Bir plastik fabrikasının soğutma yükünün hesaplanması ve soğutma sisteminin enerji tüketimi optimizasyonu
Cooling load calculation and energy consumption optimization of cooling system for a plastic production plant
Yazar: DÜRSER ÇAĞATAY BÖLÜKBAŞI
Danışman: DOÇ. DR. HAYDAR ARAS
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Enerji = Energy ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Ekstrüder = Extruder ; Enjeksiyon kalıpları = Injection molds ; Isı değiştiriciler = Heat exchangers ; Plastik enjeksiyon = Plastic injection ; Soğutma kuleleri = Cooling towers ; Soğutma sistemleri = Cooling systems

Özet:
Bu çalışma kapsamında plastik fabrikalarında kullanılan ekipmanların soğutma ihtiyacı hesaplamalarının yapılması ve bu soğutma ihtiyacını karşılayacak soğutma sistemlerinin incelenerek optimum enerji tüketiminin elde edilmesi üzerinde çalışılmıştır. Çalışmada plastik fabrikalarında bulunan enjeksiyon kalıplarının, enjeksiyon makinelerinin ve ekstruderlerin soğutma ihtiyacını karşılamak için kullanılan chiller üniteleri, soğutma kuleleri ve ısı değiştiricili soğutma sistemleri enerji tüketimi ve çalışma prensibi açısından analiz edilmiştir. Ayrıca, plastik fabrikalarında soğutulması gereken ekipmanların soğutma yükü, ekipmanlar için gerekli olan soğutma suyu sıcaklığı ve debi hesabı yapılarak sonuçlar yorumlanmıştır. Soğutma yükü hesaplamaları ve soğutma sistemleri konusunda elde edilen bilgiler ve bulunan bağıntılar, Eskişehir ilinde bulunan bir plastik fabrikası için uygulanmıştır. Bu plastik fabrikasında bulunan enjeksiyon kalıplarının, enjeksiyon hidrolik yağ soğutma sisteminin ve ekstruderlerin soğutma ihtiyacı, optimal soğutma suyu sıcaklıkları ve debileri Eskişehir ili iklim özellikleri de göz önünde bulundurularak hesaplanmıştır. Söz konusu plastik fabrikasında mevcut durumda kullanılan soğutma sistemi tasarımı ve kullanılan ekipmanlar detaylı şekilde incelenmiş, kullanılan soğutma sisteminin harcadığı yıllık enerji tüketimi hesaplanmıştır. Sonrasında mevcut soğutma sisteminin enerji tüketimi konusundaki iyileştirme olanakları tespit edilerek, mevcut sisteme alternatif iki adet yeni soğutma sistemi tasarlanarak, önerilen yeni soğutma sistemlerinin getirdiği enerji tüketim ve maliyet avantajları analiz edilmiştir.

Abstract:
Cooling load calculation for a plastic production plant and research of cooling systems with optimum energy consumption that used for cooling of plastic production equipments have been studied at this work. First of all, cooling systems used for cooling injection molds, injection machines and extruders such as chiller units, cooling towers and heat exchangers have been analyzed in terms of energy consumption and working principle. Then cooling load of plastic production equipments, optimum cooling water temperature and cooling water flow have been calculated and interpreted. Obtained information and equations about cooling load calculations and industrial cooling systems have been adapted for a plastic factory being in Eskisehir and still active. Cooling load of injection molds, injection hydraulic oil cooling systems and extruders being at this plastic factory, optimal cooling water temperature and cooling water flow have been calculated according to climate conditions of Eskisehir. Design of cooling system and cooling equipments that is used in this plastic factory in the current situation have been examined in detail and energy consumption of current cooling systems have been determined. And then, improvement opportunities for energy consumption of current cooling system have been detected and two new cooling system have been designed for this factory. Finally, energy consumption of two new alternative systems have been compared to current cooling system of this plastic factory and cost advantages of new systems have been calculated.