Açık ve belirgin olarak hava kalite kontrolü sık sık gündeme alınır ancak gerçek anlamda nadiren uygulamaya konulur. Bunun yanı sıra bu kontrol işlemi, havalandırma ve iklimlendirme sistemlerindeki işletim masrafl arının azaltılmasında önemli bir katkı sağlamaktadır. Belirtilen hedefl ere varabi- lmek için 1916 yılından itibaren CO2 kontrolüne yönelik öneriler
sunulmasına rağmen, günümüze kadar gelen süreç içerisinde enerji fi yatlarının düşük ve teknolojilerin sürekli çok pahalı olması, bu yönde yapılacak olan girişimlerin gerçekten değmeyeceği bilincini taşımıştır.
Günümüzde ise yüksek enerji fi yatları CO2 kontrolünü gerçek bir gereklilik haline getirirken, modern teknolojiler özellikle basit bir uygulamanın gerçekleşmesi için devreye girmektedirler. Bu şekilde yeni tesisatların yanı sıra var olan tesisatlar da yeniden teçhiz edilebilmektedir. Avrupa Birliği yönetmeliğine yönelik binaların toplam enerji etkinliği (EPBD)2 ve daha başka yeni standartlar bu sistemlerin fevkalade tasarruf potansiyellerinin uygulanmasını desteklemektedir.
(EN 13779) daha iyi hava kalite kontrolü sayesinde enerji etkinliği
Mr. Hannes Lütz Ürün Geliştirme Müdürü
CentraLine c/o Honeywell GmbH
06 I 2008
Kullanılmış olan atık havanın enerji içeriğin ve hava nakil enerjisinin
masrafl arına istinaden, binalardaki temiz hava temini çok yüksek maliyetlidir.
CO2 kontrolü yeni bir konu değildir. Amerikalı mühendisler 20. yüzyılın
başlarından itibaren bu duruma yönelik büyük tasarruf potansiyeli konusunda bilinçli idiler:
Havalandırma sistemlerinin geliştirilmesinde kural gereği standartlar ortaya çıkmaktadır. Özellikle ise temiz hava oranı bir tasarı çizim kriteri olarak sistemin toplam büyüklüğüne etki etmektedir.
Avrupa Birliği yönetmeliği EN 1946 kısım 2 ve ASHRAE 62-1989 Amerika standardı temiz hava miktarını halen, alan ve sabit bir personel sayısına göre hesaplamaktadır. EPBD’nin temeline dayanan yeni Avrupa Birliği standardı, temiz hava sevkini hava kalitesi ile birlikte kontrol edilebilir olarak oluşturmaya ve ticari olarak işletilen bir iklimlendirme sistemine hava kalitesi açısından en büyük anlamı veren opsiyonu barındırır.
1916 Engineers Handbook
Resim 1: 1916’dan kalma Mühendis rehberi3
Eski bir konu mu?
„Eski“ standartlar ve yeni olan EN 13779
“CO2 Testlerine bağlı olarak,...
… mekan içindeki havanın temizlenip yenilenmesi ve dağıtımı kontrol altında tutulmalıdır.
… CO2 oranı her 10.000’de 8 ila 10 arasındaki parçayı AŞMAMALIDIR.”
3 General Electric: CO2 ölçüm tekniğine yönelik bilgiler
Modern CO2 Sensörleri, aşağıda sıralanmış olan bileşimlerden meydana gelmişlerdir:
Patentli dalga kılavuzu içinden ışınım yaymakta olan bir kızıl ötesi kaynağı;
Sadece gerekli olan dalga uzunluğunu geçirmekte olan optik bir filtre;
Kızılötesi ışınımın miktarını ölçmekte olan bir detektör, kabin veya odada CO2 oranı ne kadar yüksek ise, kızılötesi ışınımlar detektöre bir o kadar az ulaşmaktadır.
Ölçme teknolojisi
Resim 2: Modern CO2 Sensörleri3 kızılötesi - ampul
difüzyon membranları
patentli dalga kılavuzu
özel kızılötesi
filtresi mikro işlem görmüş termopil detektör
mikro işlemci
Küçük uygulamaların direk olarak sensör kumandası üzerinden işlem görebilme- si için bu sensörler, oranlı regülatörler ve/ veya basit bir durdurma şalterini de içerebilmektedirler. Her türlü durumda ppm (milyon başına miktar) olarak CO2
konsantrasyonunu meydana getiren 0…10 V veya 4…20 mA doğrusal bir çıkış sinyali bulunur. Bu çıkış sinyali, sensör doğruluğu ve talep profiline göre farklı ölçüm alanlarına ıskala şeklinde dönüştürülebilmektedir. Kural gereği, sensörle- rin 0…2000 ppm aralığında bir ölçüm alanını karşılamalıdır. Ölçüm, CO2’nin emilme özelliklerinin temeline dayanmaktadır. Bu gazın etkisi diğer bütün
etkilerin yanı sıra seçici olarak çıkarılıp filtrelenebilmekte ve böylelikle tam olarak ölçüm sonuçları hedeflenebilmektedir.
1.25"
Bu fiziksel etki aşağıdaki diyagramda gösterilmektedir:
Resim 3: CO23’nin fiziksel sonuçları3
farklı gazların kızılötesi emilimi
Bu ölçüm prensibi kendisini çok güvenilir olarak kanıtlayarak başka bir kalibre etme durumuna ihtiyaç duyulmadığını göstermiştir. İmkan dahilinde olan bütün ölçüm prensiplerinin en yüksek derecede güvenirlilik ve doğruluğunu
sunmaktadır. Sensörler, sistemin türüne göre, söz konusu olan mekanın duvarında veya hava tahliye kanalına kurulup monte edilebilmektedirler.
Resim 4: Command ve CentraLine gibi CO2 ve hava kalite sensörleri CO2 konsantrasyonunu ve diğer kirlilikleri tam olarak göstermektedir.
2 3 4 5 6 7 8 9 10
aktarım
Dalga boyu (Mikron)
Su buharı Hidrokarbon Karbon dioksit karbon monoksit NOx Su buharı Kükürt dioksit soğutucu VOCs Ozon
3 General Electric: CO2 ölçüm tekniğine yönelik bilgiler
Bu teknoloji, sürekli yükselen veya değişken personel yoğunluğuna sahip ticari kullanımlı bütün binaların havalandırma sistemlerine takılıp uygulanabilmektedir.
Özellikle büro binaları, okullar, konferans merkezleri, tiyatrolar, süper marketler, sağlık ve spor merkezleri ve sinemalara uygulanması da son derece anlamlıdır.
Tipik uygulama alanları
Bir CO2 kontrol sistemi söz konusu var olan ısıtma, soğutma ve havalandırma sistemine uyarlanmaktadır. Yeni sistemlerde havalandırma kavramı, ısıtma ve soğutmaya istinaden nakil-aktarım kayıplarını da (statik ısıtma ve soğutma değil) kapsamasından ötürü aşağıdaki veriler geçerlidir:
Değişken temiz hava sevki ve boş oda işletimi için bir buharlaşma odası gereklidir.
Temiz hava sevki minimum düzeyde fan devir sayısı ile gerçekleşmektedir.
Hava kalitesi ile ısıtma ve soğutma için gerekli olan minimum düzeydeki fan devir sayısı yeterli değil ise devir sayısı arttırılmalıdır.
Sensörler, sinema, tiyatro salonu ve süpermarketler gibi tek bölmeli binalarda hava tahliye kanalında bulunmalıdırlar.
Diğer binalarda, tek tek her bir mekân için bireysel kontrollerin söz konusu olması gerekir.
Kontrol
Sistemlerde büyük bir değişkenlik oranı vardır. Dolayısıyla her uygulama durumu için en iyi çözümü seçmek gerekmektedir:
Küçük kurulumlarda fanı sensör bilgilerine göre açıp kapatmak kabul edilebilir bir durum olur. Sensör ise bir durdurma şalteri ile donatılmış olmalıdır.
Buharlaşma odalı sistemler bir CO2 orantılı regülatör sayesinde ve uygun olan bir mekanizma ile genişletilebilmekte ve bu ise azami sinyali söz konusu olan ısı kontrolü ve yeni hava kalite kontrolünden seçmektedir. Bu genişletme işlemi var olan bina iletken sisteminden bağımsızdır.
Temiz hava sistemleri sadece fanın frekans transformatöründeki hava kalite kontrolü sayesinde ilerletilip genişletilebilmektedir. Bir frekans transformatörü takılacak ise bazı durumlarda fan motoru yenilenip değiştirilmelidir (yalıtkanlık sınıfı çok düşük olduğundan dolayı). Kontrol sistemi bir CO2 sensörünü, orantılı regülatörü ve bir sinyal güçlendiricisini kapsamaktadır.
Buharlaşma odası ve frekans transformatörü: Gerekli olan işlevsellik sadece bina iletken sistemi üzerinden sağlanabilmekte ve bu yüzden toplam hava kalite sisteminin bir geliştirilmesi gerekli olabilmektedir.
Resim 5: hava kalite kontrolü üzerine olan sonuçlar
Tasarrufl ar nasıl hesaplana- bilmektedir?
Bunun için iki tane basitleştirilmiş örnek hesaplamalar bulunmaktadır:
1. Azaltılmış ısıtma ve soğutma enerjisi sayesinde tasarruflar 10.000 m3/s ile çok fazla temiz hava ve gereksiz enerji kaybı:
Örneğin yaz dönemi içerisinde = 30 °C’den 26 °C’ye kadar dış sıcaklıkta 4 ay soğutma Örneğin kış dönemi içerisinde = 4 °C’den 22 °C’ye kadar dış sıcaklıkta 4 ay ısıtma Tasarruf edilmiş olan soğutma enerjisi = 7100 kWs Tasarruf: 2130 €
Tasarruf edilmiş olan ısıtma enerjisi = 32000 kWs Tasarruf: 2331 € Toplam tasarruf = 4461 €/yıl
2. Azaltılmış hava akımı sayesinde tasarruflar
10.000 m3/s ile çok fazla temiz hava ve gereksiz enerji kaybı:
Çözüm: Hava hacim akımının 20.000 m3/s’ten 10.000 m3/s’e indirilip azaltılması Örneğin 2000 Pa (11,1 kW)’da 20.000 m3/s’i, 2000 s/a’da 10.000 m3/h (1,4 kW)’e azaltılması 19400 kWs’lik bir tasarruf sağlamaktadır.
Toplam tasarruf = 5800 €/yıl
Temel veriler.: 1 kg yakma yağı/fuel oil = 0,85 €
1 kg yakma yağı/fuel oil = 42000 kj
1 kWs Isıtma/soğutma enerjisi = 3600 kj
1 kWs elektrik enerjisi = 0,30 €
Temel veriler.: 100% Fan etkinliği, 1 kWh elektrik enerjisi = 0,30 €
beher kWs başına ısıtma/soğutma
masrafları
beher kWs başına elektrik
masrafları
bakım masrafları
Mekan şartları:
Gürültü seviyesi:
olabildiğince düşük Isı: 20…26 °C CO2 miktarı:
800…1200 ppm Hava nemliliği:
30…70 % Kullanılmış ve tahliye
edilen havada kWs olarak enerji kaybı
kWs olarak binalarda enerji
kaybı
Isıtma/soğutma sistemleri- temiz hava sevki, hacim akım sistemi-sıcaklıktan tekrar faydalanma-bina iletken sistemi
Kokular kirlilikler dış hava şartları
www.centraline.com
Alternatifl er Eğer CO2 birincil kontrol değişkeni değil ise, örneğin kokular ve karbon monoksit gibi oksitlenir gazların temelinde hava kalite sensörleri duruma göre devreye konabilir. İmkan dahilindeki uygulama alanları ise, spor tesislerindeki soyunma odaları ve restoranlardır.
Ayrıca ek olan avantajlar Bir hava kalite kontrolü her türlü durumda nominal alan altında yük şartları yol açacağından dolayı, bu yöntem ile bütün parçaların aşınması geciktirilir ve sistemin dayanıklılık süresi uzatılmış olur. Diğer bir pozitif yan etki ise, konforlu ve rahat bir ikamet ve çalışma çevresi için azaltılmış olan gürültü gelişimidir.
Özet Artmakta olan enerji masrafları CO2 kontrol sistemine olan ilgiyi desteklemekte- dir. Tasarımcı ve tesisatçılar test edilmiş olan bu teknolojiyi ve CO2 sensörlerini veya buna uygun alternatifleri devreye koyup kullanarak masrafların azaltılması için katkılarını sunabilmektedirler. Yüzde hesaplı enerji tasarrufu çift haneli alanda bulunmaktadır. Bunun haricinde hava kalite kontrol sistemi havalandırma sisteminin dayanıklılık süresini uzatır ve ikamet eden insanlara daha yüksek bir konfor sunar. CentraLine ortakları, tasarımcı ve bina işletimcilerine optimal bir danışmanlık ve destek sunmaktadırlar. Ortaklar, hava kalite kontrolü sahasında uzman olup, CentraLine tarafından düzenli olarak en yeni teknolojiler ve yönet- melikler konusunda bilgilendirilmekte ve aynı zamanda bütün projenin planlanıp, ilk kullanımından ömür boyu desteğe kadar olan süreç içerisinde geçerli bütün yüksek kalite taleplerinin gerçekleştirilmesini sağlamaktadırlar.
Yazar: Mr. Hannes Lütz Ürün Geliştirme Müdürü CentraLine c/o
Honeywell GmbH
Enerji Verimliliği ile ilgili daha fazla detay ve makaleleri CentraLine City web sitesinde bulabilir veya bizimle temasa geçebilirsiniz.
