbazlara göre şartlandırılmış ortam havasını daha az miktarda kullanarak enerji tasarrufu sağlarlar.
Davlumbaz üzerinden verilen taze hava düşük hızlarla (ortalama 0,25 m/s) üflendiği için mahale karışmadan davlumbaz tarafından geri emilmektedir. Bundan dolayı taze hava şartlandırılmadan kullanılabilir. Ancak taze hava, mahal havasından en fazla 10 0C daha soğuk olabilir. Daha düşük sıcaklıklar için taze havanın davlumbaza verilmeden önce ısıtılması önerilmektedir.
Isıtma işlemi davlumbazdan atılan egzoz havası kullanılarak ısı geri kazanım cihazı (IGK) ile yapılabilir. Bu tarz uygulamalarda IGK cihazı davlumbazın egzoz ve taze hava hattına bağlanarak egzoz hattından atılan sıcak havayla davlumbaza verilecek dış ortam havası ısıtılmaktadır. Böylelikle enerji tasarrufu daha da artacak ve çevreci bir sistem ortaya çıkacaktır. Yaz aylarında ise bypass damperi kullanımı ile ısı değiştirici pasif duruma getirilebilir.
Şekil 1. Çift cidarlı davlumbaz kesiti
Taze hava davlumbaz üzerinden farklı şekillerde verilebilmektedir. En sık görülen çeşitler:
- Hava perdesi,
- Ön yüzden üfleme,
- Kısa devre (davlumbaz içine üfleme),
- Tezgah arkasına üfleme
Yukarıdaki listenin farklı kombinasyonları şeklinde de taze hava üflemesi yapılabilmektedir. Davlumbaz verimini ters yönde etkilememek için verilecek taze havanın belli değerleri geçmemesi önerilmektedir. Birçok üretici farklı değerler sunmakla birlikte, hava perdesi şeklinde üfleme yapılırken taze hava miktarı egzoz havasının %20’sini geçmemesi önerilir. Bu değer, kısa devre için %15 ve tezgah arkasından üfleme için %46’dır [2]. Ön yüzden üfleme için önerilen en yüksek oran % 75’dir.
Davlumbazın egzoz tarafındaki hava hızı 5-7 m/s, taze hava tarafında ise 3-5 m/s. Bu hızlar davlumbazın giriş ve çıkış boğazındaki değerlerdir.
3. Örnek Proje
Mutfak 75 m2 alandan oluşmakta ve mutfakta iki adet duvar tipi davlumbaz bulunmaktadır. D1 davlumbazı altında 3,6×1 m ve D2 davlumbazı altında 2,6×1 m ölçülerinde birer tezgah bulunmaktadır.
Davlumbaz boyutları belirlenirken VDI 2052 standardının önerileri dikkate alınmış ve mutfak bloğundan minimum 20 cm geniş olacak şekilde davlumbazlar boyutlandırılmıştır. Mutfak planı Şekil 2’de davlumbaz boyutları ise Tablo 1’de verilmiştir.
Tablo 1. Mutfakta bulunan davlumbazların boyutları
Davlumbaz | Tipi | Uzunluk (cm) | Genişlik (cm) | Yükseklik (cm) |
D1 | Duvar tipi | 380 | 120 | 40 |
D2 | Duvar Tipi | 300 | 120 | 40 |
Şekil 2. Mutfak yerleşimi
4. Hava Debilerinin Hesabı
VDI 2052 standardına göre debi hesap yapılırken her cihazın gücü, yaydığı ısı ve nem miktarının bilinmesi gerekmektedir. Anma güçleri cihaz kataloglarından alınabilir. Referans ısı ve buhar yayınımları için ise VDI 2052’nin önerdiği değerler kullanılmaktadır. Bu iki davlumbaz için belirlenen değerler Tablo 2 ve 3’de verilmiştir.
Tablo 2. D1 davlumbazı altındaki cihazlar ve yaydıkları ısı ve buhar miktarları
No | Pişirme Cihazı | Adet | Anma Gücü P (kW) | Duyulur Isı Yayınımı | Buhar Yayınımı | ||
Qs (W/kW) | P*Qs (W) | g/h kW | g/h | ||||
1 | Elektrikli Ocak | 1 | 30 | 200 | 6000 | 118 | 3540 |
2 | Makarna Pişirici | 1 | 20 | 35 | 700 | 294 | 5880 |
3 | Fritöz | 1 | 35 | 50 | 1750 | 147 | 5145 |
4 | Tost Makinesi | 1 | 13,2 | 800 | 10560 | 257 | 3392,4 |
5 | Elektrikli Izgara | 1 | 16 | 800 | 12800 | 257 | 4112 |
Tablo 3. D2 davlumbazı altındaki cihazlar ve yaydıkları ısı ve buhar miktarları
No | Pişirme Cihazı | Adet | Anma Gücü P (kW) | Duyulur Isı Yayınımı | Buhar Yayınımı | ||
Qs (W/kW) | P*Qs (W) | g/h kW | g/h | ||||
1 | Elektrikli Izgara | 1 | 16 | 800 | 12800 | 257 | 4112 |
2 | Elektrikli Fırın | 1 | 22 | 120 | 2640 | 235 | 5170 |
3 | Fritöz | 1 | 35 | 50 | 1750 | 147 | 5145 |
4.1 Egzoz Debisinin Hesabı
Davlumbaz altındaki cihazlardan yayılan ısının konvektif kısmını ( bulmak için eşitlik (1) kullanılmaktadır.
QSK= 0,5.P.QS (W) (1)
Bu eşitlikte P pişirme cihaz için anma gücünü (W), ise cihazın duyulur ısı yayınımını (W/kW) ifade etmektedir. Her cihaz için bulunan değeri davlumbaz altında oluşan termal egzoz debisini hesaplamak için kullanılacaktır. Burada amaç ısıl olarak etkilenmiş havanın debisini hesaplamak ve bu miktar havayı davlumbaz üzerinden dışarı atmaktır.
Vth=k.QSK1/3.(z+1,7.dhydr)5/3.r.φ (m3/h) (2)
(2) eşitliğinde termal egzoz debisi (m3/h), k (18 m4/3W-1/3h-1) ampirik olarak belirlenen bir katsayı, dhydr ise pişiricinin veya mutfak bloğunun hidrolik çapıdır. Hidrolik çapın bulunması için eşitlik (3) kullanılmaktadır. Bu eşitlikte L pişiricinin veya mutfak bloğunun boyunu (m), B ise pişiricinin veya mutfak bloğunun enini (m) ifade etmektedir.
dhydr = 2.L.B/(L+B) (m) (3)
Tablo 4. Eşitlik 2’de kullanılan parametreler
Parametre | Tanım | Açıklama | Değer |
z | Davlumbaz – mutfak bloğu arasındaki mesafe | 1,1 m | |
Eşzaman faktörü | Gastronomik tesis – küçük mutfak | 1 | |
r | Azaltım faktörü | Davlumbaz duvara dayalı | 0,63 |
Değerler eşitlik (2) de yerine konduğunda her iki davlumbaz için egzoz debileri bulunur. Davlumbaz çevresinden yapılan hava beslemesinin türüne bağlı olarak egzoz hava akışında bozulmalar meydana gelmektedir. Bu bozulmaları dikkate almak için bulunan egzoz debisi “a” katsayısı (hava taşma faktörü) ile çarpılır ve davlumbazdan atılması gereken egzoz debisi (VErf) bulunur. a değeri çift cidarlı davlumbazlar için 1,10 klasik davlumbazlar için 1,35 olarak alınmıştır.
VErf=Vth.a (m3/h) (4)
Bulunan VErf değerleri Tablo 5’de verilmiştir.
Tablo 5. D1 ve D2 davlumbazları için hesaplanan VErf değerleri
VErf (m3/h) | ||
Klasik davlumbaz | Çift cidarlı davlumbaz | |
D1 | 3501,64 | 2853,19 |
D2 | 2597,42 | 2116,41 |
Davlumbaz içinde yoğuşma oluşmaması için gerekli minimum egzoz debisi de (VABL) hesaplanmalıdır. Hesaplanan değer VErf değeri ile karşılaştırılır. Eğer VABL değeri VErf değerinden büyük ise yeni egzoz debisi olarak alınır, küçük ise VErf değeri aynı kalır. Yoğuşma kontrolü için eşitlik (5) kullanılmaktadır [4].
VABL= (∑j=1m.md.φ) / (XABL-XZUL).p (m3/h) (5)
XABL-XZUL=6g/kg kuru hava
Eşitlik (5)’de ρ (1,2 kg/m3) havanın yoğunluğunu, φ eşzaman faktörünü ve kütlesel buhar debisini (g/h) ifade etmektedir.
Tablo 6. Çift cidarlı davlumbazlar için yoğuşma kontrolü ve egzoz debileri
Davlumbaz | Kütlesel Buhar Debisi (g/h) | VABL (m3/h) | VErf (m3/h) | VErf,son (m3/h) |
D1 | 22069,4 | 3065,194 | 2853,19 | 3065,19 |
D2 | 14427 | 2003,75 | 2116,41 | 2116,41 |
Toplam | 5181,60 |
Tablo 7. Klasik davlumbazlar için yoğuşma kontrolü ve egzoz debileri
Davlumbaz | Kütlesel Buhar Debisi (g/h) | VABL (m3/h) | VErf (m3/h) | VErf,son (m3/h) |
D1 | 22069,4 | 3065,19 | 3501,64 | 3501,64 |
D2 | 14427 | 2003,75 | 2597,41 | 2597,41 |
Toplam | 6099,05 |
4.2 Taze Hava Debisinin Hesabı
Davlumbazdan atılacak egzoz debileri bulunduktan sonra mutfağa verilmesi gereken taze hava miktarının hesaplanması gerekecektir. Mutfaktan restoran kısmına hava kaçışını engellemek için VDI 2052 mutfağın bir miktar negatif basınçta tutulmasını önermektedir. Ancak taze hava debisi egzoz debisinden en fazla %3-5 eksik olabilir [4]. Bu çalışmada taze hava debisi egzoz debisinden %3 küçük seçilmiştir.
Çift cidarlı davlumbazlar üzerinde verilecek taze hava (iyileştirme havası) miktarı Bölüm 2’de anlatıldığı gibi farklı değerlerde olabilir. Bu çalışmada kullanılan çift cidarlı davlumbazlar hava perdesi ve ön yüzden üfleme yapacak şekilde tasarlanmış ve iyileştirme havası debisi egzoz debisinin %40 olarak belirlenmiştir. Bu değerler dikkate alınarak hesaplanan egzoz ve taze hava debileri filtreli davlumbaz ve çift cidarlı davlumbaz olması durumuna göre Tablo 8’de gösterilmiştir.
Tablo 8. Mutfak egzoz ve taze hava debileri
Davlumbaz | Egzoz Havası Debisi (m3/h) | Mahale Verilecek Taze Hava Debisi (m3/h) | Davlumbazdan Verilecek İyileştirme Havası Debisi (m3/h) |
Çift Cidarlı Davlumbaz Durumu | |||
D1 | 3065,19 | 1783,94 | 1189,30 |
D2 | 2116,41 | 1231,75 | 821,17 |
Klasik Davlumbaz Durumu | |||
D1 | 3501,64 | 3396,59 | – |
D2 | 2597,41 | 2519,49 | – |
5. Mutfak Hvac Yükleri Ve Enerji Tüketimi
Mutfakta davlumbazlardan kaynaklı ısıtma/soğutma yüklerinin hesabı için mutfağın tasarım şartları yaz için 24 0C, %60 bağıl nem ve kış için 20 0C, %60 bağıl nem olarak alınmıştır. Seçilen tasarım şartları VDI 2052 standardının önerdiği değer aralığında seçilmiştir. Dış hava tasarım şartları için ise Meteoroloji Genel Müdürlüğü’nün İzmir için uzun dönem sıcaklık ve nem istatistikleri kullanılmıştır. 12 ay için dış hava tasarım şartları Tablo 9’da verilmiştir. Mayıs-Eylül ayları arası soğutma, diğer aylar ısıtma yapılacaktır. Davlumbazdan verilecek iyileştirme havası sıcaklığı ile mahal havası sıcaklığı arasında 10 0C’den daha büyük bir fark var ise iyileştirme havası şartlandırılacak yok ise şartlandırılmadan içeri verilecektir. Ocak, Şubat, Mart ve Aralık aylarında davlumbazdan verilecek iyileştirme havası ısıtılırken diğer aylarda sıcaklık farkı 10 0C’nin altında olduğu için şartlandırılmasına gerek yoktur.
Tablo 9. İzmir için sıcaklık ve nem değerleri.
Ocak | Şub. | Mart | Nis. | May. | Haz. | Tem. | Ağu. | Eylül | Ekim | Kas. | Ara. | |
Dış Sıcaklık (0C) | 5,9 | 6,2 | 7,8 | 11,3 | 26 | 30,7 | 33,2 | 32,9 | 29,1 | 14,7 | 10,7 | 7,7 |
Bağıl Nem (%) | 70 | 68 | 66 | 63 | 60 | 53 | 51 | 52 | 57 | 63 | 65 | 67 |
Dış havanın Entalpisi (kJ/kg) | 16 | 16,2 | 18,7 | 24,5 | 58,4 | 68,5 | 75,3 | 75,1 | 66,1 | 31,3 | 23,8 | 18,7 |
Davlumbaz üzerinden atılan havadan kaynaklı ısıtma ve soğutma yükleri havanın entalpisine ve debisine bağlıdır.
Q=m.p.Δh (kj/h) (6)
Eşitlik (6)’da m hava debisini (m3/h), ρ havanın yoğunluğunu (kg/m3) ve Δh iç-dış hava arasındaki entalpi farkını (kJ/kg) ifade etmektedir. Eşitlik (6) kullanılarak her ay için mutfağa ve davlumbaza verilmesi gereken taze havanın ısıtma/soğutma yükleri hesaplanmış, Tablo 10 ve 11’de gösterilmiştir.
Tablo 10. Klasik davlumbazlar için egzoz havasından kaynaklanan ısıtma/soğutma yükleri
Ay | D1 | D2 | |
Mahal Taze Hava Yükü (kJ/h) | Mahal Taze Hava Yükü (kJ/h) | Toplam Isıtma/Soğutma Yükü (kJ/h) | |
Ocak | 107196,49 | 79515,16 | 186711,65 |
Şubat | 106381,31 | 78910,49 | 185291,79 |
Mart | 96191,53 | 71352,01 | 167543,54 |
Nisan | 72551,24 | 53816,35 | 126367,58 |
Mayıs | 23640,29 | 17535,66 | 41175,95 |
Haziran | 64807,00 | 48071,91 | 112878,91 |
Temmuz | 92523,21 | 68630,96 | 161154,16 |
Ağustos | 91708,02 | 68026,28 | 159734,30 |
Eylül | 55024,81 | 40815,77 | 95840,58 |
Ekim | 44835,03 | 33257,29 | 78092,33 |
Kasım | 75404,37 | 55932,72 | 131337,09 |
Aralık | 96191,53 | 71352,01 | 167543,54 |
Tablo 11. Çift cidarlı davlumbazlar için egzoz havasından kaynaklanan ısıtma/soğutma yükleri
Ay | D1 | D2 | |||
Mahal Taze Hava Yükü (kJ/h) | İyileştirme Havası Yükü (kJ/h) | Mahal Taze Hava Yükü (kJ/h) | İyileştirme Havası Yükü (kJ/h) | Toplam Isıtma/Soğutma Yükü (kJ/h) | |
Ocak | 56301,25 | 37534,16 | 38874,08 | 25916,05 | 158625,54 |
Şubat | 55873,10 | 37248,73 | 38578,46 | 25718,97 | 131700,29 |
Mart | 50521,27 | 33680,85 | 34883,21 | 23255,47 | 119085,32 |
Nisan | 38105,03 | – | 26310,21 | – | 64415,24 |
Mayıs | 12416,24 | – | 8572,99 | – | 20989,24 |
Haziran | 34037,64 | – | 23501,82 | – | 57539,46 |
Temmuz | 48594,61 | – | 33552,91 | – | 82147,53 |
Ağustos | 48166,47 | – | 33257,29 | – | 81423,76 |
Eylül | 28899,88 | – | 19954,38 | – | 48854,26 |
Ekim | 23548,05 | – | 16259,12 | – | 39807,17 |
Kasım | 39603,54 | – | 27344,89 | – | 66948,42 |
Aralık | 50521,27 | 33680,85 | 34883,21 | 23255,47 | 119085,32 |
Mutfağın şartlandırılması COP’si 3,5 olan DX bataryalı bir klima santrali ile yapılmaktadır. Eğer çift cidarlı davlumbaz ile birlikte ısı geri kazanım cihazı da kullanılırsa iyileştirme havasını ısıtmak için klima santraline ihtiyaç kalmayacaktır. Bu durumda davlumbaza verilecek iyileştirme havası egzoz havası tarafından ısıtılarak davlumbaza verilecektir. Isıtma ihtiyacı olmayan aylarda ise bypass damperi vasıtasıyla hava ısı değiştirici üzerinden geçmeden davlumbaza verilecektir. Üç şart için ortaya çıkan ısıtma/soğutma güçleri Tablo 12’de özetlenmiştir.
Tablo 12. Üç uygulama için ihtiyaç duyulan ısıtma/soğutma güçleri
Ay | Isıtma/Soğutma Güçleri (kW) | ||
Klasik Davlumbaz | Çift Cidarlı Davlumbaz | Çift Cidarlı Davlumbaz + IGK | |
Ocak | 14,83 | 12,60 | 7,56 |
Şubat | 14,72 | 10,46 | 7,50 |
Mart | 13,31 | 9,46 | 6,78 |
Nisan | 10,04 | 5,12 | 5,12 |
Mayıs | 3,27 | 1,67 | 1,67 |
Haziran | 8,97 | 4,57 | 4,57 |
Temmuz | 12,80 | 6,52 | 6,52 |
Ağustos | 12,69 | 6,47 | 6,47 |
Eylül | 7,61 | 3,88 | 3,88 |
Ekim | 6,20 | 3,16 | 3,16 |
Kasım | 10,43 | 5,32 | 5,32 |
Aralık | 13,31 | 9,46 | 6,78 |
TOPLAM | 128,17 | 78,68 | 65,33 |
Not: Mayıs-Eylül ayları arasında soğutma, diğer aylarda ısıtma yapılmıştır.
Tablo 12’den de görüleceği gibi çift cidarlı davlumbaz kullanılması durumunda iklimlendirme amacıyla harcanan enerjiden %38,7 oranında tasarruf yapılabilmektedir. Çift cidarlı davlumbaz ile birlikte ısı geri kazanım cihazı kullanılması durumunda ise bu oran %49’a kadar çıkmaktadır.
6.Yatırım Maliyetlerinin Karşılaştırılması Ve Geri Dönüş Sürelerinin Hesabı
Maliyetler karşılaştırılırken ilk yatırım ve işletme maliyetleri her durum için hesaplanmış ve sistemin geri dönüş süreleri belirlenmiştir. Geri dönüş süreleri NPV (net present value – net bugünkü değer) yöntemi ile hesaplanmıştır.
6.1 İlk Yatırım Maliyeti
İlk yatırım maliyetinin içinde davlumbaz, hava kanalları, aspiratör, vantilatör, ısı geri kazanım cihazı ve sistemin kurulum maliyeti bulunmaktadır.
Aspiratörler metal filtreli ve geriye eğik fanlı hücreli tip olarak, vantilatör ise G4 panel ve F7 torba filtreli hücreli tip olarak seçilmiştir. Isı geri kazanım cihazı aspiratör ve vantilatörle aynı özelliklerde olup plakalı tip ısı değiştiricisi bulunmaktadır.
Tablo 13. Üç uygulama için belirlenen cihazların elektrik güçleri
Klasik Davlumbaz Durumu | Çift Cidarlı Davlumbaz Durumu | Çift Cidarlı Davlumbaz + IGK Durumu | |||
Aspiratör | Vantilatör | Aspiratör | Vantilatör | Aspiratör | |
Fanın Çektiği Güç (kW) | 2,69 | 0,85 | 2,36 | 0,88 | 2,45 |
Tablo 14. Üç uygulama için ilk yatırım maliyetleri
Klasik Davlumbaz (€) | Çift Cidarlı Davlumbaz (€) | Çift Cidarlı Davlumbaz + IGK (€) | |
Davlumbaz 1 | 1500 | 2300 | 2300 |
Davlumbaz 2 | 1400 | 2000 | 2000 |
Kanal | 500 | 800 | 800 |
IGK | 2500 | ||
Aspiratör | 1000 | 850 | |
Vantilatör | 600 | ||
Nakliye, Montaj ve İşçilik | 1100 | 1750 | 1750 |
TOPLAM | 5500 | 8300 | 9350 |
6.2 İşletme Maliyeti
Restoranın günde 12 saat, haftada 7 gün çalıştığı kabul edilmiştir. İklimlendirme için harcanan güç, aspiratör ve vantilatörlerin çektiği elektrik ve bakım maliyetleri dikkate alınarak üç sistem için işletme maliyetleri hesaplanmıştır. 2016 yılı elektrik birim fiyatı 8,794 Cent/kWh olarak alınmıştır.
Tablo 15. Üç uygulama için iklimlendirme amacıyla aylık bazda tüketilen elektrik
Klasik Davlumbaz Uygulaması (€) | Çift Cidarlı Davlumbaz Uygulaması (€) | Çift Cidarlı Davlumbaz + IGK Uygulaması ((€) | |
Ocak | 469,50 | 398,88 | 239,33 |
Şubat | 434,87 | 309,09 | 221,67 |
Mart | 435,35 | 309,43 | 221,92 |
Nisan | 317,76 | 161,98 | 161,98 |
Mayıs | 106,99 | 54,54 | 54,54 |
Haziran | 283,84 | 144,69 | 144,69 |
Temmuz | 418,74 | 213,45 | 213,45 |
Ağustos | 415,05 | 211,57 | 211,57 |
Eylül | 241,00 | 122,85 | 122,85 |
Ekim | 202,92 | 103,43 | 103,43 |
Kasım | 330,26 | 168,35 | 168,35 |
Aralık | 435,35 | 309,43 | 221,92 |
TOPLAM | 4091,63 | 2507,69 | 2085,69 |
Tablo 16. Üç uygulama için fanların aylık bazda tükettiği elektrik
Klasik Davlumbaz Uygulaması (€) | Çift Cidarlı Davlumbaz Uygulaması (€) | Çift Cidarlı Davlumbaz + IGK Uygulaması (€) | |||
Aspiratör | Aspiratör | Vantilatör | Aspiratör | Vantilatör | |
Ocak | 88,00 | 77,20 | 27,81 | 80,15 | 28,79 |
Şubat | 79,48 | 69,73 | 25,12 | 72,39 | 26,00 |
Mart | 88,00 | 77,20 | 27,81 | 80,15 | 28,79 |
Nisan | 85,16 | 74,71 | 26,91 | 77,56 | 27,86 |
Mayıs | 88,00 | 77,20 | 27,81 | 80,15 | 28,79 |
Haziran | 85,16 | 74,71 | 26,91 | 77,56 | 27,86 |
Temmuz | 88,00 | 77,20 | 27,81 | 80,15 | 28,79 |
Ağustos | 88,00 | 77,20 | 27,81 | 80,15 | 28,79 |
Eylül | 85,16 | 74,71 | 26,91 | 77,56 | 27,86 |
Ekim | 88,00 | 77,20 | 27,81 | 80,15 | 28,79 |
Kasım | 85,16 | 74,71 | 26,91 | 77,56 | 27,86 |
Aralık | 88,00 | 77,20 | 27,81 | 80,15 | 28,79 |
TOPLAM | 1036,13 | 909,02 | 327,40 | 943,68 | 338,96 |
Fanların bir yılda tükettiği elektrik klasik davlumbaz uygulamasında 1036,13 €, çift cidarlı davlumbaz uygulamasında 1236,42 €, çift cidarlı davlumbaz ve ısı geri kazanım cihazının birlikte çalıştığı uygulama için ise 1282,64 €’dur.
Yıllık bakım maliyeti klasik davlumbaz uygulaması için 100 €, çift cidarlı davlumbaz uygulaması için 150 €, ısı geri kazanım cihazının olduğu uygulama için ise 200 € alınmıştır.
6.3 NPV Analizi ile Yatırım Geri Dönüş Sürelerinin Hesabı
Yatırımın geri dönüş süreleri ve tasarruf miktarlarının analizi için NPV (net present value – net bugünkü değer) yöntemi kullanılmıştır. Cihazların ekonomik ömürleri 10 yıl ve 10 yılın sonunda hurda değerleri ilk yatırım maliyetlerinin %10 olarak kabul edilmiştir. Yıllık faiz oranı ise %10 olarak hesaba katılmıştır.
İlk olarak çift cidarlı davlumbaz ve klasik davlumbaz uygulamalarının maliyet karşılaştırmaları yapılarak yatırımın geri dönüş süresi ve tasarruf miktarları analiz edilmiştir. İki alternatifin ilk yatırım maliyetleri karşılaştırıldığında çift cidarlı davlumbaz uygulamasının 2800 € daha pahalı olduğu görülür. Yıllık işletme maliyeti ise 1333,64€ daha azdır. Bu değerler dikkate alınarak NPV analizi gerçekleştirildiğinde Tablo 17’de de görüleceği gibi çift cidarlı davlumbaz uygulaması ilk yatırım maliyeti farkını 2 yıl 6 ayda kapatmaktadır. On yılın sonunda ise 5714,67€ tasarruf sağlamaktadır.
Tablo 17. Çift cidarlı ile klasik davlumbaz uygulamalarının maliyet karşılaştırması
Yıl | Yatırım Farkı (€) | Yıllık Tasarruf (€) | Hurda Değeri (€) | Net Nakit Akışı (NNA) (€) | NPV | NNA x NPV (€) | Toplam (€) |
0 | -2800 | 0 | 0 | -2800,00 | 1 | -2800,00 | -2800 |
1 | 0 | 1333,64 | 0 | 1333,64 | 0,91 | 1212,40 | -1587,60 |
2 | 0 | 1333,64 | 0 | 1333,64 | 0,83 | 1102,19 | -485,41 |
3 | 0 | 1333,64 | 0 | 1333,64 | 0,75 | 1001,99 | *516,58 |
4 | 0 | 1333,64 | 0 | 1333,64 | 0,68 | 910,90 | 1427,47 |
5 | 0 | 1333,64 | 0 | 1333,64 | 0,62 | 828,09 | 2255,56 |
6 | 0 | 1333,64 | 0 | 1333,64 | 0,56 | 752,81 | 3008,37 |
7 | 0 | 1333,64 | 0 | 1333,64 | 0,51 | 684,37 | 3692,74 |
8 | 0 | 1333,64 | 0 | 1333,64 | 0,47 | 622,15 | 4314,89 |
9 | 0 | 1333,64 | 0 | 1333,64 | 0,42 | 565,60 | 4880,49 |
10 | 0 | 1333,64 | 830 | 2163,64 | 0,39 | 834,18 | 5714,67 |
10 yılın sonunda toplam tasarruf | 5714,67 |
İkinci olarak çift cidarlı davlumbaz ile ısı geri kazanım cihazının birlikte kullanılması durumunda klasik davlumbaz uygulamasına göre ne kadar zamanda ilk yatırım maliyetini karşıladığı ve ekonomik ömrü sonunda elde edilen tasarruf miktarı hesaplanmıştır. İki uygulama arasında 3850€ ilk yatırım maliyeti farkı bulunmaktadır. Aradaki yıllık işletme maliyeti farkı ise 1659,43€’dur. NPV analizi sonucunda ısı geri kazanım cihazlı sistemin ilk yatırım maliyeti farkını 2 yıl 10 ayda kapattığını ve ekonomik ömrü sonunda diğer sisteme göre toplam 6706,94€ tasarruf elde ettiği görülmektedir.
Tablo 18. IGK + çift cidarlı davlumbaz ile klasik davlumbaz uygulamalarının maliyet karşılaştırması
Yıl | Yatırım Farkı (€) | Yıllık Tasarruf (€) | Hurda Değeri (€) | Net Nakit Akışı (NNA) (€) | NPV | NNA x NPV (€) | Toplam (€) |
0 | -3850 | 0 | 0 | -3850,00 | 1 | -3850 | -3850 |
1 | 0 | 1659,43 | 0 | 1659,43 | 0,91 | 1508,57 | -2341,43 |
2 | 0 | 1659,43 | 0 | 1659,43 | 0,83 | 1371,43 | -970,00 |
3 | 0 | 1659,43 | 0 | 1659,43 | 0,75 | 1246,75 | *276,75 |
4 | 0 | 1659,43 | 0 | 1659,43 | 0,68 | 1133,41 | 1410,16 |
5 | 0 | 1659,43 | 0 | 1659,43 | 0,62 | 1030,37 | 2440,53 |
6 | 0 | 1659,43 | 0 | 1659,43 | 0,56 | 936,70 | 3377,24 |
7 | 0 | 1659,43 | 0 | 1659,43 | 0,51 | 851,55 | 4228,79 |
8 | 0 | 1659,43 | 0 | 1659,43 | 0,47 | 774,14 | 5002,92 |
9 | 0 | 1659,43 | 0 | 1659,43 | 0,42 | 703,76 | 5706,68 |
10 | 0 | 1659,43 | 935 | 2594,43 | 0,39 | 1000,26 | 6706,94 |
10 yılın sonunda toplam tasarruf | 6706,94 |
SONUÇ
Bu çalışmada klasik davlumbazlar ile çift cidarlı davlumbazların VDI 2052 standardına göre egzoz ve taze hava debileri İzmir’de bulunan bir restoran mutfağı örneği üzerinden hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlara göre iki sistemin yılın on iki ayı dikkate alınarak ısıtma ve soğutma yükleri hesaplanmış ve yıllık tükettikleri enerji miktarları belirlenmiştir. Ayrıca çift cidarlı davlumbazlarla birlikte ısı geri kazanım cihazı kullanılması durumu da irdelenmiş ve elde edilen ilave enerji tasarrufu hesaplanmıştır.
Klasik davlumbaz kullanılması durumunda yıllık iklimlendirme amacıyla harcanan enerji gideri 4091,63 €, çift cidarlı davlumbaz kullanılması durumunda 2507,69 € ve ısı geri kazanım uygulaması yapılan durumda ise 2085,69 €’dur. Sonuç olarak çift cidarlı davlumbaz kullanmakla %38,7 iklimlendirme amacıyla harcanan enerji giderinden tasarruf yapılabilmektedir. Fanların harcadığı enerji de dikkate alındığında tasarruf oranı çift cidarlı davlumbaz için %27, ısı geri kazanım cihazı ile birlikte kullanılması durumunda ise %34,3 olmaktadır.
Bu üç sistem için ilk yatırım ve işletme maliyetleri hesaplamış, çift cidarlı davlumbaz sisteminin ilk yatırım maliyet farkını 2 yıl 6 ayda, ısı geri kazanım cihazı ile birlikte kullanılması durumunda ise 2 yıl 10 ayda kapattığı görülmüştür. Isı geri kazanım cihazı ile birlikte kullanılması durumunda daha uzun zamanda maliyet farkını kapatmasının sebebi ısı geri kazanım cihazı ilk yatırım maliyetinin göreceli yüksek olmasıdır.
Klasik davlumbazların ilk yatırım maliyeti daha uygun olsa da çift cidarlı davlumbaz kullanımı aradaki farkı kısa sürede kapatabilmektedir. Ayrıca çift cidarlı davlumbazlar düşük enerji tüketimlerinden dolayı daha çevreci bir alternatif olarak tercih edilmelidir.
Yaz ve kış dış hava tasarım sıcaklıklarının daha uç noktalarda olduğu şehirlerde davlumbaz egzozundan atılan havanın yerine mahale alınacak taze havanın şartlandırılması için harcanan enerji artacaktır. Dolayısıyla çift cidarlı davlumbazlar ilk yatırım maliyeti farkını daha kısa bir süre içinde kapatacaklardır. Bu çalışmada davlumbaz debileri küçük olduğundan çift cidarlı ve klasik davlumbaz kullanılması durumunda mutfağı şartlandırmak için gerekli iklimlendirme cihazının kapasitesindeki fark göz ardı edilmiştir. Daha büyük tesisler için iklimlendirme cihazındaki kapasite farkından kaynaklanan ilk yatırım maliyeti, çift cidarlı davlumbazı daha ilk yatırım anında kara geçirebilmektedir.
Kaynak: Süleyman KAVAS, Makine Y.Mühendisi, Doğu İklimlendirme San. Tic. A.Ş
Bilgi : Özel izin alınmış olup, destekleri için kendilerine teşekkür ederiz.