Klima sistemlerinde, ülkemizde birim enerji maliyeti (kcal/h YTL) en yüksek olan elektrik enerjisi kullan›l- maktad›r. Elektrik enerjisinin kullan›ld›¤› bu sistem- lerde konfordan fedakarl›k etmeden gerçeklefltirilebi- lecek tasarruf, iflletme maliyetlerinde önemli karl›l›k- lar sa¤layacakt›r. Bu çerçevede al›nabilecek pek çok önlem bulunmaktad›r. Bu bölümde, klima sistemlerin- de enerji ekonomisi ve optimizasyonu ele al›narak in- celenmeye çal›fl›lm›flt›r. Buna göre;
a. Is› kazanc›, yap›da al›nabilecek pasif önlemlerle azalt›larak so¤utma yükü düflürülebilir.
b. Yaz›n iç s›cakl›k de¤erinin 1˚C daha yüksek seçil- mesi, enerji tüketiminde %7’nin üzerinde tasarrufa imkan verebilmektedir.
c. Klima sistemlerinde en fazla enerji tüketen eleman- lardan biri, fanlard›r. Klima sisteminde, farkl› noktalar- da, farkl› amaçlarla fanlar kullan›lmaktad›r. Bu fanlar, tek tek ele al›narak; sabit debili veya de¤iflken debili olmalar›n›n, sistem tasar›mlar›n›n ve iflletme biçimleri- nin, iflletme maliyetine etkileri ortaya konulmufltur.
d. Hava kanallar›n›n dirençlerinin azalt›lmas›, s›zd›r- maz hava kanallar›, kanal izolasyonu, ›s› kay›p ve ka- zançlar›, kanallardaki hava kaçaklar›n›n maliyeti, kli- ma santrallar›nda fan enerjisinden tasarruf, klima santral filtreleri ele al›nm›flt›r.
e. Klima sisteminde, farkl› noktalarda, farkl› amaçlar- la pompalar kullan›lmaktad›r. Klima tesisat›ndaki pompalar›n, sistem tasar›mlar›n›n ve iflletme biçimle- rinin, iflletme maliyetine etkileri ortaya konulmufltur.
f. Su so¤utma gruplar›ndaki enerji tasarrufu incelenmifltir.
g. Borulardaki bas›nç kay›plar›n›n ve ›s› kay›plar›n›n azalt›lmas› ele al›nm›flt›r.
h. Otellerde oldu¤u gibi yüklerin çok de¤iflken oldu-
¤u, çok zonlu uygulamalarda, merkezi sistemlerle bi- reysel sistemlerin iflletme maliyetleri, bir örnek üze- rinde hesaplanarak karfl›laflt›r›lm›flt›r.
i. Uygulamadan gelen pratik önerilere yer verilmifltir.
Klima sistemlerinde enerji ekonomisini ilgilendiren de¤iflik öneriler, maddeler halinde s›ralanm›flt›r.
j. ‹ç hava kalitesi ve havaland›rma aras›ndaki optimi- zasyon anlat›lm›fl ve taze hava miktarlar› tart›fl›lm›flt›r.
k. Biyolojik ve kimyasal terör ve çeflitli hastal›klar›n HVAC sistemiyle iliflkileri ve bunlara karfl› al›nacak önlemlerin, sisteme etkileri üzerinde durulmufltur.
2.1 G‹R‹fi
Su ak›tan muslu¤u gördü¤ümüzde, hepimiz kapat›r›z.
Damlatan musluk varsa bunu da kapatmaya çal›fl›r›z.
Kapanmazsa tamir ettiririz. Çünkü akan veya damlayan su, ciddi bir maliyettir. Bunu gördü¤ümüz için yapar›z;
oysa benzer flekilde binalardan d›flar› enerji ak›yor. Bu enerji israf›n› göremedi¤imiz için, afl›r› enerji tüketimi devam etmektedir.
Projede, uygulamada ve iflletmede sistem seçimiyle bafllay›p, detayl0arda %5, %1, %0,5, %0,01 gibi önemsenmeyen rakamlar›n (kay›plar›n) toplam›, çok büyük de¤erlere ulaflmaktad›r. Çok iyi planlanan ve iflletilen bina ile kötü planlanan bina aras›nda enerji tüketimlerinde 4 - 5 misli farklar oluflabilmektedir.
HVAC tesisat› gereksiniminde, ›s›tma ve so¤utma öne ç›k›yor. HVAC tesisat›, önce ›s›tma ve so¤utma ihtiya- c› için gerekli gözüküyor; ancak binalar›n ›s›tma ihtiya- c› 5 - 7 ay; so¤utma ihtiyac› ise 3 - 5 ayd›r (Bölgelere göre de¤iflebilir.). Ancak havaland›rmaya 12 ay (tüm y›l) boyunca ihtiyaç vard›r. Büyük al›flverifl merkezle- rinde so¤utma ve havaland›rmaya 12 ay ihtiyaç duyu- lur. Ancak k›fl aylar›nda ve ilkbahar - sonbahar›n büyük bir bölümünde ve mevsim geçifllerinde (y›ll›k ortalama 5 ayl›k) so¤utma ihtiyac›, havaland›rma ile (taze hava oran›n›n art›r›lmas› ile) karfl›lanabilir. Hem free cooling yap›l›p enerji ekonomisi sa¤lan›r, hem de taze hava yüksek oranda kullan›ld›¤› için, iç hava kalitesi çok yüksek olur. Tesisat›m›zdaki enerji ekonomisine bakar- ken; ›s›tma, so¤utma ve havaland›rma konular› birlikte incelendi¤inde, ›s›tmadan sonraki en önemli kriterin (pencere do¤ramalar› da aç›lm›yorsa daha da önemlisi) havaland›rma oldu¤u görülecektir.
Yap›larda enerji ekonomisi 1973 petrol krizinden sonra ortaya ç›kan ve aradan geçen 30 y›l boyunca güncelli¤ini koruyan bir konudur. Geçen 30 y›l içeri- sinde kavramlar zaman içinde geliflmifltir. Enerji ekonomisinin kavramlar› ve bafll›klar› afla¤›daki gibi s›ralanabilir:
2.1.1 ISI YALITIMI
‹lk hareket, enerji tasarrufu olarak tan›mlanabilir. Bu- rada yap›lardaki ›s› kay›plar›n›n azalt›lmas›na çal›fl›l- m›flt›r. Bunun en önemli yans›mas›, bina d›fl kabukla- r›n›n ›s›l izolasyonunun art›r›lmas› olmufltur. Çat›, dö- fleme ve d›fl duvarlar, yal›t›m kabiliyeti yüksek malze- melerden oluflturulmaya bafllanm›flt›r. Zaman içinde izolasyon de¤erleri art›r›larak, binalar›n d›fltan yal›t›m malzemeleriyle bohçalanarak izole edilmesi noktas›na gelinmifltir.
Is› yal›t›m› ile binan›n, k›fl›n ›s› kay›plar›, yaz›n da ›s›
kazançlar› azalt›l›r. Ayr›ca, d›fl duvarlar›n iç yüzey s›- cakl›¤›n›n k›fl›n daha yüksek olmas›, daha düflük s›- cakl›kta ayn› konforun hissedilmesini sa¤lar ve ›s›l konfor artar.
a. Böylece, oda s›cakl›¤› normal koflullarda yaklafl›k olarak 1°C (hatta daha fazla) azalt›labilir.
II. BÖLÜM
KL‹MA S‹STEMLER‹NDE ENERJ‹ EKONOM‹S‹
(‹stanbul’da yaklafl›k %10 yak›t ekonomisi sa¤lan›r).
b. Daha konforlu bir sistem oluflur.
Yaz›n da binada daha az da olsa:
• Benzer ekonomik iflletme ve daha konforlu ortam oluflur.
• Bina d›fl yüzeylerine, özellikle günefl alan yüzeylere depolanan ›s› yükü de azalt›lm›fl olur. Böylece so¤ut- ma sistemi, akflam daha erken saatlerde kapat›labilir.
2.1.2 PENCERELER
Pencerelerde çift cam kullan›m› ve pencere alanlar›n›n azalt›lmas›, yine enerji tasarrufu kavram› içinde uygu- lanmaya bafllam›fl ve ayn› zamanda pencereler ve ka- p›lar gibi d›fl kabuk aç›kl›klar›, daha s›zd›rmaz hale getirilmifltir. Böylece hem iletimle olan kay›plar, hem de enfiltrasyonla ilgili kay›plar azalt›lm›flt›r.
Pencere boyutlar›n›n küçültülmesi k›fl›n ›s› kay›plar›n›, yaz›n da özellikle güneflten gelen ›s› kazançlar›n› azalt- t›¤› için, enerji ekonomisi sa¤lan›r. Ancak Türkiye’nin Kuzey Avrupa’dan fark›, k›fl›n güneflten daha fazla ya- rarlanma imkan›na sahip olmas›d›r. Güneflten gelen ›s›
miktar› daha fazlad›r ve güneflten gün içinde daha faz- la süre yararlan›l›r. Gündüz daha ayd›nl›k bir ortam vard›r. Günefl ›fl›nlar›n›n iç mekanlardaki sterilizasyon etkisinin de sa¤l›kl› bir ortam için çok önemli oldu¤u dikkate al›nd›¤›nda, pencere yüzeylerinin çok fazla azalt›lmas› da çok uygun de¤ildir. Yüksek olmayan bi- nalar›n etraf›nda k›fl›n yapra¤›n› döken yüksek a¤açla- r›n olmas›, yaz›n gölge etkisi ile güneflten gelen ›s› ka- zanc›n› azalt›r, k›fl›n da güneflten yararlanarak ›s›nma- ya ve steril ortam oluflmas›na yard›mc› olur.
2.1.3 ‹Ç HAVA KAL‹TES‹
Geliflen teknoloji ile binalar›n d›fl kabu¤unun s›zd›r- mazl›¤›n›n art›r›lmas›, iç hava kalitesi sorunlar›n› be- raberinde getirmifl ve iç hava kalitesi kavram›, enerji tasarrufu ile çat›flan yeni bir çal›flma alan› yaratm›flt›r.
Contal› pencere do¤ramalar›yla, binaya kontrolsüz ha- va s›z›nt›s› durdurulmufl ve böylece ›s›tma so¤utma yükleri azalt›larak enerji ekonomisi sa¤lanm›flt›r. Ancak mekanik havaland›rma olmayan binalarda (özellikle konutlarda) hal›, dolap, mobilya ve boyalardan yay›lan kimyasal gazlar, iç hava kalitesini bozarak alerjik rahat- s›zl›klara sebep olmaktad›r. Geliflmifl ülkelerde ve Tür- kiye’deki lüks konutlarda yaflayan insanlarda (özellikle çocuklarda) alerjik rahats›zl›klar ve ast›m sorunu yafla- yanlar›n oran› %30 mertebesine ulaflm›flt›r. Ayr›ca grip olan insanlardan (hapfl›rma ve nefesleriyle) ortama gi- ren virüs miktar›, yüksek konsantrasyona ulaflt›¤› için grip vb rahats›zl›klar›n bulaflma riski de artar.
Pencerelerin s›zd›rmaz oldu¤u binalarda taze havay›
filtre ederek ve konfor flartlar›na uygun s›cakl›¤a kadar k›fl›n ›s›tarak ve yaz›n da mümkünse so¤utarak verecek mekanik bir sistem (hiç olmazsa filtre edilmifl
a. Pencere do¤ramalar›n›n s›zd›rd›¤› binalara da taze hava girer. Ancak taze hava tozlu ve kontrolsüz girer.
D›fl hava s›cakl›¤›n›n k›fl›n çok düflük, yaz›n da çok s›- cak olmad›¤› durgun havalarda, binaya d›fl hava girifli çok az olur. Ancak d›fl havan›n k›fl›n çok so¤uk, yaz›n da çok s›cak oldu¤u günlerde, iç ve d›fl havan›n s›cak- l›k fark› fazlad›r ve bas›nç fark› oluflur.
Afl›r› bas›nç fark› nedeniyle d›flar›dan içeriye kontrol- süz hava girifli artar. D›fl hava, bu günlerde k›fl›n çok so¤uk (yaz›n da çok s›cak) oldu¤u için binan›n enerji tüketimi ciddi oranda artar. Özellikle yaz›n binaya gi- ren d›fl hava, toz ve partikülleri de birlikte tafl›yarak iç havan›n kirlenmesine ve hal›, mobilya vb eflyalar›n bozulmas›na neden olur. D›fl havan›n rüzgarl› oldu¤u günlerde de rüzgar yönüne göre bina cephesinde art›
veya eksi bas›nç olufltu¤u için, yine binaya kontrolsüz d›fl hava girifli, afl›r› miktarda olur.
b. Pencere do¤ramalar› s›zd›rmaz yap›lan ve mekanik olarak havaland›r›lan binalarda ise:
• Taze hava mümkün oldu¤u kadar binan›n üst katla- r›ndan al›nmal›d›r (Toprak seviyesinden yukar›ya do¤ru yükseldikçe, havadaki toz miktar› daha azal›r).
• Taze hava filtre edilerek ortama verildi¤i için, bina içine pratik olarak toz ve partiküller girmez.
• Taze hava, d›fl havan›n çok s›cak ve çok so¤uk ol- du¤u günlerde ihtiyaç olan normal miktarda veril- di¤inden, enerji savurganl›¤› oluflmaz.
• D›fl hava ve iç havan›n antalpi fark›n›n fazla olma- d›¤› günlerde, binaya daha fazla miktarda taze ha- va verilerek çok daha iyi iç hava kalitesi sa¤lan›r.
• D›fl hava s›cakl›¤›n›n iç hacim s›cakl›klar›ndan da- ha düflük oldu¤u gün ve saatlerde (özellikle binala- r›n so¤utma ihtiyac›n›n devam etti¤i ilk bahar ve son bahar›n baz› günlerinde), taze hava miktar›n›n art›r›lmas›, y›ll›k so¤utma maliyetini ciddi oranda azalt›r (free cooling).
• Yaz›n gece so¤utma (cool down) da benzer ekono- mik avantajlar› sa¤lar ve daha iyi bir iç hava kali- tesi oluflturur.
• Taze havan›n al›nd›¤› yerlerde koku kaynaklar›
varsa (mutfak egzostu, wc egzostu, endistüriyel bölgelerde at›k gaz ve dumanlar vb) gerekli filtras- yon önlemleri al›nmal›d›r.
2.1.4 S‹STEM SEÇ‹M‹ VE VER‹M‹
Sistem kavram› incelendi¤inde, tek tek elemanlar›n verimleri kadar, bir bütün olarak sistemin veriminin önemli oldu¤u ortaya ç›km›flt›r. Sistemin sonuç hede- fe yönlendirilmesinde (istenilen ›s›l konfor koflullar›- na ulaflmada), sistem seçimi ve otomatik kontrol ön plana ç›km›flt›r. Sistem seçimi çok önemlidir. Bu ko- nuda Is›san Yay›nlar› No: 305 Klima Tesisat› Kitab›, Sistemlerin Karfl›laflt›r›lmas› bölümündeki (Sayfa 297 - 387) karfl›laflt›rma tablolar›ndaki, enerji maliyetleri
2.1.5 C‹HAZ VER‹MLER‹, POMPALAR, KL‹MA SANTRALLARI VE FANLAR
Yap›larda enerji tasarrufu, ›s› yal›t›m yönetmelikleriyle sa¤lan›rken, enerji ekonomisinin di¤er önemli bir aya¤›
olan cihaz ve sistem verimlerinin art›r›lmas›, baflka bir çal›flma alan› olmufltur. Sonuçta kazan, so¤utma grubu, jeneratörler, pompalar, fanlar gibi ekipmanlar ve boru- lar, hava kanallar› gibi ›s› enerjisini tafl›yan elemanlar, verimsizlikleri nedeniyle enerji kayb›na neden olmak- tad›r. Bunlar›n daha verimli hale getirilmesi, önemli öl- çüde enerjinin tasarrufu anlam›na gelmektedir.
Avrupa’daki son e¤ilim, cihaz verimlerinin s›n›rland›r›l- mas›yla ilgilidir. HVAC tesisat›nda kullan›lan çeflitli ci- hazlar için alt verim s›n›rlar› getirilmekte ve bunun alt›n- da verim de¤erine sahip cihazlar›n pazara girmesi yasak- lanmaktad›r (Örne¤in 12 kW gücün alt›ndaki klima cihaz- lar›). 2004 y›l›nda G s›n›f› (enerji tüketim seviyesi olarak) bütün cihazlar›n kullan›m›na son verilmesine karar veril- mifltir. Bir program dahilinde, 2010 y›l›nda D s›n›f› cihaz- lara kadar kullan›m›na son verilecektir. Bunun anlam›, bugün pazardaki cihazlar›n %70’inin kald›r›lmas›d›r.
2.1.6 OTOMAT‹K KONTROL
Her türlü de¤iflen iklim koflullar›nda, bina koflullar›n- da ve iflletme koflullar›nda konforun sa¤lanmas›, an- cak otomatik kontrolle gerçekleflebilir. Uygun sistem seçimi, ›s› geri kazanma cihazlar›n›n sisteme dahil edilmesi, uygun kontrol ve bina otomasyon sistemle- rinin kullan›lmas›, enerji ekonomisinin en kuvvetli enstrümanlar›ndan biri olmufltur.
Ak›ll› binalar ortaya ç›km›flt›r. Bu binalarda bütün me- kanik tesisat otomasyonla verilen bir program dahilin- de kendi kendine çal›flmaktad›r. Ancak unutulmamal›- d›r ki; bir bina aptalken (ak›ll› bina standard›nda ya- p›lmam›flsa) ak›ll› olamaz. Yani uygun yap›lmayan bi- na (mimari, mekanik tesisat, elektrik tesisat› bütünün- de), sadece otomasyonla istenilen verimlilikte çal›flt›- r›lamaz. Ak›ll› bina ve onun mekanik tesisat›, her fley- den önce standard›na uygun yap›lm›fl olmal›d›r. Bütün sistemler optimize edilmifl ve otomasyona uygun bi- çimde tasarlanm›fl olmal›d›r.
2.1.7 SÜRDÜRÜLEB‹L‹RL‹K VE ÇEVRE Zaman içinde sürdürülebilirlik kavram› geliflmifltir.
Sürdürülebilirlik kavram›, konuyu en genifl boyutlar›
ile kavramaktad›r. Burada iki önemli sürdürülebilirlik- ten söz edilebilir. Bunlardan biri, do¤al enerji kaynak- lar›m›z›n sürdürülebilir biçimde kullan›m›, di¤eri çev- renin sürdürülebilir biçimde kullan›m›d›r. Asl›nda bu iki kavram, bütünsel bir bak›flta birbirini desteklemek- tedir. Bir yandan yenilenemeyen fosil yak›tlar gibi kaynaklar›m›z› en az düzeyde tüketmek, di¤er yandan do¤ay› kirletmemek. Do¤an›n kirletilmesinde konu- muz aç›s›ndan önem kazanan, zararl› kat› partikül ve gaz emisyonlar› ve sera etkisine sahip yanma ürünü
CO2emisyonudur. Günümüzdeki anlay›fla göre, bina- larda kullan›lan enerjinin ekonomisi veya tasarrufu, yenilenemeyen birincil enerji kaynaklar›n›n kullan›- m›ndaki tasarruf ve ekonomi anlam›na gelmektedir.
“Enerji Etiktir” mühendislik mesle¤i, makinalar› ve buna dayanan medeniyeti yaratm›flt›r. Ayn› zamanda bu makinalar›n ihtiyac› olan enerji talebini olufltur- mufltur. Enerjinin sonlu bir kaynak olmas› ve enerji üretim ve tüketimi ayn› zamanda çevrenin de kirlen- mesi ve bir nevi tüketilmesi oldu¤undan enerjinin ve çevrenin tüketiminin kontrolü de mühendislerin sorumlulu¤undad›r. Mühendisler enerjiyi ve çevreyi en az tüketen makinalar› ve sistemleri yapmak zo- rundad›rlar. Dolay›s›yla makinalar›n ve sistemlerin dizayn›nda, enerji ve çevre bir kriter olman›n öte- sinde, bir etik kurald›r. Enerji ve çevre, mühendislik mesle¤i için bir “tasar›m parametresi” de¤il; bir
“ahlak standard›”d›r. Bütün tasar›mlar›m›z, enerji tasarruflu, enerjiyi en az tüketen ve çevreyi en az kirleten nitelikte olmal›d›r ve bu, bir meslek eti¤i olarak uygulanmal›d›r.
Ayr›ca çevre konusundaki s›n›rlamalar, günümüzde ar- t›k do¤rudan ekonomiyle de ilgilidir. “Çevreyi Kirlet- meyelim” söylemi, yaln›z etik bir kural olmaktan öte, kanun ve yönetmeliklerle de zorlanmaktad›r. Çevreyi fazla kirleten ürünler, art›k pazara girememektedir.
Dolay›s›yla çevre konusu, ayn› zamanda ticari rekabe- tin bir parças› olmufltur. Ancak çevreyi kirletmeyen (en az kirleten) ürünleri gelifltirebilenler pazarda kalabil- mektedir. Çevreyi kirletmeyen ve yüksek verimli ürün- ler, genellikle ileri teknolojiyi temsil etmektedir. Bunu yakalayamayan üreticinin flans› kalmayacakt›r.
2.1.8 OPT‹M‹ZASYON
Bu kavram, enerji tasarrufu fikri yerine, enerji ekono- misi (enerjinin do¤ru kullan›m›) fikrini getirmektedir.
Özellikle ulusal yönetmeliklerin bak›fl aç›s›, enerji ta- sarrufu de¤il, enerjinin do¤ru kullan›m›n› sa¤lamakt›r.
Yani ne pahas›na olursa olsun enerji tasarrufu yerine, ak›lc› ve enerjinin en ekonomik flekilde kullan›m›, bi- rinci önceli¤e sahiptir; çünkü ekonomi ayn› zamanda optimizasyonu içermektedir. Bütün kaynaklar›n sür- dürülebilirli¤i anlam›nda ekonomik çözüm, optimum çözümdür ve bu çözüm dinamiktir.
2.1.9 TÜRK‹YE fiARTLARI
Bütün dünyada oldu¤u gibi Türkiye’de de, enerji eko- nomisi ve enerji tasarrufu, üzerinde çok çal›fl›lan ko- nular olmufltur. Enerji kaynaklar›n› büyük ölçüde d›- flar›dan ithal eden ve k›s›tl› ekonomik imkanlar› dola- y›s›yla zaman zaman enerji krizlerine, zaman zaman da mali krizlere giren Türkiye için bu konu, yaflamsal bir öneme sahiptir. Özellikle binalarda enerji ekono- misi ve tasarrufu, geliflmifl Avrupa ülkelerine göre Türkiye için daha önemlidir.
Çünkü:
a. Yak›n y›llara kadar ›s›tmada en büyük enerji tüketim sektörü, binalar olmufltur. Bu gün için de endüstrinin he- men arkas›ndan gelmekte ve yaklafl›k ›s›tma için gerek- li enerji tüketiminin üçte birini oluflturmaktad›r.
b. Enerji tasarrufu, enerji ihtiyac›n›n karfl›lanmas›nda en ucuz çözüm yoludur.
c. Türkiye’nin enerjiye ay›rabilece¤i ekonomik kay- naklar› k›s›tl›d›r.
2.1.10 ELEKTR‹K TÜKET‹M‹
Tek bafl›na klimada enerji ekonomisi ele al›nd›¤›nda, kullan›lan enerji, esas olarak elektrik enerjisidir. Dola- y›s›yla klimada en k›ymetli enerji kayna¤› kullan›l- maktad›r. Elektrik fiyatlar›n›n petrole ba¤l› olarak t›r- mand›¤›n› düflündü¤ümüzde, enerji maliyetlerinin, sis- temlerin en önemli özelli¤i haline geldi¤ini söylemek mümkündür. Bugün enerji fiyatlar› ve ilk yat›r›m mali- yetlerine bak›ld›¤›nda çarp›c› bir tablo ile karfl›lafl›l- maktad›r. Örne¤in bir so¤utma grubunun bir so¤utma mevsiminde harcad›¤› elektrik enerjisi, uygulamaya, büyüklü¤e ve cinse göre de¤iflmekle birlikte kendi sa- t›n alma fiyat›n›n %20 - %40’› mertebesindedir.
Amerika’da 2001 y›l›nda U.S. Environmental Protection Agency taraf›ndan ofis binalar›nda, binalar›n enerji tüke- timlerinin belirlenmesi ve s›n›fland›r›lmas› amac›yla ya- p›lan bir inceleme çal›flmas›nda en savurgan binan›n, en enerji tasarruflu binaya göre dört misli enerji tüketti¤i saptanm›flt›r. Amerika’da bile binalar›n enerji tüketim de¤erleri aras›nda böylesine büyük farklar oluflabilmek- tedir. Düflük kaliteli binalar ve tesisat nedeniyle havaya savrulan enerji ve paralar inan›lmaz boyutlardad›r.
2.1.11 MAL SAH‹B‹ - MÜTEAHH‹T ÇEL‹fiK‹S‹
Enerji savurgan› verimsiz binalar›n yap›lmas›nda, çe- flitli nedenler aras›nda en önemlisi, düflük yat›r›m ma- liyeti kayg›s›d›r. Yap-sat biçimindeki yap›laflma, mal sahibi-kirac› dinami¤i, yetersiz sermaye, verimsiz bi- na üretimindeki ana nedenler olarak say›labilir.
Binalar›n yenilefltirilmesi ve iyilefltirilmesi için mal sahibinin yat›r›ma yöneltilmesi, ancak detayl› ve iyi haz›rlanm›fl bir projeyle mümkün olabilir. Burada ön- celikle proje maliyetini kimin karfl›layaca¤›, buna kar- fl›l›k bu yat›r›mdan kimin kar edece¤i sorusu cevap- lanmal›d›r. E¤er iflletme maliyetleri düflecek olursa bundan kim karl› ç›kacakt›r?
a. Bina üretiminde mümkün olan bütün optimizasyon ve tasar›m olanaklar›n› kullanmal›y›z.
b. Bina iflletme giderlerinin yaklafl›k %35’ini enerji maliyetleri oluflturmaktad›r.
c. Eneji maliyetleri toplam›, y›llar içinde tüm binan›n yap›m maliyetini aflmaktad›r.
d. Bu nedenle gelecek; yüksek güç/kapasite gerektir- meyen, iç hava flartlar›n› sa¤layan, enerji verimi yük-
2.1.12 ENERJ‹ K‹ML‹K BELGES‹
Yap›lar›n “enerji kimlik belgesi” olmal›d›r. Enerji verimli, çok iyi yap›lm›fl bir bina ile enerji savurgan bina aras›ndaki fark, ülkemizde ortalamada daha da yüksektir. Bu enerji tüketimi oran› %20 - 25 merte- besinde (yani enerji savurgan binan›n, enerji tasar- ruflu binaya göre enerji tüketimi 4 - 5 kat daha faz- la) olabilir. Bu durumda bina sat›n al›rken veya kira- larken binan›n iflletme maliyetlerinin ne oldu¤u bi- linmelidir. Ayn› flekilde enerji verimini yükseltmek için yat›r›m yap›lm›flsa, fiyattaki fazlal›¤›n neyin karfl›l›¤› oldu¤u görülebilmelidir. Her ne kadar konu TS 825’de belirli ölçüde ele al›nm›flsa da, bir çok ül- kede uygulanan enerji kimlik belgesi uygulamas›
yayg›nlaflt›r›lmal›d›r.
2.1.13 HEDEF TOPLAM KONFOR MU, YOKSA TOPLAM EKONOM‹ M‹ OLMALI?
Hedef her ikisini birlikte sa¤lamak olmal›d›r. Biz tesi- sat mühendisleri, mimarlar, inflaat, elektrik mühendis- leri ve tüm yap› mühendisleri ile birlikte, toplam eko- nomi ve toplam konforu birlikte sa¤lamal›y›z.
Klima sistemlerinde konfordan, iç hava kalitesinden, hijyenden ve güvenlikten fedakarl›k etmeden gerçek- lefltirilebilecek enerji tasarrufu, iflletme maliyetlerinde önemli karl›l›klar sa¤layacakt›r. Bu çerçevede al›nabi- lecek pek çok önlem bulunmaktad›r.
2.1.14 KÜÇÜK TASARRUFLARIN TOPLAMI:
ÇOK BÜYÜK TASARRUF
Enerji tasarrufu konular›na girildi¤inde, baz› detayda- ki tasarruflar tek tek az gibi görülebilir. Ancak esas büyük fark buralardan yarat›labilir. “Tasarrufun Sih- ri Detaylardad›r”. Tek tek bu detaylara dayal› küçük tasarruflar topland›¤›nda, çok anlaml› de¤erlere ulafl›r.
‹nsanlar bilgisayar› kapatmadan veya ›fl›klar› söndür- meden odalar›ndan ç›kabiliyor. Ama bir araba sat›n al›rken herkes en verimli olan›n› tercih ediyor, araba- y› park etti¤inde de çal›fl›r durumda b›rak›p gitmiyor, fark› yaratan bilgisayar› kapatmak, ›fl›klar› söndürmek gibi detaylar önem kazanmaktad›r. Bu detaylar çal›- flanlar› bilinçlendirmek ve çal›flanlar›n firmaya yak›n- l›¤› ile de ilgilidir.
Proje yaparken, uygulama yaparken çok sab›rl› ve dikkatli olunmal›d›r. Hepimizin bildi¤i detaylar›, kü- çümsemeden, sab›r ve dikkatle iflimize (proje, uygula- ma, iflletme ve bak›ma) yans›tmal›y›z.
2.1.15 TES‹SAT MÜHEND‹SLER‹
Ülke, kriz dönemlerini yaflarken ve ifllerin çok azald›-
¤› dönemlerde sektörde moraller de düflmektedir. “‹fl yokken, moraller bozukken bilgi ne ifle yarar?” biçi- mindeki düflünce flekli yanl›flt›r. ‹fl, az veya çok hep olacakt›r. Ancak bu ortamda iflini çok iyi yapan fark
Dünyada HVAC sektörünün gelece¤indeki konular:
• Enerji ekonomisi,
• ‹ç hava kalitesi,
• Hijyen,
• Çevre,
• Güvenlik
olarak say›labilir. Sektör yukar›daki kavramlar do¤- rultusunda geliflecektir. Özellikle enerji ekonomisi HVAC sektörü aç›s›ndan, kriz ortamlar›nda daha da önem kazanmaktad›r. Bütün konular›na cevap verme- den, art›k ayakta kalmak mümkün olamayacakt›r.
Kriz olsa da olmasa da, art›k sadece iflini iyi yapan ve fark yaratan tesisat firmalar› ve mühendisleri ayakta kalacak ve geliflecektir. ‹flinde yo¤unlaflmak ve özgün çözümler gelifltirmek, fark yaratman›n en önemli ele- manlar›ndan ikisidir.
2.2 GENEL PRENS‹PLER
2.2.1 ÜFLEME HAVASI VE ODA ‹Ç‹ HAVA DA⁄ILIMI
Klima ve havaland›rma sistemlerinde flartland›r›lm›fl havan›n odaya verilmesi ve oda içinde da¤›l›m›, çok önemlidir. ‹stenilen miktarda ve istenilen flartlarda ha- va odaya verilse bile, e¤er oda içine verilen havan›n düzgün da¤›l›m› sa¤lanamazsa, beklenilen etki ger- çekleflmez ve konfor oluflmaz. Bunun için:
a. So¤utma ve havaland›rma için gerekli üfleme havas›,
• Ortama mümkün ise tavandan verilmelidir (Konser sa- lonlar› vb yerlerde çok düflük h›zla alttan üflenen özel sistemler ve özel uygulamalar da vard›r.) (fiekil 2.1A).
• Üfleme havas›n›n s›cakl›¤›, oda s›cakl›¤›ndan daha düflük olmal›d›r.
• Is›tma, cam önlerinden; radyatör vb elemanlarla (statik ›s›tma) yap›lmal›d›r.
Böylece,
• Hava, ortama yaz - k›fl yüksek olmayan h›zlarda üflenir. Ses, gürültü ve insanlar›n üzerinde hava ak›m› oluflmaz. Daha konforlu ortam yarat›l›r.
• Taze hava veya kar›fl›m havas› (iç ve d›fl hava ka- r›fl›m›) tavandan ve oda s›cakl›¤›n›n alt›nda üflen- di¤i için, egzost menfezine by-pass riski önlenir;
taze hava, ortamdaki havaya çok iyi kar›fl›r ve da- ha verimli kullan›l›r.
• Statik ›s›tma (cam önlerinde radyatör vb ›s›t›c›- lar) varsa, k›fl›n da ortama hava, oda s›cakl›¤›n›n biraz alt›ndaki s›cakl›kta üflenmelidir. Böylece tavanda biriken (ayd›nlatmadan gelen, insanlar- dan yükselen) ›s›dan yararlan›l›r ve enerji tasarru- fu sa¤lan›r.
• Özellikle de¤iflken hava debili ve hava kanall›
split klima sistemlerinde %10 - 20 oran›nda al›- nan taze hava, %80 - 90 oran›ndaki iç hava ile ka- r›flt›r›larak üflendi¤i için, kar›fl›m havas›n› ›s›tma- ya ihtiyaç olmaz (‹stanbul, ‹zmir, Ankara benzeri iklimlerde).
• Is› geri kazan›m› sa¤lan›rken, ilave bir enerji de ge- rekmez. Çok iyi bir ekonomizör sistemi gibi çal›fl›r.
b. Is›tma ihtiyac› varsa, bunu s›cak hava ile karfl›la- mak yerine, statik ›s›tma yap›lmal›d›r. “S›cak hava üf- leyerek ›s›tma yapmak kötü bir fikirdir”. Is›tma ihtiya- c›n› statik ›s›tma yapmadan, tavandan havay› s›cak üf- leyerek karfl›lamak istenirse (fiekil 2.1B):
• Daha yüksek oda s›cakl›¤›na ihtiyaç duyulur (His- sedilen ortam s›cakl›¤› statik ›s›tmaya göre daha düflük olur, hava hareketi de hissedilen s›cakl›¤›
ayr›ca düflürür.).
• Bu nedenle daha fazla yak›t tüketilir.
• Oda havas›n› nemlendirme ihtiyac› artar (Oda s›- cakl›¤› artt›kça hava daha fazla kurur.).
fiekil 2.1A. STAT‹K ISITMA (Radyatörler cam önünde.
Hava tavandan so¤uk üfleniyor.
Homojen ›s›tma sa¤lan›yor.)
fiekil 2.1B. STAT‹K ISITMA YOK (Hava tavandan s›cak (yaz›n so¤uk) üfleniyor.
K›fl›n so¤uk hava yerde hareket edebilir.
Oda içinde s›cakl›k da¤›l›m› homojen de¤il.)
• Tavandaki s›cak havay› afla¤›ya indirmek için, da- ha yüksek h›zla üflemek gerekir.
• Bu durumda hava sesi oluflabilir.
• Ortam havas›n› daha yüksek h›zla üflemek, fan bas›n- c›n›, dolay›s›yla elektrik tüketimini (az da olsa) art›r›r.
• Havan›n egzost menfezine do¤ru by-pass riski da- ha fazla olur.
• Havadan havaya ›s› geri kazan›m cihazlar›nda ilave direnci yenmek için, taze hava ve egzost devrelerin- de daha büyük fan motorlar› kullan›l›r. Bu motorlar, yaz k›fl sürekli taze hava temini ve egzost yapmak için çal›fl›rlar ve sürekli enerji harcarlar. D›fl ortam- daki havay› (özellikle ara mevsimlerde) binaya ol- du¤u gibi vermek daha uygun olsa bile, hava bu ci- hazlardan geçmek zorundad›r ve enerji tüketilir.
Böyle durumlarda mümkün oldu¤u kadar by-pass damperleri kullan›lmal›d›r.
• Havadan havaya ›s› geri kazan›m cihazlar›, bölge- ye ba¤l› olarak, proje baz›nda incelenmelidir. ‹sveç ve Kanada’da çok yararl› oldu¤u kesin olan hava- dan havaya ›s› geri kazan›m cihazlar›n›n, ‹stanbul,
‹zmir, Antalya vb flehirlerde ne kadar yararl› veya zararl› olduklar› da tart›fl›lmaktad›r. Bu konu proje baz›nda incelenmelidir.
2.2.2 KL‹MADA HANG‹ FAKTÖR DAHA ÖNEML‹D‹R?
• Is›tma
• So¤utma
• Havaland›rma
Is›tma, so¤utma ve havaland›rma fonksiyonlar›n›n çok iyi olmas›, toplam konforu belirler. Bu nedenle
her üç fonksiyonu da en iyi flekilde sa¤lamak zorunda- d›r ve bu kofluldaki ekonomiden bahsedilebilir.
S›cak hava üfleyerek ›s›tma yapmak, konfor ve enerji ekonomisi aç›s›ndan kötü bir fikirdir.
Is›tma ihtiyac› her zaman statik ›s›tma (radyatör vb) ile yap›lmal›d›r. Daha konforlu ve daha ekonomik ifl- letme sa¤lan›r.
a. Havaland›rma ihtiyac› için gerekli hava (veya taze hava iç hava kar›fl›m›):
• Tavandan üflenmeli,
• Üfleme havas› s›cakl›¤› (yaz - k›fl) oda s›cakl›¤›n›n alt›nda olmal›d›r.
Do¤al olarak yaflam mahallerinde tavan seviyesindeki ha- van›n s›cakl›¤› daha fazlad›r. Ayd›nlatma armatürlerinden, insanlardan, bilgisayar, faks vb cihazlardan ç›kan ›s› tavan seviyesindeki havan›n daha s›cak olmas›na neden olur.
Böylece taze havay› ›s›tmak için daha az enerji harcan›r.
b. Kar›fl›m haval› sistemlerde statik ›s›tma yap›lmas›
halinde (VAV ve hava kanall› split sistemler), ofis ve konutlarda taze hava dönüfl havas› kar›fl›m›n›
genellikle hiç ›s›tmadan tavan seviyesinden üflemek genellikle yeterlidir ve ›s›tma mevsimindeki en eko- nomik ›s› geri kazan›m› sa¤lan›r.
• Taze hava, odadaki havaya daha iyi kar›fl›r ve eg- zost menfezinden by-pass riski azal›r.
• Üfleme havas› ortama düflük h›zda verildi¤i için, daha sessiz ve konforlu bir ortam oluflur.
• Sonuç olarak, statik ›s›tma yap›ld›¤›ndan taze ha- vay› ›s›tmak için daha az enerji harcan›r.
c. Is›tma merkezinden yaflam mahallerine s›cak suyu pompalamak için harcanan elektrik enerjisi; ›s›tma
merkezindeki bir klima santral›ndan ayn› yaflam ma- halline s›cak hava göndermek için gerekli elektrik enerjisinden çok daha düflüktür.
d. Ayn› hacim içindeki statik ›s›t›c›lar (radyatör vb) elektrik tüketmez. Oysa bunlar›n yerine fanl› tip
›s›t›c›lar kullan›ld›¤›nda serpantinde ›s›nan havay›
odaya aktarmak için sürekli elektrik tüketilir.
Fanl› ›s›t›c›lar›n su taraf› direnci de, genellikle radya- törlere göre daha fazla oldu¤u için, ›s›tma merkezin- deki pompalar daha fazla enerji tüketir.
e. Statik ›s›t›c›lar, cam alt›na monte edildi¤inde daha yayg›n olduklar› için, daha homojen ›s›tma yaparlar.
Ancak fanl› ›s›t›c›lar da fabrika, depo vb büyük ha- cimler için daha uygundur.
f. Statik ›s›t›c›larda mekanik aksam (fan, motor vb) ol- mad›¤› için:
• Sessizdir.
• Servis, bak›m gerekmez.
• Yedek parça (fan-motor, hava filtresi vb) ihtiyac›
oluflmaz.
g. Statik ›s›t›c›lar kullan›ld›¤›nda filtre temizli¤i vb nedenlerle yaflam mahallerine teknisyenlerin girmesi ihtiyac› oluflmaz.
2.2.3 TAZE HAVA ALIfiI
a. Taze havay› alt kotlardan ald›¤›m›zda (kuranglez içinden, topra¤a yak›n seviyelerden vs.) hava ile birlik- te klima santral› filtresine do¤ru, daha fazla toz sürük- lenir. Bu nedenle taze havay› mümkün oldu¤u kadar üst kottan almak gereklidir. Baflka k›s›tlamalar yoksa, taze havan›n çat›dan al›nmas› idealdir. Bu durumda;
• D›fl hava üst seviyelerde daha tozsuz ve daha az kirli olacak,
• Filtreler daha geç t›kanacak,
• Filtre ömrü daha uzun olacak,
• Enerji tüketimi daha az olacak,
• ‹ç hava kalitesi ve konfor daha iyi olacakt›r (Egzost vb gazlardan da uzaklafl›laca¤› için).
b. Büyük binalar›n girifl kap›lar› sabah saatlerinde yo-
¤un insan girifli nedeniyle sürekli aç›k kal›r. K›fl›n so¤uk hava ve yaz›n tozlu hava girifli, iç hava kalitesini bozar.
Büyük binalar›n giriflinde hava perdeleri kullan›lmal›d›r.
c. ‹ç hacimler, d›flar›dan toz giriflini önlemek üzere ba- s›nçland›r›lmal› ve daima (+) bas›nçta tutulmal›d›r. Bu- nun için taze hava miktar› egzosttan daha fazla olmal›d›r.
d. Havadan havaya ›s› geri kazan›m cihazlar› kullan›- lan binalarda (yüksek blok), ›s› geri kazanma hücre- sinin yaratt›¤› direnç nedeniyle hava beslemesi azal›n- ca iç hacimler (-) bas›nçta kalabilir. Çünkü WC ve mutfak egzostlar› de¤iflmeden ayn› debide çal›flmay›
sürdürmektedirler. Böylece emilen hava de¤iflmezken beslenen hava azal›nca, hacimler negatif bas›nca dön- mektedir. Bu tür uygulamalarda artan direnci karfl›la- mak ve besleme havas›n› art›rmak üzere taze hava fa- n› daha büyük olmal›d›r.
2.2.4 KL‹MADA ODA SICAKLI⁄I
a. Sürekli yaflanan hacimlerde (ofis vb) yaz aylar›nda 24°C oda s›cakl›¤› idealdir. Enerji ekonomisi için 25°C insanlar ikna edilebilir.
b. Yaflam mahallerinde yaz›n sürekli oturulmuyorsa, girip - ç›k›l›yorsa (flantiye ofisleri, hatta bahçeli evlerde bahçe- ye s›k ç›k›fllar vb) oda s›cakl›¤›n›n d›fl hava s›cakl›¤›n›n yaklafl›k 6 - 8°C alt›nda olmas›; önce sa¤l›k (nezle olma- mak için), sonra da enerji ekonomisi için daha uygundur.
c. Is›tma mevsiminde d›fl hava s›cakl›k fark› çok fazla ol- du¤u için, her odan›n s›cakl›¤› ayr› ayr› kontrol edilmeli- dir (Termostatik radyatör vanas› veya oda termostat› ile).
d. Is›tma mevsiminde iç ortam s›cakl›¤› 20°C ise, k›- fl›n d›fl hava iç hava s›cakl›k fark›:
‹stanbul’da (d›fl hava proje s›cakl›¤› -3°C): ΔT = 23°C Ankara’da (d›fl hava proje s›cakl›¤› -12 °C): ΔT = 32°C
‹zmir’de (d›fl hava proje s›cakl›¤› 0°C) : ΔT = 20°C Antalya’da (d›fl hava proje s›cakl›¤› +3°C): ΔT = 17°C yüksek de¤erlerdedir. Bu nedenle radyatörlerde, ter- mostatik radyatör vanalar› kullan›lmal›d›r.
e. Oysa ayn› flehirlerde so¤utma mevsiminde, iç ortam ile d›fl havan›n s›cakl›k farklar›, s›cak yaz günlerinde bile 8 - 12°C gibi düflük de¤erlerdedir.
f. So¤utmada ise, iç - d›fl ortam s›cakl›k fark› çok da- ha azd›r. Ancak günefl etkisi saatlere ve yönlere göre farkl› etkiler. Yani so¤utmada, her odan›n s›cakl›k kontrolü ayr› ayr› yap›lmak yerine zon kontrolü yap›- labilir (otel, hastane ve özel uygulamalar hariç).
g. Ancak günefl, ciddi oranda ortam s›cakl›¤›n› etkiler.
Yani so¤utmada oda s›cakl›¤›n› kontrol etmek için zonlama yap›lmas› yararl›d›r.
h. Oda termostatlar›n›n ayar noktalar›ndaki s›cakl›k farklar›n›n ± yaklafl›k 1°C oldu¤u ve bu de¤iflimin his- sedilmedi¤i düflünülürse; ayn› zondaki benzer hacim- lerin yaz›n so¤utma için bir oda termostat› ile kontrol edilmesi pratik olabilir.
2.2.5 KL‹MA C‹HAZLARININ YERE VEYA TAVANA MONTAJI
Klima cihazlar› yere monte edilmelidir. Yer tipi cihaz- lar iflletme ve bak›m kolayl›¤› ve ekonomik iflletme için avantajl›d›r. Bu flart sa¤lanam›yor ve tavan tipi cihazlar kullan›lacaksa, dezavantajlar› da dikkate al›nmal›d›r.
Klima cihazlar› (Split, kanall› split, fan coil, fan powe- red VAV, water source heat pump vb) asma tavan içine veya tavana monte edildiklerinde servis müdahaleleri daha zor yap›labilmektedir. Filtre temizli¤inin zor yap›- l›yor olmas›, filtre temizli¤inin gecikmesi sonucunu oluflturmaktad›r. Bu da verimi düflüren ve enerji tüketi- mini art›ran bir faktör olmaktad›r. Ayr›ca asma tavan içindeki cihaza servis ve bak›m yap›l›rken, tavan elema- n› sökülür ve genellikle bir leke (el izi gibi) kalabilir.
Oysa döfleme seviyesine monte edilen cihazlarda az da olsa yere ihtiyaç duyulmas›na ra¤men (kanall›
split, fan coil vb) servis çok daha kolay yap›lmakta,
filtrelerin periyodik temizli¤i daha düzenli olmaktad›r.
Servisin kolay yap›labilir olmas›, cihaz verimlili¤inin ve konforun iflletmede yüksek olmas›n› sa¤lad›¤› için mümkün olan durumlarda tercih edilmelidir.
2.2.6 ASMA TAVAN ‹Ç‹ YÜKSEKL‹KLER‹
Asma tavan içi net yükseklikleri, farkl› sistemler ve cihazlar için afla¤›daki gibi al›nabilir:
Statik ›s›tmal› VAV sistemi: 55 - 65 cm
‹ki borulu tavan tipi fan coil sistemi: 40 cm Dört borulu tavan tipi fan coil: 40 - 45 cm
Su kaynakl› ›s› pompas›+taze hava+ egzost: 55 cm Çift kanall› sistem: 60 - 70 cm
So¤uk tavan + taze hava + egzost: 50 cm
Kanal tipi split klima + radyatörle (statik) ›s›tma sistemi: 30 - 40 cm
2.2.7 ENERJ‹N‹N TAfiINMASI
Is› enerjisi tafl›nmas›nda iki önemli konu vard›r:
• Enerjinin tafl›nd›¤› mesafe,
• Enerji tafl›n›m flekli (su veya hava gibi)
Bu tafl›ma iflleminde, su veya havan›n hareketini sa¤- layan pompalar veya fanlar, elektrik ile çal›fl›r. Tesi- sattaki (hava kanallar› ve borulardaki) direnç artt›kça, pompa ve fan motorlar› da çok daha fazla elektrik tü- ketecektir. Baflka bir deyim ile: “Elektrik enerjisini fanlar de¤il, hava kanallar›; pompalar de¤il, boru- lar tüketir.” Hava kanallar›nda direnç daha azsa, da- ha az enerji tüketilir ve daha küçük fan motoru yeter- li olur. Ayn› flekilde borulardaki bas›nç kayb› daha az- sa, daha az enerji tüketilir ve daha küçük pompa yeter- li olur. Elektrik motoruna beslenen enerji, borularda ve hava kanallar›nda sürtünmelerle ›s› enerjisine dö- nüflerek tüketilir. Üstelik so¤utma halinde bu ›s›, so-
¤utma yükü olarak çillere yüklenir ve tafl›nan so¤utma kapasitesini azalt›r.
Di¤er önemli bir konuysa, fanlar ve pompalar›n sürek- li çal›flmas›d›r. Dolay›s›yla enerji tüketimleri sürekli- dir, bundan kaynaklanan ›s› kazanc› süreklidir. Bu ne- denle ›s› enerjisinin ekonomik tafl›nmas› enerji tasar- rufunda önemli bir konudur.
Freon gaz›n›n evaporatörlerde s›v› halden gaz haline ge- çerken oluflturdu¤u so¤utma potansiyelinin en k›sa mesa- fede kullan›lmas›, ciddi oranda enerji ekonomisi sa¤lar.
2.2.7.1 Enerjinin Hava Veya Suyla Tafl›nmas›
Maliyetlerinin Karfl›laflt›r›lmas›
Hava veya su ile tafl›nan enerji miktar›n›n hesaplan- mas›nda afla¤›daki formül kullan›l›r:
Q = V x ρx cpx ΔT
ΔT s›cakl›k fark›, so¤utma halinde su için 6°C veya 5°C; hava için 9°C kabul edilebilir.
Is›tma halinde ise ΔT s›cakl›k fark›, su için 15°C veya 20°C ve hava için 10°C veya 15°C kabul edilebilir. Bu formüldeki sembollerin anlamlar› ve hesap de¤erleri Tablo 2.3’de verilmifltir. Tabloda 1 kW enerji tafl›mak için gerekli hacimsel debi hesab› görülmektedir.
Buna göre ayn› enerjinin tafl›nmas› için, hava halinde çok büyük debi gerekmektedir. Debilerin oran› so¤ut- mada 2.000, ›s›tmada 5.000 mertebesindedir. Dolay›- s›yla gerekli hava kanal› veya boru boyutlar› çok fark- l›d›r. Ayn› 10 kW gücünde enerjinin tafl›nmas› için, ha- va halindeki 315 mm bir hava kanal› yerine, su halin- de 25 mm bir boru yeterlidir.
Hava kanallar›ndaki ve su borular›ndaki h›zlar farkl›- d›r. Hava kanallar›nda, h›z daha yüksektir. Bu dikkate al›nd›¤›nda, ayn› 10 kW gücünde enerjinin tafl›nmas›
için hava halindeki 315 mm çap›nda bir hava kanal›
yerine, su halinde 25 mm çap›nda bir boru yeterlidir.
Enerjinin tafl›nmas› için, ak›flkan hareketini sa¤layan hava fan› veya su pompas› taraf›ndan çekilen enerjinin hesaplanmas›nda ise afla¤›daki formül kullan›l›r:
P = V x Δp / (3.600 x ηpx ηm)
Fan veya pompa taraf›ndan sa¤lanan bu bas›nç enerjisi, hava kanallar›nda veya borularda sürtünmelerle ›s›
enerjisine dönüflerek kaybedilir. Bu formüldeki sem- bollerin anlamlar› ve de¤erleri Tablo 2.4’de verilmifltir.
Havan›n hareketi için haval› sistemlerde sa¤lanmas› ge- rekli bas›nç, suyun hareketi için sulu sistemlerde sa¤- lanmas› gerekli bas›nçtan daha düflüktür.
Karakteristik de¤erler so¤utmada hava için
Δp = 1.100 Pa ve su için Δp = 250.000 Pa (25 mSS),
›s›tmada hava için
Δp = 1.100 Pa ve su için Δp = 80.000 Pa (8 mSS) al›nabilir.
Bu bas›nç de¤erleriyle 1 kW enerji tafl›mak için gerekli güç hesab› Tablo 2.4’de görülmektedir.
a. Görüldü¤ü gibi enerjiyi uzak mesafelere su ile ta- fl›mak yerine, havayla tafl›mak aras›nda gerekli güç aç›s›ndan so¤utmada fark neredeyse 10 mislidir.
Tablo 2.3. 1 kW ENERJ‹N‹N (So¤utma ve ›s›tma için ayr› ayr›) HAVA VEYA SUYLA TAfiINMASI ‹Ç‹N GEREKL‹ DEB‹
Bu fark ›s›tmada daha da artmaktad›r ve oran 60 misli mertebelerindedir.
b. Ancak havayla enerji tafl›man›n free cooling ve cool down avantajlar› da dikkate al›narak karfl›- laflt›rma yap›lmal›d›r.
c. Sulu sistemlerde mahallerin ihtiyac› olan taze havay› ta- fl›mak için, ayr›ca enerji harcanaca¤› da dikkate al›nmal›d›r.
d. Esas belirleyici olan di¤er bir faktör ise, enerjinin tafl›nmas› gereken mesafedir.
e. Sonuç olarak mekanik sistemlerin merkezi da¤›t›m avantajlar›na karfl›n,
• Enerjiyi uzak noktalara tafl›ma,
• Tafl›rken ›s› kay›p ve kazançlar›,
• Pik yük d›fl›ndaki düflük kapasite ihtiyaçlar›ndaki verim düflümü,
• Farkl› çal›flma saatlerine uyum sa¤lama zorluklar›, dezavantajlar› da vard›r.
2.2.8 KAPAS‹TEN‹N YÜKSEK SEÇ‹LMES‹
VE AfiIRI BÜYÜK BOYUTLANDIRMA (Oversizing)
Kapasiteyi yüksek seçmek kötü bir fikirdir. Afl›r› bü- yük sistem veya cihaz, yanl›fl bir seçimdir. Genellikle hesaplardaki hata paylar›, belirsizlikler ve kabuller ne- deniyle emniyetli tarafta kalmak üzere emniyet katsa- y›lar› kullanmak ve kapasiteyi her ihtimale karfl› bü- yük seçmek, mühendislikte uygulanan bir yöntemdir.
Asl›nda her emniyet katsay›s›, hesaptaki yetersizli¤in bir iflaretidir. Bir seçim veya tasar›mda hesap kabiliye- ti ne kadar iyi ise, seçilen veya tasarlanan sistem veya cihaz da gerçek ihtiyaca o kadar yak›nd›r.
Gereksiz yere büyük seçilen, cihaz veya sistem hem pahal› olacakt›r ve hem de genel olarak iflletme ba- k›m ve yedek parça maliyeti daha fazla olacakt›r.
Çünkü büyük cihaz veya sistem, daha çok k›smi yük- lerde çal›flacakt›r ve genellikle termik sistemler, k›smi yüklerde daha düflük verim de¤erlerine sahiptir. Gü- nümüzde gelifltirilen cihazlardaki mükemmel kapasite kontrol sistemleri, k›smi yüklerdeki verim düflümleri- ni azaltm›fl olsalar da bu genel do¤ru, kazan, so¤utma grubu, fanlar, pompalar gibi pek çok cihaz için geçer- li de¤ildir. Bu nedenle afl›r› büyük cihaz ve sistem
seçimlerinden mümkün oldu¤unca kaç›nmak gerek- mektedir. Sistem tasar›m›nda efl zaman veya diversite faktörlerini mümkün oldu¤u kadar hesaplara dahil et- melidir. ‹htiyac›n minimum kapasiteyle karfl›lanmas›
(konforu etkilemeden) bir tasar›m hedefi olmal›d›r.
2.2.9 EfiANJÖR ÇEVR‹M SAYI VE T‹PLER‹NE GÖRE S‹STEMLER‹N GRUPLANDIRILMASI a. VAV gibi klima santral› kullan›lan tam haval› tip merkezi so¤utma sistemlerinde:
Su so¤utma grubunun so¤utma eflanjöründe (evapora- törde) su so¤utulur (1. eflanjör).
So¤utulmufl su, klima santral› eflanjörlerine pompalan›r (1. tafl›ma, 2. eflanjöre).
Klima santral› eflanjöründen ›s› alan so¤utulmufl su
›s›narak su so¤utma grubuna geri döner.
Klima santral› eflanjöründen geçen hava so¤utulur (2. eflanjör, 2. çevrim).
Klima santral› so¤utulmufl havay› ortama ulaflt›r›r (2. tafl›ma).
Hava ile enerjinin tafl›nmas› için çok büyük boru (hava kanal›) kesitleri gerekir. Yer kayb› fazlad›r ve tafl›ma için fazla enerji harcan›r. Enerjinin tafl›nmas› aç›s›ndan ba- k›ld›¤›nda pahal› bir yöntem gibi görünmesine ra¤men, free cooling yetene¤i nedeniyle avantajl› oldu¤u ifllet- meler de vard›r (Özellikle büyük kapal› çarfl›lar gibi.).
b. Sulu tip merkezi sistemler (Fan coil vb)
Sulu sistemlerde tek tafl›ma (su) yap›lmakla birlikte 2. çevrim yap›lmaktad›r. 2. çevrim odadaki fan coil de gerçekleflmektedir.
Enerjinin tafl›nmas› aç›s›ndan bak›ld›¤›nda su, havaya gö- re çok daha avantajl›d›r. Su halinde çok daha küçük pom- palama enerjisi kullan›l›r. Bu nedenle, sulu sistemler daha ucuz ve enerjinin uzak yerlere tafl›nmas› aç›s›ndan daha verimli sistemlerdir. Ancak taze hava ihtiyac›n› karfl›lamak için flartland›r›lm›fl havaya ihtiyaç vard›r ve havay› da ay- r›ca merkezden - yaflam hacimlerine tafl›mak gerekir.
c. Merkezi direkt genleflmeli cihazlar›n kullan›ld›¤›
sistemler (De¤iflken gaz debili sistemler)
Direk genleflmeli bir sistem seçildi¤inde, so¤utma enerjisini tafl›mak için gerekli boru çaplar› sulu sis- temlere göre biraz daha azal›r.
Tablo 2.4. 1 kW ENERJ‹N‹N (So¤utma ve ›s›tma için ayr› ayr›) HAVA VEYA SUYLA TAfiINMASI ‹Ç‹N GEREKL‹ GÜÇ Not: Su ile so¤utma halinde ortama tafl›nan su, bir fan coil vb cihazdan geçirilerek ortam so¤utulur. 1 kW so¤utma kapasitesi için
ortalama 4,5 W fan coil motor gücü gereklidir. Bu de¤er de su ile so¤utma için gerekli güç de¤erine eklenmelidir.
* Daha yüksek verimlerde çal›flan fan ve pompalar seçilebilir.
Uzak mesafelerdeki d›fl ünitelere giden bak›r borularda gaz›n ve likitin tafl›nmas›, borulardaki ›s› kazançlar› vb nedenlerle, sistem COP de¤eri sulu sistemlere yak›nd›r.
Enerji yine uzak yerlere tafl›nmak zorundad›r. En önem- li iki dezavantaj›, iç hava kalitesi yönünden fakir bir sis- tem olmas› ve freon gaz› hacminin büyüklü¤üdür.
De¤iflken gaz debili sistemlerde binaya doldurulan freon gaz› riskleri ve bir hacme boflalabilecek freon gaz› mik- tar› dikkate al›nmal›d›r. So¤utucu ak›flkan kullan›m›nda- ki güvenlik kurallar› için mevcut en geçerli standart ola- rak, ASHRAE Standart 15 - 1994 ifade edilebilir.
d. Bireysel direkt genleflmeli sistemler (hava kanall›
split, cam alt› paket so¤utucular, mini split)
Kat klimas› ve paket tipi klima olarak ikiye ay›rabiliriz.
• Paket tip oda klimalar› özellikle otel, hastane yatak odalar› ve küçük ofis odalar› için en ekonomik ifl- letme çözümü olarak görünmektedir. Mimari pro- jeye uymas› veya mimari düzenlemenin buna uy- gun yap›lmas› halinde:
- Taze hava alma yetene¤i,
- Yo¤uflma suyu drenaj›na ihtiyaç duymamas›, - Yo¤uflan suyu kondenser üzerinden geçirip buhar-
laflma enerjisinden faydalanabilmesi (›s› geri kaza- n›m›) avantajlar› da önemli olabilir.
• Kat klimas› için de hava kanall› split kullan›lan sis- temler, yüksek sistem COP de¤erleri ve taze hava alabilme yetene¤i ile ekonomi ve konfor avantajla- r›n› birlikte sa¤layabilmektedir.
ABD’de kat klimas›, ofis ve evlerde; paket tip oda kli- mas› ise, otellerde çok yayg›n olarak kullan›lmaktad›r.
Bireysel sistemlerde enerji bedelini, kullanan kifli öde- di¤i için de daha dikkatli kullan›r ve ciddi tasarruflar söz konusudur.
2.2.9.1 Sonuç
a. Merkezi sistemler yerine, giderek bireysel sistemler daha fazla tercih edilmekte ve geliflmektedir.
b. Büyük merkezi sistemler yerine, paket tipi sistem- ler, hava kanall› split, mini split cihazlar veya mini pa- ket klima cihazlar›
• Daha düflük enerji tüketimleri (enerjiyi uzak mesa- felere tafl›maya ihtiyaç yok)
• Bireysel kullan›m avantajlar›, esnek kullan›m avantaj›, bedelini kendisinin ödemesi nedenleriyle daha çok yayg›n kullan›lacakt›r.
• Özellikle hava kanall› split sistemler, iç hava kalitesi ve enerji ekonomisi avantajlar›n› birlikte sunduklar›
için birçok yerde daha avantajl› görünmektedir.
• Yap› grubu kullan›m amaç ve fonksiyonlar›na göre sistem seçimi etüdü mutlaka yap›lmal›d›r.
2.2.10 YO⁄UfiMA SULARI
Klima cihazlar›nda yo¤uflan su ve bu suyu bina d›fl›na atan drenaj sistemleri, bazen ciddi sorunlar oluflturur.
a. K›fl›n so¤utma olmad›¤› için, cihazlar›n drenaj tavalar›nda toz birikir. Yaz›n yo¤uflma bafllad›¤›nda ise bu tozdan çamur oluflur ve kritik noktalara çöke- rek su taflmas›na neden olabilir.
b. Drenaj sistemleri genellikle kanalizasyona ba¤l›d›r. K›- fl›n kuruyan sifonlardan bina içine pis kokular yay›labilir.
Çözüm, drenaj sistemini ayr› yapmak, drenajlar topland›k- tan sonra yüksek sifon yaparak kanalizasyona vermektir.
c. Drenaj tavalar› monoblok de¤ilse, macunlardan za- manla kaçak oluflur. Monoblok tavalar kullan›lmal›d›r.
d. Yo¤uflma sular›n› toplayan boru hatlar›n›n çaplar›
büyük tutulmal› ve yeterli e¤im verilmelidir. Aksi hal- de y›llar içinde t›kanmakta ve sorun oluflturmaktad›r.
e. Sistemde kondens suyunun pompalanmas›na gerek kalmayacak bir tasar›m yap›lmal›d›r. Suyun do¤al ak›- fl› esas al›nmal›d›r. Mecbur kal›nd›¤›nda kullan›lacak pompa say›s› s›n›rl› tutulmal›d›r.
2.2.11 GÜVEN‹L‹R MÜHEND‹SL‹K
Güvenilir mühendislik kavram›, mesle¤in ve sektörün sadece bugünü de¤il gelece¤i ile de ilgilidir. Güvenilir mühendislik, ayn› zamanda mühendislik eti¤i olarak da düflünülebilir. E¤er ülkemizde yat›r›mc›lar, biz mühen- dislere güvenmezse gelecekte iyi an›lmamakla kalmaz, gelecek kuflak mühendislerine de kötü bir miras ve iyi olmayan bir gelecek b›rak›r›z. Bizden (mühendislerden) beklenen, problem oluflmayacak, iyi sistemleri kurmak- t›r. Sonuçta ortaya ç›kan ürünün veya tesisin, müflteri veya mal sahibine sorun ç›karmayan, ekonomik, güven- li, hijyenik, konforlu ve kaliteli niteliklerde olmas› he- deflenmelidir. Güvenilir mühendislik için, afla¤›daki hu- suslar›n yerine getirilmesi ve düflünülmesi gerekir:
a. Bilgili olarak ve geçmiflte yap›lm›fl hatalar› ö¤rene- rek, dikkatli ve özenli bir çal›flmayla hatalar ve bu ha- talar›n sonucu ödenecek bedeller önlemelidir.
b. ‹fle konsantre olmal› ve gereken emek harcanmal›d›r.
c. Binalar ve içindeki mekanik tesisat yüksek perfor- mansl› olmal› ve bu amaca ulaflmak için tak›m çal›fl- mas› yap›lmal›d›r.
d. Sistem tasar›m› ve boyutland›rmas› yap›l›rken müm- kün oldu¤u kadar hassas hesaplar yap›lmal› ve hesab›n eksiklikleri, afl›r› emniyet katsay›lar›yla kapatmaya çal›- fl›lmamal›d›r. Afl›r› emniyet katsay›lar›, afl›r› büyük (over- size) sistem ve cihazlar›n seçilmesine neden olur. Bu ise genellikle iflletmede verimsizliklere sebep olacakt›r.
e. Her ifl kendi içinde ele al›narak, eldeki ifle özgü çö- zümler gelifltirilmelidir.
f. Ekonomik, enerji ve çevre performans› mükem- mel, güvenli, sa¤l›kl›, konforlu ve kaliteli sistemler oluflturulmal›d›r.
g. Sistem seçerken “uygulama, iflletme ve bak›m” göz önünde tutulmal›d›r. Sistemin yaflayaca¤› düflünülmeli- dir. Sistem uzun y›llar kullan›laca¤›ndan, ilerideki y›llar- da da uygun olup olmad›¤› düflünülmelidir. Pazar›n fi-
bugünün flartlar›na bak›larak de¤il ileriki y›llardaki olas›
enerji maliyetleri de dikkate al›narak de¤erlendirilmelidir.
h. Ucuz ilk yat›r›m maliyeti mi, yoksa ucuz ömür bo- yu maliyeti mi seçimi iyi yap›lmal›d›r. Zaman çok ça- buk geçiyor ve seçilen ucuz sistem, pahal› iflletme ma- liyeti nedeniyle ciddi sorunlar oluflturabiliyor. Baflta verilen bu karar›n geri dönüflü yoktur.
i. Enerji ekonomisi mi? Konfor mu? Neden ikisi bir arada de¤il. Her ikisini sa¤layan çözümler üretilmelidir.
j. Proje yaparken de çok sab›rl› ve dikkatli olmak ge- rekir. Kurulacak sistemlerin baflar›s› iyi düflünülmüfl ve iyi çal›fl›lm›fl emek ürünü projelere ba¤l›d›r.
2.3 B‹NA SO⁄UTMA YÜKLER‹N‹N AZALTILMASI
Yaz›n so¤utma yükünü oluflturan ›s› kazançlar›na bak›l- d›¤›nda, iç yüklerin ve güneflten olan kazançlar›n en bü- yük pay› ald›¤› görülmektedir. Direkt günefl ›fl›¤›n›n ta- fl›d›¤› enerji = 0,7 kW/m2de¤erindedir. Do¤u, bat› veya güney yöne bakan düfley yüzeyler yaklafl›k günde 3 kWh/m2 enerji al›rlar. Bu enerjinin bir k›sm›, direkt olarak pencerelerden yaflanan hacimlere girer. Ifl›k ge- çirmeyen (opak) duvar yüzeylerine düflen ›s› enerjisi ise, önce duvar taraf›ndan emilir ve sonra iletimle iç hacim- lere geçer. Bir baflka önemli etken havaland›rmad›r. Ya- z›n havaland›rma büyük bir ›s›l kazanç kayna¤›d›r. D›fl hava hem duyulur hem de gizli ›s› kazanc›na neden olur.
Örnek
Fan coil sistemiyle merkezi olarak so¤utulan bir yüksek blok ofis binas› 15 Temmuz saat 15.00 için hesaplanan pik ›s› yükü hesab› sonuçlar› Tablo 2.5’de verilmifltir. D›fl hava s›cakl›¤› 30,9°C ve ba¤›l nem %68 de¤erindedir.
Ifl›n›mla olan ›s› kazançlar›, önce yüzeyler taraf›ndan emilmekte ve sonra yüzeylerden konveksiyonla oda havas›na aktar›lmaktad›r. Bu nedenle tablodaki so¤utma yükü ile ani kazanç de¤erleri aras›nda fark bulunmaktad›r.
Bu örnekte de görüldü¤ü gibi, yaz›n ›s› kazançlar›n›n azalt›lmas›nda,
• Ofislerde iç yüklerin
• Mekanik havaland›rma yap›lan yerlerde havalan- d›rma yüklerinin ve
• Bütün uygulamalarda güneflten olan kazançlar›n en büyük pay› ald›¤› görülmektedir.
2.3.1 M‹MAR‹ TASARIM ÖNLEMLER‹
2.3.1.1 Direkt Günefl Enerjisi Kazançlar›n› Azaltmak a. D›fl gölgeleme elemanlar›. Günefli, içeri ›s› olarak emilmeden veya binaya ulaflmadan kesti¤i için daha etkindir. ‹çeride ›s›ya dönüflen günefl ›fl›n›m›, ancak so¤utma ile d›flar› at›labilir. D›fl gölgeleme sabit veya hareketli olabilir. Bu yolla güneflten olan kazanç
%75 veya 90 azalt›labilir. Yüksek olmayan yap›lar etraf›na, k›fl›n yapra¤›n› döken a¤açlar ekilirse:
• K›fl›n güneflten olan ›s› kazanc›ndan ve güneflin sterilizasyon etkisinden yararlan›l›r.
• Yaz›n da a¤aç yapraklar›n›n gölgeleme etkisi ve a¤aç çevresinde yapraklardan buharlaflan suyun oluflturdu¤u evoperatif etkiden yararlan›labilir.
Teras çat›lardaki günefl kolektörleri tarlas› ayn› za- manda terasta gölgeleme yapar. Kolektörler, aksi hal- de teras›n absorbe edece¤i ›s›y› emerek suya geçirir ve çat›n›n ›s› kazanc›n› azalt›r.
b. ‹ç gölgeleme elemanlar›. Bunlar›n uygulamas› daha kolay ve ucuzdur ve bu yolla ›s› kazançlar›n› %20 - 70 oran›nda azaltabilir. Bunlar›n aras›nda özel camlar
Tablo 2.5. ÖRNEK OF‹S B‹NASI ‹Ç‹N
DIfi HAVA SICAKLI⁄I 30,9°C VE BA⁄IL NEM‹ %68 DE⁄ER‹NDEYKEN HESAPLANAN D‹ZAYN ISI KAZANÇLARI VE SO⁄UTMA YÜKLER‹
kullanmak veya mevcutlar› ›fl›n›m yans›t›c› maddelerle kaplamak, pencere alan›n› azaltmak say›labilir.
Al›nan önlemler baflka sorunlar yaratabilir. Bunu göz önüne alarak önlem gelifltirmelidir.
c. Genellikle günefl yükünü azaltan önlemler:
• K›fl›n güneflten ›s› kazanc›n› azalt›r.
• Di¤er taraftan do¤al ayd›nlatmay› önleyerek, ya- pay ayd›nlatma yoluyla enerji tüketimini art›rabilir.
• Günefl ›fl›nlar›n›n sterilizasyon etkisi çok azal›r.
Sa¤l›kl› bir ortam oluflmas› engellenmifl olur.
• “Günefl girmeyen eve doktor girer”
2.3.1.2 Ifl›k Geçirmeyen (Opak) Yüzeylerden Olan Günefl Kazanc›n› Azaltmak
Günefle aç›k d›fl duvar yüzeylerini izole etmek etkili bir önlemdir. Böylece d›fl duvardan olan ›s› kazanc›
%33 - 58 oran›nda azalt›labilir.
• Günefl ›fl›¤› yutumunu azaltan boyalar, kaplamalar veya tabakalar kullanarak absorbe edilen günefl miktar›n› azaltmak,
• Çat› aras›nda etkin bir havaland›rma sa¤lamak,
• A¤aç vb gölgeleme elemanlar› kullanarak günefl geliflini engellemek say›labilir.
2.3.1.3 Binay› D›fltan Yal›tmak
Binan›n d›fltan ›s›l yal›t›m›, k›fl›n ›s› kay›plar›n›n azal- t›lmas› için en etkin önlem oldu¤u gibi, yaz›n da ›s›
kazançlar›n›n azalt›lmas› yönünde etkilidir. Klima te- sisat› yap›lan binalarda (normalde bütün binalarda),
›s› yal›t›m› önüne ve/veya arkas›na nem yal›t›m› yap›l- mal›d›r. Böylece nem difüzyonunun önüne geçilmifl ve herhangi bir katmanda yo¤uflma önlenmifl olur.
2.3.2 HAVALANDIRMADAN OLAN KAZANÇLARI AZALTMA ÖNLEMLER‹
2.3.2.1 So¤uk - S›cak Bölge fiartlar›
D›fl havan›n k›fl›n çok so¤uk veya yaz›n çok s›cak oldu-
¤u günlerde, iç ve d›fl havan›n s›cakl›k fark› fazlad›r. ‹ç- le d›fl aras›nda bas›nç fark› artar. Afl›r› bas›nç fark› nede- niyle d›flar›dan içeriye kontrolsüz hava girifl artar. D›fl hava bu günlerde k›fl›n çok so¤uk (yaz›n da çok s›cak) oldu¤u için, binan›n enerji tüketimi ciddi oranda artar.
Ayr›ca taze hava tozludur ve girifli kontrolsüzdür.
S›cak bölge flartlar›nda genellikle s›cak d›fl hava ayn›
zamanda yüksek nem oran›na sahiptir. Kontrolsüz ha- va girifli içeride nem yükünü (gizli ›s› kazanc›) de ar- t›r›r. Bu durumda ilave yükü karfl›lamak üzere klima cihazlar› çok daha fazla enerji tüketeceklerdir.
Dönüfl havas›n›n asma tavan içinden emilmesi (asma ta- van, plenum olarak kullan›larak), hatta hava dönüflünün ayd›nlatma armatürleri vas›tas›yla yap›lmas› (air - return)
%25 mertebesinde olan ayd›nlatma yükünü %15 mertebe- sine düflürecektir. Hatta hava kanall› split kullan›lan sis- temlerde (tam haval› sistemler), seri fanl› VAV sistemlerde
2.3.2.2 Havaland›rmay› D›fl Koflullara Göre Ayarlamak
Taze hava miktarlar›n› yaz›n güneflten kazanc›n en fazla oldu¤u saatlerde azaltmak, buna karfl›l›k özellik- le gece saatlerinde havaland›rma yapmak (high purge) ve free cooling imkan›ndan mümkünse yararlanmak en etkin önlemdir.
Taze hava miktar› mahaldeki insan say›s›na göre CO2 sensörleri ile kontrol edilerek de ayarlanabilir.
2.3.2.3 Ayd›nlatmadan Olan Kazançlar› Azaltma Önlemleri
• Verimli ayd›nlatma armatürleri kullanmak (elekt- ronik balastl›),
• Ayd›nlatmadan oluflan ›s› kazanc›n› armatür üze- rinden do¤rudan d›flar› atmaya imkan veren arma- türler ve sistem kullanmak,
• Mümkün oldu¤u kadar do¤al ayd›nlatmadan yararlan- mak veya ayd›nlatma otomasyonu kullanmak.
2.3.2.4 Ofis Makinalar›ndan Olan ‹ç Kazançlar›
Azaltma Önlemleri
• Daha düflük enerji tüketen verimli ofis cihazlar›
kullanmak,
• Bilgisayar, faks, fotokopi makinalar›n›n enerji tüketim- lerini ve bunlardan oluflan ›s› kazançlar›n› azaltmak,
• Büyük binalarda so¤utulmufl su p›narlar› yerine merkezi so¤utulmufl içme suyu tesisat› kullanmak gerekir. Tekil su p›narlar› ve buzdolaplar› bina içinde ›s› kayna¤› oluflturmaktad›r.
2.4 SO⁄UTMADA ‹Ç SICAKLI⁄I ARTIRMANIN ETK‹S‹
Klima sistemlerinin hemen hepsi, etkin bir otomatik kontrol sistemine sahiptir. Dolay›s›yla iç s›cakl›klar›n›, istenilen bir de¤erde veya bu de¤erin etraf›nda bir ara- l›kta sabit tutabilirler. Burada önemli olan kullan›c› ta- raf›ndan ayarlanan (set edilen) iç s›cakl›k de¤eridir.
Yaz›n so¤utma yükünde iç kazançlar›n, güneflten olan kazançlar›n ve taze hava yükünün en büyük pay› al- d›¤› görülmektedir. Yaz›n, iç ve d›fl s›cakl›k de¤erleri aras›ndaki fark azd›r. Bu nedenle iç s›cakl›ktaki de¤i- flimler kazanca daha büyük oranda etkili olur.
Klima sistemlerinin yaz›n ortam nemini azaltma etkisi vard›r. ‹stanbul gibi nemli iklimlerde mekanik klimati- zasyonun en fazla hissedilen etkisi, belki de so¤utmadan çok nemin azalt›lmas›na ba¤l›d›r. Sistemin rejime girin- ceye kadar olan dönemdeki çal›flmas› s›ras›nda bu yük çok etkilidir. Sistem rejime girdikten sonra, yani nem de¤eri kararl› bir düzeye düflürüldükten sonra, sistem sa- dece iç ve d›fl nem kazançlar›n› karfl›lamaya çal›fl›r ki re- jim halindeki bu de¤er, duyulur ›s› kazançlar› yan›nda küçük kal›r. ‹ç s›cakl›¤›n 1°C azalt›lmas›, duyulur ›s› yü-
2.4.1 ÖNER‹LER
a. ‹nsanlar›n yaz›n kendini konforda hisseti¤i iç flartlar pek çok parametreye ba¤l›d›r ve koflullara göre de¤iflir.
b. Sürekli kal›nan ofis veya konut gibi ortamlarda 24°C ideal olmakla birlikte, yaz›n iç s›cakl›¤›n 25°C de¤erine set edilmesi ekonomik ve uygun bir seçimdir.
c. Sürekli girilip ç›k›lan ve k›sa süre kal›nan yerlerde ise bu de¤er daha yukar› al›nabilir. Burada d›fl s›cak- l›kla 6°C mertebesinde bir fark yarat›lmas› yeterlidir.
d. Daha düflük s›cakl›klara yap›lacak ayarlamalar, hem enerji tüketimini art›racakt›r, hem de hasta olma riskini yükseltecektir.
Zamana ba¤l› olarak ›s›tma ve so¤utma yükünü ve enerji tüketimini hesaplamak üzere gelifltirilen bir bil- gisayar program› yard›m›yla, bir binan›n so¤utma yüklerinin de¤iflimi, referans y›l›n en s›cak haftas› için hesaplanm›flt›r. Binan›n ofis veya konut olarak kulla- n›m› durumlar›nda, iç s›cakl›¤›n 1°C de¤ifltirilmesinin pik yükte yapt›¤› etki Tablo 2.6 ve 2.7’de verilmifltir.
Pik so¤utma yükü, s›cakl›¤›n 24°C’den 22°C’ye indi- rilmesi halinde yaklafl›k 9.000 kcal/h artmaktad›r. Bu 1°C iç s›cakl›k de¤ifliminin, pik so¤utma yükünde %5 oran›nda bir de¤iflim yaratt›¤› anlam›na gelmektedir.
Pik hafta boyunca ofis binas› olarak kullan›mda 8.00- 19.00 saatleri aras›nda so¤utma yükleri topland›¤›nda, 2°C iç s›cakl›k fark› halinde so¤utma yükünün %14 oran›nda de¤iflti¤i hesaplanm›flt›r. Ancak burada ke- sintili çal›flma nedeniyle bina kütlesinde depolanan
›s›n›n etkisi dikkate al›nmam›flt›r. Ayn› flekilde hesap sadece pik dönem için yap›lm›flt›r. Dönemin tamam›
ele al›nd›¤›nda iç s›cakl›¤a ba¤l› etki oran› daha arta- cakt›r. Dolay›s›yla, iç s›cakl›¤›n 1°C azalt›lmas› halin- de, y›ll›k enerji tüketimi %7 de¤erinden de fazla oran- da artacakt›r. Bu oran ayn› zamanda bölgelere ve bina- n›n kullanma saatlerine ba¤l› olarak da de¤iflir.
2.5 FANLARDA ENERJ‹ TASARRUFU
Fanlar, sirkülasyon pompalar› gibi sürekli çal›flt›klar›n- dan, HVAC sistemlerinde fanlar›n enerji tüketim paylar›
çok önemlidir. Özellikle tam haval› klima sistemlerinin y›ll›k elektrik enerjisi tüketiminde fanlar, en büyük paya bile sahip olabilir. Tablo 2.8’de örnek bir uygulamada çarfl›, konut ve ofis k›s›mlar›ndaki y›ll›k elektrik enerjisi tüketimleri verilmifltir. Toplamda klima santrallar› (dola- y›s›yla fanlar) en büyük elektrik enerjisi tüketim nokta- lar›ndan biri olarak ön plana ç›kmaktad›r. Bu büyük pay- da, kullan›lan klima sisteminin etkisi de gözden kaç›r›l- mamal›d›r. Söz konusu klima sistemi, tam haval› olup bütün ›s›tma ve so¤utma ifllemleri havayla sa¤lanmakta- d›r. Bu nedenle fanlar için enerji tasarrufu imkan›, fan›n kullan›ld›¤› uygulamaya göre de¤erlendirilmelidir.
Her fleyden önce “fanlara verilen enerji, hava ka- nallar›nda tüketilir” gerçe¤i ak›ldan ç›kar›lmamal›- d›r. Bunun için de öncelikle kanal sistemi, optimum enerji maliyeti oluflturacak biçimde tasarlanmal›d›r.
Binalarda mekanik tesisatta havaland›rma fanlar›, kli- ma santral› fanlar›, kule fanlar›, hava so¤utmal› çiller fanlar› gibi farkl› amaçlarla kullan›lan fanlar mevcuttur.
Genellikle kullan›lan tipler sabit debili fanlard›r.
‹htiyac›n de¤iflken oldu¤u yerlerde, de¤iflken debili fanlar›n kullan›lmas› büyük enerji tasarrufu sa¤lar.
Ancak mevcut sistemlerde her uygulamada, sabit debili fanlar› de¤iflken debili fanlara döndürme imkan› yoktur.
Fan debisinin de¤iflimi, devir say›s›n› de¤ifltirerek yap›lmal›d›r.
Fan devri de¤iflti¤inde; debi, devirdeki de¤iflimle do¤- ru orant›l› de¤iflir.
Fan bas›nc› devir de¤iflim oran›n›n karesiyle, fan›n çekti¤i elektrik gücü ise devir de¤iflim oran›n›n kü- püyle orant›l› de¤iflir.
Tablo 2.6. KONUT ÖRNE⁄‹NDE EN YÜKSEK YÜKÜN GERÇEKLEfiT‹⁄‹ SAATTE HESAPLANAN SO⁄UTMA YÜKLER‹
Tablo 2.7. OF‹S ÖRNE⁄‹NDE EN YÜKSEK YÜKÜN GERÇEKLEfiT‹⁄‹ SAATTE HESAPLANAN SO⁄UTMA YÜKLER‹
Fan›n devir say›s›n› de¤ifltirerek debi %20 azalt›ld›-
¤›nda, bas›nç %36 ve güç %50 azal›r.
Fan seçerken, de¤iflen hava debilerindeki verim e¤ri- si dikkatle kontrol edilmelidir. Azalan hava debisin- de elektrik tüketiminin nas›l de¤iflti¤i ve da¤›t›m ka- nallar›ndaki balans›n nas›l etkilendi¤i de kontrol edilmelidir.
2.5.1 MEVCUT SAB‹T DEB‹L‹ KL‹MA SANTRALLARINDA FAN ENERJ‹S‹
TASARRUFU
Mevcut sabit debili sistemlerin VAV haline dönüfltü- rülmesi çok zor ve pahal›d›r. Ancak özel durumlarda yap›labilir. Örne¤in bir balo salonunun veya toplant›
salonunun sabit debili ve dönüfl haval› klima santral›- na ait fan motorlar›na frekans kontrolü ilavesi ve oto- masyon ile VAV sistemine dönüfltürülebilir.
Bu sistemlerde fan enerjisindeki tasarruf;
a. Afl›r› kapasitelerden kaç›n›lmas›, hesaplar›n do¤ru ve titizlikle yap›lmas›,
b. Hava kanallar›ndaki kaçaklar›n önlenmesi ve afl›r›
bas›nç kay›plar›n›n azalt›lmas› ile sa¤lan›r.
Klima ve havaland›rma santrallar›ndaki fanlar;
c. Genellikle hesap belirsizliklerinden dolay›, d. Emniyet kayg›s›yla büyük seçilir.
Bu fazla kapasite, sistem tipine ba¤l› olarak çeflitli bi- çimlerde enerji kayb›na neden olur.
Fanda harcanan güç, fan›n debisinin küpüyle orant›l›
oldu¤undan, debide meydana gelecek küçük bir azal- ma, güç gereksinimini büyük ölçüde azaltacakt›r.
Hava debisinin %20 düflürülmesi, güç ihtiyac›n›
yar› yar›ya azalt›r.
2.5.1.1 Yap›sal Önlemler
Fan kapasitesini uygun yöntemlerle kabul edilebilecek min. de¤ere düflürmek, yani hava debisini azaltmakt›r.
Burada sisteme gönderilen hava debisi azalt›lmaktad›r.
Sistem performans› dikkate al›nmal›d›r. Baz› koflullar- da fan enerjisinden olan kazanç, sistem performans›n- daki düflme ile kaybedilebilir.
