Yaz Prosesinin Hazırlanması
Hesabı yapılan şehrin dış nava dizayn değerleri bilinmelidir. Dış havanın özelliklerini belirten nokta, diyagram üzerinde kuru ve yaş termometre ifadelerinden yararlanarak işaretlenir. Psikrometrik diyagramın alt kısmında bulunan kuru termometre sıcaklıkları ile doyma eğrisi üzerindeki yaş termometre sıcaklıkları kesiştirilerek istenen özellikteki hava noktasal olarak işaretlenir. Bu noktanın diğer özellikleri de böylece diyagram üzerinde belirlenmiş olur. Iklimlendi-rilecek ortamın özelliklerinin diyagram üzerinde tayininde, dış hava değerlerinde yapılan işlemler tekrar edilir.
Dış hava (Nokta 1) ve İç hava (Nokta 2) değerlerini temsil eder. Bu değerler diyagram üzerinde işetlendikten sonra noktalar bir doğru ile birleştirilir.
Karışım havası (Nokta 3) bu doğru üzerinde olmak zorundadır. Karışım havası doğru üzerindeki konumu iç ve dış havanın karışım oranına bağlı olarak değişir. Karışım havası 2 noktasına yakın ise sistemde dolaşan taze hava miktarı sistemde dolaşan iç ortamdan alman hava miktarından daha azdır. Eğer 1 noktasına daha yakın ise sistemde dolaşan taze hava miktarı daha fazladır.
Karışım havası sıcaklığı; denklemi ile ifade edilir. Mj: Dış hava debisi, Mj iç hava debisi, Mt Toplam hava debisi t, Dış hava sıcaklığı, t2 iç hava sıcaklığıdır. Karışım havası bulunduktan sonra, Duyulur Isı Oranının (DIO) bulunması gerekir. Duyulur Isı Oranı; oda duyulur ısısının oda toplam ısısına oranlanması ile bulunur. DIO l’den büyük olamaz. Yaklaşık olarak duyulur ısı oranı (DIO) aşağıdaki formül ile bulunur
Dİ (ODA DUYULUR İSISI): Ortamın kuru termometre sıcaklığını doğrudan etkileyen bir ısı olup, ortamdan alınması işlemine soğutma denir. Yukarıdaki formülde görüldüğü gibi yüksek olması durumundna DIO doğrusunun eğiminin sıfıra yaklaşması demektir. Klasik proses uygulamalarında DlO’nın 0.7 ve 1 arasında kalması istenir.
Gl (ODA GİZLİ İSISI): Ortam havasın-daki nem miktarının artmasıyla kendini gösteren ısıdır. Diyagramın üzerinde sabit kuru termometre sıcaklığında, nem miktarının arttırılması halinde belirgin şekilde görülebilir. Gl kuru termometre sıcaklığını etkilemez. Fakat (Qt) toplam soğutma yükünü değiştirir. Gl’nın fazla olması konfor kliması uygulamalarında istenmeyen bir durumdur.
Duyulur Isı Oranı bulunduktan sonra, Nokta 2’den % 100 doyma eğrisine, diyagramda standart olarak bulunan DIO cetveli yardımıyla aynı eğime sahip doğru çizilir.
Bu doğrunun doyma eğrisini kestiği nokta cihaz çiğ noktasıdır. Bu da (Nokta 4) ile gösterilir. Bu nokta aynı zamanda serpantin yüzey sıcaklığını ifade eder. Daha sonra (Nokta 3)’den cihaz çiğ noktasına bir doğru çizilir. (Nokta 2)’den çizilen oda duyulur ısı oranının bu doğruyu kestiği nokta havanın cihazdan çıkış şartlarını (Nokta 5)’i verir. Bu aynı zamanda odaya havanın üfleme sıcaklığını da temsil eder.
Etkinlikler
Bu diyagramda; t|: Dış hava sıcaklığı t2: iç hava sıcaklığı t3: Karışım havası sıcaklığı
(soğutucu bataryaya giriş
sıcaklığı) t4: Serpantin yüzey sıcaklığı.
(Çiğ nokta sıcaklığı) t5: Üfleme sıcaklığı (soğutucu
batarya çıkış sıcaklığı)’nı
göstermektedir. Soğutucu batarya kapasitesi (Qs) Qs=Vt.p.(h,-h5) denklemi ile ifade edilir.
Bu denklemde; Qs: Soğutucu batarya kapasitesi
(kcal/h) Vt: Toplam hava debisi (mVh) p: Havanın yoğunluğu (1.2 kg/m’) h3: Soğutucu batarya giriş entalpisi
(kcal/kg) h5: Soğutucu batarya çıkış entalpisi
(kcal/kg)’dir. Özellikle gizli ısının söz konusu olduğu yaz klimasında soğutucu yükü hesabı entalpi farkı esasına göre yapılır. Yaz prosesi konfor klimasında tavsiye edilen oda sıcaklığı ile üfleme sıcaklığı arasındaki fark 6 ile 10 °C değerleri arasında olmalıdır.
Kış Prosesinin Hazırlanması
Kış proses çizimine, yaz prosesinde anlatıldığı gibi, iç ve dış hava değerlerinin belirlenmesi ile başlanır. Sisteme dışarıdan alınacak taze hava miktarı ve dolaşması planlanan sevk havası miktarından yararlanarak karışım havasının özellikleri bulunur. Karışım havasından, yaş termometre sıcaklığı sabit kalmak şartı ile % 100 doyma eğrisine çizilen doğru, iç havanın nem şartlarına ulaşmadan doyma eğrisini kesiyor ise sisteme ön ısıtıcı konulmalıdır.
Ön ısıtıcının diyagram üzerinde gösterilişi nem miktarı sabit kalmak şartı ile karışım havasından başlayarak çizilen doğrudur. Doğrunun bitim noktasında hava ön ısıtıcısından çıkıp nemlendirici hücresine girer. Nemlendirici hücresinde, sabit yaş termometre ve entalpi koşullarında nem miktarı ve izafi nemi artan hava, artık ikinci ısıtıcıya girmeye hazırdır. Nemlendirici hücresinden çıkan havanın, ortamın nem miktarına nemlendiril-mesi gerekir, ikinci ısıtıcıya giren hava önceden hesaplanan üfleme sıcaklığına kadar ısıtılarak, kliması yapılan mahale yollanır. İşlemin diyagram üzerinde gösterimi sabit nem koşullarında nemlendirici çıkışından üfleme sıcaklığına kadar çizilen yatay bir doğru şeklindedir.
Kış prosesinde ön ısıtıcı konulması gerekiyor ise proses çizimi 6 noktalıdır. Bu noktalar; I. Nokta Dış hava, 2. Nokta iç hava, 3. Nokta Karışım havası, 4. Nokta Ön ısıtıcıdan çıkış, 5. Nokta Nemlendiriciden çıkış ısıtıcıya giriş, 6. Nokta Isıtıcıdan çıkan ve ortama üflenen havadır. Karışım havası 1 noktasına yani dış hava şartlarına yakın ise ön ısıtıcı konulur.
Ön ısıtıcısız bir proses de karışım havası oranı azaltılarak yapılır. Kış prosesinde çiğ noktası bulunmaz. Ön ısıtıcısız bir kış prosesinde karışım havası doğrudan doğruya nemlendinci hücreye sokulur. Nemlendirilen hava üfleme sıcaklığına kadar ısıtılarak ortama verilir. Kış kliması uygulamalarında havanın ısıtılması nem miktarı sabit kalmak şartı ile havanın ental-pisinin arttırılmasıdır. Entalpisi artan havanın kuru termometre sıcaklığı da artacaktır.
(Karışım havası 2 noktasına yani iç hava şartlarına yakın ise ön ısıtıcı konulmaz). Havalandırma havası (taze hava miktarı) az ise hava iç hava şartlarına yakındır. Kış kliması proseslerinde; Ön ısıtıcı yükü:
olarak ifade edilebilir.
Son denklemdeki formülde;
Q,: Isıtıcı yükü (kcal/h)
Vt: Toplam hava debisi (m3/h)
C : Havanın özgül ısısı (0.24 kcal/kg°C) p: Havanın yoğunluğu (1.2 kg/m3) t5: Havanın ısıtıcıya giriş sıcaklığı
(°C) t6: Havanın ısıtıcıdan çıkış sıcaklığı (°C)’dır. Kış klimasında oldukça sık uygulanan nemlendirme işlemi, havanın iç ortam şartları göz önüne alınarak şartlandırılmasını ifade eder. Nemlendirme işlemi sırasında kullanılacak nemlendiricinin kapasitesi;
N=Vt.p.(xç-xg) şeklinde ifade edilebilir. Bu formülde;
N: Nemlendirici kapasitesi (kg/h) Vt: Toplam hava debisi (mVh) p: Havanın yoğunluğu (1.2 kg/m3) xç: Havanın nemlendirici çıkışındaki özgül nem miktarı (gr su/kg kh) xg: Havanın nemlendiriciye girişteki
özgül nem miktarı (gr su/kg kh) Bu ön ısıtıcısız kış prosesinde ise proses çizimi 5 noktalıdır, bu noktalar; 1. Nokta dış hava, 2. Nokta iç hava, 3. Nokta karışım havası, 4. Nokta nemlendiriciden çıkıp ısıtıcıca giriş. 5 Nokta ısıtıcıdan çıkan ve c^B ma üflenen havadır.
Örnek Proje
Bir sinema salonunun konfor (yaz+kış) kliması için aşağıda verilen değerlere göre projelendirilmesi ve psikrometrik diyagram üzerinde proseslerin gösterilmesi. Verilenler:
Salon hacmi: 14000 m3 Seyirci sayısı: 650 kişi Sigara içme: Yok Mahal Rakımı: Deniz seviyesi Yaz ısı kazancı:
Duyulur ısı kazancı: Qd= 120000 kcal/h
Gizli ısı kazancı: Qg=30000 kcal/h Toplam ısı yükü: Qt= 150000 kcal/h Kış ısı kaybı: Toplam ısı kaybı: Q= 250000 kcal/h
Yaz Çalışması
1. Dış hava debisi: Kişi başına taze (dış) hava miktarı I57h Vd=650x 15=9750 m7h
2. Toplam hava debisi: V=Qd/pCpAt)=120000/Cl.2×0.24×9)=
00 mVh yaz yaz çalışmasında, duyulur ısı değerine göre ve iç hava ile üfleme havası arasındaki sıcaklık farkı t2-t5=9°C kuru termometre kabulü ile toplam hava debisi bulunur.
- İç hava debisi Vj=Vt-Vd=45500-9750=35750 mVh
- Yaz karışım havası:
t3=(Vd.t,+Vj.t2)/Vt=(9750×33+35750×26)/45500 t3=27.5 °C KT t3=20.2 °C YT h3= 13.8 kcal/kg
- Duyulur ısı oranı: DIO=Qd/Qt=l 20000/150000=0.80
- Üfleme havası sıcaklığı:2-5 doğrusu, Qd/Qt=0.80 doğrusuna paralel.
t2-t5=9°C olacak şekilde 5 noktası t5=I7°C KT
=14.8°C YT
=9.8 kcal/kg olarak bulunur.
7. Cihaz çiğ noktası: t4=12°C
8. Cihaz soğutma kapasitesi (kcal/h) Qs=Vtxpx(h3-h5)=45500xl ,2x (13.8- 9.6)=233000 (kcal/h)
Kış Çalışması
Kış proseslerinde, yaz prosesinde bulunan Vi, Vd ve Vt değerleri geçerlidir. Çünkü (yaz+kış) kliması proseslerinde en büyük hava debisi yaz prosesine göre çıkmaktadır.
I. Kış karışım havası: t,=(Vd.t.+Vi.t,)/Vt
3=(9750x(-3)+35750×20)/45500 t3=15CKT
t3=10.7°C YT
h3=7.4 kcal/kg
2. Karışım havası iç hava şartlarına daha yakın olduğundan ön ısıtıcısız proses uygulanır.
Nemlendirici çıkışı: 3 noktasından, h3=h4 olacak şekilde çizilen doğru ile oyma eğrisine doğru 2 noktasından çizilen yatay doğrunun kesim noktası olan 4 noktasıdır. Buradan: t?=12.5°CKT t?=10.7°CXT h4=7.4 kcal/kg <t>4=% 80
Burada t4 sıcaklığı aynı zamanda ısıtıcıya giriş sıcaklığı olmakta, ısıtıcıdan çıkış yani üfleme sıcaklığı ise t5 noktasıdır.
3. Nemlendirici kapasitesi (kg/h) N=Vtxpx(xç-xg) N=45500xl.2x(0.0073- 0.006)=71 kg/h
4. Isıtıcı kapasasitesi (kcal/h) Kış çalışma proseslerinde üfleme sıcaklığı ile oda sıcaklığı arasındaki fark 19’Cdir.
At=tüf-toda=I9°C tüf=19+20=39°C tüf=t5 olduğundan Q,=Vt.p.Cp.(t5-t4) Q|=45500xl.2×0.24x(39-I2.5) Q,=348000 kcal/h
Kaynaklar
1, Ashrae Temel El Kitabı (Bölüm 6) Ocak, 1997.
2. MTH için psikrometrik diyagram. Dipro Ltd Şti.
3 Alarko (Panel Klima Santralları Katalogu)
4. F.Osman Genceli; “iklimlendirme esasları” İTÜ. Yayınları, Sayı 1287, 1984