Sabit h aval ı sistemler

Tek zonlu sistemler:

En basit, tek bir zona hitap eden, sıcaklık kontrollü bir sistemdir. Dikkatli bir tasarım ile sistemin hitap ettiği hacmin sıcaklık ve nem kontrolü çok iyi yapılabilmektedir. (Şekil 5.1) Sistem istenildiğinde, komşu sistemlere zarar vermeden durdurulabilir. Sisteme Dönüş - Egzoz fanı eklenmesiyle uygun dış sıcaklıklarda, dış hava ile soğutma yapmak mümkündür (Dönüş - Egzoz fanı kullanılmazsa sabit dış hava çalışma durumundaki uygulamada bu imkândan yararlanılamaz). Bu fana Dönüş/Egzoz fanı denilmesinin nedeni, fanın gerektiğinde %100 dönüş, kısmen dönüş kısmen egzoz veya %100 egzoz yapabilmesindendir.

Şekil 5.1 Sabit havalı tek zonlu sistem

Sabit havalı tek zonlu sistemlerin sıcaklık kontrolü, üflenen havanın sıcaklığını değiştirerek, yani serpantin çıkış sıcaklıklarını değiştirerek, tekrar ısıtma (reheat) yapılarak veya soğutucu serpantin üzerine alın-by-pass damperi koyup yaz mevsiminde, yük azaldığında karışım havasını soğutucu üzerinden geçirmeyip (by-pass ederek) soğutucu çıkış sıcaklığı değiştirilerek yapılabilir.

Tek zonlu sistemler, küçük mağaza katlarında, alışveriş merkezlerindeki küçük mağazalarda, sınıflarda, bilgisayar odalarında, ameliyathanelerde, jimnastik salonu gibi geniş alanlarda, orta boy toplantı salonlarında ve sinemalarda, kısaca zon kavramı bölümünde de anlatılan, bağımsız, bütün tek zonlarda uygulanır.

Zonlarda tekrar ısıtmalı sistemler çok zonlu sistemler:

Çok zonlu, zon ısıtıcılı sistemler tek zonlu sistemlerin değişik bir şeklidir. Bu sistem;

- Değişik yüklerdeki zonların. kontrollü iklimlendirilmelerini sağlar.

- Değişik yönlerdeki alanların, bazılarının soğutulmasını diğerlerinin aynı zamanda ısıtılmasını temin eder.

- Hassas kontrol isteyen konfor veya proses işlemlerinde uygulanır.

Tekrar ısıtmada amaç, belli bir çiğ noktası sağlayan soğutucu işlemden sonra, üflenen havanın tekrar ısıtılmasını sağlamak ise, bu sistem reheat (son ısıtıcı kontrollü) sistemdir.(Bkz. Şekil 5.2)

Reheat sistemde, hava miktarı, maksimum soğutma yükünün karşılanmasına göre seçilir. Soğutma yükünün azalması durumunda, azalan yük miktarı kadar ısı. reheat serpantin vasıtasıyla eklenerek, oda sıcaklığının sabit tutulması sağlanmaktadır. Hava miktarı, birden çok iç hacim olması halinde her odanın maksimum hava debileri toplanarak belirlenir. Soğutma yükü ise blok yüküdür, yani, maksimum yük saatinde ortaya çıkan, her odaya ait o saatteki yükler toplamıdır.

Tekrar ısıtmalı sistemler (reheat sistemler)in üstünlükleri:

Oda şartları, hassas bir şekilde sağlanabilir. Laboratuarlarda (yüksek egzoz miktarı gereken yerlerde) hastanelerde, ameliyathanelerde, yoğun bakım ünitesi olan yerlerde kullanılır.

Şekil 5.2 Sabit havalı - zonlarda tekrar ısıtmalı sistem (zon-reheat sistemi)

Sakıncaları:

Çok pahalı işletme masrafları vardır. Konfor uygulamaları için bazı enerji tasarrufu ile ilgili yönetmeliklere ve standartlara aykırıdır.

Reheat sistemli uygulamalar için tavsiyeler:

- Soğutucu serpantin çıkış sıcaklığı reset edilmelidir, (kaydırılmalıdır)

- Soğutucu ünitelerinden ve egzoz havası üzerinden ısı geri kazanımı sağlanmaya çalışılmalıdır (şartlar uygunsa).

By-pass sistemler:

Sabit havalı tekrar ısıtıcılı sistemin diğer türü baypas sistemidir. Sistem primer devrede sabit havalı, sekonder oda devresinde ise değişken hava debilidir. (VAV) Odaya verilen hava, oda yükünün azalmasına paralel olarak azaltılmakta bunun için de baypas VAV kutusu kullanılarak, havanın bir kısmı asma tavan içine verilmektedir. Bu yöntem, enerji tasarrufuna fazlaca dikkat edilmeyen, küçük sistemlerde kullanılmaktadır.

5.2.2.2. Değişken hava d ebili (VAV) sistemler

Değişken hava debili sistemler (bundan böyle VAV olarak adlandırılacaktır.) iç hacim şartlarını, üflenen hava sıcaklığının değiştirilmesi, yerine üflenen hava debisini değiştirerek sağlamaktadır. Veriş havası genelde sabit olup, mevsime göre sabit üfleme sıcaklığı kaydırılmalıdır. Ancak her durumda, üflenen hava sıcaklığı, maksimum yük gösteren zona ait şartları sağlayabilmelidir. Hava miktarlarının azaltılması, fan enerji ihtiyacını kısacağı için sistem enerji tasarrufu sağlayacaktır. VAV sistemleri, çevre zonlara veya iç zonlara yardımcı, ek ısıtıcılı veya ısıtıcısız olarak uygulanırlar. Dış çevre zonlarda soğutma yükü fazlaca değişken olduğu için, maksimum enerji tasarrufu da çevre zonlarda olmaktadır.

Isı kazancı hesapları yapılırken, hava miktarı, emniyetli olarak belirlenirse, VAV sistemleri, kısmi yüklerde havayı fazlaca kısarak, ses problemi oluşturacaklardır. Bu konuya dikkat etmek gerekir.

VAV sistemlerinde nem kontrolü genelde sorun olmaktadır. Nem kontrolünün hassas olduğu, laboratuar, veya proses uygulamalarında, sistem sabit havalı olarak tasarlanmalıdır. Konferans salonları, restoran gibi hacimlerde olduğu gibi duyulur ısı oranı (duyulur ısı/toplam ısı oranı) düşük Be, VAV kutularının, üflenen havayı %50^?den daha fazla kısmasına izin verilmemeli ve nem kontrolünün sağlanması için tekrar ısıtma (Reheat) düzeni eklenmelidir. Hava hareketinin düşük olduğu yerlerde, insan vücudu iç hacim sıcaklık artışlarına daha çok duyarlılık gösterir. İç hacim konfor seviyesini yükseltmek için maksimum hava hareketi sağlanmasında yarar vardır. Bunun için üfleme havası sıcaklığı artırılabilir veya zon bazında tekrar ısıtma yapılabilir; hacimlerde, hava sisteminden ayrı, ısıtma sistemi ile ilave ısıtma yapılabilir, fan kutulu sistem veya endüksiyon sistemi ile oda havasının sıcaklığı sabit tutulabilir.

Kısmalı VAV:

Gerçek VAV diye de adlandırılan en basit VAV sistemi olup en fazla kullanılan ve üflenen hava miktarının, VAV kutusunda kısılarak azaltıldığı dolayısıyla fan hava

miktarının da aynı şekilde azaltıldığı bir sistemdir. VAV sisteminin en belirgin özelliği, soğutmada çalışmasıdır. Isıtma için ise ek düzenler gerekmektedir. İç zonlarda, insan, aydınlatma, cihaz soğutma yüklerindeki değişikliği karşılamak için, tüm yıl boyunca sıkça kullanılır.

Geceleyin kullanılmayan hacimlerin çok az bir soğutma yükü olup, hava kısma oranı %100'den % 25'e kadar düşebilir. Kış mevsiminde, havalandırma santraline konulan ısıtıcı ile sabahları kısa bir süre için ısıtma yapılıp, aydınlatma ve insan yükleri ortaya çıkana kadar, ön ısıtma ihtiyacı sağlanır.

Tekrar ısıtmalı sistemler ("reheat" sistemler):

Bu sistemler, bundan önce anlatılan, kısmalı VAV uygulamasının, VAV kutusuna ısıtıcı eklenmiş şeklidir. Tekrar ısıtmalı sistemler, gereğinde soğutma ve ısıtma yüklerini karşılamak üzere iç ve çevre zonlarda kullanılabilirler. VAV kutusu için minimum üfleme hava miktarı belirlenirken,

- Isıtma yükünü karşılayacak,

- Maksimum nem oranını geçmeyecek,

- Hacim içinde gerekli hava hareketini sağlayacak,

- Minimum dış hava miktarını sağlayacak kadar olmasına dikkat etmek gerekir.

Tekrar ısıtmalı VAV sisteminde, ısıtma işlemi yapılırken üflenen hava, önce kutuda hesap edilen alt sınıra düşer, bundan sonra sistem sabit miktarda hava üflerken, hava sıcaklığı, ısıtıcı serpantin ile gerekli değere yükseltilir. Yaz mevsiminde tekrar ısıtma sistemi kullanılmaz. Yalnız toplantı odalarının benzeri olan iç hacimlerde, düşük yüklerde nem çok artarsa, o zaman tekrar ısıtma düşünülmelidir.

İndüksiyonlu VAV sistemleri:

İndüksiyonlu VAV kutusunda (Bkz. Şekil 5.3), ısı yükünün azalması halinde, kutuya giren primer hava kısılır, asma tavan içindeki havanın kutuya giriş damperi açılarak, buradan giren dolaşım havası miktarı artırılır. Dolayısıyla odaya verilen hava hemen

hemen sabit kalmasına karşın, primer hava azalacaktır. Sistem, sabit hacimli, baypas sisteminin tersi şeklinde çalışmaktadır. Düşük yüklerde, üfleme havası asma tavan boşluğuna baypas edileceğine, asma tavandan indükleme ile hava emilmektedir.

Şekil 5.3 İndüksiyon VAV kutusu

İndüksiyonlu VAV kutusu, genelde, asma tavan boşluğuna yerleştirildiği için, tavan içindeki aydınlatmadan gelen ısı, iç zon uygulamalarında ve yumuşak iklim koşullarındaki çevre zon uygulamalarında sistemin ısı gereksinimi karşılayabilir. Çevre ve tavan ısı kayıplarının fazla olması halinde, kutuda tekrar ısıtma (Reheat) veya çevrede bağımsız ısıtma sistemi kurulması gerekir.

Fan Güçlü VAV sistemleri:

Fanlı VAV sistemleri, paralel veya seri konumlu olmaktadır. Paralel akışlı ünitelerde fan, primer hava akım devresi dışında olup, aralıklı olarak çalıştırılma imkânına sahiptir. Seri konumlu sistemlerde ise fan, primer hava akış devresi üzerinde ve zonun kullanılması halinde, devamlı çalışır durumdadır. Her iki sistem, kısmi yüklerde, iç hacim içindeki hava hareketini istenilen düzeyde tuttukları ve VAV sisteminin enerji tasarrufunu sağladıkları için sıkça seçilmektedir. Primer hava damperi kısıldıkça, fanlı VAV ünitesi, daha çok asma tavan plenum havasını sirküle eder. Çevre zonlarda uygulandığında, sıcak sulu veya elektrikli tekrar ısıtıcılı (Reheat)

üniteler (kutular) kullanılabilir veya çevrede radyatörlü sistem uygulanarak, çevre kayıpları karşılanabilir. Isıtma ve soğutma rejimleri arasında, geçiş aralığındaki ölü bantta, yalnızca fan çalışarak, aydınlatmadan gelen ısı enerjisi değerlendirilip, maksimum enerji tasarrufu-sağlanır.

Paralel fan sisteminde, soğutma yükündeki değişikliğe göre primer hava miktarı ayarlanır ve yükün azalması halinde belirlenen minimum miktara kadar kısılır. Bu noktadan sonraki yük azalmasında fan devreye girerek, asma tavan plenumundaki sıcak havayı primer hava ile birlikte odaya üflemeye başlar. Bu düzen daha çok çevre zonlarda kullanılır. Gereğine göre sıcak sulu veya elektrikli ek ısıtıcı bulunabilir. Fan üfleme miktarı, primer hava maksimum debisini tamamlayıcı tarzdadır. Fan çıkışında, geri dönüş önleyici damper bulunur ve primer havanın, fanın çalışmadığı zamanlarda, fan üzerinden asma tavana kaçması önlenir.

Seri fan sisteminde, fan devamlı çalışır ve primer havayı, duruma göre asma tavan havası ile karıştırıp, odaya sabit hacimde üfler. Sistem, iç zonlarda veya çevre zonlarda, ek ısıtıcı düzenli veya ısıtıcısız olarak kullanılır.