S‹STEMLER‹N‹N S‹RKÜLASYON BORULARINDA ISI KAZANCI VE
2.10 SO⁄UTMA GRUBUNDA ENERJ‹
2.10.1 UYGULAMADA ALINAB‹LECEK ÖNLEMLER
Çillerlerde su s›cakl›¤›n›n düflürülmesi, kompresörde daha verimsiz bir çal›flma anlam›na gelir. Çiller su ç›k›fl s›cakl›¤›n›n 1°C düflürülmesi, kompresör veri-minin kabaca %4 düflmesine neden olur.
Çiller su ç›k›fl s›cakl›¤›n›, s›cak su kazanlar›nda
oldu-¤u gibi d›fl hava s›cakl›¤›na (ve nemine) göre ayarla-mak çiller kontrol paneli üzerinden mümkün de¤ildir.
Kendi üzerindeki kontrol paneli, genellikle su ç›k›fl
s›cakl›-¤›ndan de¤il, su dönüfl s›cakl›s›cakl›-¤›ndan kumanda alarak, çiller su ç›k›fl›n› ayarlanan belirli de¤erde tutacak flekilde çal›fl›r.
Bina otomasyonu ile d›fl koflullara ba¤l› olarak su s›cak-l›¤›n› de¤ifltirmek imkan› vard›r. Bina otomasyonunda böyle bir program yaz›labilir. Otomasyon program›n›n da çiller paneliyle haberleflebilme özelli¤i olmal›d›r.
Baz› otomasyon programlar›nda bu mümkündür.
Otomasyon sistemi verimleri eflit olan birden fazla say›da su so¤utma grubu varsa, belirlenen çal›flma
süreleri sonunda gruplar›n çal›flma s›ras› de¤ifltirilebilir.
Büyük sistemlerde so¤utma gruplar›, gerekli sistem yükünü ar›za halinde yedek kapasitede b›rakmak için %60 + %60 oran›nda karfl›layan 2 adet veya sis-tem yükünü %35 + %35 + %35 oran›nda karfl›layan 3 adet seçilebilir.
Büyük sistemlerde yedekleme flart de¤ilse so¤utma grup-lar›, gerekli sistem yükünü %40 + %60 oran›nda karfl›la-yan iki adet seçilebilir. Büyük sistemlerde efl zaman kulla-n›m faktörü yedekleme bak›m›ndan k›smi bir avantaj ola-rak de¤erlendirilmelidir. Önce %40 kapasiteli grup çal›fl›r, yetmezse bu grup kapan›r ve %60 kapasiteli grup aç›l›r, bu da yetmezse her ikisi birden (%40 + %60) devreye girer.
Çok çillerli gruplarda, çillerleri s›ra kontrolüyle çal›fl-t›rmak ve en verimli çilleri, lider çiller olarak seçmek mümkündür. Düflük verimli çillerler, sürekli tam yük-te çal›flacaklar›ndan en yüksek verimde çal›fl›rlar. En yüksek verimli çiller, k›smi yüklerde çal›flaca¤›ndan sistemin toplam verimi maksimize edilmifl olur.
Oransal kapasite kontrol imkan›na sahip olan üniteler (vi-dal› veya santrifüj kompresörlü), her zaman kademeli kontrol imkan›na sahip (pistonlu kompresörlü) üniteler-den daha iyi k›smi yük enerji harcamas› de¤erine sahiptir.
So¤utma gruplar› seçiminde kapasiteye ba¤l› olarak literatürde tavsiye edilen kompresör tipleri Tablo 2.66’da verilmifltir.
Su so¤utma gruplar›nda kondenser ç›k›fl›ndaki s›cak su, bir plakal› eflanjörden geçirilerek, bir ön boylerde depolanabilir (So¤uk suyun ön ›s›t›lmas›nda kullan›la-bilir.). Kullanma s›cak suyu tüketiminin fazla oldu¤u otel gibi uygulamalarda, boyler enerji tüketiminde önemli ölçüde tasarruf sa¤lanabilir.
Tablo 2.63. P‹K AYDAK‹ YÜK DE⁄ERLER‹
Tablo 2.64. ÖRNEK OTEL YILLIK NET SO⁄UTMA YÜKÜ
fiekil 2.65. KL‹MA SANTRALLARI KARfiILAfiTIRMA TABLOSU
2.10.2 ‹fiLETMEDE ALINAB‹LECEK ÖNLEMLER
Çiller kondenser ›s› geçifl yüzeyleri temiz tutulmal› ve gerekti¤inde kimyasal yöntemlerle temizlenmelidir.
Kirli kondenserlerde, so¤utma kapasitesi düfler ve
so-¤utucu ak›flkan s›cakl›¤› yükselir. Bu ise verimin düfl-mesine neden olur.
2.10.3 MERKEZ‹ SO⁄UTMA S‹STEMLER‹NDE TOPLAM S‹STEM VER‹M‹ (COPsistem)
2.10.3.1 Kompresörler
HVAC sistemlerinde so¤uk üretmek üzere kompre-sörler kullan›l›r. So¤utma yapan bir klima sisteminde en büyük enerji, bu elemanlarda kullan›l›r. Kompre-söre verilen elektrik enerjisiyle so¤utma enerjisi üre-tilir. Birim so¤utma için kullan›lan elektrik enerjisi miktar› bir kompresörün ›s›l performans›n› (verimli-li¤ini) ifade eden ana parametredir. “Beslenen elekti-rik enerjisi/elde edilen so¤utma enerjisi” oran› çeflit-li biçimlerde (birimlerde) ifade ediçeflit-lir:
kW/tonso¤utma COP (kW/kW)
EER (Mbtu/kWh veya btu/Wh)
So¤utma kapasitelerine göre tavsiye edilen kompresör tipleri Tablo 2.66’da verilmifltir.
Burada geçen “tonso¤utma” bir enerji birimi olup, 1 tonso¤utma= 3,56 kW = 3062 kcal/h de¤erindedir.
Tablo 2.67’de çeflitli tip kompresörler için üretici ka-taloglar›ndan al›nan tipik kW/ton oran› de¤erleri verilmektedir. ASHRAE / IESNA Standart 90.1-1999 birçok HVAC ekipman›n›n minimum verim de¤erleri-ni vermektedir. Cihazlar bu verim de¤erleride¤erleri-nin alt›nda olamazlar. Tablo 2.68’de 4 tip ekipman için verilen li-mit de¤erler görülmektedir. Bu de¤erler 29 Ocak 2001 tarihinden itibaren geçerlik kazanm›flt›r.
Bir su so¤utma grubunda, so¤utma kompresörü yan›n-da elektrik enerjisi tüketen fanlar ve pompalar yan›n-da bu-lunur. Dolay›s›yla çiller grubu so¤utma enejisi üretme performans› de¤erlendirilirken kompresör d›fl›nda elektrik enerjisi tüketen di¤er yard›mc› ekipman tüke-timleri de dikkate al›nmal›d›r. Bu durumda birim
so-¤utma için harcanan elektrik enerjisi de¤erleri arta-cakt›r. Tablo 2.69’da çeflitli tip yüksek verimli çillerler için üretici kataloglar›ndan al›nan tipik kW/ton oran›
de¤erleri karfl›laflt›rmak için standartlarda verilen mi-nimum de¤erlerle birlikte verilmifltir.
2.10.3.2 Sistem Elemanlar› ve Da¤›t›m Sistemlerinin Performans›
Yaz mevsiminde so¤utma yapan bir klima sistemi ›s›l performans› de¤erlendirilirken; sadece kompresörün ve-ya su so¤utma grubunun elektrik enerjisi tüketimi de¤il, sistemde tüketilen elektrik enerjisinin tamam› ele al›nma-l›d›r. Ayr›ca üretilen so¤uk enerjinin bir k›sm› hacimleri so¤utmada kullan›lamadan, HVAC sisteminin kendi ele-manlar›nda tüketilmektedir. E¤er so¤utma sisteminin kendi elemanlar› kaynakl› ›s› kazançlar›, üretilen so¤uk enerjisinden ç›kar›l›rsa, geriye “net so¤uk enerji” kal›r.
Hacimlerin so¤utulmas›nda yararlan›labilecek net de¤er budur. Örne¤in tam haval› bir VAV sisteminde, elektrik enerjisi beslenen yard›mc› ekipman, klima santral› besle-me ve dönüfl fanlar›, so¤utulmufl su sirkülasyon pompa-lar›, kondenser pompapompa-lar›, so¤utma kulesi (veya konden-ser fan›), zon fanlar› veya fanl› VAV kutular›ndaki fanlar olarak say›labilir. Bu elemanlardan so¤utma kulesi fan›
veya kondenser fan› ve kondenser pompas› d›fl›ndaki
¤utma devresi elemanlar›na beslenen elektrik enerjisi, so-nuçta ›s›l yüke dönüflür. So¤utma devresindeki fanlara ve pompalara beslenen elektrik enerjisinden verimsizlik ola-rak tan›mlanan k›s›mlar, bu elemanlarda ›s›ya dönüflür.
Ak›flkana aktar›labilen statik ve dinamik enerji ise, kanal ve borularda sürtünmeyle ›s› enerjisine dönüflür. Sonuçta so¤utma devresindeki sirkülasyon pompa ve fanlar›na beslenen elektrik enerjisinin tamam› ›s›ya dönüflür ve üretilen so¤uk enerjisinden düflülmelidir.
Sistemin ›s›l performans›n› de¤erlendirirken birim “net so¤uk enerji” üretmek için kullan›lan toplam elektrik enerjisi oran› esas al›nmal›d›r. Böylece sistem perfor-mans›na yard›mc› cihazlar›n etkisini görmek ve de¤er-lendirmek mümkün olur. Tablo 2.71 ve 2.72’de fanl›
VAV kullanan merkezi sulu santrifüj çillerli ve haval›
pistonlu çillerli örnek bir HVAC sistemi tipik perfor-mans de¤eri hesap çizelgeleri verilmifltir. Bu çizelge-lerde 1 ton so¤utma enerjisi üretmek için, sistemde tü-ketilen elektrik enerjisi ve cihaz kaynakl› ›s› yükleri düflüldükten sonra elde kalan net so¤uk enerji hesap-lanm›flt›r. Tablo 2.73’de hava so¤utmal› çillerli fan co-il sistemi performans de¤eri hesap çizelgesi verco-ilmifltir.
Burada tesisatta boru ve kanallardan olan ›s› kazançla-r› da hesapta göz önüne al›nm›flt›r. Yard›mc› cihazlakazançla-r›n performans de¤erleri literatürden al›nm›flt›r.
Bu hesap föyüne www.geokiss.com adresinden ulafl›labilir.
Kabul edilen standart koflullar:
Su so¤utmal› çiller için so¤utulmufl su ç›k›fl s›cakl›¤› = 45°F (7,2°C ≈ 7°C ) Su so¤utmal› çiller için so¤utulmufl su dönüfl s›cakl›¤› = 55°F (12,8 °C ≈ 13°C) Su so¤utmal› çiller için so¤utulmufl
su s›cakl›k fark› = 10°F (5,6 °C ≈ 6°C) Su so¤utmal› çiller için kondensere giren Tablo 2.66. KAPAS‹TEYE GÖRE
Su so¤utmal› çiller için kondenserden ç›kan so¤utma suyu = 95°F (35°C)
Hava so¤utmal› çiller için d›fl hava s›cakl›¤› = 95°F (35°C)
Direkt genleflmeli (DX) so¤utma bataryalar›nda buharlaflma s›cakl›¤› = 45°F (7,2°C ≈ 7°C)
Su so¤utmal› çillerde birim so¤utma için tüketilen elektrik enerjisinin 0,5 olan kW/ton de¤eri, bütün sistem (fan powered VAV sistemi) ele al›nd›¤›nda 1,61 de¤erine yükselmektedir.
7,12 olan COP de¤eri de 2,18 de¤erine düflmektedir.
Hava so¤utmal› çillerde birim so¤utma için tüketilen elektrik enerjisinin 1,49 olan kW/ton de¤eri, ayn› VAV sistemi ele al›nd›¤›nda 2,81 de¤erine yükselmektedir.
2,39 olan COP de¤eri de 1,25 de¤erine düflmektedir.
Fan coil sistemi ele al›nd›¤›nda, hava so¤utmal› çiller-de birim so¤utma için tüketilen elektrik enerjisinin 1,51 olan kW/ton de¤eri, sistem ele al›nd›¤›nda 2,27 de¤erine yükselmektedir.
2,35 olan COP de¤eri de 1,55 de¤erine düflmektedir.
Görüldü¤ü gibi sistemde kullan›lan yard›mc› eleman-lar›n, sistem performans›na ve verimine büyük etkile-ri olmaktad›r. Ele al›nan sistemin optimum bir sistem olmaktan uzak oldu¤u görülmektedir. Ancak pratikte bu tip sistemlerle s›kça karfl›lafl›lmaktad›r. Bu neden-le, sistemleri karfl›laflt›r›rken “sistemin EER veya COP de¤erleri”ne bak›lmal›d›r. Ayr›ca elektrik tüketi-mini etkileyen di¤er faktörler eklenmelidir.
Tablo 2.69. ÇEfi‹TL‹ T‹P Ç‹LLERLER ‹Ç‹N T‹P‹K kW/TON ORANI DE⁄ERLER‹ VE STANDARTLARDA VER‹LEN M‹N‹MUM DE⁄ERLER
(Kapasite büyüdükçe cihaz performans› iyileflmektedir.
Ayn› so¤utma daha küçük elektrik enerjisiyle sa¤lanmaktad›r.) Tablo 2.68. BAZI EK‹PMAN ‹Ç‹N VER‹LEN L‹M‹T DE⁄ERLER
(IPLV (Integrated Partial Load Value) = K›smi yüklerdeki verim de¤erlerini de gözönüne alan integral verim de¤eridir.) Tablo 2.67. ÇEfi‹TL‹ T‹P KOMPRESÖRLER ‹Ç‹N ÜRET‹C‹ KATALOGLARINDAN ALINAN
T‹P‹K kW/ton ORANI DE⁄ERLER‹
(kW/ton = 1 ton so¤utma enerjisini üretmek için kullan›lan kW cinsinden elektrik gücüdür.)
fiekil 2.70. MERKEZ‹ SO⁄UTMAS‹STEM‹ ELEKTR‹K MOTORLARI
Tablo 2.71. SU SO⁄UTMALI Ç‹LLER KULLANAN ÖRNEK B‹R HVAC S‹STEM‹ (Fan-powered VAV sistemi) Tipik performans de¤erleriyle 1 ton so¤utma enerjisi üretmek için sistemde tüketilen elektrik enerjisi ve
cihaz kaynakl› ›s› yükleri düflüldükten sonra elde kalan net so¤uk enerji hesap çizelgesi
Tablo 2.72. HAVA SO⁄UTMALI P‹STONLU Ç‹LLER KULLANAN ÖRNEK B‹R HVAC S‹STEM‹ (Fan-powered VAVsistemi)s Tipik performans de¤erleriyle 1 ton so¤utma enerjisi üretmek için sistemde tüketilen elektrik enerjisi ve
Tablo 2.73. ÖRNEK B‹R FAN COIL S‹STEM‹ ‹Ç‹N PROJEDEN ALINAN PERFORMANS DE⁄ERLER‹YLE 1 ton so¤utma enerjisi üretmek için sistemde tüketilen elektrik enerjisi ve
cihaz kaynakl› ›s› yükleri düflüldükten sonra elde kalan net so¤uk enerji hesap çizelgesi
a. Borular, vanalar ve pompa yüzeylerinden ›s› ka-zançlar› olacakt›r. Bunlar hesaba kat›lmal›d›r.
b. Hava kanallar›ndan olan ›s› kazançlar› da hesaba eklenmelidir.
c. Hava kanallar›ndan ve hava kanallar›n›n menfez ba¤-lant›lar›ndan hava kaçaklar›n›n olmad›¤› kabul edilmifltir.
d. Bu hesaplar pik yüklere göre yap›lm›flt›r. Oysa sis-tem çok daha düflük yüklerde çal›flmaktad›r. Düflük yüklerde daha az so¤utma kapasitesi (tonso¤utma) üre-tildi¤i halde, borular ve hava kanallar›ndaki ›s› ka-zançlar› de¤iflmez.
e. So¤utulmufl su ve kondenser so¤utma suyu pompala-r› çal›flma süreleri, kompresörden daha fazlad›r. Komp-resör durufla geçti¤inde de özellikle so¤utulmufl su pompas› çal›flmaya (enerji tüketmeye) devam edecektir.
f. Su so¤utma kulesinden
• Su (yumuflat›lm›fl su) kayb›n›n maliyeti (buhar-laflma ve s›çrama kay›plar›),
• Kullan›lan kimyasallar›n maliyeti (Lejyoner has-tal›¤› riskini azaltmak için) gibi konular burada görülmemektedir.
g. Bu de¤erler de sistem verimine veya ekonomisine dahil edildi¤inde, sistem COP de¤erleri merkezi sis-temlerde daha da afla¤› düflecektir.
h. Cihazlar tam kapasitede sürekli kullan›lmazlar. Genel-de düflük kapasitelerGenel-de çok daha uzun süreler kullan›l›r.
Çünkü d›fl hava s›cakl›¤›, her zaman en yüksek de¤erde de¤ildir. Günefl yükü de¤iflkendir ve iç yüklerde her za-man en yüksek de¤ildir. Bu nedenle ifl merkezlerindeki ortalama kapasite kullan›m› %40’lar ve otellerde ise
%20 - 30’lar mertebesindedir. Bu durumda;
• Cihaz verimleri düfler.
• Borular›n ve hava kanallar›n›n ›s› kazançlar› sabit kal›r. Binan›n kazançlar›na olan oran› artar.
Merkezi sistemde iflletme verimini düflüren o kadar çok etken vard›r ki; (Yukar›daki bölümlerde bunlar-dan bir k›sm› yans›t›lm›flt›r.) Sistemin, projenin, uy-gulaman›n ve iflletmenin kalitesine ba¤l› olarak çok ciddi miktarlara ulaflan bu verimsizlikler de sistem performans›n› etkilemektedir ve bunlar hesaplara dahil edilmemifltir.
Tablo 2.74’te farkl› sistemler için hesaplanm›fl sistem verimleri görülmektedir. Bu tabloda ayn› zamanda sistemlerin karfl›laflt›rmas› için gerekli olan yard›mc›
ekipman verileri de görülmektedir. Bu tablodaki veri-ler fiekil 2.75 ve 2.76’da grafik olarak gösterilmifltir.
(Not: CAV = sabit debili tam haval› klima sistemi, GSHP = toprak kaynakl› ›s› pompas›,
Opt. VAV = optimize edilmifl VAV sistemidir.) Birinci sistem için kW/ton = 1,61, EER = 7,44 ve COP = 2,18 ç›km›flt›r. Bu sistem optimum bir sistem olmamakla birlikte pratikte kullan›lmaktad›r.
Tablo 2.74. FARKLI S‹STEMLER ‹Ç‹N HESAPLANMIfi S‹STEM VER‹MLER‹
fiekil 2.75. FARKLI S‹STEMLER ‹Ç‹N YARDIMCI fiekil 2.76. FARKLI S‹STEMLER ‹Ç‹N
Tablo 2.79. FARKLI DIfi SICAKLIKLARDAK‹ PERFORMANS DE⁄ERLER‹N‹N DE⁄‹fi‹M‹
fiekil 2.78. MERKEZ‹ S‹STEMLERDE PERFORMANSI ETK‹LEYEN FAKTÖRLER fiekil 2.77. SO⁄UK ENERJ‹ TAfiIMA KAYIPLARININ S‹STEM VER‹M‹NE ETK‹S‹
‹kinci sistemde pistonlu kompresörlü hava so¤utmal›
çiller kullan›lmaktad›r. Bu çillerin güç gereksinimi, santrifüj kompresörünkinin 2 kat›ndan fazla olsa da, ç›kan sonuç de¤erleri ilk sistemden pek farkl› de¤ildir:
kW/ton =1,56; EER = 7,7; COP = 2,3.
Burada klima santrallar›n›n güç ihtiyac› daha düflük olmaktad›r.
Üçüncü sistem hava so¤utmal›, direk genleflmeli, sabit hava debili çat› tipi paket klima ünitesi veya hava kanal-l› split tip klimad›r. ‹kinci sistemde oldu¤u gibi kompre-sörün kW/ton de¤eri yüksek olmas›na ra¤men, yard›m-c› ekipmanlar›n ihtiyayard›m-c› daha da düflüktür. Bu sistemde kW/ton = 1,37; EER = 8,8; COP = 2,6 ç›kmaktad›r.
Dördüncü sistem optimize edilmifl bir VAV sistemidir.
Fanl› VAV terminalleri yerine normal VAV terminalle-ri kullan›lm›fl, fan bas›nçlar› ve pompa bas›nçlar› dü-flecek flekilde tasar›m yap›lm›flt›r. Bu haliyle sonuçlar-da önemli oransonuçlar-da iyileflme olmufltur:
kW/ton = 1,04; EER = 11,4; COP = 3,4 de¤erlerine yükselmifltir.
Sonuçlar göstermektedir ki; en verimli ve optimize edilmifl çiller kullan›lsa bile (ki kullan›lmas› tavsiye edilir), yard›mc› ekipmanlar›n yüksek enerji gereksi-nimlerinin yaratt›¤› negatif etki kaç›n›lmaz olmaktad›r.
Özetle, merkezi sistemlerde cihaz verimleri yüksek olsa bile sistem bir bütün olarak ele al›nd›¤›nda top-lam verim çok düflük olmaktad›r. Bireysel sistemler de ise, tafl›ma kay›plar› olmad›¤›ndan sistem verimi, cihaz verimiyle ayn› olmaktad›r (fiekil 2.77 ve 2.78).
Burada önemli husus, sistem seçerken “Life Cycle Cost Analysis” (yaflam boyu maliyet analizi) yap›lma-s›, iflletme ve bak›m maliyetleri hesaba kat›lmas›d›r.
2.10.4 SO⁄UTULMUfi SU SICAKLI⁄INA VE SO⁄UTMA SUYU (veya D›fl Hava) SICAKLI⁄INA BA⁄LI OLARAK Ç‹LLER
PERFORMANSININ DE⁄‹fi‹M‹
So¤utma kompresörlerinin ve bunlar›n kullan›ld›¤› su so¤utma gruplar›n›n (çiller) verimleri, kondenserde kullan›lan so¤utma ortam› s›cakl›¤›na ve üretilen so¤u-tulmufl su s›cakl›¤›na (evaporatör s›cakl›¤›na) ba¤l›d›r.
Haval› kondenserlerde so¤utma ortam› hava oldu¤un-dan, kondens s›cakl›klar› daha yüksektir. Kompresör
veriminin ifadesinde d›fl ortam hesap s›cakl›¤› refe-rans al›n›r. Yani söz konusu iklimde yaz›n karfl›lafl›la-bilecek uç d›fl s›cakl›k de¤eri referans al›n›r. ‹stanbul gibi iklimlerde geçerli olan ve genellikle haval› çiller anma verim de¤erlerinde esas al›nan d›fl s›cakl›k 35°C de¤erindedir. Kataloglarda cihaz verimleri (kW/ton, EER veya COP de¤erleri) bu s›cakl›k için ifade edilir.
D›fl s›cakl›k de¤eri bunun alt›ndaysa verim yükselir, d›fl s›cakl›k de¤eri bunun üzerindeyse verim düfler.
Farkl› d›fl ortam s›cakl›klar› için düzeltme katsay›lar›:
Td›fl ortam= 29°C için k = 0,86 Td›fl ortam= 41°C için k = 1,17
D›fl ortam s›cakl›¤› 29°C için kW/ton de¤eri 0,86 ile çarp›l-mal› veya EER ve COP de¤eri 0,86 de¤erine bölünmelidir.
Su so¤utmal› kondenserlerde, standart su girifl
s›cakl›-¤› 29°C al›nmaktad›r. Daha düflük ve yüksek su s›cak-l›klar›nda verimde benzer de¤iflme söz konusudur.
Farkl› su girifl s›cakl›klar› için düzeltme katsay›lar›:
Tsu girifl= 23°C için k = 0,86 Tsu girifl= 35°C için k = 1,17
Hava so¤utmal› örnek bir çiller için (GEA - Model 60) çillerde su s›cakl›¤› 7/12°C iken farkl› d›fl s›-cakl›klardaki performans de¤erlerinin de¤iflimi afla¤›daki Tablo 2.79’da verilmifltir. Örnek cihazda görüldü¤ü gibi kondens s›cakl›¤›n›n de¤iflimi per-formans› (COP) önemli ölçüde etkilemektedir.
Not: PI çillere beslenen (kompresör + fanlar + kontrol devreleri + pompalar) toplam elektrik enerjisi de¤eridir.
So¤utulmufl su s›cakl›klar›n›n de¤iflimi de çiller verimini etkiler. Çiller veriminin artmas› için çillerden al›nan so¤u-tulmufl su s›cakl›¤›n›n mümkün oldu¤u kadar yüksek ol-mas› gerekmektedir. So¤utulmufl su s›cakl›¤› 7°C olan bir sistem için verilen anma verimi de¤erleri, farkl› s›cakl›k-larda afla¤›daki katsay›larla düzeltilmelidir:
Tsu= 4°C için k = 1,10 Tsu= 10°C için k = 0,92
So¤utulmufl su s›cakl›¤› 4°C için kW/ton de¤eri 1,10 ile çarp›lmal› veya EER ve COP de¤eri 1,10 de¤erine bölünmelidir. So¤utulmufl su s›cakl›klar› pratikte 5, 6, 7, 8°C olabilmektedir. Hangi s›cakl›¤›n seçilece¤i veya bunlar›n d›fl›nda bir s›cakl›k seçimi, mutlaka bir ince-lemeye ve optimizasyona dayanmal›d›r. Mecbur olun-mad›kça su s›cakl›¤› yüksek seçilmelidir. Su girifl ç›k›fl
Tablo 2.80. HAVA SO⁄UTMALI MODEL 60 Ç‹LLER ‹Ç‹N DIfi SICAKLIK 35°C VE ΔT = 3 - 8°C ARALI⁄INDA ‹KEN
s›cakl›klar› aras›ndaki fark da önemli bir optimizas-yon konusudur. Genellikle kullan›lan standart fark 5°C olup, standart so¤utulmufl su s›cakl›¤› 7/12°C ola-rak kabul edilebilir.
Hava so¤utmal› örnek çiller için (GEA - Model 60) d›fl hava s›cakl›¤› 35°C iken farkl› su s›cakl›klar›ndaki perfor-mans de¤erlerinin de¤iflimi afla¤›daki Tablo 2.80’de veril-mifltir. Örnek cihazda görüldü¤ü gibi su s›cakl›¤› artt›kça so¤utma kapasitesi artmakta, gerekli güç ihtiyac› da hafif-çe artmaktad›r. Bu iki de¤erin bölümü olan COP de¤eri de su s›cakl›¤›yla artmaktad›r. COP de¤erinin su s›cakl›¤›yla de¤iflimi fiekil 2.81’de ayr›ca grafik olarak gösterilmifltir.
2.10.5 SO⁄UTULMUfi SU SICAKLI⁄INA BA⁄LI OLARAK HVAC S‹STEM
PERFORMANSININ DE⁄‹fi‹M‹
HVAC sisteminde so¤utulmufl su ile so¤utma yap›l›yor-sa, kullan›lacak su s›cakl›¤› rastgele seçilmemelidir. Bu s›cakl›k, bir optimizasyon çal›flmas› sonucunda belir-lenmelidir. Bu s›cakl›k uygun seçilmezse,
• Sistem yat›r›m maliyetleri yüksek olabilir.
• Sistem iflletme maliyetleri yüksek olabilir.
• ‹stenilen iç ortam konfor flartlar› sa¤lanamayabilir.
Bir klima sisteminin tasar›m›nda öncelikle psikrometrik çal›flma yap›lmal›d›r. Kullan›lacak so¤utulmufl suyun s›cakl›¤›n› bu psikrometrik inceleme belirler. Duyulur ve gizli ›s› yükleri, istenen iç ortam konfor flartlar› ve d›fl hava iklim de¤erlerine göre kabul edilebilecek en yük-sek su s›cakl›¤› psikrometriden belirlenir. Psikrometri-den belirlenen mümkün olabilecek en yüksek su
s›cakl›-¤›ndan itibaren parametrik olarak su s›cakl›¤› azalt›lacak
olursa, yukar›da ifade edildi¤i gibi çiller devresinde ve-rim düfler ve maliyetler artarken, klima santral› devre-sinde verim yükselir ve maliyetler azal›r. Dolay›s›yla psikrometriyle s›n›rlanan bir optimizasyon çal›flmas› so-nucunda çiller su s›cakl›klar›n›n belirlenmesi gerekir.
Tablo 2.82’de ‹stanbul için (33°C kuru termometre ve 25°C yafl termometre s›cakl›¤›nda) ve farkl› iç hava ko-flullar›nda, taze hava oranlar›nda ve duyulur ›s› oranla-r›nda psikrometriden okunan örnek maksimum so¤utul-mufl su s›cakl›k de¤erleri verilmifltir. Bu durumda seri fan-powered sistemi düflük s›cakl›kta hava üflemesi etüd edilmelidir. Bu sistemde primer hava debisine yak›n ta-ze hava verilmekle flaft boyutlar› çok küçülmektedir.
Su s›cakl›¤›n›n düflürülmesi sonucu serpantin cihaz çi¤ noktas› s›cakl›¤› azal›r ve serpantinden daha düflük s›cakl›kta hava elde etmek mümkün olur.
So¤utma yükü ve duyulur ›s› oran› ayn› kald›¤›nda, gerek-li hava debisi azal›rken üfleme havas› s›cakl›¤› da azal›r.
Düflük s›cakl›ktaki hava,
• Kanallarda ›s› kazanc›n› art›r›r,
• Kanal d›fl yüzeylerindeki ve menfezlerdeki yo¤ufl-ma riskini yükseltir.
• Buna karfl›l›k hava kanal› ve menfez boyutlar›n›
küçültmek imkan› ortaya ç›kar.
So¤utulmufl Su S›cakl›klar›
a. So¤utulmufl su gidifl s›cakl›klar›:
5, 6, 7, 8°C → kaç derece olmal›d›r?
b. So¤utulmufl su dönüfl s›cakl›klar›:
9, 10, 11, 12, 13, 14°C → kaç derece olmal›d›r?
c. So¤utulmufl su gidifl / dönüfl s›cakl›klar› fark› (ΔT);
4, 5, 6, 7, 8°C → kaç derece olmal›d›r?
2.10.5.1 Düflük So¤utulmufl Su S›caklar›
Pratikte su so¤utma gruplar›nda inilebilen en düflük su s›cakl›klar› 5°C mertebelerinde olabilir. Düflük so¤utul-mufl su s›cakl›¤›, üfleme havas› s›cakl›¤›n› düflürme im-kan› verir. Düflük s›cakl›kta havayla so¤utma, özel bir uygulama alan›d›r. Bu sistem d›fl havan›n çok rutubetli oldu¤u yerlerde avantaj sa¤lar. Büyük hava debileri kullan›lan, insan say›s› fazla ve gizli ›s› kazanc› yüksek toplant› salonu gibi yüksek tavanl› yerlerde bu sistem yine avantajl›d›r. Tavan daha yüksek oldu¤u için daha düflük s›cakl›klarda hava üflenebilir. Bu durumda;
Tablo 2.82. ‹STANBUL ‹Ç‹N FARKLI KOfiULLARDA ÖRNEK TES‹SATA G‹D‹fi MAKS‹MUM SO⁄UTULMUfi SU SICAKLIK DE⁄ERLER‹
fiekil 2.81. EVAPORATÖR SU ÇIKIfi SICAKLI⁄IYLA COP DE⁄‹fi‹M‹
fiekil 2.83. ÖRNEK SU SO⁄UTMAKULES‹ - SO⁄UTMAKAPAS‹TES‹ 2 x 1.800 kW