Klima Santrali Seçim Esasları

Klima Santrali seçim esasları örnek hesaplamalar ile detaylı olarak açıklanmıştır. Klima Santrali seçimi öncesi temel bilgilere kısaca değinelim.

HVAC uygulamalarındaki temel ortam, kuru hava ve su buharının karışımı, “Nemli Hava” diğer bir değişle atmosferik havadır. Nemli havanın termodinamiği veya “Psikrometri” , hava ve su buharı karışımının özelliklerini inceleyen bir bilim dalıdır.

Bir HVAC Mühendisi, bir cihaza giren, içinden geçen ve terkeden havanın termodinamik özelliklerindeki değişimi kesinlikle bilmelidir. Bunu yapabilmek için psikrometrik diyagramlardan faydalanılır. Bu nedenle HVAC Mühendisi için psikrometrik diyagram vazgeçilmez bir araçtır.

1911 yılında Willis H.Carrier nemli havanın özellikleri arasındaki termodinamik ilişkileri bir “Psikrometrik Diagram” ile birlikte yayınladığı zaman HVAC sektörüne çok önemli bir katkıda bulunmuş ve bu formüller HVAC endüstrisinin temelini oluşturmuştur.

Klima Santrali Nemli Hava Prosesleri

1- Isıtma veya Soğutma:
Nemli hava içindeki nem miktarını kaybetmeden ısıtıldığında veya soğutulduğunda Psikrometrik diyagram üzerinde bir yatay düz çizgi halinde hareket eder. Santral içerisindeki ısıtma serpantinleri buna iyi bir örnektir.

2- Soğutma ve Kurutma :
Nemli hava kendi çiğ noktasının altındaki bir sıcaklığa soğutulduğu zaman, içerisindeki su buharının bir kısmı yoğunlaşacak ve havadan ayrılacaktır. Aşağıdaki şekil soğutma ve kurutma cihazının şematik olarak gösterimidir.

3- Adyabatik Nemlendirme:
Nemli hava içerisine adyabatik bir ortamda (ısı transferi olmaksızın) buhar veya su enjekte edildiği zaman nem oranı yükselir. Eğer enjekte edilen buharsa ve sıcaklığıda biliniyorsa buhar tablolarından entalpi değerini bulmak mümkündür. Nemlendirme işlemi oda konfor şartlarını sağlayacak nem oranına kadar yapılacağından nemlendiricinin çıkışındaki nem oranını tesbit etmek kolay olacaktır.

Eğer nemli havaya yaş termometre sıcaklığında su enjekte edilirse, sabit bir yaş termometre sıcaklığı eğrisi üzerinde doyma noktasına gelinceye kadar (%100 BN) proses devam eder. Nemlenen havanın kuru termometre sıcaklığı düşerken nem oranı artacaktır. Uygulamada bu proses “Evaporative Cooling” olarak bilinir ve nemli hava %100 BN noktasına gelmeden proses sona erer. Nemlendiricinin veya evaporatif soğutucunun verimlilik değeri, çıkış noktasının belirlenmesinde etkili olacaktır.

4- İki Ayrı Hava Akımın Adyabatik Karışımı:
Bir klima santralı içerisinde kullanımı oldukça yaygın bir prosestir. Şekil 1.5, iki hava akımının karışımını göstermektedir.

Standart Hava Kavramı

HVAC hesaplarıyla ilgili temel formüller “Standart Hava” değerleri üzerine kurulmuştur. ASHRAE standart havayı aşağıda belirtilen şekilde tanımlamıştır.

Buna göre ”Standart Hava”, deniz seviyesinde;

• 15°C de sıcaklığa sahiptir.
• İdeal gaz olarak kabul edilir.
• Barometrik basıncı 101.325 kPa dır.

ASHRAE’ ye göre , Standart Havanın yoğunluğu 1,204 kg/m3 olarak kabul edilmiştir. Bu değer 15°C deki doymuş su buharı ile 20°C deki kuru havanın yoğunluk değerine eşdeğerdir. Standart hava sıcaklığının 15°C de kabul edilmiş olmasının nedeni ise, genelde HVAC proseslerinde serpantinlerden, fanlardan ve kanallardan geçen havanın bu sıcaklığa yakın bir değerde olmasıdır. Standart hava değerlerini kullanarak yapılan hesaplar genellikle % 2 veya %3 den daha fazla hata payı içermez ve HVAC hesaplarında da kullanımı rahatlıkla kabul edilebilir.

İdeal gaz denklemlerinin nemli hava problemleri için –50 ile +50°C arası sıcaklıklarda standart atmosferik basınçta kullanılması %0,7 den daha az bir hata oranı ortaya çıkarmaktadır. Ayrıca, bu hata payı daha düşük atmosferik basınçlarda (deniz seviyesi üzeri) daha da düşmektedir. Bu nedenle HVAC alanında basit ideal gaz denklemlerinin kullanılması yeteri kadar hassasiyet vermekte ve kullanımı kolay olmaktadır.

Ancak, atmosferik basınç her zaman deniz seviyesi olarak kabul edilmemeli (101,325 kPa) ve farklı irtifalar için düzeltilmelidir. Bu da, kullandığımız psikrometrik diyagramın yüksekliğe göre düzeltilmiş olması gereğini ortaya çıkarmaktadır.

Aşağıda Tablo-1 de 10000 m ye kadar olan irtifalar için Standart Atmosferik Hava verileri verilmiştir.

ASHRAE 1989 Fundamentals Handbook-Chp.6.8 Table-3
Tablo-1 : Yüksekliğe Bağlı Standart Atmosferik Data

Yükseklik havanın yoğunluğunu düşürüp, klima santralları içerisindeki ısıl kapasiteleri azalttığından dolayı sistem içerisindeki basınç kayıplarının düşmesine neden olur. Basınç kayıplarındaki değişmeler klima santralları içerisindeki fanların seçilmesinde önem arzeder. Fan seçimleri hacimsel debiye dayanır. Fan imalatçılarının seçim eğrileri deniz seviyesi için hazırlanmış olsa bile fan debisi hacimsel olduğu için bunlar aynen kullanılabilir. Ancak, fan basınç hesaplarının yüksekliğe göre düzeltilmesi şarttır.

Herhangi bir fanı seçmeden önce sistem içerisindeki basınç kayıpları hesaplanmalıdır. Bilindiği üzere bunlar,

• Cihaz içi kayıplar
• Cihaz dışı kayıplar (kanallarda oluşan)
• Sistem etkisi (System Effect) ile meydana gelen kayıplardır.

Cihaz içi kayıplar ısıtma, soğutma serpantinlerinden, nemlendiriciden, damperlerden, filtrelerden vb klima santralı içi ekipmanlardan gelmektedir. İmalatçı firmaların katologlarından tasarımını yaptığımız klima santralinin konfigürasyonuna göre cihaz içi basınç kayıpları her eleman için ayrı olarak belirlenip toplanmalıdır. Ortaya çıkan değer deniz seviyesinde cihaz içi basınç kayıplarının toplamıdır.

Bu özet giriş sonrası konu ile alakalı detaylı bilgileri içeren yayını inceleyelim. [1]

[pdfviewer width=”600px” height=”800px” beta=”true/false”]https://dl.dropboxusercontent.com/s/tfthor9dc251xkb/Klima%20Santrali%20Se%C3%A7im%20Esaslar%C4%B1.pdf”]

Klima Santrali seçimi ile ilgili örnek hesaplar bulunan yayını inceleyelim.

[pdfviewer width=”600px” height=”800px” beta=”true/false”]https://dl.dropboxusercontent.com/s/uavcpwoi4r5k2z2/Klima%20Tesisati%20Hesap%20Ornegi.pdf”]

Bu bilgiler ışığında Klima Santrali Hesabı ile ilgili çeşitli excel hesaplamalarını ve programları indirebilirsiniz.

Klima Santrali Hesap Programları
Açıklama	İndirme Linki
Klima Santrali Hesabı Excel[2]	klima-santrali-hesabi.xls
Systemair Klima Santrali Seçim Programı	Systemair Klima Santrali Programı İndir
Teknofan Klima Santrali Seçim Programı	Teknofan Klima Santrali Talep Formu
ACS Klima Santrali Seçim Programı	ACS Klima Santrali Talep Formu
ClimaVeneta Klima Santrali Seçim Programı	ClimaVeneta Klima Santrali Programı İndir
TRANE CLCF SELECTION SOFTWARE – Deneme Sürümü	Trane Klima Santrali Programı İndir
Mekar Klima Santrali Seçim Programı	Mekar Klima Santrali Talep Formu

Kaynak:
1- METTA Mühendislik
2- Piping Tools and Thermodynamic Excel functions add-ins, Piping-tools.net