BÖLÜM-6 KANAL TASARIMI

Transkript

1 170 BÖLÜM-6 KANAL TASARIMI 6.1 GİRİŞ Klima ve havalandırma tesisatlarında veya endüstriyel havalandırma ve hava ile taşıma tesisatlarında havanın nakli amacı ile hava kanalları kullanılmaktadır. Bu bölümde konu ile ilgili bir kısım uygulamaya yönelik bilgiler verilecektir. Hava kanalları imalatı ile ilgili Amerika ve Avrupa da kabul gören iki standart burada verilen bilgilerin temelini oluşturacaktır. Bunlar SMACNA (Sheet Metal And Air Conditioning Contractors National Association) ve DW 142, DW 143 (İngiltere standartları) dır. Yuvarlak kanal sistemlerinin elemanları standartlaştırılmıştır. Böylece kolayca standart seri üretim yapmak, üretimi stoklamak ve kısa zamanda müşteriye teslim edebilmek mümkün olmuştur. Buna karşılık dikdörtgen kesitli kanallar ve bağlantı parçaları için böyle bir standart boyut söz konusu değildir. Dikdörtgen kesitli kanallar ve bağlantı elemanı müşterinin istediği boyutlarda ve çoğu zaman şantiyede yerinde üretilir. İdeal bir hava kanalı, 1. Gerekli bölgeye yeterli havayı taşımalı, 2. İlk kuruluş ve işletme masrafları ekonomik olmalı, 3. Fazla gürültü ve titreşim yapmamalıdır. 6.2 HAVA KANALLARININ SINIFLANDIRILMASI Hava kanalları, şekilleri ve malzeme yapıları itibari ile iki ayrı gruba ayrılabilir Malzemelerine Göre Hava Kanalları Hava kanalları kullanım alanlarına ve maliyetlerine bağlı olarak değişik malzemelerden imal edilebilirler. Bunlar; a) Galvanizli çelik sac, b) Karbon çelik sac, c) Alüminyum sac, d) Paslanmaz çelik, e) Bakır sac, f) Polipropilen levha, g) Fiber elyaf kanallar h) Polistren (XPS) kanallar i) Kumaş kanallar a) Galvanizli Çelik Sac Hava Kanalı Konfor kliması ve havalandırma tesisatı hava kanalları imalatında ağırlıklı olarak kullanılan bazı endüstriyel uygulamalarda da kullanım alanı bulan bir malzemedir. Taşınan hava içerisinde aşındırıcı veya korozyona sebebiyet verecek maddelerin bulunmadığı sistemlerde kullanılabilir. Taşınan hava sıcaklığının 200 C nin altında olması gereklidir. Hava sıcaklığı 200 C ye yaklaştıkça korozyon riski o oranda artacaktır. Galvaniz levhalar; 122 g/m g/m 2 arasında çinko kaplanmış, 0,3 mm 3 mm kalınlıkta ve 600 mm 1,250 mm genişliğindeki saclardan standart boy 2 m olmak üzere maksimum 4 m ye kadar istenen uzunluk ve toleranslar dâhilinde levhalar şeklinde temin edilebilir. Ayrıca sac plakalar çeşitli genişliklerde rulo halinde temin edilebilir. c) Karbon Çelik Sac Hava Kanalı Bu malzemeden imal edilen hava kanalları mutfak egzoz sistemlerinde, duman naklinde, bacalar gibi yüksek sıcaklıkların oluştuğu, kanal sistemlerinde ve kanalların özel boya veya kaplama yapılmasının gerektiği durumlarda kullanılır. 0,5 mm den 4 mm ye kadar 1x2 m 1x2,4 m 1,2x2,4 m boyutlarında siyah sac levhalar temin edilebilir.

2 171 d) Alüminyum Sac Hava Kanalı Rutubet oranları yüksek olan hava kanalı sistemleri ve alüminyumun dayanıklı olduğu maddeleri içeren havalandırma sistemlerinde kullanılır. Yüksek basınç değerlerinin bulunduğu kanal sistemlerinde malzeme kalınlığı ve dayanımı göz ardı edilmemelidir. AA1000 / AA3000 / AA5000 alaşım serilerinde 0,2-3 mm arası kalınlıkta alüminyum sac levhalar temin edilebilir. e) Paslanmaz Çelik Sacdan Hava Kanalı Mutfak egzoz sistemlerinde veya rutubet gibi korozif malzemelerin bulunduğu sistemlerde kullanıldığı gibi, hijyenik konfor klimasında kanallarda korozyon ihtimalini minimuma indirmek amacıyla da kullanılır. 0,4 mm den 30 mm ye kadar 1x2 m 1,25x2,5 m 1,5x3 m ebatlarında paslanmaz çelik levha sac temin edilebilir. TABLO-6.1 Paslanmaz çelik levhaların özellikleri AISI TP Özellikler Uygulama Alanları Paslanmaz temel çeşididir. 450 C ye kadar yüksek oksidasyon mukavemeti sağlar. Mekaniksel direnç ve sürtünme mukavemeti çok iyidir. 650 C ye kadar yüksek oksidasyon mukavemeti sağlar, mekaniksel kopma ve büzülme mukavemeti, ayrıca bünyesinde bulunan molibden nedeniyle yüksek korozyon mukavemeti mevcuttur. Kimya, petro-kimya, otomotiv, tıp endüstrisinde, boyler ve eşanjör üretiminde tercih edilir. Kimya, petro-kimya, gıda, tekstil, kağıt endüstrisinde, deniz ve endüstriyel atmosfer şartlarında tercih edilir. e) Bakır Sac Hava Kanalı Bakırın dayanıklı olduğu kimyasalları içeren hava taşıma sistemlerinde kullanılır. Sistemin basınç değerlerinin göz önüne alınması gereklidir. Yukarıda bahsedilen malzemelerin haricinde; Fiberglas takviyeli plastik kanallar, kimyasal atık ihtiva eden yer altı hava kanal sistemlerinde, PVC hava kanalları, yer altı kanal sistemlerinde, kimyasal duman naklinde, hastanelerde, Polivinil çelik kanallar, yer altı kanal sistemlerinde, rutubet yüklü hava naklinde, hastanelerde, Betonarme kanallar, yer altı kanal sistemlerinde ve şaftlarda, Plaka tipi cam yünü veya poliüretan kanallar, düşük basınçlı konfor kliması uygulamalarında kullanılır. Ancak bu malzemelerden bir kısmının kolay yanabilir olması ve hatta bazılarının yanma esnasında zehirli gaz açığa çıkarması nedeni ile kullanım alanları sınırlandırılmıştır. f) Polipropilen Levha Polipropilen düşük özgül ağırlıklı (0,91 g/cm³) bir termoplastik türü olup, birçok asit, alkali ve çözücü maddelere karşı yüksek kimyasal dirence sahiptir. Çalışma sıcaklık aralığı 0 ila +100 C arasında olup, kaynakla birleştirilebilir. Isı iletkenlik katsayısı 0,22 W/mK dir. DIN 4102 standartlarına göre yanıcılık özelliğine sahiptir. Hava kanalı malzemesi olarak genellikle 4 veya 5 mm levhalar tercih edilmekte olup, kanal bağlantı flanşları 8 mm levhadan imal edilmektedir. Ayrıca istendiği takdirde polipropilen malzemeden menfez imalatı da yapılmaktadır Şekillerine Göre Hava Kanalları Silindirik Hava Kanalları Silindirik hava kanalları, kanallar içerisinde hava akış profilinin en uygun olduğu kanallardır. Bu özelliğinden dolayı silindirik hava kanallarında ortalama basınç değerlerinde daha yüksek hava hızlarına çıkabilmek mümkün olmaktadır. Yine aynı sebepten dolayı dikdörtgen kesitli hava kanallarına oranla ses oluşumları daha düşüktür. Silindirik kanallar genellikle fabrikasyon imalat olarak yapılır. Şantiye montajları sırasında özel birleştirme parçaları kullanılır.

3 172 TABLO-6.2 Dikdörtgen kanallarda minimum sac kalınlıkları Maksimum kanal Sac kalınlığı (mm) boyutu (mm) Düşük ve orta basınçlı sistemler (mm) Yüksek basınçlı kanallar (mm) 400 0,6 0, ,8 0, ,8 0, ,8 0, ,0 1, ,0 1, ,0 1, ,0 1, ,2 -- Silindirik hava kanalı imalatında ülkemizde en çok rastlanan tarz spiral kenetli silindirik hava kanallarıdır. Ayrıca alüminyum malzeme ve çelik destek telleri kullanılarak yapılan bükülebilir hava kanalları da kullanılmaktadır. (Yukarıda bahsedilen silindirik hava kanallarında basınç düşümlerinin daha az olduğu konusu yüzey pürüzlülüğünün fazla olması nedeni ile bükülebilir silindirik hava kanalları için geçerli değildir). Bükülebilir silindirik hava kanalları özellikle branşman ayrımlarında montaj kolaylığı sağlaması yönü ile tercih edilirler. Ancak yapıları itibari ile ana kanallarda kullanıma uygun değildirler. Oval (Eliptik) Hava Kanalları Silindirik hava kanallarında kesit değerleri, çapları ile orantılı olduğundan, özellikle asma tavan kullanılan ve asma tavan arası boşluğun fazla olmadığı hacimlerde kullanımları sıkıntılı olabilmektedir. Bu nedenle son zamanlarda eliptik yapıda hava kanalı kullanımları görülmektedir. Eliptik yapıda hava kanallarında kanal yüksekliği düşürülürken kenarlarda sağlanan silindirik yapılar sayesinde hava akışının kolay olması nedeniyle basınç kayıpları azaltılabilmektedir. Dikdörtgen Hava Kanalları Uygulamada yaygın olarak kullanılmakta olan dikdörtgen kesitli hava kanalları farklı bağlantı şekilleri ile imal edilmektedirler: a) Sürgülü bağlantı, b) Çerçeveli bağlantı, c) Flanşlı bağlantı, d) Kendinden flanşlı bağlantı a) Sürgülü Bağlantı Sürgülü bağlantıda Şekil-6.1 de görüldüğü üzere, parça kanal bitim noktaları U tarzında bükülmüş iki kanalın her iki tarafı da U tarzında bükülmüş bir parça ile birleştirilmesi yolu ile yapılır. Bu tarz bağlantıda büküm toleranslarının dikkatli olarak verilmesi ve birleşim noktalarının ve özellikle köşe birleşimlerinin mastiklenmesi, kanal kaçaklarının minimize edilmesi açısından önemlidir. Sürgülü bağlantıların kanal kaçakları yönünden uygulamasında sıkıntı yaşanması mümkündür. Bu nedenle düşük basınçlı sistemler haricinde kullanılmamalıdır. b) Çerçeveli Bağlantı Çerçeveli bağlantıda, (Şekil-6.2 de koyu renkli olarak görülen) çerçeve kanaldan ayrı olarak imal edilir. İki kanal parçasından birinin kenarı düz olarak bırakılırken diğer kanalın kenarı 90 bükülür. Kenarı düz bırakılan kanala çerçevenin Şekil-6.2 de görülen alt kısmı çakılır ve zımba ile sabitlenir. Daha sonra kenarı 90 bükülen ikinci kanal çerçevenin üst kısmına oturtularak çerçevenin en son kısmı bu büküm üzerine eğilerek çekiç ile ezilir. Çerçeveli kanallarda sürgülü kanallara oranla kaçak miktarları düşük olmasına rağmen mastik kullanılmaması halinde hava kaçaklarının istenilen seviyelerin üstünde olmasına neden olabildiğinden, genelde alçak basınç ve orta basıncın düşük kısımları haricinde kullanılmamalıdırlar. Çerçeveli kanal uygulamalarında hava kaçaklarının azaltılmasında mastik kullanımının yanı sıra hava akış yönü göz önüne alınarak kullanılması önemlidir. Çerçevenin dışarıda kalan üst kısmının hava akış yönü ile ters tarafta olması gereklidir.

4 173 c) Flanşlı Bağlantı Kanal bağlantılarında hazır flanş kullanımı imalatta işçilik maliyetini azaltacak, işçilik hatalarını minimuma indirerek hava kaçak miktarlarını minimum seviyeye indirebilecek bir yöntemdir. Şekil-6.3 de görülen flanşlı bağlantıda flanş iç kısımlarında mastik bulunur. Bunun yanı sıra flanş bağlantılarında conta kullanımı, çeşitli mekanik bağlantı parçaları (klips, köşe parçası, cıvata, somun) kullanımı söz konusudur. Flanşlı bağlantı ile yapılan kanalların uygunluğu yapılacak testler ile değişik basınç sınıfları için gerekli değerlerde olup olmadığı değerlendirilerek kontrol edilebilir. Şekil-6.1 Sürgülü bağlantı Şekil-6.2 Çerçeveli bağlantı Şekil-6.3 Flanşlı bağlantı d) Kendinden Flanşlı Bağlantı Flanşlı hava kanalı imalatında son yıllardaki gelişmeler doğrultusunda kendinden flanşlı fabrikasyon hava kanalları da kullanılmaya başlanılmıştır. Flanşların kanala montajı için ayrı bir çaba gerekmediğinden şantiye ortamındaki işçilik miktarında azalma sağladığı gibi hava kaçakları konusunda da olumlu özellikler taşımaktadır. 6.3 KANAL MAKİNELERİ Kenet Makinesi Kanal imalatında Pitsburg kenedi yapımı uzun işçilik zamanına neden olduğu için kenet makineleri geliştirilmiş olup çeşitli kenet formları oluşturulabilmektedir (Şekil-6.4). Şekil-6.4 Kenet makinesi ile yapılan farklı kenet formları Tam Otomatik Makine ile Prizmatik Kanal Yapımı Günümüz teknolojisinde yüksek sızdırmazlık sınıfı gerektiren uygulamalarda, elle veya yarı otomatik yapılan kanallar yeterli olmadığından tam otomatik kanal makineleri geliştirilmiştir. Rulo halindeki sac levhalar kanal makinesine girmeden önce zikzak makinesinden geçirilerek ses ve titreşim problemi oluşturmaması

5 174 sağlanmaktadır (Şekil-6.5). Zikzak makinesinden geçen sac levha otomatik kare kanal makinesine verilir ve istenen ölçülerde prizmatik kanal üretimi gerçekleştirilir (Şekil-6.6). Şekil-6.5 Zikzak makinesi Şekil-6.6 Otomatik kare kanal makinesi Tam Otomatik Makine ile Spiral Kanal Yapımı Özellikle kanalların açıkta olabildiği alış veriş merkezi, otobüs terminali, spor salonları gibi uygulamalarda spiral yuvarlak kanallar tercih edilir. Yuvarlak kanalda sürtünme kayıpları daha az olmakta ve aynı kesit için daha ince sac levhalar kullanılabilmektedir. Şekil-6.7 te yuvarlak kanal makinesi ile kanal üretimi görülmektedir. Şekil-6.7 Otomatik spiral kanal makinesi Aynı şekilde yuvarlak kanallar için redüksiyon, T bağlantı, pantolon parçası, dirsek, vb. bağlantı parçalarının yapımı için geliştirilmiş makineler mevcuttur (Şekil-6.8).

6 175 Şekil-6.8 Yuvarlak dirsek makinesi 6.4 HAVA KANALLARINDA ASKI SİSTEMLERİ Hava kanallarında askı malzeme ve boyut sistemlerinin seçimi diğer bir önemli noktadır. Bunların seçim kriterleri yine SMACNA tarafından tanımlanmıştır. Askı sistemlerinin binaya sabitleme parçaları, askı çabuk veya şeritleri ve taşıyıcı profiller olarak ayrı gruplarda incelenebilir. Binaya sabitleme parçaları olarak beton içerisine önceden yerleştirilen parçalar, betona sonradan monte edilen sabitleme parçaları (dübel gibi) ve çelik konstrüksiyon sabitleme parçaları (cıvata-somun gibi) sayılabilir. Askı sistemlerinin malzeme ve boyut seçimlerinde dikkat edilmesi gereken hususlar; askısı yapılacak olan hava kanalının boyutsal özellikleri, malzeme yapısı, ağırlığı, askının yapılacağı tavan veya duvarın malzeme özellikleri vb. olmaktadır. Hava kanallarının asıldıkları zamandan itibaren, çok uzun yıllar tekrar ulaşılamayacak noktalarda olmalarından dolayı askı sağlamlığında ve zaman içerisinde yapısal özelliklerinde büyük kayıplar olmaması önemlidir. Özellikle ses ve titreşimin önem taşıdığı binalarda (stüdyolar gibi) askılarda kanal ve profil arasındaki temas bölgesinde ve askının binaya monte edildiği bölgelerde ses ve titreşim alıcı takozların kullanımı dikkat edilmesi gereken diğer hususlardandır. Askılarda sıkça kullanılan dübel, çelik rot, çelik şerit, profil gibi unsurlara ait bazı seçim kriterleri yukarıdaki tablolarda verilmiştir. Şekil-6.9 Hava kanalı askı detayları

7 176 TABLO-6.3 Dikdörtgen kanallarda kanal askılar için minimum ölçüler Maksimum kanal 3 m aralıklı 2,4 m aralıklı 1,5 m aralıklı 1,2 m aralıklı çevresinin yarısı (mm) Şerit Çubuk Şerit Çubuk Şerit Çubuk Şerit Çubuk P/2 = ,4 x 0,85 3,4 25,4 x 0,85 3,4 25,4 x 0,85 2,7 25,4 x 0,85 2,7 P/2 = ,4 x 1,31 9,5 25,4 x 1,00 6,4 25,4 x 0,85 6,4 25,4 x 0,85 6,4 P/2 = ,4 x 1,61 9,5 25,4 x 1,31 9,5 25,4 x 1,00 9,5 25,4 x 0,85 6,4 P/2 = ,1 x 1,61 12,7 25,4 x 1,61 9,5 25,4 x 1,31 9,5 25,4 x 1,00 6,4 P/2 = ,1 x 1,61 12,7 38,1 x 1,61 12,7 25,4 x 1,61 9,5 25,4 x 1,31 9,5 P/2 = ,7 38,1 x 1,61 12,7 25,4 x 1,61 9,5 25,4 x 1,61 9,5 P/2 = daha fazla Özel analiz gerektirir. Şerit bağlantılarında kullanılacak birleştiriciler Askı başına yük miktarı 25,4 x 1,31-1,00-0,85 mm 1 adet M6 cıvata Şerit 25,4 x 1,61 mm 2 adet M6 cıvata 38,1 x 1,61 mm 2 adet M10 cıvata Bir adetten fazla olan cıvatalar yan yana değil seri olarak yerleştirilmelidir. 25,4 x 0,85 mm 118 kg 25,4 x 1,00 mm 145 kg 25,4 x 1,31 mm 191 kg 25,4 x 1,61 mm 318 kg 38,1 x 1,61 mm 500 kg 2,7 mm 36 kg 3,4 mm 54 kg 4,1 mm 73 kg 6,4 mm 122 kg TABLO-6.4 Silindirik kanallarda kanal askıları için minimum ölçüler Çubuk Kanal çapı (mm) Maksimum aralık (m) Çubuk çapı (mm) Şerit askı (mm) 250 3,7 6,4 25,4 x 0, ,7 6,4 25,4 x 0, ,7 6,4 25,4 x 0, ,7 9,5 25,4 x 1, ,7 İki adet 9,5 İki adet 25,4 x 1, ,7 İki adet 9,5 İki adet 25,4 x 1, ,7 İki adet 9,5 İki adet 25,4 x 1,61 9,5 mm 308 kg 12,7 mm 567 kg 15,9 mm 907 kg 19,1 mm 1360 kg 6.5 KANALLARDA HAVA KAÇAKLARI Kanal sistemlerindeki kaçaklar yolu ile kaybedilen enerji çok yüksek boyutlardadır. Özellikle temiz oda uygulamalarında, bazı endüstriyel uygulamalarda ve nem alma uygulamalarında kanallardaki hava kaçakları enerji kaybı dışında özel öneme sahiptir. Burada özel olarak sızdırmazlık istenen haller dışında, genel havalandırma ve klima uygulamalarında sızdırmazlık dolayısı ile oluşan enerji maliyeti üzerinde durulacaktır. Sadece havalandırma yapılması durumunda hava kaçaklarının enerji maliyeti fan enerji tüketiminde ortaya çıkmaktadır. Kaçak ne kadar fazla ise bu oranda fan gücü boşa harcanmış olacaktır. Klima kanallarında ise kaçak hava; aynı zamanda soğutma ve ısıtma enerjisi kaybı anlamına gelmektedir. Dolayısı ile klima sistemlerinde hem fanda, hem de soğutma (veya ısınma) grubunda enerji boşa harcanması söz konusudur. Havası şartlandırılan hacimlerden geçen kanallardaki sızma, yine iklimlendirilen hacme olacağından, bir kayıp oluşturmayacağı ileri sürülebilir. Ancak bu halde bile sızan hava istenilen fonksiyonu yerine getirmeyecek, menfezlerden hedef bölgeye üflenemeyecektir. Kanal sisteminde hava kaçak miktarının istenilen limitler içerisinde olması aşağıdaki hususlar açısından önemlidir: a) Gereğinden büyük ve az verimli cihazların kullanılması sonucu ortaya çıkabilecek ilave enerji maliyetinin bertaraf edilmesi ve enerjinin boşa kullanılmasının engellenmesi. b) Hava kaçağının çok yüksek olması sonucunda, hava dağılımının sağlanması için gereken ilave işçilik maliyetinin engellenmesi. c) Hava kaçağı kaynaklı seslerin minimuma indirgenmesi d) Frekans değiştirici ve değişken hava debisi ayar cihazlarının kullanıldığı sistemlerde ortaya çıkabilecek kontrol problemlerinin engellenmesi. Sıfır kaçak tehlikeli gazların dağıtım sistemlerinde aranan bir özellik olmakla beraber, konfor kliması ve benzeri uygulamalarda amaç değildir. Bu tür bir amaç uygulama maliyetlerinde büyük artışlara sebebiyet verecektir.

8 Hava Kanallarında Kaçak Boyuna kenetlerde, İki kanal parçasının birbirine ekleme bölgelerinde (sürgü, çerçeve veya flanş) özellikle köşe birleşimlerinde, Boy kenetler ile kanal birleşimlerinin kesiştiği köşelerde, meydana gelir Hava Kaçağı-Alan İlişkisi İster yuvarlak isterse dikdörtgen, hava kanallarında kaçak miktarı kanal boyu ve kesiti ile değişken değerde olabilir. Ancak genel uygulamalarda görülmüştür ki kaçak miktarları hava kanalı alanı ile orantılı olarak değişmektedir. Dolayısı ile hava kaçağı miktarlarının hesap kriterler arasında kanal yüzey alanı bulunmaktadır Hava Kaçak Sınıfları ve Kabul Edilebilir Hava Kaçağı Değerleri Hava kaçaklarında izin verilen limitlerin ele alınmasında öncelikle kanallardaki basınç sınıfları ele alınmalıdır. Yüksek basınçta çalışmakta olan tüm kanalların test edilerek Tablo-6.5 de verilen hava kaçak limitlerine uygunluğu saptanmalıdır. Orta ve düşük basınçlı kanal sistemlerinin sızdırmazlık testlerinin yapılması standartlarda bir zorunluluk olarak belirtilmemiştir. Bu kanallarda test isteniyorsa projede bu belirtilmelidir. İzin verilen hava kaçakları DW 142 de dört basınç standardı altında toplanmıştır. Sınıf A düşük basınç sistemlerinde, Sınıf B orta basınç kanal sistemlerinde Sınıf C ve D yüksek basınç sistemlerinde kullanılan kaçak sınıfı değerlerini içermektedir. Tablo-6.5 de bu sınıflar ve ilgili basınç değerleri görülmektedir. Tablo-6.6 de basınç sınıflarının, müsaade edilebilir kaçak miktarlarının sınıflarına göre, basınç değerlerine bağlı olarak hesap tarzları verilmiştir. Tablo-6.7 da ise bu formüller doğrultusunda hesaplanmış kaçak miktarları değişik basınç değerleri için verilmektedir. TABLO-6.5 Basınca göre kanal sınıflandırılması ve kaçak sınıfları Kanal Basınç Sınıfı Statik Basınç Sınırları (Pa) Hava Kaçak Sınıfı Pozitif (Pa) Negatif (Pa) Düşük Sınıf A Orta Sınıf B Yüksek Sınıf C Sınıf D Kanal Basınç Sınıfı Düşük Basınç Sınıf A TABLO-6.6 Hava kaçak limitlerinin hesabı Orta Basınç Sınıf B 0,009 x P 0,65 Yüksek Basınç Sınıf C 0,003 x P 0,65 Yüksek Basınç Sınıf D 0,001 x P 0,65 Hava Kaçak Limitleri 1 m 2 hava kanalında izin verilen kaçak miktarı (l/s) 0,027 x P 0,65 (P: Sistem basıncı) Hava Kaçakları ve Toplam Hava Debisi İlişkisi Hava kaçağı kanal yüzey alanına bağlı olduğu için toplam hava miktarının bir yüzdesi olarak belirtilmez. Aynı zamanda toplu hava debisinin belirli bir yüzdesi, performans standardı olarak da kabul edilebilir bir değer olarak belirtilemez. Ancak çalışma şartlarında düşük basınçlı kanallarda hava kaçakları toplam hava miktarının %6 sı kadar, orta basınçlı kanallarda %3 ü kadar, yüksek basınçlı kanallarda %2-%0,5 i civarında olduğu kabul edilebilir. Dolayısı ile tasarımcı bu değerlerden yola çıkarak, toplam kaçak miktarının ne olabileceğini bilmek sureti ile basınç ve kaçak sınıfına karar verebilir Kanalda Hava Kaçak Testinin Yapılması Hava kanallarında kaçak testinin yapılması esnasında takip edilmesi gereken hususlar ve sırası aşağıdaki gibi olmalıdır:

9 178 Statik basınç (Pa) TABLO-6.7 Hava kaçak limitlerinin hesaplanmış değerleri 1 m 2 hava kanalında izin verilen hava kaçak miktarı (l/s) Statik Düşük basınç Orta basınç Yüksek basınç Yüksek basınç basınç (Pa) 1 m 2 hava kanalında izin verilen hava kaçak miktarı (l/s) Düşük Orta Yüksek Yüksek basınç basınç basınç basınç Sınıf A Sınıf B Sınıf C Sınıf D Sınıf A Sınıf B Sınıf C Sınıf D 100 0,54 0, ,33 0, ,84 0, ,35 0, ,10 0, ,36 0, ,32 0, ,38 0, ,53 0, ,39 0, ,58 0, ,40 0, ,64 0, ,42 0, ,69 0, , ,75 0, , ,80 0, , ,29 0, , ,30 0, , ,32 0,11 Sızdırmazlık Sınıfının Belirlenmesi SINIF A 500 Pa pozitif, 500 Pa negatif basınca kadar, SINIF B 1000 Pa pozitif, 750 Pa negatif basınca kadar, SINIF C 2000 Pa pozitif, 750 Pa negatif basınca kadar, SINIF D 2500 Pa pozitif, 750 Pa negatif basınca kadar. Test Basıncının Belirlenmesi P m = ortalama çalışma basıncı P 1 = kanal başlangıcında çalışma basıncı P 2 = kanal sonunda çalışma basıncı Test Yapılacak Zonların Belirlenmesi Sahada test cihazının konumlandırılabilmesi, test yapılacak kısımların sistem karakteristiklerini taşıması ve benzeri konular göz önüne alınarak test yapılacak zonlar belirlenmelidir. Test Yapılacak Hava Kanalının Yüzey Alanının Belirlenmesi Test yapılmak üzere seçilen hava kanallarının yüzey alanları hesaplanmalıdır. Değişik basınç sınıflarında test yapılacak hava kanalının maksimum yüzey miktarları Tablo-6.7 de verilen miktarlardan fazla olmaması gereklidir. İzin Verilen Toplam Hava Kaçak Miktarının Hesaplanması Tablo-6.7 de verilen basınç sınıfına göre metrekare yüzey alanı başına düşen hava miktarının yüzey alanı ile çarpılması ile müsaade edilen toplam kaçak miktarı hesaplanır. Test Prosedürü Hava kanallarının kaçak miktarları bu amaçla hazırlanmış özel test cihazları ile ölçülür. Test cihazı, hızı ve hava debisi ayarlanabilen bir adet fan, statik test basıncının ve hava debisinin okunduğu iki adet U manometre, 100 veya 50 mm çapında ölçme borusu ve bükülebilir borudan oluşur (Şekil-6.10). Testi yapılacak bölümlerdeki bütün açıklıklar (menfez ağzı, branşman ağızları vb.) sızdırmaz bir şekilde kapatılır. Test cihazı uygun bir şekilde, hava kanalına bağlanır ve fan çalıştırılarak devir sayısı yavaşça artırılmaya başlanır. Bu değer kanal üzerine monte edilen manometre sayesinde okunur. Ortalama basınç değerine ulaştıktan sonra ölçüm yapılmadan önce fan 5 dakika çalıştırılmalıdır. İkinci manometre (fan ile kanal arasındaki boruya bağlı olan) okunan basınç farkı havanın hızından doğan basıncı gösterir. Bu da ölçüm yapılan kanalın her tarafı kapalı olmasına rağmen hava hareketinin olduğunu, yani bir miktar havanın dışarı sızdığını gösterir. Burada amaç sıfır sızdırmazlık olmadığından yapılan ölçüm sonucuna göre hava kanallarında ki kaçak hava miktarı, seçilen sızdırmazlık sınıfının kabul edilebilir hava kaçağı limitleri dâhilinde olması yeterli sonuçtur. Alınan basınç değeri test cihazı

10 179 üretici firmasının sağladığı çevrim tabloları veya grafikler yardımı ile kanal kesitindeki kaçak miktarı tespit edilir. Test 15 dakika boyunca sürdürülüp kaçak miktarında artış olup olmadığı gözlenmelidir. Alınan sonuçlar test raporuna işlenir. Şekil-6.10 Hava kaçakları için tipik test diyagramı Kaçak Noktalarının Tespit Edilmesi Ölçümler sonucu elde edilen değerler beklenenin üzerinde çıkarsa, kaçakların azaltılması için aşağıdaki yöntemlerin bir veya birkaçının kullanılması ile kaçak noktaları tespit edilip ve kaçak engellenerek test tekrarlanır. Aşağıda belirtilen işlemlerin fan çalışır konumda iken yapılması gereklidir: Bakarak ve el yordamı ile: Özellikle ilk bakışta görülmesi zor, kanalın arka tarafında kalan ve montaj sırasında çalışanın zorlanmasından kaynaklanabilecek, imalat eksiklikleri olabilir. Bunlara örnek olarak, flanşlı imalatta conta, cıvata, somun ve klips eksiklikleri, diğer imalatlarda ise kanal birleşim noktalarının iyi dövülmemesinden doğabilecek eksiklikler verilebilir. Dinleyerek: Kaçak noktalarından çıkan hava, çıkış hızına bağlı olarak ıslık tarzı sesler çıkarır. Bu seslerin takibi yolu ile kaçak noktalarına ulaşılabilir. Hissederek: Kanal üzerinde, özellikle olası kaçak noktalarına yakın bölgelerde el gezdirmek sureti ile hava kaçak noktalarının tespiti yapılabilir. Sabunlu su kullanarak: Sabunlu su muhtemel kaçak noktalarına sürülerek baloncuk oluşumlarının gözlenmesi sureti ile kaçak tespiti yapılabilir. Duman tabletleri: Bunlar, kullanıldığında yoğun miktarda renkli duman çıkaran tabletlerdir. Kanal içerisine fan çalışır pozisyonda iken uygulandığında, kaçak noktalarından çıkan dumanların takibi ile kaçak tespiti yapılabilir. Yukarıda bahsi geçen yöntemlerde A şıkkından E şıkkına doğru ilerledikçe yöntemler daha küçük boyutlu kaçakların tespitinde kullanılan yöntemler olarak gelişmektedir. Dolayısı ile yöntem seçiminde kanal kaçak boyutunun dikkate alınması gereklidir (Tablo-6.8). TABLO-6.8 Hava kaçak ölçümlerinde sınıflarına göre kullanılacak maksimum kanal alanları Kanalda Statik Basınç (Pa) Maksimum test alanı (m 2 ) Sınıf A Sınıf B Sınıf C

11 KANAL TASARIMINDA GÖZ ÖNÜNE ALINAN HUSUSLAR Ortam Basıncı Bağıntıları Ortam basıncı, fan yeri ve kanal sistem düzenlemesi ile belirlenir. Ortama hava veren fan ortam basıncını artırır. Ortamdan hava emen, başka bir deyişle egzoz fanı ise ortam basıncını azaltır. Her iki fan birlikte kullanılıyor ise ortamın basıncı fanların bağıl kapasitelerine bağlıdır. Yani besleme fanı egzoz fanından büyük ise ortam pozitif basınçtadır. Tersi durumda ise ortam negatif basınçtadır. Diğer yandan difüzörlerin yerlerinin doğru tayin edilmesi ile rüzgâr etkisi nedeni ile sistemdeki basınç değişimleri en aza indirgenebilir Yangın ve Duman Kontrolü Kanal sisteminin bir bölgeden diğer bölgeye yangın dumanını, sıcak gazları ve yangını taşıyarak sistemdeki olası yangını hızlandırıp genişletmesine engel olabilmek iklimlendirme sisteminin en önemli kısımlarından biridir. NFPA Standart 90A yangın koruması: kanalları, bağlantı elemanlarını ve aksesuarlarını, hava dağıtım kutularını ve geçitleri, hava giriş, çıkış ve taze hava giriş ağızlarını, hava filtrelerini, fanları, elektrik tesisatını ve diğer cihazlarını, hava serinletme ve ısıtma cihazlarını, sızma işlemlerini de kapsayan bina konstrüksiyonunu, duman kontrolünü de kapsayan kontrolleri ayrıntılı olarak inceler. İlgili standartlarda ve kılavuzlarda izin verilebilir en büyük damper boyutları ve damperlerin montaj esasları da özetlenmiştir. Yangın damperleri için 1,5 veya 3 saat yangına dayanıklılık aranır. Duman damperleri en az 120 C sıcaklığa, Pa basınç fark aralığında sızmaya (2 kpa ve 3 kpa şeklindeki sınıflandırma seçime bağlıdır) göre sınıflandırılırlar. Bu bağlamda daha ayrıntılı yangın koruma bilgisi için 1991 ASHRAE Handbook Applications, bölüm 47 ve NFPA Fire Protection Handbook 1991 den yararlanılabilir Kanal Yalıtımı Hava kanalları ve dağıtım kutuları (alçak konut yapıları hariç) ASHRAE Standart 90.1(1989) bölüm 9.4 e göre ısı yalıtımı yapılmalıdır. İlave yalıtım, buhar geciktiricileri veya her ikisi birden nem geçişini ve yoğuşmasını sınırlandırmak için gerekebilir. Yüksek konut binalarında (ASHRAE Standart 100.2), ticari binalarda (ASHRAE Standart 100.3), endüstriyel binalarda (ASHRAE Standart 100.4), enstitü binalarında (ASHRAE Standart 100.5) ve halka açık toplantı binalarında (ASHRAE Standart 100.6) ulaşılabilir kanallar, hava dağıtım kutuları ve kapalı hacimler ASHRAE 90.1 e göre ısıl yalıtım yapılmalıdır. Yalıtım yapılırken kanalın veya kutunun bulunduğu ortamın sıcaklık değerleri, kanaldaki havanın sıcaklıkları vb. kriterler göz önüne alınmalıdır. Şüphesiz ki doğru bir malzeme seçimi ile yalıtım gerçekleştirilmelidir Havalandırma Sistemlerinde Dış Hava Miktarı Tayini Yalnız havalandırma yapılan ortamlarda havanın tamamı dışarıdan alınmakta ve hava üzerinde hiçbir termodinamik işlem yapmadan ortama verilmektedir. Dışarıdan taze hava ortama gelirken, Ortamın bayatlamış havası da dışarı atılmaktadır. Bu işlemler genellikle, hava fanları yardımı ile cebri olarak yapıldıklarından, fanın gücünün belirlenmesinde ortam hava debisinin bilinmesi gerekmektedir. Ortam hava debisinin belirlenmesinde göz önünde bulunması gereken hususlar; 1. Ortam havasını kirlilik durumu 2. Dış havanın fiziki durumu 3. Ortam havasının sıcaklığı 4. Ortam havasının nemliliği 5. Ortamın kullanım amacı 6. Ortamdan ortam havasına yapılan gaz katkıları 7. Ortamda bulunmak durumunda olanların özellikleri 6.7 HAVALANDIRMA YÜKLERİNİN HESAPLANMASI Yaşadığımız ortamlardaki havanın sıcaklık ve nem seviyesi ile toz ve zararlı gaz miktarları doğru hesaplanmış hava miktarları ve iyi bir hava dağıtım tasarımı ile insan sağlığı için uygun hale getirilebilir. Yeterli havalandırma yapabilmek için gerekli olan hava miktarının belirlenmesi için genel olarak beş farklı yöntem kullanılır.

12 Saatlik Hava Değişim Sayısı Yöntemi En çok kullanılan yöntemdir. Havalandırılması istenen yerin hacmi (en x boy x yükseklik) hesaplanır. Kullanım amacına göre tavsiye edilen saatteki hava değişim sayısı (Tablo-6.9) ile hacim çarpılarak o mekan için havalandırma debisi bulunur. Buna göre hava ihtiyacı; (m 3 /h) (6.1) H d : Hava değişim sayısı (defa/saat= 1/h= h -1 ) (Tablo-6.9) V m : Ortamın toplam hacmi (m 3 ) TABLO-6.9 Çeşitli ortamların saatlik hava değişim sayıları Ortam Adı Değişim sayısı Ortam Adı Değişim sayısı Ahırlar Ameliyathaneler Analiz Laboratuarı Banyolar Basımevleri Bekleme Odaları Büyük Mağazalar Depolar Dinlenme Odaları Doğramacılar Duş Alanları Duş Kabinleri Dükkanlar Et Lokantaları Ev Tuvaletleri Fotokopiciler Fırın atölyeleri (ergitme ve ısıl işlem fırınları) Galvanik Banyolar Gece Kulüpleri Giyinme Odaları İş Yerleri Kaportacılar Kilerle Klinikler Konferans Salonları Kuaförler Kuru Temizlemeciler Kütüphaneler Marangozlar Medikal Ofisler Moteller Müzeler Ofisler Okullar Oturma Odaları Pet Shoplar Pizzacılar Publar Restoranlar Restoran Mutfakları Self Servis Seralar Spor Malzemeleri Süper Marketler Tabakhaneler Tamirhaneler Tiyatrolar Umumi Tuvaletler Veteriner Klinikleri Yatakhaneler Yatak Odaları Yer Altı Çamaşırhaneleri Boya atölyeleri İşleme atölyeleri Bankalar Otel barları Çamaşırhaneler Ekmek fırınları Bürolar (*) Kafeterya ve kafeterya barları Kargo ambarları ( genel olarak ) İçinde et, yumurta v.b. cinsinden besin maddeleri bulunan gemi ambarları Kantinler Fotoğraf stüdyolarında bulunan karanlık odalar Mantarlıklar ( mantar yetiştirilen mahaller ) Sinemalar (*) Ticari mutfaklar veya okul mutfakları Ev mutfakları Fabrikalar ( genel olarak ) Dökümhaneler Gemilerdeki meyve ambarları Garajlar ( oto bakım ve onarım mahalleri ) Toplantı salonları ( * ) Hastaneler Laboratuarlar Lavabolar Yüzme havuzları Kümes haneler Konut mahalleri Lokantalar Bilardo salonları Kazan daireleri Sınıflar Kulüp salonları Dans salonları (*) Makina daireleri Gemilerde dinlenme salonları Boyahaneler Tiyatrolar ( * ) (*) Bu mahallerin içinde sigara içilmesi halinde, tabloda belirtilen saatteki hava yenilenme veya değişim sayılarının iki katına çıkarılması Örnek: 40 m 2 lik ofisin tavan yüksekliği 2,7 m ise toplam hacim: 108 m 3 tür. Sigara içilmeyen ofisler için tavsiye edilen hava değişim sayısı 6-7 değişim/saat tir. Değişim sayısını beş kabul edersek ofis havalandırma debisi: 108 m 3 x 6 değişim/saat: 648 m 3 /h olacaktır.

13 Birim Alan Yöntemi Restoranlar, toplantı salonları gibi daha büyük mekânların havalandırma debisinin hesaplanması için kullanılabilen bir yöntemdir. Kullanım amacına göre bir m 2 alan için tavsiye edilen hava miktarı (Tablo-6.10) ile mekânın toplam alanının çarpılması sonucunda gerekli hava debisi bulunur. TABLO-6.10 Birim alan yöntemine göre hava ihtiyacı Bina Tipi Bir m 2 alan için hava debisi (m 3 /h) Konferans salonu 34 Spor Salonu 25 Yüzme Havuzu 8,5 Mutfak 51 Restoran 34 Tuvalet 34 Depo Ortamdaki İnsan Sayısı Yöntemi Ortam havalandırılmalarında, Ortamın kullanım amacı ve ortamda bulunan insanların havayı kirletme durumlarını da göz önünde bulundurmak gerekir (Şekil-6.11). Ortamın ortalama taze hava ihtiyacını kişi sayısına göre belirlenmesinde kesin sayısal bir değer vermek imkânı yoktur. Bunun için Ortamın kullanım amacına göre fert başına tecrübe edilen yaklaşık değerler alınmaktadır. Tablo-6.10 da ortam kullanım amacı ve o ortamda bulunan insanların taze dış hava ihtiyaçlarına göre fert başına ihtiyaç duyulan taze hava miktarları verilmiştir. Ancak, lüzumu halinde bu değerlerin m 3 /h altında ve üstünde almak mümkündür. Şekil-6.11 Ortam havasına insanlar tarafından yapılan katkılar Konferans salonları gibi kalabalık yerlerin havalandırma debisinin hesaplanması için tercih edilebilen bir yöntemdir. Kişilerin hareketliliğine göre çeşitli mekânlar için belirlenmiş olan kişi başı hava miktarları ile ortamda bulunacağı varsayılan kişi sayısı çarpılarak hava debisi bulunur: ş Toplam dış hava debisi (L/s) (6.2) V kişi : İnsanlar tarafından ihtiyaç duyulan temiz hava miktarı (L/s, kişi) (Tablo-6.11 ve 6.12) n: Ortamda bulunan insan sayısı Örnek: Sigara içilmesinin serbest olduğu bir kantinde ortalama 25 kişinin bulunduğu kabul edilmektedir. Bu kantine dış hava sağlamak amacıyla bağlanan fanın hava debisi ne olmalıdır? Çözüm: Toplam dış hava debisi: Q nv. kişi Q = 25 kişi x 30 L/s = 750 L/s: 2250 m 3 /h V kişi = 30 L/s, kişi

14 183 TABLO-6.11 ASHRAE'nin Standardına göre çeşitli ortamlar için dış hava ihtiyacı

15 184 TABLO-6.11 ASHRAE'nin Standardına göre çeşitli ortamlar için dış hava ihtiyacı (devam)

16 185 TABLO-6.11 ASHRAE'nin Standardına göre çeşitli ortamlar için dış hava ihtiyacı (devam) TABLO-6.12 Konutlarda kişi başına minimum dış hava ihtiyacı Uygulama Dış Hava İhtiyacı Açıklamalar Oturma alanları Kişi başına 7,5 L/s değerinden Saatteki hava değişimini hesaplamak için, şartlandırılan az olmamak üzere saatte hacimdeki bütün alanların hacmi dâhil edilmelidir. Havalandırma normal olarak enfiltrasyonla sağlanır. Çok sızdırmaz olarak yapılan odalardaki şömine ve soba gibi elemanlara yakma havası ilave olarak temin edilmelidir. Yatak odalarındaki insan sayısı ilk oda için 2, ilave yatak odaları için 1 kabul edilmiştir. Eğer daha yüksek kullanım olduğu Mutfaklar Banyolar Tuvaletler Garajlar Her apartman dairesi için ayrı Ortak hacimler 50 L/s kesintili veya 12 L/s sürekli veya açılabilir pencereli 25 L/s kesintili veya 10 L/s sürekli veya açılabilir pencereli 50 L/s araba başına 7,7 L/sm 2 biliniyorsa hava ona göre artırılmalıdır. Tesis edilen mekanik egzozun kapasitesi, iklim şartları havalandırma sisteminin seçimini etkiler. Normal olarak enfiltrasyon veya doğal havalandırmayla sağlanır. Kapalı garajlara bakınız.

17 186 TABLO-6.13 ASHRAE'nin Standardına göre minimum egzoz miktarı Isı Transferi Yöntemi Bina içerisindeki makineler, aydınlatma elemanlarından, trafo ve jeneratörden yayılan ısının ortamdan uzaklaştırılması için gerekli olan hava debisinin belirlendiği yöntemdir. Q: Ortamda yayılan ısı (W) (T2-Ti): İç ve dış sıcaklık farkı ( C) (m 3 /h) (6.3) Örneğin makine ve aydınlatmadan ortama yayılan ısı 28 kw olsun iç ortam sıcaklığı 30 C, dış ortam sıcaklığı 26 olsun. Bu durumda yeterli havalandırma için gerekli hava debisi: / (30-26)x0,36 = m 3 /h olacaktır.

18 KANAL BOYUTLANDIRILMASI Sistemde kullanılan fan, motor, ısıtıcı, soğutucu gibi makine ve teçhizatların güçlerinin belirlenmesinde, hava kanallarının fiziki yapı ve temel özelliklerinin bilinmesi gerekir. Havalandırma kanallarındaki basınç kayıplarının oluşmasında kanal cidarlarındaki sürtünme, ara bağlantı parçalarındaki pürüzler, yön değiştirmeler ve çap daralmaları etkili olmaktadır. Kanallardaki basınç kayıplarının hesabı; kanal yapımında kullanılan malzemenin, kanaldaki hava hızının ve kanal boyunun bilinmesi durumunda, kanal ağının toplam basınç kaybının bulunması ile mümkün olur. Bu kısımda hava kanalları basınç kaybı hesabında kullanılan eşit basınç düşümü yöntemi ile basınç kaybı hesabı hakkında pratik bilgiler vereceğiz. Hava kanalı basınç kaybı değerlerini etkileyen unsurlar hava hızı, kanal kesitleri ve hava kanalı malzemesidir (malzeme özelliğine bağlı olarak oluşan sürtünme katsayısı) Kanalardaki Hava Hızları Hava kanalı hızlarının belirlenmesinde ortamların özelliklerine göre ses oluşum miktarları ve toplam basınç kaybı değerleri dikkate alınmalıdır. Tablo-6.14 de değişik ortamlarda uygulanabilecek hava kanalı hızları bulunmaktadır. Tabloda bulunan ortamların dışında bir hacim söz konusu ise özelliklerini karşılaştırmak sureti ile benzer bir ortama ait değerler seçilebilir. Kanallardaki hava hızı; kanalın kullanım yeri yapının cinsi ile ses durumuna bağlıdır. Havanın kullanım amacına göre uygun hızı seçmek gerekmektedir. Lüzumundan fazla hız seçilmesinde, kanallarda gürültü ve istenmeyen sesler oluşur. Ayrıca; hava hızı sistem fanının gücü ile ilgili olduğu için; hız artınca fanın debisi ve yükünü de artırmak gerekir. Hava hızının gereğinden düşük seçilmesinde de yeterli hava debisine ulaşılmadığından, istenilen şartlardaki havalandırma ya da iklimlendirme yapılamaz. Tablo-6.14 de Carrier tarafından tavsiye edilen hız değerleri verilmiştir. TABLO-6.14 Farklı ortamlardaki kanallar için önerilen hava hızları (Carrier) Ses Ekonomik Kritere Göre Hava Hızı Uygulama Kriteri Ana Kanal Tali Kanal [m/s] Besleme Dönüş Besleme Dönüş Konutlar Apart Otel, Hastane, Yatak Odası 5 7,5 6,5 6 5 Özel ofis, Kütüphane, Yönetici Odası ,5 8 6 Tiyatro, Konser Salonu 4 6,5 5,5 5 4 Genel Ofis, Lokantalar, Alışveriş, Bankalar 7,5 10 7,5 8 6 Ortalama Dükkan ve Kafeteryalar ,5 8 6 Endüstri 12, , Kanal Kenar Oranları Kanallar boyutlandırılırken, kat yüksekliklerinin dikkate alınması gerekir. Ancak normal şartlarda, eğer kat yüksekliğinden dolayı bir problem yok ise, kanal oranlarının 2/3 olarak alınması en uygun olanıdır. Örnek: Hava debisi 750 m 3 /h ve hava hızı da 3 m/s olan bir yan kanalın boyutlarını 2/3 oranına göre belirleyiniz. Çözüm: V= 3 m/s, Q= 700 m 3 /h = 0,194 m 3 /s Q V. A ise Kesit alanı; 3 Q 0,208 m / s A 0, 0694 m V 3 m/ s Kanal boyutları; 2

19 188 A= a.b ve kenar oranları 2 b a olduğu için 3 2 2a A= a.b = a. a b 2 a 3 2 2a 2 0,0694 2a 0, a 0,1041 a 0,3226 m 2 2.0,3226 b a b 0,2150 m Bir Havalandırma Sistemindeki Basınç Havalandırma sistemindeki hava hareketi, basınç farklarının bir sonucudur. Bir hava besleme sisteminde, sistem tarafından oluşturulan basınç, atmosfer basıncına ilave olarak eklenen basınçtır. Bir egzoz sisteminde amaç; sistemdeki basıncı düşürmek için basıncı atmosfer basıncının altına indirmektir. Havalandırma sisteminin çalışmasında üç tip basınç önemlidir. Bunlar: Statik basınç Hız basıncı (dinamik basınç) Toplam basınç Odadaki atmosferik basınca kıyasla havalandırma sistemindeki basınç farkları çok küçük olduğundan hava sıkıştırılamaz olarak kabul edilir. Hız Basıncı (P d) Bu durgun haldeki havayı belli bir hıza (V) ulaştırmak için gereken basınç olarak tanımlanır ve hava akımının kinetik enerjisi ile orantılıdır. P d akış yönünde hareket eder ve akış yönünde ölçülür. P d bir sistem içinde kinetik enerjisini temsil eder. P d her zaman pozitiftir. P d = 0,602 V 2 [Pa] (6.5) Burada: P d = hız basıncı [Pa] V = akış hızı, [m/s] Statik Basınç (P s) Bu basınç kanalda şişme ya da çökmeye neden olur ve su basıncı (Pa) inç cinsinden ifade edilir, kanal içindeki basınç olarak tanımlanır. P s tüm yönlerde eşit olarak hareket eder. P s negatif veya pozitif olabilir Statik basınç pozitif veya negatif olabilir: Pozitif statik basınç için havanın genişleme eğilimine neden olur. Negatif statik basınç havada daralma eğilimi oluşturur. Örnek olarak bir kanalda açılan bir deliği parmağınız ile kapattığınızda onu itiyorsa kanalda pozitif basınç, parmağınızı içeriye doğru çekiyorsa negatif basınç mevcuttur.

20 189 Toplam Basınç (P T) P T = P s + P d [Pa] (6.6) Hız basıncının ve statik basıncın cebirsel bir toplamı olarak ifade edilir Statik basınç bir sistemin potansiyel enerjisini, hız basıncı ise sistemin kinetik enerjisini temsil eder. Bunların toplamı sistemin toplam enerjisini verir. Toplam basınç akış yönünde ölçülür ve negatif veya pozitif olabilir. 6.9 KANAL BASINÇ KAYBI HESAP YÖNTEMLERİ Kanal sistem tasarımında öncelikle hava üfleme ve emme menfezlerinin yerleri ve her bir menfezin kapasitesi (debisi), tipi ve büyüklüğü belirlenmelidir. Bu hava verme ve emme menfezlerinin standart tipte ve biçimde olmasına ve bilinen bir firma ürünü olmasına dikkat edilmelidir. Daha sonraki adım, kanal sisteminin şematik olarak çizilmesidir. Bu şematik ön çizimde hesaplanan hava miktarları, çıkış yerleri ve en ekonomik ve uygun kanal güzergâhı gösterilir. Bundan sonra kanallar boyutlandırılarak çeşitli elemanlardaki basınç kayıpları hesaplanır. Bulunan değerler şematik çizimlere işlenir. Kanal hesaplarında bulunan boyutlar yuvarlak kanallar içindir. Eğer dikdörtgen kanallar kullanılacak ise eşdeğer kanal çapından, dikdörtgen kanal boyutların geçilir. Kanal boyutlandırılmasında kullanılan yöntemler şunlardır; 1. Statik basınç geri kazanım yöntemi 2. Hız düşümü yöntemi 3. Eşdeğer sürtünme kaybı yöntemi 4. Uzatılmış plenumlar 5. T- yöntemi 6. Sabit hız yöntemi 7. Toplam basınç yöntemi Statik Basınç Geri Kazanım Yöntemi Hava kanalı içerisinde akmakta olan havanın toplam basıncı, havanın hızından kaynaklanan dinamik basınç ile statik basıncın toplamıdır. Statik geri kazanım yönteminde amaç tüm kanal boyunca toplam basıncın sabit tutulmasıdır. Bu amaçla ana kanaldan branşmanlara doğru gidildikçe hava hızı düşürülür. Bu sayede, sabit toplam basınç içerisinde dinamik basıncın oranı düşürülürken statik basınç artırılır. Statik basıncın itme gücü ile de havanın akışı sağlanır. Statik geri kazanım yönteminde, kanal basınçları düşüktür. Tüm kanallarda eşit miktarlarda basınçlandırma oluşur. Bu avantajlara karşın kanal boyutlarının büyüklüğü ve dolayısı ile ilk yatırım maliyetlerinin yüksek oluşu dezavantaj olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu yöntem her basınç ve hızdaki besleme kanalları için uygulanabilir. Ancak normal olarak dönüş ve egzoz kanalları için kullanılamaz. Hesap olarak eş sürtünme yöntemine göre daha karmaşık olmasına karşın, teorik olarak bütün kollarda ve çıkışlarda üniform basınç düşümü yaratması açısından daha güvenilir bir yöntemdir. Kanaldaki hızlar sistematik olarak azaltılır. Her bir kanal parçasının önünde hız düşürülerek, dinamik basınç statik basınca dönüştürülür ve bu parçadaki kaybının karşılanmasında kullanılır. Ortalama kanal sistemlerinde bu statik geri kazanma %75 oranındadır. İdeal şartlarda bu oran %90 a kadar yükselebilir. Bu sistemin avantajı, kanal sisteminin dengede (ayarlanan şekilde) kalmasıdır. Çünkü kayıp ve kazançlar hızla orantılıdır. Yüke bağlı olarak debilerin azalması sistemdeki balansı bozmaz. Statik geri kazanma yönteminin dezavantajı uzun kolların sonlarında, özellikle bu kanal kolu diğerlerine göre çok uzun ise, aşırı büyük kanal boyutları vermesidir. Ayrıca bu bölgelerde hızlar da çok düştüğünden kanalın ısı kayıp ve kazançlarına karşı yalıtımı gerekir. Bir kanal sistemi bu yönteme göre şu şekilde tasarlanır: Fan çıkışında Tablo-6.14 e göre bir başlangıç hızı seçilir ve ilk kanal bölümünün boyutu, Ek-2 deki Yuvarlak Kanallar İçin Sürtünme Kaybı diyagramındaki koyu bölgeden (örnek olarak 2 Pa/m) seçilir. Kanalın kalan bölümlerinin boyutu Şekil-6.13 deki L/Q oranı diyagramından ve Şekil deki Düşük Hızlı Statik Geri Kazanım diyagramından bulunur. Hava miktarı (Q) ve statik geri kazanıma göre belirlenecek kanal bölümündeki çıkışlar ya da kollar arasındaki uzunluk (L) bilindiğine göre, Şekil-6.13 den

21 190 L/Q oranı bulunur. Bu uzunluk (L), çıkışlar ya da dallar arasındaki eşdeğer uzunluktur ve şekil değişim bölümleri dışındaki dirsekleri de kapsar. Değişim bölümünün etkisi de Şekil-6.14 deki Statik Geri Kazanım da hesaba katılır. Bu hesaplama, kanal değişim bölümünün de bu bölümdeki önerilere uygun olarak tasarlandığı varsayımına dayanır. Şekil-6.12 Statik geri kazanım yönteminin bir kanal sistemine uygulanması Boyutları belirlenen kanal bölümündeki hızı belirlemek için Şekil-6.14 kullanılır. L/Q oranı değerleri ve boyutları belitlenen kanal bölümünden hemen önceki kanal bölümündeki hıza (v 1) göre Şekil-6.13 kullanılır. Buradan bulunacak hıza (v 2) ve hava miktarına göre bir kanal alanı belirlenir. Ek-3 yardımıyla prizmatik kanal boyutları ve eşdeğer yuvarlak kanal boyutu bulunur. Bu kanal boyutu kullanıldığında kanal uzunluğu boyunca oluşacak sürtünme kaybı, her dal ve menfezden sonraki hız değişimine bağlı statik basınç artışına eşit olacaktır. Ama alanın azalmasının, çıkıştan sonraki kanal boyutunda bir değişiklik oluşturmayacak kadar küçük olabileceği ya da kanal alanının gereğinden fazla küçültüldüğü durumlar da olabilir. Bu durumda, kanalın belli bir bölümünde fanın karşılamak zorunda olduğu bir kazanım ya da kayıp ortaya çıkar. Normal olarak bu kayıp veya kazanç küçük olduğundan ihmal edilebilir. Bir kanal sistemini sıfır kazanım ya da kayba göre tasarlamak yerine, sistemin tümünde veya bir bölümünde sürekli kayba veya kazanıma göre de tasarım yapılabilir. Sürekli kayba göre tasarım, çalışma maliyetini ve dengelem süresini artırır ve fan motorunun daha büyük olmasını gerektirebilir. Normal olarak önerilmemekle birlikte, sürekli kayba göre tasarım kanal boyutunu azaltır. Örnek: Verilenler: Toplam hava debisi 9180 m 3 /h (2,55 m 3 /s) İlk kanal bölümündeki hız: 8,64 m/s Dirseklerdeki radyüs oranı, R/D=1,25 18 hava terminali, her biri 510 m 3 /h (0,14 m 3 /s) Tüm terminaller için çalıştırma basıncı: 37 Pa İstenen: 1. Kanal boyutları 2. Fan çıkışında gereken toplam basınç Çözüm: 1. İlk hız 8,64 m/s ve hava miktarı 2,55 m 3 /s ise, fan çıkışından sonraki ilk kanal alanı 0,295 m 2 dir. Ek-3 den 560x560 mm lik kanal boyutu seçilir. Bu tabloya göre eşdeğer yuvarlak kanal boyutu 610 mm dir. Ek-2 ye göre eşdeğer basınç kaybı 1,2 Pa/m dir. Fan çıkışından ilk ayrılmaya kadar olan bölümün eşdeğer uzunluğu: =Kanal uzunluğu + Bağlantı elemanlarının oluşturduğu ek uzunluk = 18,3 + 3,6 =21,9 m =22 m

22 191 L Kanalla çıkış arasındaki eşdeğer uzunluk (m) Q 0,61 Dal çıkışından sonraki hava miktarı (m 3 /h) 2,0 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,16 0,12 0,10 0,08 0, ,5 3 2,5 2 1,7 1,5 Kanalla akış arasındaki eşdeğer uzunluk-l (m) 0,04 0, (x1000) Kol çıkışından sonra hava miktarı (m 3 /h) Şekil-6.13 Statik geri kazanım yöntemin için L/Q oranı diyagramı Şekil-6.14 Düşük Hızlı Statik Geri Kazanım diyagramı

23 192 İlk ayrılmaya kadar olan kanal bölümündeki sürtünme kaybı: = Eşdeğer kanal uzunluğu x Sürtünme oranı = 22 x 1,2 =26 Pa Kanalın geri kalan bölümlerinin boyutları şöyle hesaplanır. Önce en uzun kanal bölümü (A dan 18 e kadar olan bölüm) hesaplanır. Bu örnekte 1 ve 7 çıkışlarının hemen önündeki kanalın statik basıncının, 13 numaralı menfezden önceki statik basınca eşit olması istenir. Tablo-6.16 de kanal büyüklükleri ayrıntılı olarak gösterilmiştir. 1. Fan çıkışında istenilen toplam basınç, ilk kanal bölümündeki sürtünme kaybı ve terminal çalıştırma basınç toplamına eşittir. Fan çıkış basıncı: = Sürtünme kaybı + Terminal basıncı = =63 Pa Her terminaldeki statik basınç hemen hemen eşit olsa bile, kollara giden havayı düzenlemek için ayırıcı damper kullanmak yerinde olur. Şekil-6.15 Düşük hızlı sistemler için örnek kanal tasarımı

24 193 TABLO-6.16 Kanal boyutları hesaplama formu Besleme kanalı toplam statik basınç = Kritik kanal için basınç kaybı..(pa) + Hava çıkışı statik basınç kaybı (Pa) = (Pa) Bölüm No Hava Miktarı (m 3 /h) Eşdeğer Uzunluk (m) L/Q oranı Hız (V) (m/s) Alan (m 2 ) A ya kadar A-B B B A ,9 6,1 11,3* 6,1 6,1 6,1 6,1 6,1 5,2* 6,1 6,1 6,1 6,1 5,2 6,1* 6,1 6,1 6,1 6,1 0,135 0,39 0,23 0,26 0,32 0,41 0,63 8,64 7,67 5,94 5,01 4,32 3,66 3,00 2,44 0,295 0,221 0,143 0,139 0,131 0,116 0,094 0,059 Kanal çapı veya prizmatik boyutları** (mm) 550x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x250 Sürtünme kayıpları veya çıkıştan çıkışa statik basınç değişimi (Pa) Kanalda kayıp toplam statik basınç (Pa) 25,88 25, ,1 *Dirseklerdeki basınç kaybını kanal boyutunun belirleyeceği varsayılmıştır. **Kanal boyutu Ek-2 den bulunur. Önce en uzun kanal büyüklüğü belirlenir. Geri kalan kanallar B den 18. Menfeze giden kolda simetri içinde olduğundan, aynı boyuttadır. Öteki kollar simetrik değilse ve hava miktarları farklı ise dalın başlangıcı için bir ilk hız varsayılır. Bu hızın ilk koldan önceki toplam kanal hızından biraz düşük olması gerekir Hız Düşümü Yöntemi Kanal projelendirilmesinin bu yönteminde, ana ve kollardaki hızlar Tablo-6.14 den seçilir. Çeşitli kanallardaki basınç düşümleri hesaplanır ve en büyük basınç düşümü, vantilatörün çalışması gereken statik basıncı belirler. Diğer kanallardaki damperler kısmen kapalı olmasına karşılık kritik devredeki damper tamamen açıktır. Bazen ana kanaldaki hız seçimlerinde, her ayrılmadan sonra biraz daha düşük hız değeri alınır. Hız yönteminin bu şekline hız düşümü yöntemi denir. Örnek: Bir hastane koridorundan hava emen Şekil-6.16 da gösterilen sistemin hız düşüm yöntemine göre kanal tasarımı yapılacaktır. Kanallar yuvarlak tipte olup tavana yerleştirilecektir. Daralma parçasındaki =30 ve dirseklerde r/d oranı 1,5 alınacaktır. Menfezlerdeki basınç kaybı 20 Pa kabul edilecektir. Buna göre kanal boyutlarını ve fanın çalıştırması gereken statik basıncı bulunuz. Şekil-6.16 Örnekteki kanal sistemi Çözüm: Tablo-6.17 de her bir kanal için uygun bilgiler sıralanmıştır. Kanal boyutlarının bulunmasında Tablo de önerilen değerler alınmıştır.

25 194 TABLO-6.22 Örnekteki kanal sistemi için hız seçimi Kanal Kısmı Debi (L/s) Hız (m/s) A B C D E Düz kanalların boyutları Ek-2 ye göre şu şekilde hesaplanır: A parçası: Hız 5 m/s ve debi 200 L/s için Ek-2 den özgül sürtünme kaybı R=1,509 Pa/m, çap D=225 mm, B parçası: Hız 6 m/s ve debi 400 L/s için Ek-2 den özgül sürtünme kaybı R=1,551 Pa/m, çap D=290 mm, C parçası: Hız 7 m/s ve debi 600 L/s için Ek-2 den özgül sürtünme kaybı R=1,78 Pa/m, çap D=330 mm, D parçası: Hız 8 m/s ve debi 800 L/s için Ek-2 den özgül sürtünme kaybı R=2,09 Pa/m, çap D=360 mm, E parçası: Hız 8 m/s ve debi 800 L/s için Ek-2 den özgül sürtünme kaybı R=2,09 Pa/m, çap D=360 mm bulunur. Daralma ve dirseklerdeki basınç kayıpları Ek-6 dan bulunur: AB daralma parçası: =30 ve A 0/A 1 = /380 2 =0,5 için Ek-6 dan (ED4-1) C=0,32 bulunur. BC daralma parçası: =30 ve A 0/A 1 = /437 2 =0,75 için Ek-6 dan (ED4-1) C=0,16 bulunur (enterpolasyon). CD daralma parçası: =30 ve A 0/A 1 = /450 2 =0,9 için Ek-6 dan (ED4-1) C=0,064 bulunur (enterpolasyon). DE dirsek parçası: R/D=1,5 ve D=450 mm için Ek-6 dan (CD3-9) C=0,15 bulunur. Tüm hesaplamalar Tablo-6.18 de gösterilmiştir. Menfez kaybı sadece son menfez için toplam kayıplara 20 Pa olarak ilave edilecektir. Benzer şekilde varsa filtre, susturucu gibi elemanlara ait basınç kayıpları da toplam basınç kaybına eklenir. Kısım TABLO-6.23 Örnek için kanal basınç kayıpları hesaplama tablosu Hava Kanal Hesabı Sürtünme Kayıpları Dinamik Kayıplar Toplam Debi Hız Eşdeğer Çap Kanal Ölçüsü Boy Öz. Sürt. Kay. Sür.Kay. Kayıp Kats. Din. Kay. Kayıplar Q V deş a x b L R =LR C Pd P s PT L/s m/s mm mm x mm m Pa/m Pa - Pa Pa A ,8 1,509 5,734 0,32 4,8 10,534 B ,8 1,551 5,893 0,16 3,456 9,349 C ,8 1,78 6,764 0,064 1,881 8,645 D ,4 2,09 11,286 0,15 6,144 17,43 E ,5 2,09 3, ,135 Son Menfez 20 Toplam 69, Eşdeğer Sürtünme Kaybı Yöntemi Eşdeğer sürtünme kaybı yönteminde, hava kanalının birim boyunda sürtünme kayıplarının tüm sistemde sabit tutulması öngörülür. Bu yöntemle yapılan hesaplar sonucunda da elde edilen hava hızları; statik geri kazanım yönteminde olduğu gibi ana kanaldan branşmanlara geldikçe düşme yönündedir. Ancak hesaplanan hava kanalı boyutları eş sürtünme kaybı yönteminde daha küçüktür. Bu kayıplar sürtünme kayıpları olarak isimlendirilir ve aşağıdakilerle ilgilidir: Kanal boyutu, İç yüzey pürüzlülüğü, Hava akış debisi, Kanal uzunluğu Bu faktörler arasındaki ilişki aşağıdaki bağıntılarla ifade edilir:

26 195 (6.7) (6.8) Burada P: Sürtünme kaybı [Pa] L: Kanal uzunluğu [m] d e: Kanal çapı veya prizmatik kanalın eşdeğer çapı [mm] V: Hava hızı [m/s] Q: Hava debisi [L/s] Dikdörtgen kanallar için eşdeğer çap aşağıdaki bağıntı ile hesaplanabilir: (6.9) Burada d e: Dikdörtgen kanalın eşdeğer çapı [mm] a ve b: Kanal kenar ölçüleri [mm] Bir diğer kullanışlı parametre hız basıncından elde edilen hız basınç yüksekliğidir: (6.10) (6.11) Burada Hız basınç yüksekliğidir [Pa] V: Hava hızı [m/s] Q: Hava debisi [L/s] Eşdeğer kanal çapı [mm] Bağlantı elemanlarındaki sürtünme kayıpları hız yüksekliğine bir sabit çarpan veya katsayı eklenerek bulunur. Farklı bağlantı elemanları için bu katsayılar aşağıdaki tabloda verilmiştir: TABLO-6.24 Temel bağlantı elemanları için sürtünme katsayısı Bağlantı Elemanı C Katsayısı Daralma parçası 0,25 Dirsek 0,27 Pantolon parçası (Y) 0,30 Te parçası 0,37 NOT: Burada verilen C değerleri kaba bir yaklaşım olup detaylı hesaplamalar için Ek-6 da verilen değerler kullanılmalıdır. Bağlantı elemanlarında oluşan dinamik basınç kayıpları aşağıdaki bağıntı ile ifade edilir: Burada : Kanal bağlantı elemanlarındaki dinamik kayıp [Pa] C: Bağlantı elemanlarındaki sürtünme katsayısı : Hız yüksekliği [Pa] (6.12) Düz kanallardaki kayıp katsayısı R, Darcy-Weisbach bağıntısına göre hesaplanmış olup galvaniz kanallar için Ek- 2 de verilmiştir. Belli bir çap için hıza bağlı olarak Tablo Ek-2 den bulunan R değeri, kanal uzunluğu ile çarpılırsa statik (sürekli) basınç kaybı bulunur. (6.13)

27 196 Burada : Düz kanallar için statik basınç kaybı değeri [Pa] R: Kanal içi yüzeyindeki pürüzlülüğe ve hıza bağlı özgül sürtünme kaybı [Pa/m] L: Kanal uzunluğu [m] Eşdeğer sürtünme yöntemi ile hava kanalı boyut ve basınç hesabı yapmak için aşağıdaki sıralama takip edilmelidir: 1. Kanal sisteminin tüm parçalarını (düz kanal, cihaz taze hava ve egzoz kanalları, dirsek, redüksiyon, kolektör, menfez, damper, sustururcu, kanal tipi ısıtıcı vb.) gösteren bir taslak hazırlanır. 2. Taslak üzerinde menfez debileri ve buna bağlı olarak gelişen kanal debileri yazılır. 3. Kanal parçaları numaralandırılır. Numaralandırma esnasında debi değişikliği gösteren tüm kanal parçalarına farklı numara verilmelidir. Bunun yanında debi değişmemesine rağmen mimari gerekliliklerden veya kanal ekipmanı bağlantıları yüzünden kanal boyutunda değişiklik göstermesi muhtemel olan kanal parçalarını da ayrı numara verilmelidir. 4. Diyagramdan birim sürtünme katsayısı seçilir. Katsayı seçiminde ortam özelliklerine bağlı olarak tabloda verilen hava hızı değerleri kullanılır. Konfor kliması sistemlerinde bu katsayı genellikle 0,6 1,6 Pa/m aralığında seçilmesi uygun sonuçlar verir. 5. Kanal taslağında bulunan kanal parçaları sürtünme katsayısı ve parça üzerindeki hava debisi göz önüne alınarak, kanal çapı önce yuvarlak olarak belirlenir. Aynı zamanda özel dirençler için hava hızları not edilir. 6. Daha sonra Ek-3 kullanılarak yuvarlak kanalların eşdeğer dikdörtgen ebatları seçilir. Bu seçim esnasında dikdörtgen kanal kesitinin yükseklik değeri mimari şartlar göz önüne alınarak seçilir ve bunun karşılığı olan genişlik tablodan belirlenir. Kanal yükseklik ve genişliğinin belirlenmesinde dikkat edilmesi gereken hususların başında, yüksekliğin genişliğe oranının 1/3 oranını geçmemesidir. Mimari şartların çok zorladığı şartlarda bu oran 1/4 e kadar çıkartılabilir. 7. Kanal boyutları belirlendikten sonra basınç kaybı yönünden en uzak (kritik) devre belirlenir. (Kritik devre olmaya aday birden fazla devre var ise bunların tamamı için basınç kaybı hesabı yapılmalı, hesaplar sonucu en yüksek basınç kaybının olduğu devre kritik devre olarak seçilmelidir). Belirlenen kritik devre için düz kanallarda olan basınç kayıpları birim metredeki sürtünme katsayısı ve kanal boyları kullanılarak hesaplanır. Daha sonra bu devre üzerinde bulunan özel dirençler özel direnç tabloları kullanılarak ayrıca hesap edilir ve düz kanal kayıplarına eklenir. Geriye kalan siste ekipmanlarının (klima santrali, menfez, panjur, kanal tipi ısıtıcı, susturucu, damper vb.) basınç kayıpları üretici firma katalogları esas alınıp kanal kayıplarına üzerine ilave edilmek sureti ile toplam basınç kaybı hesaplanır. Örnek: Şekildeki yuvarlak kanal sisteminin statik basınç kaybını hesaplayınız. Dirsek oranı R/D=1,5 ve eşdeğer sürtünme kaybını düz kanallar için 2 Pa/m kabul ediniz. Şekil-6.17 Örnekteki havalandırma sistemi Çözüm: Düz kanallar için Ek-2 diyagramı yardımıyla; G parçası: 192 L/s debi ve R=2 Pa/m için V=5,52 m/s ve D=210 mm, D parçası: 192 L/s debi ve R=2 Pa/m için V=5,52 m/s ve D=210 mm, C parçası: 664 L/s debi ve R=2 Pa/m için V=7,5 m/s ve D=335 mm, B parçası: 900 L/s debi ve R=2 Pa/m için V=8,07 m/s ve D=377 mm bulunur.

28 197 Kanal bağlantı elemanları için Ek-6 kullanılarak; G serbest çıkışı: C=1 alınır (SR2-1), D dirsek (D): r/d=1,5 ve D=210 mm için C=0,11 (Ek-6, Model CD3-1), Te parçası (C): A s/a c=210 2 / ,4 için Q s/q b=192/664 0,3 için C=0,14 (SD5-10) Te parçası (B): A s/a c=335 2 / ,8 için Q s/q b=664/900 0,7 için C=0,13 (SD5-10) TABLO-6.25 Kanal ölçülendirilmesi ve basınç kayıplarının bulunması Hava Kanal Hesabı Sürtünme Kayıpları Dinamik Kayıplar Toplam Debi Hız Eşdeğer Çap Kanal Ölçüsü Boy Öz. Sürt. Kaybı Sürt. Kaybı Kayıp Kats. Din. Kayıp Kayıplar Kısım Q V deş a x b L R P C P s d PT L/s m/s mm mm x mm m Pa/m Pa - Pa Pa G 192 5, ,15 48,15 D 192 5, ,11 1,996 25,996 C 664 7, ,14 4,725 34,725 B ,13 4,992 64,992 Toplam 173,863 F 472 6,9 295 E 236 5,8 227 Örnek: Aşağıdaki Şekil-6.18 de hava kanalı şebekesinin kanal ölçülerini ve toplam basınç kaybını bulunuz. Vantilatör çıkışındaki hava hızını 8 m/s alınız. Bağlantı elemanlarının C değerlerini Tablo-6.19 dan alınız. Kanal kare olarak başlayıp bir kenarı (genişliği) sabit kabul edilerek prizmatik kanala dönüştürülecektir. Son menfez kaybı 25 Pa alınacaktır. Şekil-6.18 Havalandırma kanalı şebekesi TABLO-6.26 Kanal ölçülendirilmesi ve basınç kayıplarının bulunması Hava Kanal Hesabı Sürtünme Kayıpları Dinamik Kayıplar Toplam Debi Hız Eşdeğer Kanal Boy Öz.Sürt. Sür. Kayıp Din. kayıp Kısım Q V Çap Ölçüsü Kay. Kay. Kat. Kay. deş a x b L R P s =LR C Pd PT L/s m/s mm mm x mm m Pa/m Pa - Pa Pa AB 695 7, x ,2 44 0,37 13,715 57,715 BC 420 6, x ,2 44 0,37 10,723 54,723 CD 210 5, x ,2 55 0,27 5,563 60,563 Menfez 25 Toplam 198,001 BE 210 5, x 175 CF 210 5, x 175

29 Uzatılmış Plenumlar Uzatılmış plenum, bir geniş kanal veya uzun bir depo olarak tarif edilir ve genellikle fan çıkışındadır. Bu plenum üzerinde çeşitli hava çıkış açıklıkları veya kol çıkışları bulunmaktadır. Plenumlar sulu sistemlerdeki kolektöre benzer bir fonksiyona sahiptir. Bu sistemin dezavantajı düşük hava hızları nedeniyle büyük ölçüde ısı kayıp ve kazançlarına neden olmasıdır. Genellikle sıcak hava ile komut ısıtması gibi küçük fakat çok dallı sistemlerde kullanılır T Yöntemi Bu yöntem yeni geliştirilmiş bir kanal dizaynı optimizasyon yöntemidir ki, sistemin ilk yatırım maliyeti, işletme maliyeti, enerji maliyeti, çalışma saati, yıllık enflasyon oranı, faiz oranı vs. gibi parametrelerini de göz önüne alarak hesap yapar. Bu yöntemin uygulanmasında esas olarak uygun bilgisayar programlarından faydalanılabilir. Bu yöntemde, sistem yoğunlaştırılması, fan seçimi ve sistem genişlemesi şeklinde üç aşamadan oluşan hesaplama yöntemi vardır. Süreklilik, nominal kanal boyutu, hava hızı sınırlaması ve konstrüksiyon sınırlaması gibi hususlar dikkate alınarak hesaplamalar gerçekleştirilir. T Yöntemi kanal sistemlerinin optimum tasarımı için kullanılan özel bir yöntemdir. Dinamik bir programlama düşüncesi kullanılır. Kanal sisteminin karmaşıklığı ve kısıtlılıkları olduğundan çoğunlukla yukarıda anlatılanın aksine minimum kanal maliyetini sağlama yeteneği bulunmayabilir. Dinamik programlamada ortak minimumu bulmak için daha fazla değişkenlik sunar. T Yöntemi bir optimizasyon yöntemi olup T faktörünü kullanır. T faktörü, fan basınç dağıtım faktörüdür. Fan basınç dağıtım faktörü (FBDF) sıfır ile bir arasında herhangi bir değer alabilir ve sistem hala dengelenecek olabilir. T yöntemi aşağıdaki bağıntı ile verilen kendine has fan basınç dağıtımı faktörü hesaplama yöntemine sahiptir. Bu kısımda T yönteminde T faktörünün nasıl hesaplandığı açıklanır, ayrıca başlangıç maliyetlerinin bir oranına eşit fan basınç dağılımı faktörünü ayarlayan bir yöntem olarak düşünülebilir. (6.14) Bu teknik kullanılarak aşağıdaki bağıntı elde edilir: (6.15) Matematik analiz aşağıda gösterilmiştir. Kanal bölümünün ilk yatırım maliyeti: (6.9) bağıntısında yerine konursa; (6.16) (6.17) P 1, P 2 seri bağlanmış kanal parçalarındaki optimum basınçlar olup gerekli sadeleştirmeler yapıldığında; (6.18) (6.9) denklemi çözüldüğünde; (6.19) (6.20)

30 199 (6.11) denklemi (6.10) da yerine konursa; (6.15) Bu bağıntı 6.5 bağıntısında yerine konursa; (6.21) Böylelikle T Yöntemi sonuçlarına ulaşılmış olur. Bu nedenle, T-faktörü de başlangıç maliyetinin bir oranı olarak ifade edilebilir, onaylama işlemi doğrudur. Bu oran, her kanal bölümüne ait fan basınç dağılımını kontrol edecektir Sabit Hız Yöntemi Bu yöntem, özellikle kanallarla madde transferi yapılan endüstriyel uygulamalarda yaygın olarak kullanılır. Bu yöntemde Tablo-10.3 teki Kirletici Taşıma Hızları na bağlı olarak belirlenen kanal hızı tüm kanal boyunca sabit tutulur. Aynı şekilde kanal çapı da sabit alınır. Endüstriyel uygulamalarda yaygın olarak dikişsiz (eksiz) yuvarlak kanallar tercih edilir. Bu kanallar çoğunlukla siklonlara ve/veya toz tutma filtrelerine, oradan da emiş fanlarına bağlanır Toplam Basınç Yöntemi Toplam basınç yönteminde dinamik ve statik basınçların toplamı her kanal parçası için ayrı ayrı hesaplanır. Yaygın olarak kullanılan bir yöntem değildir SANTRAL İÇİ CİHAZLARININ BASINÇ KAYBI Santral içine yerleştirilen kapaklar, susturucular, ısıtıcı ve soğutucular, hava filtreleri, nemlendiriciler, damla tutucular, nem tutucular ve ısı geri kazanım cihazları gibi kısımlar da önemli ölçüde basınç kaybına sebep olmaktadırlar. Aşağıda verilen Tablo-6.27 de santral içi cihazların sebep oldukları basınç kayıpları verilmiştir. TABLO-6.27 Santral içi bağlantı cihazları basınç kayıpları Bağlantı Cihazı Pa Bağlantı Cihazı Pa Kalın Filtreler Hava Menfezi İnce Filtreler Susturucu Isıtıcılar Panjur Kapak (Açık) Soğutucular Dış Koruma Kafesi Buharlaştırıcı Yangın Koruma Kapağı FAN SİSTEM ETKİLEŞİMİ Fan performans verileri, uygulamada ölçülenlerden farklı olmaktadır. Fan testleri sırasında giriş serbesttir ve çıkışta ise çıkışla aynı kesitte ve yeteri kadar uzunlukta düz kanal bulunur. Bu fan performansı açısından en uygun durumdur. Hâlbuki uygulamada fan giriş ve çıkışında uygun olmayan bağlantılar söz konusudur. Bu durumda hesaplanan sistem hava debisi ve basınç kaybına göre seçilecek fanın yetersiz kalmasına neden olacaktır. Bunun önlenmesi için fan-sistem etkileşimini dikkate alan ilave basınç kaybı göz önüne alınmalıdır. Burada sözü edilen fan-sistem etkileşimi tesisin tamamlanmasından sonra test ve ayar işlemi sırasında ölçülemez. Bu nedenle tasarım sırasında projeci tarafından sistem etkisi hesaplanıp fan seçimi buna göre yapılmalıdır. Fan-sistem etkileşiminde üfleme alanı/çıkış ağzı alanı oranı ve etkin kanal uzunluğu yüzdesi değerleri Şekil-6.26 da gösterilmiştir.

31 200 Şekil-6.19 Kontrollü difüzyon ve düz çıkış kanalında düzgün hız profili teşkili Fan bir kanal sistemine bağlandığında çalışma noktası Şekil-6.20 deki gibi olur. Devir sayısı azaldığında hem basınç hem de debi azalır. Fan sistem etkileşimi için bu çalışma noktası 1 den 2 ye doğru kaymış olur. Şayet devir sayısı yerine hava debisi damper ile kısılacak olursa yeni çalışma noktası 3 e kayar. Debi azalırken basınç artmış olur. Şekil-6.20 Fan sistem etkileşimi ve çalışma noktasının değişimi 6.12 KANAL SİSTEMİNDE EKONOMİ Bir kanal sisteminde maliyetleri, diğer sistemlerde olduğu gibi ilk yatırım maliyeti ve işletme maliyeti olarak ikiye ayırmak mümkündür. Her iki maliyeti aynı baza getirip, optimum çözümü elde edebilmek için sistemin toplam yıllık maliyeti tarif edilir. Bu toplam yıllık maliyeti oluşturan kalemler aşağıdaki gibi sıralanabilir: A. Yıllık Yatırım Maliyeti 1. İlk yatırım Maliyetlerinin amortisman süresi ve enflasyon oranlarına göre belirlenen yıllık eşdeğer maliyeti 2. Faiz Maliyeti 3. Vergiler

32 201 B. Yıllık İşletme Maliyeti 1. Yıllık enerji maliyeti 2. Yıllık bakım maliyeti 3. Yıllık işletme maliyeti Türkiye şartlarında ilk yatırım maliyeti en önemli kalemdir. Bunun yanında ikinci önemli kalem yıllık enerji maliyetidir. Bu durumda yatırımın optimizasyon çalışmaları göreceli olarak basittir. Sadece kanal sisteminin ilk toplam yatırım maliyeti ile sistemin yıllık enerji maliyetinin toplamını minimize etmek yeterlidir Optimizasyon Prensip olarak kanal sisteminin kesiti ne kadar küçük tutulursa kanal yatırım maliyeti azalır. Buna karşılık yıllık enerji tüketimi artar, fan yatırım maliyeti artar. Bunlar ters yönde işleyen temel parametrelerdir. Kanal tasarımında klasik yöntemler yerine, T-yöntemi gibi optimizasyona dayalı yöntemlere gidilmesinde büyük yarar bulunmaktadır. Türkiye nin değişen ekonomik koşulları karşısında, kanal tasarımında ilk yatırım maliyetini azaltıcı yönde hareket edilmelidir. Ses limitlerini aşmayacak Şekilde mümkün olduğu kadar yüksek hızlara çıkmak ve yuvarlak kanallar kullanmak temel öneriler olmaktadır İlk Yatırım Maliyetine Etki Eden Faktörler Yatırım maliyetini azaltmak için uygulamada denenmiş pratik öneriler aşağıdaki gibi sayılabilir: 1. Mümkün olduğu kadar az sayıda bağlantı elemanı kullanın 2. Hava kaçaklarının önleyin. Bu amaçla hazır kanallar kullanmayı tercih edin 3. Yuvarlak kanallar kullanın 4. Dikdörtgen kanal kullanıyorsanız, kenar oranını 1 e yakın tutmaya çalışın Bu yaklaşımla, yatırım maliyetine etki eden önemli parametreler aşağıda sıra ile incelenecektir. Kanal Kenar Oranı Etkisi Kanalların yuvarlak veya dikdörtgen olması ve dikdörtgen kanallarda bir kenar uzunluğunun diğerine oranı olan kenar oranı değerinin değişmesi gerek ilk yatırım maliyetlerini, gerekse enerji maliyetlerini önemli ölçüde artırır. Tablo-6.28 de farklı kenar oranlarına sahip dikdörtgen ve yuvarlak düz kanal için hesaplanan ağırlık değerleri verilmiştir. TABLO-6.28 Kenar oranı etkisi (Aynı debi ve sürtünme kaybı için) Kanal Boyutu mm Kanal Alanı m 2 Kenar Oranı - Saç Et Kalınlığı mm Ağırlık kg/m 600 0,28-0,55 8, x 550 0,30 1/1 0,55 9, x 400 0,30 1,9/1 0,55 10, x 300 0,33 3,7/1 0,85 19, x 250 0,38 6/1 1,00 28, x 200 0,40 10/1 1,31 46,29 Bu karşılaştırmada söz konusu farklı boyuttaki kanalların aynı debiyi aynı sürtünme kaybı ile taşıması esas alınmıştır. Buradan açıkça görülmektedir ki artan kenar oranları birim kanal uzunluğundaki ağırlığı önemli ölçüde artırmaktadır. Hiç kuşkusuz artan kanal ağırlığı ile birlikte kanalın yatırım maliyeti ve işçilik maliyeti de artacaktır. Basınç Sınıflandırılması Bazı yayınlarda kanal tasarımcısının kanalda geçerli basınç değerlerini vermesi gerektiği vurgulanır. Kanal sistemi üzerinde geçerli çalışma basınç grubu verilmelidir. Böylece et kalınlıklarını bu basınca göre belirlemek mümkün olacaktır. Bununla kanal maliyetleri azaltılabilir. Bağlantı Elemanı Maliyetleri İlgili bölümde çeşitli bağlantı elemanlarının kayıp katsayıları verilmiştir. Tasarımcı buradan en uygun bağlantı elemanını seçebilir. Ancak en küçük kayıp katsayısını veren bağlantı elemanı en pahalı olanı olabilir. Yüksek kenar oranlı bir bağlantı elemanı yapmak, kare bir bağlantı elemanından biraz daha pahalı fakat yuvarlak bağlantı

33 202 elemanı yapmaktan daha ucuzdur. Bugün için bağlantı elemanı otomatik ekipmanla fabrikada üretilmekte ve işçilik minimuma düşürülmektedir. Elle üretimde ise işçilik maliyeti, aynı kesitli ve aynı uzunlukta düz kanal maliyetinin 4-8 misli olabilmektedir. Eğer yönlendirici kanallar kullanılırsa bu oran çok daha büyük olacaktır Yuvarlak Kanallar ile Dikdörtgen Kanalların Maliyetinin Karşılaştırılması Yuvarlak kanalların tesis maliyetleri önemli ölçüde daha düşüktür. Yuvarlak kanalları bir kişi tesis edebilir. Hâlbuki eşdeğer bir dikdörtgen kanal için en az iki kişi gereklidir. Ayrıca yuvarlak kanalların tesis standartları çok daha az malzeme kullanımını gerektirir. Yuvarlak kanalların daha ucuz olmasının nedenleri aşağıda sıralanmıştır: 1. Yuvarlak kanallar sınırlı sayıda standardize edilmiş elemanlardan ve belirli sayıda standart boyuttan oluşur. 2. Kanalların ve bağlantı elemanlarının üretimi tamamen otomatik ve seri olarak sistematik bir şekilde yapılmaktadır. Endüstriyel kalite kontrolü mümkündür. 3. Yuvarlak kanalların tesis zamanı, benzer bir dikdörtgen kanalın yaklaşık üçte biri kadar olabilmektedir. 4. Yalıtım malzemesinin maliyetleri daha düşüktür. Çünkü: a) Uygulanması ve ulaşımı daha kolaydır b) Daha küçük çevre uzunluğu dolayısı ile daha az yalıtım malzemesi kullanılır. Örneğin; çapı 500 mm olan yuvarlak kanalın çevresi, kenar ölçüleri 400 x 400 mm olan dikdörtgen kanaldan %13 daha azdır. Yalıtım için bu oranda az malzeme kullanılır. c) Gerek yangından korumak için ve gerekse ısıl yalıtım için yuvarlak kanallarda daha ince yalıtım kullanılabilir. Şekil-6.21 ve Tablo-6.24 da kanalların dıştan yangına karşı yalıtım değerleri ve karşılaştırılmaları verilmiştir. Şekil-6.21 Yalıtım kalınlığı tanımı (Yuvarlak kanallarda daha ince yangın yalıtım kullanımına izin verir.) TABLO-6.24 Yalıtım kalınlıkları (mm) Yuvarlak Dikdörtgen Gerekli kanal, mesnet ve askılarının sayısı ve boyutları yuvarlak kanallarda daha azdır. Askılar arası mesafe dikdörtgen kanalda 2,5 m iken bu değer yuvarlak kanalda 3 m değerine çıkar. Böylece bu malzemeden %20 tasarruf söz konusudur KANALLARIN İÇ TEMİZLİĞİ İç hava kalitesinin sağlanması ile ilgili çalışmalar göstermiştir ki, sistemin yetersiz kalmasında hasta bina sendromunda kanalların temizliği büyük önem taşımaktadır. Besleme ve dönüş kanallarında toplanan toz, mantar vs. gibi kirleticilerin hastalık kavramına büyük katkıları vardır. Bu nedenle özellikle besleme kanallarının içinin temizlenmesi gereği, bazı batı ülkelerinde örneğin İsveç te bina yönetmeliklerine dâhil edilmiştir. Kanal içi temizliği için çeşitli temizlik yöntemleri ve cihazları geliştirilmiştir. Bu cihazların standart çapları ve uygun geometrisi nedeniyle yuvarlak kanallara uygulanması daha kolay ve daha ucuz olmaktadır Temizlik Robotu ile Hava Kanalı Temizliği Alerjiden etkilenen insanların 6 da 1'i hava kanalı sistemi içindeki mantar ve bakteri ile olan direkt ilişkiden etkilenmektedir. Temiz ve pürüzsüz bir yüzeye oranla kirlenmeye başlamış ve pürüzlülüğü artmış bir yüzeyde kir

34 203 ve toz parçacıkları daha kolay ve fazla birikmektedir. Metalik yüzeye yapışan nemli kir, toz topaklarında üreyen küf ve mantarlar aynı zamanda nem tutulmasına da zemin hazırlayarak korozyonu başlatmakta ya da korozyonu hızlandırmaktadır. Korozyondan kaynaklanan malzeme problemleri hava kanalının ömrünün kısalmasına sebebiyet vermektedir. Bu yüzden hava kanallarının temizliği belirli periyotlar içerisinde yapılmalıdır. İzleme ve temizleme işlemi aşağıdaki prosedürlere göre yapılmaktadır. Şekil-6.22 Kanallar için temizlik ve izleme robotları İzleme ve Görüntü Alma Temizlikten önce İnceleme robotu havalandırma kanalları içine varsa mevcut bir temizleme kapağı kullanılarak ya da bir menfez girişinden sokulur ve menfezin kapatılması için plastik balonlar kullanılır. Bu robotun biri önünde, diğeri arkasında iki kamerası vardır. Araştırma robotu küçüktür ve kesiti 200x120 mm den büyük her türlü dikdörtgen kanalda, 250 mm çapından büyük her türlü yuvarlak kanalda ileri geri hareket edebilir. Robotun üzerindeki halojen lambaların ışık ayarı ile en uygun görüntüyü elde etmek mümkündür. Şekil-6.23 Kanal içinde izleme ve görüntü alma Araştırma robotu ile hatalı imal ve monte edilmiş, korozyona uğramış, kirlenmiş bölgeleri görebilir, Robot üzerinde bulunan kameralar vasıtası ile videoya kaydedebiliriz. Araştırma robotu ile yapılan kanal içi kontrolü, yeni monte edilmiş bir sistemin devreye alınması sırasında çok yararlı olmaktadır Bunun nedeni ise kanal montajları esnasında şantiye kaynaklı toz, toprak vb. oluşan kirliliklerin önlenmesi içindir Temizlenecek Kanal Bölümlerinin Ayrılması Temizleme robotları yaklaşık 20 m kablo ile yönlendirilmektedir. Bu nedenle 100 mm-2000 mm arasında balonlar yardımı ile temizlenecek bölge ayrılır. Bu bölgede uygun fırçalar takılan robotların mekanik fırçalaması ile toz ve kirler kanal yüzeyinden kaldırılır. Vakum motorları yardımı ile yoğun kirli hava bu kısımdan alınarak özel HEPA filtreli emiş cihazından geçirilerek dışarı atılır.

35 204 Şekil-6.24 Temizlenecek kanalın bölümlere ayrılması Jet Nozul Yardımı ile Son Temizlik Kanal içlerinde uçuşma nedeni ile kalkan toz taneciklerinden kaynaklanan son kirlilik de basınçlı azot gazı püskürten özel jet nozul başlığı yardımı ile ortamdan uzaklaştırılarak kanal temizleme işlemi tamamlanmış olur. Şekil-6.25 Jet nozul ile kanal temizliği Klima Santrali ve Serpantin Temizliği Ayrıca serpantinlerin yüzeyinde oluşan 1 mm.lik kir tabakası ısı transferini yaklaşık olarak % 10 oranında azaltmakta, başka bir deyişle aynı ısıl verimi elde etmek için harcanması gereken enerji miktarını % 10 oranında arttırmaktadır. Buda işletme giderleri açısından bir önem teşkil etmektedir. Serpantin yüzeyine yapışarak ısı transferini engelleyen, enerji israfına neden olan kirlilik de özel çözücü kimyasallar kullanılarak temizlenmektedir. Bu amaçla kullanılan kimyasal temizleyiciler basınçlı su yardımı ile serpantin yüzeyine püskürtülür temizleme işlemi sonrasında yine basınçlı su ile serpantin yüzeyinin durulanması işlemi yapılır BESLEME KANALI SİSTEMİ TİPLERİ Besleme ve geri dönüş kanal sistemlerinin çeşitli temel tipleri mevcuttur. Herhangi bir sistem veya farklı sistemlerin birleştirilmesi özel bir yapı için ihtiyaçların karşılanmasında kullanılabilir. Besleme kanal sistemlerinin genel tipleri şunları kapsamaktadır: Radyal (yuvarlak) sistem Uzatılmış büyük kanal (plenum) sistemi Daralan büyük kanal (plenum) sistemi Daralan gövde (trunk) sistemi Çevresel döngülü sistem Örümcek kanal sistemi Radyal (Dairesel) Sistem Radyal (dairesel) kanal sistemi en basit şekilde merkezi bir ana besleme kanalına bağlanan çok sayıda dairesel şekildeki kanal kollarından oluşur (Şekil-6.26). Ayrıca ana besleme kanalı (plenum) iki veya daha fazla çıkışı destekleyecek şekilde tasarlanmıştır. Bu sıkça rastlanan bir durumdur çünkü bir yapının uygun şekilde şartlandırılabilmesi için çok sayıda çıkış bağlanır ve pelunumun yüzey alanı kadar çıkış alınabilir. Radyal sistem

36 205 yaygın olarak tavan aralarında, asma tavan boşluklarında ve tesisat şaftlarında uygulanır. Ayrıca yukarıdan, aşağıdan veya yatay üflemeli klima santralleri ve fırınlarda kullanılabilir. Şekil-6.26 Radyal (dairesel) kanal sistemi Uzatılmış Büyük Kanal (Plenum) Sistemi Uzatılmış büyük kanal sistemi (Şekil-6.27) genellikle iç üniteye bağlı bir veya iki adet kutuya benzer büyük kanal sisteminden oluşur. Bu uzatılmış büyük kanal aynı genişlik ve yüksekliğe sahip olup başlangıçtan sona kadar aynı boyuttadır. Kollar, uzatılmış büyük kanala bağlı çıkış ağızlarıdır. En iyi sonuçlara, uzatılmış büyük kanalın klima santrali veya hava ısıtıcıdan 7,5 m den daha fazla olmadığı durumlarda ulaşılır. Şayet ikili büyük kanal kullanılıyorsa (Şekil-6.28) bu mesafe 15 m ye kadar çıkabilir. Şayet fiziksel proje gereklerine bağlı olarak daha uzun hatlar gerekiyorsa daralan uzatılmış büyük kanal sistemi kullanımı gibi ilave çözümler dikkate alınmalıdır. Burada bir diğer endişe uzatılmış büyük kanaldaki besleme hızları arttıkça en yakın kanallarda istenen hava debisi elde edilemeyebilir. Şekil-6.27 Uzatılmış büyük kanal sistemi (tekli kanal)

37 206 Asla uzatılmış büyük kanalın (plenum) uç alın kısmından kol almayın. En iyi sonuçlar için kol bağlantıları plenumun uç kısmından 0,6 m uzaktan başlatılmalıdır. Özet olarak uzatılmış geniş kanal (plenum) sistemi için aşağıdaki kurallara uymak gereklidir: Tek uzatılmış ana kanalın boyu 7,5 m yi aşmamalıdır. İkili uzatılmış kanal boyu 15 m yi aşmamalıdır. Kol bağlantıları uç kısımdan 0,6 m uzaktan başlamalıdır. Asla uzatılmış büyük kanalın uç kısmından kol almayın Daralan Büyük Kanal Sistemi Şekil-6.28 Uzatılmış büyük kanal sistemi (İkili uzatılmış kanal) Şekil-6.29 Daralan büyük kanal sistemi Daralan büyük kanal sistemi, (Şekil-6.29) fiziksel boyutlar veya yapısal zorunluluklar nedeniyle 7,5 m den daha uzun olması gerektiği durumlarda kullanılabilir. Daralan büyük kanal kavramı çok basit olup bir redüksiyon ile kanal hızları ve kesiti %50 azaltılır. Bu daraltma, santrale yakın kollardaki hava karakteristiklerini iyileştirir. %50 kuralı Şekil-6.30 da gösterilmiştir. Kanalın geniş kısmına dikkat edilirse buradaki hava debisi 2040 m 3 /h ve kanaldaki hız 4,6 m/s dir. Üçüncü koldan sonra hava debisi 1020 m 3 /s ve hava hızı 2,3 m/s ye düşmektedir. Bu

38 207 şartlar redüksiyon parçasının üçüncü koldan sonra yerleştirilmesinin uygun olacağını gösterir. Daralmanın hemen çıkış kısmında hava hızı 4,6 m/s olacak şekilde yeniden ana kanaldaki ortalama hıza ulaştırılır. Bu sistemin imalatı ve montajı bağıl olarak kolaydır. Sistemi imal etmek için bazen ilave levha metal gerekebilir, ancak bu işçilik doğru yapılırsa iyi ürünler ortaya çıkabilir. Sistemi dengelemek için uygun kol damperleri kullanmak gerekir. Şekil-6.30 Daralan büyük kanalda %50 kuralı Daralan Gövde Sistemi Daralan gövde sistemi (Şekil-6.31), kademeli daralma dışında daralan büyük kanal sistemine çok benzemektedir. Bu çoklu daralmalar, her bölüne verilen hava debisi düşürülmek suretiyle m/s olarak hava hızını her gövde parçasında sabit hale getirir. Bu sistemi imal ve monte etmek için genellikle daha fazla levha metal ve işçilik gerekir. Bir diğer önemli problem çok fazla bağlantı kısmının sızdırmaz hale getirilmesi zorunluluğudur (hava kaçaklarını önlemek). Daralan gövde sistemi, ayrıca uzun yuvarlak kanallarla ve hazır bağlantı elemanları ile de uygulanabilir. Yuvarlak kanal sistemleri, imalat ve kurulum işçilik masraflarını önemli ölçüde azaltır ve uygun şekilde yapıldığında çok tatmin edici ürünler ortaya çıkar. Şekil-6.31 Daralan gövde sistemi Kullanılan bir diğer düzenleme, birincil/ikincil gövde sistemi olarak bilinir (Şekil-6.32). Bu tip sistem; bir adet birincil gövdeye ve iki veya daha fazla ikincil gövdeye sahiptir. Sistemde birincil gövdenin sonuna Te bağlantı elemanı yerleştirilerek daraltılmış gövde sistemindeki aynı işlev yapılmış olur. Her ikincil gövde sistemi, birincil gövde kesitinden daha küçük kesit alanına sahiptir. İkincil gövdeler her bir kola uygun hızda hava hızı sağlamak için boyutlandırılır. Bu tip bir sistem, iki veya daha fazla yönde yayılan bir yapı içinde çok başarılı bir şekilde kullanılabilir.

39 208 Şekil-6.32 Birincil-ikincil gövde sistemi Çevresel Döngülü Kanal Sistemi Çevresel döngülü kanal sistemi, asmolen katlı betonarme binalar için uygundur (Şekil-6.33). Genellikle soğuk iklimlerdeki uygulamalarda radyal sistemden daha iyidir. Bununla birlikte çevresel döngülü sistem, bazı dezavantajlara sahip olup tasarımı biraz daha zordur ve kurulması daha pahalıdır. Temel olarak kanallar asmolen boşluklarına uygun şekilde yerleştirilir. Tüm çevredeki kanal döngüsündeki kanallar aynı boyuttadır. Döngünün besleme kanalları besleme plenumundan dört veya daha fazla kanal ile bağlanmıştır. Besleme kanalları da aynı boyuttadır. Besleme plenumu bina için gerekli hava debisini besleyecek kapasiteye uygun olarak tasarlanmıştır. Şekil-6.33 Çevre dönüşlü kanal sistemi Örümcek Sistemi Bir örümcek kanal sistemi, gövde ve kol sisteminin bir uzak çeşididir. Büyük besleme hava kutusundan, genellikle büyük çaplı esnek kanallarla daha küçük hava kutularına bağlanır. Bu küçük hava kutusundan daha küçük esnek kanallarla menfez ve difüzörlere bağlanır. Aşağıdaki Şekil-6.34 te bu sisteme ait bir şema gösterilmiştir.

40 209 Şekil-6.34 Örümcek kanal sistemi 6. BÖLÜM KAYNAKLARI 1. TTMD Teknik Yayın No: 9, Tesisat Mühendisliği Uygulama Kitabı 2. Hava Kanalları Hesabı ve Konstrüksiyonu (Dipl. İng. O. H. Brandi) 3. MMO Yayın No: MMO / 2002 / 296-2, Klima Tesisatı 4. Üntes Eğitim Notları 5. ÇİMEN, F., Hava Kanalları,TTMD Dergisi, Sayı:1, Mart-Nisan F. WANG, Computer aided optimal design of duct system using simulated annealing (Master Thesis), Oklahama State University, May H. Bulgurcu, Havalandırma Sistemleri, Ders Sunumları, Balıkesir M. Bilgili, E. Şimşek, Y. Polat, A. Yaşar, Havalandırma Sistemleri, Adana Meslek Yüksekokulu Yayınları No:1 Adana SMACNA, Technical Paper On Duct Leakage, Sheet Metal and Air Conditioning Contractors' National Association (SMACNA) P.O. Box Chantilly, VA Roger M Hensley, DUCT System Desıgn Considerations, Refrigeration Service Engineers Society 1666 Rand Road Des Plaines, Illinois 60016