bölüm-5 İklİmlendİrme ve soĞutma kontrollerİ · pdf filebölüm-5...

Click here to load reader

Post on 31-Aug-2019

3 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • BLM-5 KLMLENDRME VE SOUTMA KONTROLLER

    HAZIRLAYANLAR

    Hseyin BULGURCU, Necati KOYT, Engin AKYZ 5.1 KLMLENDRME KONTROLLERNN TEMELLER Istma, havalandrma ve iklimlendirme (HVAC) kontrollerinin uygulamas iklimlendirilecek ve kontrol edilecek binann ve alan kullanmnn kavranmas ile balar. Tm kontrol sistemleri birka temel ilkeye uygun olarak almaktadr, ancak bunlar tartmadan nce, ilk olarak iklimlendirme sisteminin birka temelini irdeleyelim. 5.1.1 Neden Otomatik Kontrol? klimlendirme sisteminin kapasitesi, genel olarak zorlu koullar iin tasarlanmtr. Gne enerjisi ykleri, doluluk, ortam scaklklar, ekipman ve aydnlatma ykleri gibi deikenler gn boyunca devaml deitiinden, iletmenin ou ksmi ykl/yksz olarak tasarlanmtr. Tasarm kapasitesi birok iletim senaryolarnda gerek ykten daha byk olduundan tasarmdan sapma iddetli salnmlara ve dengesizlie neden olacaktr. Kontrol sistemi olmadan, sistem kararsz hale gelecek ve iklimlendirme alanlar ar stacak veya ar soutacakt. 5.1.2 klimlendirme Sistemleri klimlendirme sistemleri ya kendi kendine yeten bamsz nite paketleri veya merkezi sistemler olarak snflandrlr. nite paketi, bir birincil enerji kaynan (elektrik veya gaz) dntren ve iklimlendirilecek alana nihai stma ve soutma salayan tek bir niteyi tanmlamaktadr. Kendi kendine yeten nite paketlerine rnekler, at iklimlendirme sistemleri, odalar iin iklimlendirme niteleri ve havadan-havaya s pompalardr. Merkezi sistemler ile gaz veya elektrik gibi yakttan birincil dnm, bir lde termal enerji biiminin bina veya tesis genelinde datlmas sonucu merkezi bir konumda gerekleir. Merkezi sistemler, merkezi tedarik alt sistemi ve oklu nihai kullanm alt sistemlerinin bir kombinasyonudur. Kombine merkezi tedarik ve nihai kullanm blge sistemlerinin birok eidi vardr. En sk kullanlan kombinasyon, oklu fan sistemlerine datlan merkezi scak ve souk sudur. Fan sistemleri, kontrol edilen alanlara scak ve/veya souk hava salamak iin serpantinler denilen sudan- havaya s deitiricileri kullanr. Son kullanm alt sistemleri fan veya terminal niteleri olabilir. Son kullanm alt sistemlerinin fan sistemleri olmas halinde, bunlar tek veya oklu blge tr olabilir. oklu son kullanm blge sistemleri, genellikle VAV kutular denilen kartrma kutulardr. Merkezi tedarik ve son kullanm blge sisteminin dier bir kombinasyonu, birincil enerjinin dnm iin bir merkezi soutucu ve kazan ve ayn zamanda scak ve/veya souk havann datm iin merkezi bir fan sistemidir. Merkezi sistemlerin genel kullanmlar, d havaya eriimin daha kstl olduu daha byk ok katl binalardadr. Genellikle merkezi sistemlerin daha dk iletme maliyetleri olmakla birlikte karmak bir kontrol sras bulunmaktadr. 5.1.3 Merkezi klimlendirme Sistemi Nasl alr? Soutma evrimi (soutulmu su sistemi): klimlendirilmi alandaki havadan yaklak olarak -6 C daha souk olan besleme havas, soutucu serpantinini besleme havas fan boyunca kanal sisteminden aa doru ve iklimlendirilmi alann iine doru terk eder. Souk besleme havas iklimlendirilmi alandaki sy alr ve scak hava geri dn hava kanal iinden klima santraline doru ilerler. Geri dn havas bir karm odasnda d hava ile karr ve filtreler ve soutma serpantini iinden geer. Karm havas, s transferini kolaylatrmak iin borulara bal kanatklar bulunan soutma serpantinindeki soutulmu su borularna sy brakr. Soutulmu besleme havas soutma serpantinini terk eder ve hava evrimi tekrarlanr. Soutma serpantini borular iinde dolaan souk su, karm havasndan sy aldktan sonra, soutma serpantinini terk eder ve soutulmu su geri dn (CHWR) borusu iinden soutucunun evaporatrne geer.

  • Burada sy soutma sistemine brakr. Yeni "soutulmu" su evaporatr terk eder ve soutulmu su besleme (CHW'ler) borular iinden srekli olarak soutma serpantininin iine pompalanr ve su evrimi tekrarlanr. Evaporatr, snn CHWR den iletim yoluyla soutucu svs borularna akmasn salayan bir s deitiricisidir. Borulardaki sv soutucu, sudan sy alarak ve sy bir kompresre ve daha sonra kondensere tayarak bir buhara dnmek zere "tamamen buharlar". Kondenserden gelen s, kondenser suyu ile soutma kulesine tanr. Son olarak, d hava buharlama sreci boyunca sy sudan uzaklatrarak soutma kulesi boyunca ekilir. Aadaki ekil, su-soutmal kondenser ile soutulmu sulu iklimlendirme sisteminin kavramsal bir bak salar.

    ekil-5.1 Su soutmal kondenser ile soutulmu su sistemi Soutulmu su sisteminde kullanlan ana ekipman aadakileri ieren bir soutucu paketidir

    1. Bir soutma kompresr (pistonlu, sarmal (scroll), vidal veya merkezka tip), 2. Soutulmu su retimi iin kovan- boru tipi s deitirici (evaporatr) 3. Su soutmal dzenlemede s atm iin kovan-boru tipi s deitirici (kondenser )(Suyun snrl ya da

    kullanmnn yasak olduu yerlerde, alternatif olarak, hava soutmal kondenser kullanlabilir.) 4. Kondenser suyunun ssn atmak iin bir soutma kulesi 5. Kondenser ve evaporatr arasnda bir genleme vanas

    Soutulmu su sistemi, merkezi iklimlendirme sistemi olarak da adlandrlmaktadr. Bunun nedeni, merkezi tek bir ana konumda yerletirilen soutma ekipmanlar (soutucu) ile byk ya da dank binalarn her tarafna datlan oklu soutma serpantinlerine sahip olacak ekilde bir a oluturabilmesidir. Istma evrimi de, soutulmu suyun scak su/buhar ile yer deitirmesi ve soutucunun kazan ile yer deitirmesi fark ile ayn evrimi izler. Kondenser ve soutma kulesi devresi gerekli deildir. 5.1.4 Hangi Parametreler Kontrol Edilir? Uygun bir ortam drt deiken ile tanmlanr: Scaklk, nem, basn ve havalandrma Scaklk ASHRAE 55-1992 genel sl konforu iin aadaki Tablo-5.1deki scaklk aralklarn nermektedir.

    TABLO-5.1 ASHRAE 55-1992ye gre konfor scaklklar

    Mevsim Giyim Optimum Scaklk Scaklk Aral

    K Kaln pantolon, uzun kollu gmlek ve kazaklar 22 C 20-23,5 C

    Yaz nce pantolon ve ksa kollu gmlekler 24,5 C 23-26 C

    Herkes tarafndan tatmin edici olan tek bir ortama karar verilemediinden, insanlar, blgeler ve lkelere gre deimektedir. Scakln homojenlii konfor iin nemlidir. Scaklklar tek bir blge iinde farkl olmamal ya da aniden veya byk lde deimemelidir.

  • Nem Nem havadaki su buharnn varldr ve insan konforunu etkiler. ASHRAE 55-1992 bal nemin (RH) % 25 ve % 60 arasnda muhafaza edilmesini tavsiye eder. Genellikle hava, k aylarnda %25 -45 arasnda nemlidir ve yaz aylarnda % 60n altna kadar nemini kaybeder. Bu araln dndaki herhangi bir deer, rahatszlk ve i hava kalitesi (IAQ) sorunlar douracaktr. Havalandrma ASHRAE Standard 62-1999: "Kabul edilebilir Hava Kalitesi iin Havalandrma" iskn edilen alanlarda kii bana minimum havalandrma oranlarn nerir. Birok durumda, yerel yap ynetmelikleri, ticari binalar ve alma ortamlar iin gerekli havalandrma miktar art koyar. nerilen d hava deeri genellikle kii bana 34 m

    3/hdir.

    ASHRAE tarafndan belirtilen havalandrma oranlar, solunum ve dier faaliyetler tarafndan oluan karbondioksit ve dier kirleticileri seyreltir; bu, kiiler iin yeterli oksijeni temin eder ve alandan kirletici maddeleri temizler. Kokularn kontrol ve soutmann s kazanmlarn karlamak zere salanmad yerlerde, bazen ASHRAE kriterleri tarafndan tavsiye edilenden daha byk havalandrma oranlar gereklidir. Basn Hava herhangi bir mevcut aklktan yksek basnl alanlardan daha dk basnl alanlara doru hareket eder. Eer basn farklar yeterince yksek ise, kk bir atlak veya delik nemli miktarda havay ieri alabilir (deerlendirmesi ok zor olabilir). Odalar ve binalar genellikle d havann ieri szmasn azaltmak iin biraz pozitif basnca sahiptirler. Bu binann temiz tutulmasna yardmc olur. Genel olarak, 0,01-0,05 arasnda kararl pozitif basn tavsiye edilir. Basn, hava kalitesinin kesinlikle izlendii binalarda, mesela hastaneler, etkili olan bir konudur. zel Kontrol Gereksinimleri zel gereksinimler, yangn koruma sistemleri, duman tahliye sistemler, temiz hava sistemleri, tehlikeli veya zararl atk kontrol vb. ile birbirine bal olarak ilgilidir. 5.1.5 Kontrol Stratejileri klimlendirme sisteminde en basit kontrol, ksmi yk artlarn karlamak iin evrimsel veya ak /kapal kontroldr. Eer binann sistemin salamak iin tasarland enerjinin sadece yarsna ihtiyac varsa, sistem yaklak 10 dakika alr, on dakika kapanr ve evrimine tekrar balar. Bina yk arttka, sistem daha uzun alr ve onun kapal sresi daha ksadr. Bu tr kontrolde karlalan bir problem, sistemin verimsiz bir ekilde almasna devam ettiren ve bileenleri hzl bir ekilde andran ksa devreli evrimdir. Bir kazan veya iklimlendirme cihaznn "kararl durum" performansna ulamas birka dakika srer. "Peki, o zaman ksa devreli evrimi nlemek iin sadece balatmalar arasndaki sreyi uzatsak olmaz m?" diyebilirsiniz. Bu mmkn ancak ksa bir sre iin biraz rahatszlk veren bir maliyetle. evrimler arasndaki sre uzadka, alanda daha byk scaklk fark oluur. Ekipman zerinde ar anma olmadan yeterli konforu salayan bir orta yol bulmaya almann sonucu modlasyon veya oransal kontroldr. Bu kavram kapsamnda, bir bina, soutucunun nominal kapasitesinin yarsn gerektirirse, soutulmu su yar oranda tedarik edilir veya stma kazan durumunda, kazan yakt tasarm orannn yarsnda beslenir: enerji datm enerji talebi ile orantldr. Sistemde evrimi daha iyi hale getirmek mmkn olduu halde, ayn zamanda baz sorunlar da vardr. Ekipmann snrl bir drme oran vardr. 5:1 Drme oranl bir kazan sadece nominal kapasitesinin % 20 zerinde altrlabilir. Eer binann talebi bundan daha dk ise, a-kapat evriminin de hala kullanlmas gerekecektir. Ksmi yk koullarnda alternatif bir kontrol yntemi kademelendirmedir. Birka kk nite (r; her biri % 25te olan drt nite) byk bir nite yerine monte edilir. Eer koullar tasarm kapasitesinin yarsn gerektirirse, sadece iki nite altrlr. % 60 ykte, iki nite aslnda ykldr (srekli almaktadr) ve nc nite gerektiinde altrlr (ya evrimsel ya da modlasyonlu). Ar anmay nlemek iin, sralama genellikle evrimsel olarak altrlan niteyi periyodik olarak deitirmek iin kullanlr. % 60 ykteki rneimize devam etmek iin: nite 1 ve 2nin temel-ykl ve nite 3n evrimine yeni baladn varsayalm. Ykn evrimsel ksm yerine

  • getirilince, nite 1 evrimini bitirir ve nite 2 ve