Gaziantep Üniversitesi

Gaziantep Meslek Yüksek Okulu

İklimlendirme ve Soğutma Teknolojisi

HAVALANDIRMA SİSTEMLERİ

2

HAVALANDIRMA İKİMLENDİRME -III-

* Ses ve Akustik: Klima ve havalandırma sistemlerinde gürültüleri kabul edilebilir derecelere düşürmek gerekir. Ses; bir kaynaktan üretilir, bağlantı yolu vasıtasıyla alıcı olan insana ulaşır.

Sesin hızı : 340m/sn Jet motoru : 100000 watt’lık ses üretir. Otomobil sesi : 0,1 watt. Fısıltı ile konuşma : 10-9 watt. Watt’ın karşılığı olarak “DESİBEL” kullanılır.

10 Desibel = 10-12 watt

Maksimum kabul edilebilir ses seviyesi 60 desibeldir. Bunun üzerindeki ses seviyesi rahatsız eder, gürültü olarak kabul edilir. 80 Desibel = 83 desibel (2 katı alınırsa 3’er 3’er artar)

* Sesi Meydana Getiren Bina Dışındaki Kaynaklar: 1-) Hava soğutmalı kondenser. 2-) Komprasör, kondenser grupları. 3-) Soğutma kuleleri. 4-) Çatı üstü klima santralleri. 5-) Çatı tipi soğutucu üniteler.

* Cihaz Yerlerinin Seçiminde Dikkat Edilecek Hususlar: 1-) Cihazlar mümkün olduğunca şikayet gelebilecek yerlerden uzağa konulmalıdır. 2-) Cihazdan fazla ses gelen kısımlar (hava giriş ve çıkış ağzı) binaya paralel konulmalıdır. 3-) Ses barikatları yapılarak gürültünün bina tarafına geçmesi önlenebilir. 4-) Cihazın kendi bünyesinde ses tutucular bulunmalıdır. 5-) Üretici firmanın bu konudaki tavsiyelerine uyulmalıdır.

3

* Sesi Meydana Getiren İçindeki Kaynaklar: Bina içinde gürültü yapacak cihazlara karşı müsaade edilir ses seviyelerini bilmek gerekir. Bunlar tablolardan bulunabilir. Müstakil ev : 25 – 35 dB Apartman : 35 – 45 dB Otel odaları : 35 – 45 dB Özel hasta odaları : 30 – 40 dB Konferans Salonları

* Ses ve Akustik Analizi Yapılırken Aşağıdaki Sıra Takip Edilir: 1-) Her oda için kullanma maksadına uygun ses seviyeleri tespit edilir. 2-) Bu ses seviyelerine göre iklimlendirme cihazı tespiti (seçimi) yapılır. 3-) Söndürülmesi gereken ses miktarı tespit edilir. 4-) Buna uygun kanal dizaynı yapılır. 5-) Titreşimi önleyecek ek tedbirler alınır.

* Ses Tutucu Malzemede Bulunması Gereken Özelliller: 1-) Hava hızının aşındırmasına dayanıklılık. 2-) Yangın olursa yavaşlatabilmesi. 3-) Ucuzluk 4-) Kanala döşeme kolaylığı 5-) Ufalanmama

4

6-) Kırılmama 7-) Koku yaymama

* Kanal İçerisindeki Ses Yapmayı Önleyici Tedbirler: 1-) Hava hızları mümkün olduğunca düşük tutulmalıdır. 2-) Dönüşler türbülans oluşmayacak şekilde tasarlanmalıdır. 3-) Hava ayar damperleri çıkış ağızlarına uzak yapılmalıdır. 4-) Kanal içi yüzeyleri düzgün yapılmalıdır. 5-) Ani dönüşlerden kaçınılmalıdır.

Hava kanalı içerisinde her zaman laminer bir akış istenir. Dönüşlerde, kol almalarda, klope yerlerinde laminer akış türbülans hale döner. Bu istenmeyen bir durumdur. Çok fazla gürültünün oluşmasına neden olur. Akım laminerden türbülansa dönüştükten sonra tekrar laminer hale dönüşü kanal çapının 5 veya 10 kat mesafesi sonunda mümkün

olur. Bu sebeple üfleme ağızları yerlerini doğru seçmek gerekir.

* Ses Ölçen Cihazlar: 1-) Reed Vibrometresi 2-) Vibrometre 3-) Titreşim ölçü Cihazı 4-) Vibrograf 5-) Titreşim Aralizörü 6-) Stateskop

HAVALANDIRMA

* İnsanların Refahı İçin Havada Bulunması Gereken Özellikler: Havalandırmada amaç; ortam havasını dış havayla yer değiştirmek olarak söylenebilir. Aynı

zamanda ortam sıcaklığının dış hava gölge sıcaklığına düşürülmesi istenir. Hava içerisinde %78 Azot, %21 Oksijen bulunur.

Havadaki CO2 oranı %0,04 civarındadır. CO2 oranının %1 ,%2 civarında olması bile insanı olumsuz yönde pek etkilemez. Aynı şekilde Oksijen oranı %13’lere kadar düşse bile insan hayatının sürdüğü bilinmektedir. (insan dinlenme durumunda – hava hareketli) ( %17’de mum alevide söner.)

5

* Havayı Kirleten Faktörler Olarak Sayabileceğimiz Maddeler Şunlardır: 1-) İnsan vücudundan çıkan organik maddeler. 2-) Duman oluşması. 3-) Endüstriyel işlemler sırasında oluşan gaz ve tozlar. 4-) Ciğerlerden çıkan CO2 ve su buharı. 5-) Öksürme sebebiyle havaya yayılan bakteriler.

* İnsan Vücudundan Çıkan Kokular: İçinde çok sayıda insan bulunan ortamlarda bir nemlilik duygusu hissedilir. Bunun sebebi

vücuttan yayılan organik maddelerdir. Bazı araştırmalar insan vücudundan yayılan kokular sebebiyle insanlarda bazı fiziksel rahatsızlıkların ortaya çıktığı görülmüştür. Bunlar; iştah azalması, mide bulantısı, baş ağrısı, vb gibi problemler oluşturmaktadır.

İnsanların oturduğu kalabalık yerlerde uzun süre hava değişimi yapılmadığı zaman ortam havası çok ağırlaşır. İçerdeki havanın dış havayla bazen içerdeki insan sayısına göre, bazen ısı artışına göre, bazende ortamın niteliğine göre belli bir miktar hava değişimi yapılması gerekir. Bilhassa kışın havanın ısıtılması masrafından dolayı pek tercih edilmez.

* Bakteriler: İnsanların öksürmesinden dolayı yayılan bakteriler havada asılı kalırlar.

* İnsan Vücudunda Oluşan Isı Kayıpları: İnsan vücudu devamlı şekilde ısı üretiminde bulunur. Bu ısıyı yediği besinlerden alır. Üretilen ısı miktarı sarfedilen gayretlerle birlikte artar. Dinlenmedeki bir insan 100 kkal/saat’lik ısı üretirken, 6,5 km/saat hızla yürüyen bir insan 350 kkal/saat’lik ısı üretir. İnsan ürettiği ısıyı aynı hızla dışarı atmaktadır. Bunu “Radyasyon”, “Konveksiyon” veya “Buharlaşma” yoluyla yapar. Vücut ısısını sürekli “37 0C” korumak zorundadır. 5 0C’lik bir ısı artışı ölümle sonuçlanabilir. İnsan çok sıcak bir ortamda (sauna gibi) bulunursa kanın damarda birikmesine yol açar.

* Radyasyon: İnsan; vücut ısısı arttığında kendisinden daha soğuk bir maddeye daha yakın durduğunda vücudundaki ısı soğuk maddeye geçer. Bu işlemde havadaki moleküller kullanılmaz. Isı transferi radyasyon (ışıma) yoluyla olur.

* Konveksiyon: Vücut ısısının, hava yoluyla atılması durumudur.

* Buharlaşma: Radyasyon ve konveksiyon yoluyla oluşan ısı kayıpları vücut sıcaklığının ayarlanması hususunda yetersiz kalırsa , bu taktirde ter salgılayan organlar devreye girer (yani deri). Bu durumda cilt üzerinde ıslaklığın buharlaşması yoluyla vücut ısısı dışarıya atılmış olur. İnsan vücudundan 1gr su atmakla ½ kkal’lik bir ısı atılmış olur. Ortamdaki hava ne kadar hareketli ise ve hava ne kadar doymamış ise o oranda daha çabuk bir ısı transferi gerçekleştirir.

6

* Havalandırma Tesislerinde Aranılan Şartlar: Klima (iklimlendirme) ve havalandırma çoğu zaman birbirine karıştırılır. İklimlendirmede amaç; ortam içine gönderilen havanın temizlenmesi, nemlendirilmesi, neminin alınması, ısıtılması ve soğutulması işlemleridir. Havalandırmada ise amaç; ortam havası ile dış havanın yer değiştirmesi işlemidir ve nemlilik duygusunun önlenmesidir.

* Havalandırma Sistemi Hesabı Yapılırken Şu Faktörler Göz Önünde Tutulmalıdır: 1.Mahalin boyutları ve kullanım amacı 2.Mahaldeki kişilerin sayıları ve faaliyetleri 3.Mahalde bulunan cihazlardan ve güneş radyasyonundan meydana gelen ısı kazancı 4-Mahal havasının bağıl nemlilik derecesi 5-Dış hava sıcaklığı bilinmelidir.

*Havalandırma Sisteminde Mahalin Hava İhtiyacını Belirleme: 3 usulle belirlenir: 1-Mahalin kullanma durumuna göre hava değişim sayısı 2-Kişi başına düşen hava miktarı hesabı 3-Ortamın ısı kazancı hesabı (İnsanlar,cihazlar,güneş radyasyonu)

1-) Mahalin Kullanma Durumuna Göre Hava Değişim Sayısı İle Belirleme:

MAHAL SAATTE HAVA DEĞİŞİM SAYISI

Boya atölyeleri 30-60

Bankalar 2-4

Fırınlar 20-30

Kantin 4-6

Sinema 10-15

Mutfak 10-15

Hastane 4-6

Konut 1-2

Lokanta 6-10

Sınıf 2-3

-Bu yöntemde ortamın boyutları belirlenir. M3 olarak hacmi belirlenir ve üstte verilen tabloda için rakamlarla çarpılmak suretiyle hava ihtiyacı belirlenir.

Formül = En * Boy * Yükseklik * Saatte Hava Değişim Sayısı

Örnek : [ (5 * 10 * 4 ) * 2 ] = 400m3/h (2 defa hava değiştirilirse) (sınıf)

Örnek : 5 * 10 * 4 * 6 = 1200m3/h (Kantin)

7

2-) Kişi Başına Düşen Hava Miktarı Hesabı İle Belirleme: Bu metoda ise; kişi başına saatte 30m3 hacimde bir temiz havanın ortama gnderilmesi esasına dayanır. 30m3’lük değer minimumdur. Ortamda sigara içilmesi çeşitli sebebplerle ortamın daha fazla kirlenmesi dolayısıyla bu rakam değiştirilebilir.

Örnek: içinde toplam olarak 35 kişinin bulunduğu bir sınıf için gerekli hava debisini kişi başına

saatte 30m3 temiz havanın zorunlu olduğunu dikkate alarak hesaplayınız. Debi = 35 * 30 m3 = 1050 m3/h

Not: Aynı durum bir önceki yöntemle yapıldığında yaklaşık olarak aynı değer bulunur.

10 * 7 * 5 * 3 = 1050m3/h

3-) Ortamın Isı Kazancı Hesabı (İnsanlar, Cihazlar, Güneş Radyasyonu): Şayet dikkate alınması gereken faktör mahal içerisindeki sıcaklığın düşürülmesi ise bu taktirde gerekli hava debisini mahalden uzaklaştırılması gereken ısı miktarı esas alınarak yapılır. Mahaldeki ısı artış kaynakları şunlardır: 1-) İnsan 2-) Cihazlar ve Makineler 3-) Güneş Radyasyonu

* İnsanlardan Yayılan Isı Miltarı: Daha önceden dinlenme durumundaki bir insanın saatte

100kkal ısı verdiğini biliyoruz. Bu hesabı yaparken insanların hareket durumuda göz önünde bulundurulmalıdır.

İnsan Yaydığı ısı miktarı (kkal/h)

Dinlenme 100

Hafif işlerle Uğraşan 150

5km/h hızla yürüyen 250

7km/h hızla yürüyen 350

Örnek: 750 kişilik bir anfide insanlardan yayılan ısı miktarını bulunuz.

Q = 750 * 100 = 75000 kkal/h

* Cihazlardan Yayılan Isı Miktarı: Elektrikle çalışan cihazlar çalışırken ısı üretirler. Bu

değerler aşağıda tabloda verilmiştir.

8

Tablo 1:

Elektrik Motorunun Gücü (KW) Yayılan Isı Miktarı (Kcal/h)

O,25 335

0,50 670

1 1150

Tablo 2:

Elektrikle Çalışan Diğer Cihazlar (KW) Yayılan Isı Miktarı (Kcal/h)

1 860

* Güneş Radyasyonu: Çatılar Yayılan Isı Miktarı (Kcal/m2h)

Kiremitli Çatılar (Tavanı Bulunan)

(Aralıksız Lambiri Üzerine) 96

(Aralıklı Lambiri Üzerine) 140

Oluklu Çelik Veya Çinko Levha 376

Cam Çatı 735

Tavanı Olmayan Kiremit Çatı 250

Duvar Malzemesi Doğu Veya Batı

G.doğu Veya G.batı Güney

Dış Yüzeyi Sıvasız Tuğla Duvarının Kalınlığı:

0,06 112 65 13,2

0,22 61 35 7,2

0,33 44 26 5,2

0,45 37 22 4,4

3cm Hava Boşluğu Bırakılmış Duvar Kalınlığı:

0,06-10,06 51 30 6

0,22-10,22 29 17 3,4

Sıvasız Beton Duvar Kalınlığı:

0,25 112 65 13,2

0,40 95 55 11,2

Oluklu Levha 170 98 120

Tek Cam 500 300 105

Çift Cam 103 59 119

Örnek: Üzerinde 3 * 1 boyutunda 5 adet pencere bulunan 30 * 7 metrelik bir tuğla duvar

arasında güneş radyasyonu etkisiyle kazanılan ısı miktarını hesap edin. Söz konusu duvar 300’lik Kuzey

9

enlem derecesi üzerinde bulunmakta ve Doğu ynüne bakmaktadır. Duvarın kalınlığı 0,45 metredir. Pencere tek camdır.

Duvarın Alanı = ( 30 * 7 ) – ( 3 * 1 * 5 ) Duvarın Alanı = 195m2 Pencerenin Alanı = 3 * 1 * 5 = 15m2

Duvardan Kazanılan Isı = 195 * 37 = 7215Kcal/h u = Qd .

Pencereden Kazanılan Isı = 15 * 500 =7500 Kcal/h 0,24 * 1 ꁨ 2 * ∆t

+___________

14715Kcal/h ꁨ = Qd .

HAVA DEBİSİ = TOPLAM ISI KAZANCI 1,2 0,288 * SICAKLIK FARKI ( tiç – tdış ) 0,24 * 1,2 = 0,289

Örnek: Ortamın saatlik ısı kazancı 5000Kcal olsun. İçsıcaklığın 300C, dış sıcaklığın 250C olması

durumunda gerekli hava miktarını hesaplayınız. Hava debisi = 5000 . = 3470m3/h 0,288 * ( 30 – 35 )

Örnek: * Yapının yeri: Yapı Kuzey yarım kürede, 300’lik enlem dairesi üzerindedir. (Sıcaklık

farkı 30C ) * Yapının boyutları: Uzunluğu 30m, genişliği 15m, yüksekliği 7m’dir. * Yapının inşai durumu: Duvarlar 2m’lik yüksekliğe kadar dolu tuğladan, 0,33m kalınlığındadır. Duvarların 2m’den daha yüksek olan kısımları oluklu levhalardan yapılmıştır. Yapının her 2 büyük duvarı üzerinde 3 * 1 m boyutunda 5’er, her 2 küçük duvarı üzerinde 3’er pencere bulunmaktadır. Binanın çatısı 12,7mm kalınlığındaki ahşap kalaslar üzerine oluklu levhalarla kaplanmıştır. * Yapının işgal durumu: Oturdukları yerde hafif işle meşgul 100 insan bulunmaktadır. Yapı içindeki ısı kaynakları, her biri 1kw gücünde 25 adet elektrik motoru bulunmaktadır. * Yapının güneş etkisine maruz olma özelliği: büyük duvarlardan birisi Doğuya, birisi Batıya bakmaktadır.

* Güneş ışığına Batı tarafında bulunan 30cm’lik duvar daha çok maruz kalır.

10

Duvar alanı: 30 * 2 = 60m2 (Tuğla) Pencere alanı: 5 * 3 * 1 = 15m2 Levhaların alanı: 5 * 30 – (15) = 135m2 Çatı alanı: 30 * 15 = 450m2

ISI KAZANÇLARI Duvarın tuğla kısmı : 60 * 44 = 2640kcal/h Duvarın levhalı kısmı : 135 * 170 = 22950kcal/h Pencereler : 15 * 500 = 7500kcal/h Çatı : 450 * 376 = 169200kcal/h İnsan : 100 * 150 = 15000kcal/h Elektrik motorları : 25 * 1150 = 28750kcal/h + . 216040kcal/h

HAVA DEBİSİ , ∗

= 225000m3/h

HAVA HAREKETLERİ Hissedilen sıcaklık duygusu hava hareketine büyük ölçüde bağlıdır. Cilt üzerinde oluşan hava hareketi vücut sıcaklığını düşürür. Termometre sıcaklığı aynı olmasına rağmen hareketli havada hissedilen sıcaklık duygusu durgun havadakinden daha azdır. Havalandırma amacıyla mahal içine alınan havanın hızı çoğu zaman hissedilmez. Havanın mahal içerisinde düzgün halde kalmasına imkan yoktur. Durgun haldeki hız 0,075m/sn’dir. Hava hızı ancak 0,3m/sn hıza eriştiğinde hissedilebilir. İnsanı rahat ettiren hava hızının tespit edilmesi amacıyla doğadaki hava hızlarının bilinmesinde fayda vardır. Sıcak günlerde pencere açıldığında içeriye esen hafif rüzgar insana bir serinlik duygusu verir. Bu havanın hızı 2,5m/sn’dir ve meltem rüzgarı ismiyle adlandırılır.

Hava Hızları

Hava hızı (m/sn) Serinletme etkisi (0C)

0,1 0 0,3 1 0,7 2 1 3

1,6 4 2,2 5 3 6

4,5 7 6,5 8

20 0C’de durgun havadaki bir insanın hissettiği serinlik duygusu 28 0C’de 6,5m/sn hızdaki

havaya maruz kalan insan ile aynıdır. Yani hızın 6,5m/sn olması ile 8 0C’lik bir serinlik etkisi hissedilmektedir.Diğer değerler üstteki tabloda verilmiştir.

m/sn Km/h Durgun hava ----------- 0,46 Hafif meltem 3 10,8 Ilık meltem 7 25 Kuvvetli meltem 11 39,6 Serin rüzgar 15 54 Şiddetli rüzgar 21 76 Fırtına 28 100 Boran - Kasırga 45 160

11

HAVALAMDIRMA SİSTEMLERİ Bir mahalin havalandırılması için cebri havalandırma sistemlerine ihtiyaç duyulur.

Havalandırmanın sadece pencerelerden ve açıklıklardan yapılması düşünülemez. Bu çeşitli olumsuzluklar doğurur. Bunlar ile havanın temizliği kontrol altına alınamaz, gerekli havalandırma tam sağlanamaz, içeriye ya fazla yada eksik hava girer. Dış hava sıcaklığının fazla olması durumunda içerideki kirli havanın dışarıya atılması mümkün olmaz.

Havalandırmanın mutlaka aşağıda belirtilen 3 sistemden birisi yoluyla yağılması gerekir. 1-) Havanın mahal içinden emilerek tahliye edilmesi. 2-) Mahal içine hava basılarak havalandırma. 3-)Her iki sistemin birlikte kullanıldığı durum. Her sistemin kendine özgü bazı yararları vardır. Uygulama durumuna göre bu 3 sistemden herhangi biri tespit edilebilir. Bu seçim işi mahalin boyutlarına, şekline ve mahal içindeki tozların kokuların ve sıcaklığın hangi ölçüde kontrol edilmesi gerektiğine bağlıdır.

* Havanın Mahalinden Emilerek Tahliye Edilmesi: Bu tip havalandırma en çok kullanılan uygulamadır. Basit ve ekonomik oluşu sebebiyle birçok halde bu sistemler tavsiye edilmektedir. İçerideki havayı dışarı atmak suretiyle çalışır. Giren havanın temizliğinin kontrol edilmesi mümkün değildir. Hava bulduğu açıklıktan mahal içerisine girer.

* Mahal İçerisine Hava Basılarak yapılan Havalandırma: Bir önceki sistemin tam tersidir. Temiz hava vantilatörler ve basit bir dağıtım sistemi aracılığıyla mahal içerisine gönderilir. İç hava ise bulabildiği bütün açıklıklardan dışarıya çıkar. Temiz havanın vantilatörler aracılığıyla mahal içine uygun bir şekilde verilmekte olması hava dağılımının, hava hacminin ve hızının kontrol altında tutulabilmesi bu sistemin üstünlüğüdür. Aynı şekilde havanın temizlenmesi ve ısıtılmasıda mümkündür. Bir diğer avantajı; oda havasının çevrim havasına karıştırılması mümkündür. İç basıncın dışarıya oranla daha fazla olmasından dolayı açıklıklardan içeriye istenmeyen havanın girmesi mümkün değildir. ,

12

* Her İki Sistemin Birlikte Kullanılması: Havalandırma işleminin en güvenilir bir şekilde kontrolü hem emme hemde basma vantilatörlerinin kullanılması yolu ile olur. Ancak bu şekilde doğru bir havalandırma yapılmış olabilir. Bu sistemde ölü bölgeler oluşmaz. Temiz hava verildiği gibi kirli havada dışarı atılır. Basma vantilatörleri emme vantiletörlerine oranla %20 daha fazla hava debisi sağlayacak şekilde seçilmelidir. Bu içeride artı (+) basınç oluşturur. Açıklardan içeriye hava girmesini engeller.

HAVANIN DAĞILIMI

1-) Havanın mahal içinden emilerek tahliye edilmesi:

Aspiratöre yakın pencerelerden daha fazla hava çekileceğinden kısa devre olur. Havalandırılmayan veya az havalandırılan bölgeler oluşur.

3 aspiratör 3 açıklıktan hava çekebildiği için uygun bir havalandırma şeklidir.

Kanal kullanmakta uygun bir hava emişi sağlar.

13

Daha büyük bir odada böyle bir havaladırma kullanılır.

En uygun havalandırma şekillerinden biriside çatı aspiratörüdür.

Havanın Giriş Açıklıkları: İçerden hava emildiği zaman dış havanın içeriye girebilmesi için uygun büyüklükte açıklığın bulunması gerekir. Aksi durumda içerdeki hava hızı artacak, fazların yükselmesine neden olacak durumlar meydana gelir.

Örnek: 7200m3/h’lik bir debideki vantilatörün sadece 0,5m2’lik hava geçiş alanından emiş yapması durumunda hava hızı nedir?

∗ ,= 4푚/푠푛 olur

Bu hız çok yüksek olduğundan rahatsız edici sonuçlar doğar. Bir ortam için hızın 0,5m/sn ile 1m/sn arasında olması uygundur. Menfezin havanın geçişine imkan veren açıklıkların toplam alanına serbest geçiş alanı diyoruz. Bu alan şu formülle hesap edilebilir.

ALAN = ( /

∗ ş ( / )∗

ç ş %

14

Örnek: 3000m3/h değerinde bir hava debisine ihtiyaç duyan bir mahalde 5 adet hava giriş menfezi yapılacaktır. Seçilen menfezlerin serbest geçiş alanı menfezlerin %80’i civarındadır. 2m/sn değerinde hava hızının elde edilebilmesi için her bir menfez alanı ne olmalıdır.

Alan = /

∗ / ∗∗ ≅ 0,1m2 (1 tanesi için)

2-) Mahal İçerisine Hava Basılarak Yapılan Havalandırma:

1-) Vantilatörün üstte olması durumunda hava karşı duvara çarpacağından duvarın karşısı hava çıkışı için uygun bir yerdir. 2-) Her iki tarafa aspiratör konduğunda vantilatör yönü odaya doğru olmalıdır. 3-) Hız arttırılarak ta oda içerisinde bir hava hareketi sağlanabilir.

Hava Dağıtım Menfezleri: Hava giriş ve dağıtım menfezleri mahal içerisinde düzgün bir hava dağılımı sağlamalı. Menfez açıları insanları rahatsız etmeyecek şekilde tanzim edilmeli. Hava menfezden ayrıldıktan sonra hızı düşer. Bu hızı hesap edebilmek mümkündür. Aşağıdaki formülle hesaplanabilir.

V = ∗ ∗

Burada: V : Menfezden belirli uzaklıktaki havanın hızı. [m/sn) K : Katsayılar (Tablodan) V0 : Havanın menfezden çıkış hızı [m/sn] A0 : Menfezin serbest geçiş alanı [m2) X : Menfezden olan uzaklık

15

Örnek: Mahal içine 2000m3/h bir hava debisinin püskürtülmesine imkan veren 150 * 500 mm boyutlarında dikdörtgen kesitli bir menfezden 6m uzakta kalınan bir noktadaki hava hızı ne olacaktır.

2000m3/h

150 * 500

Çözüm: 1-) Menfezin alanı; 150 * 10-3 * 500 * 10-3 = 0,075m2 2-) Havanın menfezden çıkış hızı

V0 = ∗ ,

= 7,4m/sn

(K) değeri tablosu Hava hızları

Hüzme hızı 5m/sn 10m/sn 15m/sn 20m/sn 25m/sn 2,5 ---- 6 6,2 6,4 6,8 2 ---- 5,6 5,9 6,2 6,5

1,5 5 5,2 5,4 5,7 6 1 4,6 4,8 5 5,2 5,4

0,5 3,7 3,7 3,8 3,9 4

3-) V = , , √ ,

V = 1,72m/sn

NOT: Belli bir noktadaki hız bilindiğine göre hava huzmesinin bu noktada menfezden ne kadar uzakta

olduğu bulunabilir.

X = ∗ ∗

Örnek: Serbest geçiş açıklığı 0,075m2 olan bir menfezden 2000m3/h değerinde bir hava debisi püskürtülmektedir. Hava huzmesi hızının 1,5m/sn’ye düştüğü noktanın menfeze olan uzaklığı ne kadardır.

X = , ∗√ ∗ ,

∗ , = 6,9m

16

NOT: Menfezler havayı çeşitli huzme şekillerinde dağıtabilir. Bunlar genelde aşağıdaki şekilde olabilir. a) Paralel b) Iraksak kanatlı c)Yakınsak kanatlı

HAVANIN TEMİZLENMESİ Bazı yerlerde mutlaka temiz hava istenir. Bilhassa şeker fabrikaları, saat ve ölçü aleti üreten firmalar temiz havaya daha fazla ihtiyaç duyarlar. İçinde, havada süspansiyon yani askı halinde bulunan pisliklerden olumsuz yönde etkilenebilen işlerin yapıldığı bir mahale hava gönderileceği zaman, havadaki pisliklerin ortadan kaldırılması gerekir. Havadaki toz ve benzeri zerrelerin yakalanıp toplanması için şu hususlar kullanılır. Bunlar:

a) Çarptırma, Atalet verme, Yakalama b) Süzerek filtreleme c) Difüzyon etkisiyle filtreleme d) Elektrostatik etkiyle filtreleme En iri partiküller öncelikle ele alınırsa, havanın temizlenmesi işleminde en yaygın şekilde

uygulanan metodlar aşağıdaki gibi sıralanabilir. a) Çökelti odalarından ve su huzmelerinden yararlanılması b) Siklonlardan yararlanılması c) Filtrelerden yararlanılması d) Elektrostatik metodların uygulanması e) Havanın sterilize edilmesi

1-) Çökelti Odaları ve Su Huzmeleri:

Çökelti odaları, genellikle tozlarla yüklü havayı taşıyan kanallarla bağlantı halinde bulunan büyük boyutlu hacimlerdir. Kirli hava, bu tip bir odaya girince hızını ve dolayısıyla taşıma yükünü kaybeder. Bu durumun sonucu olarak, havada bulunan tozlar odanın dip tarafına çökelir. Ayrıca engeller yerleştirilerek, toz partiküllerinin bu plakalara çarpması ve böylelikle kinetik enerjilerinin azaltılması sağlanır. Bazı hallerde bu odaların içine su huzmeleri püskürtülür. Bu durumda su buharı partiküllerin çevresinde yoğuşur. Partiküller bu ek ağırlıkla birlikte dibe çöker.

17

Şekil: Bir çökelti odasının prensip şeması.

Şekil: Su püskürtülmesi veya pülverizasyonu yolu ile tozlerın tutulmasını sağlayan bir çökelti odasının prensip şeması.

2-) Siklonlar: Siklonlar, içlerindeki havanın, bir silindire teğet doğrultuda püskürtüldüğü dinamik çökelti odalarından ibarettir. Santrifüj etkinin tesiriyle, tozlar dönme hareketi yapmaya ve silindirin cidarlarına çökelmeye zorlanır.

3-) Kuru Filtreler: Filtreler kuru ve ıslak veya yağlı olmak üzere başlıca iki sınıfa ayrılabilir. Kuru filtre, elyaflı malzemelerden yararlanılmakla birlikte, ince ilmekli bezlerden ve kaba pamuk bezinden yapılır. Uygulamada bir çerçeveye bağlanmış silindirik biçimli birkaç torba bulunur. Bu tip bir filtre hem hava geçişi için büyük bir yüzey sağlar, hem de tozların tutulabilmesi yeteneğini artırır.

Şekil: Bir siklonun prensip şeması.

18

Islak ve yağlı filtreler ise, yüksek vizkoziteli bir madde ile kaplanan bezlerden, elyaflı malzemelerden ve bazende plakalardan yapılır. Toz partikülleri söz konusu vizkoziteli madde aracılığı ile tutulur, filtre kirlendiğinde ise temizlenir veya değiştirilir.

Şekil: Toz toplayıcı yüzey alanının artırılması amacıyla ‘V’ şeklinde öngörülmüş pano veya levhalardan gerçekleşen bir kuru filtrenin genel görünüşü. Şekil: Islak veya yağlı tip bir filtrenin prensip şeması.

19

600 Volt’luk pozitif bir doğru akım gerilimine sahip olan plakalar, toz partiküllerini toprağa bağlı bulunan plakalara doğru itmek suretiyle partiküllerin bu plakalar üzerinde toplanmasını

sağlamaktadır.

4-) Elektrostatik Toz Tutucular:

Elektrik kanunun uyarınca, farklı elektrik yüklerine sahip iki partikül birbirini çeker. Elektrostatik toz tutucular bu prensiple çalışırlar. Şekildeki gibi tozlar (+) yükle yüklenir ve (-) yüklü plakalara tutunması sağlanır. Bu yöntemle çok küçük partiküllerin havadan ayrılması mümkündür. Plakalar üzerinde biriken tozlar yıkama yolu veya başka yöntemlerle temizlenir.

Vizkoziteli akışkan aracılığı ile tutulan partiküller

Şekil: Elektrostatik tipte bir toz tutucunun prensip şeması

HAVA KANALI HESABI Hava kanalı 2 şekilde projelendirilir. 1-) Eşdeğer basınç kaybı metodu. 2-) Değişik hızların verilmesi metodu.

Hava kanallarındaki hız değerleri

Konut (m/s) Endüstriyel işletme (m/sn) Dış hava girişi 4-5 6-8 Vantilatörlerden itibaren ana hava kanalı 4-5 6-12 Tali hava kanalı 2-5 3-6 Düşey doğrultulu hava kanalları 1,5-3 2-4 Hava dağıtım menfezleri 0,5-2 1,5

2-) Değişik Hızların Verilmesi Metodu: Bu metodda kanal boyunca her kısım için ayrı bir hız değeri taktir edilir. Kanalların boyutlandırılması bu şekilde yapılır.

1300 Volt’luk pozitif bir doğru akım geriliminin etkisi altında iyonize olan teller, kuvvetli bir iyonlaşma alanı yaratmak suretiyle, partiküllerin pozitif elektrikle yüklenmesini sağlamaktadır.

20

Örnek: Aşağıdaki şekilde bir konut yapısında uygulanan havalandırma sisteminin prensip şeması

verilmiştir. E, F, G harfleriyle belirtilen 6 adet dağıtıcı menfezden her biri mahal içine 850m3/h miktarda hava debisi göndermektedir. Kanalın boyutlandırmasını yapınız.

Formül = ∗

Çözüm: Debi = 6 * 850 = 5100m3/h’lik debi (toplam) 1-) A – B arası 2-) B – C arası 3-) C – D arası 4-) BG, CF ve DE tali kolları

∗ =0,283m2

∗ = 0,236m2

, ∗ = 0,190m2

∗ = 0,118m2

Kanal bölümü: AB arası 80cm * 35cm 0,283m2 NOT: İki değerden yalnız 1 ölçü küçültülür. 0,35 BC arası 67,5cm * 35cmm 0,236m2 CD arası 67,5cm * 28cm 0,190m2 BG, CF, DE 42,5cm * 28cm 0,118m2

Hava kanallarından sadece kanalın 1 kenarı küçültülür ve diğer kenar sabit kalır.

21

1-) Eşdeğer Basınç Kaybı Metodu: Bu metod bunda önce anlatılan Hız değerleri tespit metoduna göre tercih edilen bir metottur. Çok uzun kanalların hesabında havanın uygun şartlarda dağıtılabilmesi bu metod yardımıyla daha kolay gerçekleşir. Hesap yapılırken en son kanaldaki hız değeri alınır. (2 olması uygundur) Debiyide kullanmak suretiyle kanal kesiti bulunur. Daha sonra tablo üzerinden bulunan değerler işaretlenir. Seçim sonucunda aşağıdaki değerler ortaya çıkar. Bir önceki örnekteki değerler (debi olarak) kullanılmıştır.

Örnek:

Son menfezdeki hava hızı her zaman (2m/sn) olunacak hesaplamaya başlanır.

22

Örnek

Parça no

Parça ismi

Hava miktarı (m3/h)

Kanal ebadı (cm)

Hız (m/sn)

Boy (m)

Statik basınç kaybı (mmSS/m)

Toplam basınç kaybı

C Düz kanal

1250 47 2 10 1,2/100 (4mmSS sabit)

B Düz kanal

2500 62 2,3 5 1,2/100

A Düz kanal

3500 68 2,8 5 1,2/100

D Dirsek 1250 47 2 4,7 1,2/100 + .

24,7 1,2100

0,30mmSS + 4mmSS 4,30mmSS

üfleme ağzı basınç kaybı

( ç ) ( ç )

= = 2

Diğer Fittingslerdeki (bağlantılarda) Basınç Kaybı: Branşman, çatal, T, ani daralma, konik daralma gibi değişik hava kanalı fittinglerindeki “basınç kaybı katsayısı C” (özel direnç) yardımıyla ve aşağıdaki formül ile hesaplanır.

C = Basınç kaybı katsayısı (tablodan) 150C

ꁨ = Havanın özgül ağırlığı kg/m3 (1,22)

V = Havanın akış hızı (m/sn g =Yerçekim ivmesi (9,81 alınacak)

H = C ∗ ꁨ∗V2

29

H = C ∗

23

Örnek:

Parçanın ismi

Hava miktarı (m3/h)

Kanal ebadı (cm)

Hız (m/sn)

Boy (m)

Statik basınç kaybı (mmSS)

Toplam basınç kaybı

C Düz kanal

1000 42 2 15 1,25/100

B Düz kanal

1750 58 2,3 10 1,25/100

A Düz kanal

2500 58 2,5 20 1,25/100

Dirsek 1000 42 2 4,2 1,25/100 , ∗ ,

=0,613

Üfleneceği 3+0,613=3,613 mmss

R/D = = 3 (4 parçalı) Tablodan eşdeğer düz kanal boyu 10 alınır.

Dirsek boyu = 10 * 42cm = 420cm = 4,2m D noktasındaki hava miktarı 750m3/h Basınç kaybı = 1,25 mmSS/100 Kanal çapı = 38cm Hava hızı = 1,8m/sn olur. D için

V2/V1 = 1,8/2,5 = 0,7

, ∗ ,

= 0,4

Çatal için 4 parçalı = =2,5 Çataldan = 2,2

C = 1 10 * 38 =380cm =3,8m + Üfleme ağzından = 3

H = 1 ∗ 1,84

2 = 2,2 0,22mmSS 5,6 mmSS

(D) Düz kanal (A) Düz kanal Dirsek Çatal

750 2500m3/h 750

38 58 38

1,8 2,5 1,8

10 20 3,8

1,25/100 1,25/100 1,25/100

24

HAVA SICAKLIĞINA GÖRE DÜZELTME KATSAYILARI Daha evvel verilmiş olan tablolar +100C ÷ +320C arasındaki sıcaklıklar için dir. (Basınç kaybı için) Sıcaklığın bu değerden fazla olduğu durumlarda aşağıdaki düzeltme katsayıları tablosu kullanılır.

Hava sıcaklığı Katsayı Hava sıcaklığı Katsayı 400C 0,95 1450C 0,75 650C 0,90 1800C 0,70 850C 0,85 2800C 0,60 1100C 0,80

HAVA KANALLARINDAKİ DİNAMİK VE STATİK BASINÇ DURUMLARI

1-)Kesit Değiştirmeden Menfezlere Verilirse: Hız ile ilgili (Akış) dinamik basınç düşer statik basınç artar. Hız azalır. Son menfezlere doğru hava akışı daha fazla olur.

2-) Kesit Daralırsa

Dinamik basınç statik basınca eşittir.

F1 = ∗

= 0,55m2 F2 = ∗

= 0,42 m2 F3 = ∗

= 0,27 m2 F4 = ∗

= 0,14 m2

V = 8m/sn Q1 = 16000m3/h Q2 = 12000m3/h Q3 = 8000m3/h Q4 = 4000m3/h

25

Kanal kesiti kare olursa;

0,55푚 = 74cm (a*a) 0,14푚 = 37푐푚

0,42푚 = 64푐푚 0,27푚 = 51푐푚

FANLAR

a-) Merkezcil (santrifüj) - Dar Kanatlı - Radyal b-) Eksenel Fanlar

Radyal Fanların Hava Hareketi

Radyal ve eksenel fanlarda havanın laminer bir akış sergilemesi (göstermesi) fanlardan belli

bir mesafe uzaktan başlar. Bu sebeple hava kanallarından tali kollar alınırken fana uzak yerlerden alınır.

Radyal Fanların Genel Özellileri ve Uygulama Alanları:

Radyal Fan Tipleri 1 2 3 4 Aerodinamik Kanatlı Geriye Doğru Eğimli Radyal Eğimsiz Öne Eğimli

1-) Verimleri %50 ÷ %65, en yüksek devirlere uygundur.

2-) Aerodinamik yapılara göre verimleri daha düşüktür. Geriye eğimli düz veya kavisli kanatlıdır.

3-) En basit, en dayanıklı tamiri en kolay fakat verimi en düşük olandır. Verimleri%40-50 civarında

kanat derinlikleri azdır.

26

Aksiyel (Eksenel) Fan Tipleri: 1 2 3 Kılavuzlu Silindir Silindir Pervane Kanat

1-) Verimleri düşük, statik basıncı az ve maliyetleri düşüktür. Verilen enerji dinamik basınca dönüşür.

2-) Verimi pervane tipinden daha yüksektir. Göbek çapı kanat dış çapının 0,5 katından azdır. Dış zarf

silindirik bir boru olup hava akışı düzgündür.

3-) İyi bir kanat konsantrasyonu ile orta ve yüksek basınçta iyi bir verim sağlanabilir.

VANTİLATÖR KANUNLARI

Değişken Sabit Değişkenler Arasında Denklem Bağlantı (Devir sayısı(n)) (fan boyutu) Kapasite devirle doğru orantı V1/V2 = n1/n2 Basınç, devirin karesi ile doğru orantı P1/P2 = (n1/n2)2 Güç, devirin kökü ile doğru orantı N1/N2 = (n1/n2)3 (Fan boyutu) (Dönme Sabit değil) Kapasite ve güç fan boyutunun karesi ile V1/V2 = N1/N2 = (D1/D2)2 Devir fan boyutu ile ters orantılı n1/n2 = D1/D2 Basınç sabit kalır. Fan boyutu devir (dönme sabit) Kapasite fan boyutu küpü ile doğru orantılı V1/V2 = (D1/D2)3 Basınç fan boyutunun karesi P1/P2 = (D1/D2)2 Güç fanın 5. Kuvveti N1/N2 = (D1/D2)5

Örnek:

Hava debisi 5mmSS basınçta, 50000m3/h olan bir vantilatörün devri 450 devir/dk. çıkarıldığında kapasite, basınç, güç durumu ne olur?

= V2 = 50000m3/h * = 56250m3/h

= P2 = 5mmSS * = 6,33mmS

N2 = 10kw * = 14,25kw

27

Örnek: İlk hızı 1000dv/dk, hava miktarı 2000m3/h, basınç 16mmSS ve gücü 0,6 kw olan vantilatörün hızını 700dv/dk düşürdüğümüzde debi, basınç ve güçteki değişmeleri bulunuz.

V2 = 2000m3/h * = 1400m3/h

P2 = 16mmSS * = 7,9mmSS

N2 = 0,6kw * = 0,21kw

Örnek: Yukarıdaki örnekte basınç 16mmSS’den 10mmSS düşerse debi, hız ve güç ne olur?

V2 = 2000m3/h * =

(Basınç düşümünde √푋 eklendikten sonram işlemler yapılır.)

W2 hız = 1000 * = 790du/dk

푃푃

= 푛푛

= 푃푃

= 푛푛

Örnek: Motor pervanesi 50cm, hız 2000dv/dk, kapasite (debi) 3000m3/h, güç 1kw, basınç 10mmSS motor pervanesi 50cm den 20cm ye düştüğünde debi, güç ve basınçtaki değişmeleri bulunuz.

V2 = 3000m3 * = 1536m3/h

P2 = 10 * = 6,4mmSS

N2 = 1 * = 0,327kw

28

Örnek: İlk hızı 800dv/dk, son hz 400dv/dk, debi 1500m3/h, basınç 12mmSS, güç 0,5kw olduğuna göre debi, basınç ve güçteki değişimleri bulunuz.

V2 = 1500m3 * = 750m3/h

P2 = 12 * = 3mmSS

Güç = 0,5 * = 0,0625kw

Örnek: İlk hız 800dv/dk, debi 1500m3/h debinin 500m3/h düşebilmesi için devirin hangi değere düşmesi gerekir? 800 1500 X 500

X = ∗

= 267dv/dk

FAN HESABI

29

Parça No Parça İsmi Debi (m3/h)

Kanal Ebadı

Hız (m/sn) Boy (m)

Statik Basınç Kaybı

Toplam Basınç Kaybı

C Düz Kanal 300 20cm 2,5 2m 5/100 Üfleme ağzı mmSS

B Düz Kanal 600 27cm 3 10m 5/100 A Düz kanal 1200 33cm 3,7 + 5m 5/100 17m * = 0,85

Çatal + 0,27 0,12 + 3 4,12 + 0,19 4,31

Çatal için : = ,

= 1,2 Buna göre

H = C * C = 0,7 (600C için)

H = 0,7 * ,

= 0,27mmSS

Çap daralması:

= = 0,8 = C = 0,23 alınır.

H = 0,23 * ,

= 0,19mmSS

1200m3/h ve 4,31mmSS basınç kaybını karşılayan fan seçilir.