BÖLÜM HAVALANDIRMA KANALLARININ TASARIMI AMAÇ

Transkript

1 BÖLÜM HAVALANDIRMA KANALLARININ TASARIMI AMAÇ Havalandıra kanallarını tasarlayabile ve fan seçiine esas olacak basınç kaybı ve debi değerlerini esaplayabile.. HAVALANDIRMA KANALLARININ TASARIMI.1. Standart Kanallar ve Eleanları 5

2 Yuvarlak kanal sistelerinin eleanları standartlaştırılıştır. Böylece kolayca standart seri üreti yapak, üretii stoklaak ve kısa zaanda üşteriye tesli edebilek ükün oluştur. Buna karşılık dikdörtgen kesitli kanallar ve bağlantı parçaları için böyle bir standart boyut söz konusu değildir. Dikdörtgen kesitli kanallar ve fittingsi üşterinin istediği boyutlarda ve çoğu zaan şantiyede yerinde üretilir. İdeal bir ava kanalı, 1. Gerekli bölgeye yeterli avayı taşıalı,. İlk kuruluş ve işlete asrafları ekonoik olalı,. Fazla gürültü ve titreşi yapaalıdır... Havalandıra Sistelerinde Dış Hava Miktarı Tayini Yalnız avalandıra yapılan aallerde avanın taaı dışarıdan alınakta ve ava üzerinde içbir terodinaik işle yapadan aale verilektedir. Dışarıdan taze ava aale gelirken, aalin bayatlaış avası da dışarı atılaktadır. Bu işleler genellikle, ava fanları yardıı ile cebri olarak yapıldıklarından, fanın gücünün belirlenesinde aal ava debisinin bilinesi gerekektedir.maal ava debisinin belirlenesinde; 1. Maal avasını kirlilik duruu. Dış avanın fiziki duruu. Maal avasının sıcaklığı 4. Maal avasının neliliği 5. Maalin kullanı aacı 6. Maalden aal avasına yapılan gaz katkıları 7. Maalde bulunak duruunda olanların özellikleri gibi ususların göz önünde bulundurulası gerekir.maal dış ava iktarının belirlenesinde, bu ususlar göz önünde bulundurularak azırlanan etotlardan en uygun olan bir ya da birkaçı uygulanabilir...1. Maaldeki İnsan Sayısına Göre Dış Hava Miktarı Tayini Maal avalandırılalarında, aalin kullanı aacı ve aalde bulunan insanların avayı kirlete durularını da göz önünde bulundurak gerekir (Şekil.1). Maalin ortalaa taze ava itiyacını kişi sayısına göre belirlenesinde kesin sayısal bir değer verek ikanı yoktur. Bunun için aalin kullanı aacına göre fert başına tecrübe edilen yaklaşık değerler alınaktadır. Çizelge.1 de aal kullanı aacı ve o aalde bulunan insanların taze dış ava itiyaçlarına göre fert başına itiyaç duyulan taze ava iktarları veriliştir. Ancak, lüzuu alinde bu değerlerin / altında ve üstünde alak ükündür. Bu çizelgeden faydalanarak topla dış ava itiyacını bulak için; Şekil.1. Maal Havasına İnsanlar Tarafından Yapılan Katkılar Q = nv&. kişi 6

3 Q : Topla dış ava debisi ( /) V & kişi : İnsanlar tarafından itiyaç duyulan teiz ava iktarı ( /, kişi) (Çizelge.1) n : Maalde bulunan insan sayısı eşitliği kullanılır. Çizelge.1. Maal Kullanı Aacına Göre Fert Başına Saatlik Taze Hava İtiyacı Hava kullanı yeri Tiyatro Konser salonu Sinea Okua salonu Fuar alanı Satış ağazası Müzeler Spor salonları Hava iktarı /, kişi Hava kullanı yeri Özel büro Dinlene odaları Kantin Konferans salonu Sınıflar Teneffüs odaları Lokantalar Büyük bürolar Hava iktarı /, kişi Örnek: Sigara içilesinin serbest olduğu bir kantinde ortalaa 5 kişinin bulunduğu kabul edilektedir. Bu kantine dış ava sağlaak aacıyla bağlanan fanın ava debisi ne olalıdır? Çözü: Topla dış ava debisi: V & kişi = (sigara içile farkı) = 50 /, kişi Q = nv&. kişi Q = 5 kişi. 50 /, kişi = 150 /... Saatlik Hava Değişi Sayısına Göre Dış Hava Miktarı Hava değişi sayısı, aalin aci kadar dış avanın aalde bulunan ava ile değiştirilerek, aal avasının yenilenesidir. Saatteki yenilene iktarı da saatlik ava değişi sayısı olarak ifade edilektedir. Maal avasının değiştirile itiyacı sıklığı, (bilassa atölyelerde) aal avasının kirlene süresine bağlıdır. Özellikle işlete aallerinde oluşan zararlı addelerin etkilerine göre, ava değişi sayıları belirlenektedir. Çizelge. de aallerin kullanı aaç ve cinsine göre, tecrübeye dayalı saatlik ava değişi sayıları veriliştir. Bir ace gönderilecek ava itiyacı ava değişi sayısına göre belirlenebilir. Buna göre ava itiyacı; Q = H V d. Q : Maale üflenen ava debisi ( /) H d : Hava değişi sayısı (defa/saat= 1/= -1 ) (Çizelge.) V : Maalin topla aci ( ) 7

4 Örnek: Yüksekliği,5, eni 10 ve boyu 0 olan bir konferans salonu avalandırılacaktır. Buna göre konferans salonunun dış ava itiyacını belirleyiniz. Çözü: Konferans salonunun aci: a = 10, b = 0 ve =,5 V = a.b. = 10.0.,5 = 700 Konferans salonunun ava değişi sayısı: H d = 5-10 defa/ (Çizelge. den sigara içe yasağı olduğu için en düşük değer 5 defa/ alınıştır) Buna göre ava itiyacı: Q = H V d. Q = 5 defa/. 700 Q = 500 / Çizelge.. Çeşitli Maallerin Saatlik Hava Değişi Sayıları Maal Adı Otura odası Büro Mutfak Banyo Helalar: Genel WC Fabrika WC Büro WC Konut WC Kütüpaneler Boyaane Garaj Gardırop Misafirane Dinlee salonu Kantin Alış-veriş erkezi Hava Değişi Sayısı (defa/saat) Maal Adı Laboratuar Dükkan Aeliyatane Ütüane Okullar: Fizik ve biyo. Lab. Okul elaları Yüze avuzları Kasa odaları Soyuna odaları Konferans Salonları Çaaşıraneler Abarlar Sinea, tiyatro: Sigara yasak Sigara serbest Atölyeler Hava Değişi Sayısı (defa/saat) Kanal Hesapları

5 Sistede kullanılan fan, otor, ısıtıcı, soğutucu gibi akine ve teçizatların güçlerinin belirlenesinde, ava kanallarının fiziki yapı ve teel özelliklerinin bilinesi gerekir. Havalandıra kanallarındaki basınç kayıplarının oluşasında kanal cidarlarındaki sürtüne, ara bağlantı parçalarındaki pürüzler, yön değiştireler ve çap daralaları etkili olaktadır. Kanallardaki basınç kayıplarının esabı; kanal yapıında kullanılan alzeenin, kanaldaki ava ızının ve kanal boyunun bilinesi duruunda, kanal ağının topla basınç kaybının bulunası ile ükün olur...1. Kanalardaki Hava Hızları Kanallardaki ava ızı; kanalın kullanı yeri yapının cinsi ile ses duruuna bağlıdır. Havanın kullanı aacına göre uygun ızı seçek gerekektedir. Lüzuundan fazla ız seçilesinde, kanallarda gürültü ve isteneyen sesler oluşur. Ayrıca; ava ızı siste fanının gücü ile ilgili olduğu için; ız artınca fanın debisi ve yükünü de artırak gerekir. Havas ızının gereğinden düşük seçilesinde de yeterli ava debisine ulaşıladığından, istenilen şartlardaki avalandıra ya da iklilendire yapılaaz. Çizelge. de Alan literatürüne göre tavsiye edilen kanallardaki ava ızları veriliştir. Çizelge.4 de ise Carrier tarafından tavsiye edilen ız değerleri veriliştir. Çizelge.. Tavsiye Edilen Kanallardaki Hava Hızları Düşük Basınçlı Sistelerde Konfor Uygulaası Endüstriyel Uygulaa Beslee enfezleri 1,5-4 /s Eiş ve egzoz enfezleri 4 8 /s Dış ava panjurları /s Ana kanallar, /s Tali kanallar, bağlantılar /s Yüksek basınçlı kanallarda, Bağlantı atları 8-1 /s Ana kanallarda 15 0 /s Tali kanallarda 1 18 /s Çizelge.4. Carrier Tarafından Tavsiye Edilen Hızlar Uygulaa Ses Kriteri Ekonoik Kriter Ana Kanal Tali Kanal Beslee Dönüş Beslee Dönüş Konutlar /s 5 4 Apart Otel, Hastane, Yatak Odası Özel ofis, Kütüpane, Yönetici Odası 5 /s 7,5 6, /s 10 7,5 8 6 Tiyatro, Konser Salonu 4 /s 6,5 5,5 5 4 Genel Ofis, Lokantalar, 7,5 /s 10 7,

6 Alışveriş, Bankalar Ortalaa Dükkan ve Kafeteryalar 9 /s 10 7,5 8 6 Endüstri 1,5 /s ,5... Kanal Kesit Alanının Tayini Havalandıra ve iklilendire kanal çaplarının tayini; sistein topla ava debisinden areketle bulunur. Hava debisi, avalandırada topla ava itiyacından ve iklilendire sistelerinde de topla ısı kazancı ya da ısı kaybı bulunarak tespit edilir.hava debisi bilinen bir kanalın kesit alanını bulak için; Q = V. A Q : Kanaldan geçen avanın debisi ( /s) V : Kanaldan geçen avanın ızı (/s) A : Kanalın kesit alanı ( ) eşitliğinden faydalanılır. Kanalı boyutlandırak için dikdörtgen veya silindirik olasına göre Şekil. de gösterilen eşitliklerden faydalanılır. Burada a ve b kanalın kenar uzunlukları () ve d ise kanalın çapıdır (). Kanal Kesiti Kanal Kesit Şekli Kanal Kesit Alanı Dikdörtgen b a A= a.b Ç=(a+b) Daire d A = π d 4 Ç=π.d Şekil.. Dikdörtgen ve Silindirik Kanalların Kesit Alanları Örnek: Kanaldaki ava ızının 5 /s olası duruunda, acisel debisi / olan silindirik ava kanalının kesit alanı ve çapı nedir? Çözü: V= 5/s, Q= / 0 Q = = =,77 600s s Q = V. A Q,77 A = = s = 0,554 V 5 s

7 . A 0,554 A = π d d = = = 4 0,785 0,785 0,84... Kanal Kenar Oranları Kanallar boyutlandırılırken, kat yüksekliklerinin dikkate alınası gerekir. Ancak noral şartlarda, eğer kat yüksekliğinden dolayı bir proble yok ise, kanal oranlarının / olarak alınası en uygun olanıdır. Örnek: Hava debisi 750 / ve ava ızı da /s olan bir yan kanalın boyutlarını / oranına göre belirleyiniz. Çözü: V= /s, Q= 700 / = 0,194 /s Q = V. A ise Kesit alanı; = Q 0,08 / s A = 0,0694 V / s = Kanal boyutları; A= a.b ve kenar oranları b = a olduğu için a A= a.b = a. a = b a = a 0,0694 = a = 0, 08 a = 0,1041 a = 0,6.0,6 b = a = b = 0, Benzerlik Kanunu Aynı acisel debideki avanın değişik kesit alanlarındaki kütlesel debisi de aynıdır. Şekil. de görüldüğü gibi, kanallardaki değişken kesit alanlarında ava sabit acisel debide aktığı zaan akan akışkanın ızı V 1 den V ye çıkar. A 1 Q 1 A Q V V 1 Şekil.. Kanallarda Değişken Kesit Alanları 1

8 Benzerlik kanununa göre yazılan; Q = Q 1 eşitliğinden, V. A = V. A V V 1 1 A = A 1 1 eşitliğini yazak ükündür. Örnek: Kesit alanı 0,5 ve ava ızı da 4 /s olan bir kanal daraltılarak kesit alanı 0, düşürüldüğüne göre kanaldan akan avanın ızı ve debisi ne olur? Çözü: A 1 = 0,5, V 1 = 4 /s ve A = 0, Kanaldan akan avanın ızı, V. A = V. A ,5 = V. 0, V = 6,7 /s Kanaldan akan avanın debisi, Q = V. A Q = 4.0,5 Q = /s..5. Bernoulli Denklei Bir kanaldaki ava akışı teorik olarak Bernoulli Denklei ile ifade edilebilir. Kanal içindeki akış için yükselti farkı ial edilirse, 1 ve noktaları arasında Bernoulli denklei; 1 P1 V1 P V Şekil.4. 1 ve noktaları arsındaki kanal ρ. V1 ρ. V s1 s P = P + P + olarak yazılabilir. Burada, P : Sürtüneye ve dinaik kayıplara bağlı 1 ve noktaları arasındaki topla basınç kaybı (Pa) P s1 ve P s : Söz konusu noktalardaki statik basınçlar (Pa)

9 V 1 ve V : Söz konusu noktalardaki ava ızı (/s) ρ : Kanal içindeki avanın yoğunluğu (kg/ ) Bu ifadedeki V / terii dinaik basınç olarak isilendirilir ve V Pd = ρ şeklinde gösterilir. Standart şartlardaki ava için ız basıncı, = 0, 60. V Pd olarak bulunur. V burada /s olarak ava ızıdır. Buna göre akışkanın erangi bir noktasındaki topla basınç, P = P + P t s d olarak statik ve dinaik basınçların toplaı şeklinde ifade edilir..4. Kanallarda Topla Basınç Kaybı Kanallardaki topla basınç; kanal cidarlarına sürtüne ile kanal bağlantı parçalarının, kullanılan ciazların (ısıtıcı, soğutucu, dala tutucu gibi) ve diğer yan bağlantı eleanlarının gösterdiği dirençlerden oluştuğundan, topla basınç kaybı için; (. ) P = P + P = l R + Z + P t s d E eşitliği ile bulunur. Bu eşitlikte; l.r : Kanallardaki sürtüne basınç kaybı (Pa) l : Kanal uzunluğu () R : Biri basınç kaybı (Pa/) Z : Kanal bağlantı parçalarının basınç kaybı (Pa) P E : Sistede kullanılan ciazların (filtreler, ısıtıcılar, susturucular, kapaklar, ölçü aletleri, yön değiştiriciler gibi) topla basınç kayıpları (Pa) olarak veriliştir Kanalardaki Sürtüne Basınç Kayıpları Akışkanın viskositesine bağlı olarak gerek kanal cidarları ile ve gerekse akışkanın kendi olekülleri arasındaki sürtüneler dolayısı ile oluşan kayba sürtüne kaybı denir. Sürtüne kaybı, l V P = R. l = λ.. ρ. d P : Uçlar arasındaki basınç farkı (Pa=N/ ) l : Kanal boyu () R : Biri basınç kaybı (Pa/) (Şekil.5) λ : Kanal (boru) direnç katsayısı d : Kanal çapı () ρ : Havanın yoğunluğu (1, kg/ ) V : Havanın ızı (/s)

10 eşitliği ile bulunaktadır. Bu ifadedeki boyutsuz sürtüne katsayısı, cidarın pürüzlülüğüne, akışkan cinsine, kanal çapına ve akışın Re sayısına bağlıdır. Sürtüne kaybının bulunabilesi için standart sürtüne diyagraları azırlanıştır. Yuvarlak galvanizleniş çelik kanallarda akan standart ava için azırlanan sürtüne diyagraı Şekil.5 de veriliştir. Bu diyagra yardıı ile standart kanallardaki ava debisi ve kanal çapı biliniyorsa, kanaldaki ava ızını ve kanalın biri uzunluğu başına özgül sürtüne kaybını bulak ükündür. Eğer dikdörtgen kanallar söz konusu ise Çizelge.5 ve 6 yardıı ile eşdeğer kanal çapı bulunabilir. Örnek: Özel bir duru için 15 uzunluğunda galvanizleniş çelik saçtan yapılış avalandıra kanalının çapı 150 ve bu kanaldaki ava ızı 1 /s dir. Bu verilere göre, kanalın iki ucu arasındaki basınç farkı ve kanalın debisi ne olur? (ε =0,09) Çözü: ε =0,09, l=15, V=1 /s, d=150 = 0,15 Biri basınç kaybı, R=10, Pa/ (150 çap ve 1 /s ız için Şekil.5 den) Topla basınç farkı, Pa P = R. l = 10,. 15 = 154, 5 Pa Kanalın Debisi, Bu verilere göre yine Şekil.5 den ava debisi Q= 11 litre/s = 0,11 /s = 760 / olarak okunur. Bu debi değerini esap yolu ile bulak istersek, Q = V. A d,14.0,15 A = π = = 0, Q V A s =. = 1.0, 0176 = 0, 11 elde ediliş olur. s Örnek: Çapı 15 olan bir saç kanalda ava ızı 5 /s ve ava sıcaklığı 0 0 C olduğuna göre 10 uzunluğundaki bir kanal parçasının iki ucu arasındaki basınç farkı ne olur? ( λ =0,07 olarak alınacak ve ρ =1, kg/ ) Çözü: l=10, V=5 /s, d=15 = 0,15 l V 10 5 ( / s) P = λ.. ρ. = 0,07..1, kg /. =, 4 N / ( Pa) d 0,15 4

11 Şekil.5. Sürtüne Diyagraı Çizelge.5. Eşdeğer Sürtüne ve Kapasite İçin, Dikdörtgen Kesitli Kanallara Eşdeğer Yuvarlak Kanallar (Ölçüler cinsindendir) 5

12 6 Çizelge.6. Eşdeğer Sürtüne ve Kapasite İçin, Dikdörtgen Kesitli Kanallara Eşdeğer Yuvarlak Kanallar (Ölçüler cinsindendir)

13 .4.. Kanalardaki Dinaik Basınç Kayıpları (Yerel Kayıplar) Dinaik kayıplar (yerel kayıplar) çeşitli bağlantı eleanlarında akışın yön veya kesit değiştiresi gibi raatsızlıklar nedeniyle ortaya çıkar. Bu bağlantı eleanları arasında giriş ve çıkış ağızları, kesit değiştiriciler (redüktörler) birleşe ve ayrılalar ve dirsekler sayılabilir. Özel dirençlerdeki dinaik basınç kayıpları (Z), avalandıra ve iklilendire tesisatları kanal esaplarında öne kazanaktadır. Dinaik basınç kayıpları, V P = Z = k. ρ. Z : Özel dirençlerdeki dinaik basınç kayıpları (Pa) k : Dinaik basınç kayıp katsayısı (Şekil.6) eşitliği ile bulunur..4.. Santral İçi Ciazlarının Basınç Kaybı Santral içine yerleştirilen kapaklar, susturucular, ısıtıcı ve soğutucular, ava filtreleri, nelendiriciler, dala tutucular, ne tutucular ve ısı geri kazanı ciazları gibi kısılar da öneli ölçüde basınç kaybına sebep olaktadırlar. Aşağıda verilen çizelgede santral içi ciazların sebep oldukları basınç kayıpları veriliştir. 7

14 Çizelge.7. Santral İçi Bağlantı Ciazları Basınç Kayıpları Bağlantı Ciazı Pa Bağlantı Ciazı Pa Kalın Filtreler Hava Menfezi İnce Filtreler Susturucu 0-50 Isıtıcılar Panjur Kapak (Açık) 10-0 Soğutucular 0-10 Dış Korua Kafesi 0-60 Buarlaştırıcı Yangın Korua Kapağı Kanal Sistei Bölülerindeki Kayıplar Kanal sisteinin erangi bir bölüündeki topla basınç kaybı, söz konusu bölüdeki sürtüne kayıpları ile dinaik kayıpların toplaına eşittir. Dolayısı ile iki ifadeyi birleştirerek bir kanal bölüündeki topla kaybı, Ptopla = Psürtüne + Pdinaik l V V Ptopla = λ.. ρ. + k. ρ. d l V Ptopla = λ. + k. ρ. d şeklinde ifade etek ükündür. 8

15 Şekil.6. Kanal Bağlantı Eleanlarının Kayıp Katsayıları 9

16 .5. Fan Siste Etkileşii Fan perforans verileri, uygulaada ölçülenlerden farklı olaktadır. Fan testleri sırasında giriş serbesttir ve çıkışta ise çıkışla aynı kesitte ve yeteri kadar uzunlukta düz kanal bulunur. Bu fan perforansı açısından en uygun durudur. Halbuki uygulaada fan giriş ve çıkışında uygun olayan bağlantılar söz konusudur. Bu duruda esaplanan siste ava debisi ve basınç kaybına göre seçilecek fanın yetersiz kalasına neden olacaktır. Bunun önlenesi için fan-siste etkileşiini dikkate alan ilave basınç kaybı göz önüne alınalıdır. Burada sözü edilen fan-siste etkileşii tesisin taalanasından sonra test ve ayar işlei sırasında ölçüleez. Bu nedenle tasarı sırasında projeci tarafından siste etkisi esaplanıp fan seçii buna göre yapılalıdır. Fan-siste etkileşiinde üflee alanı/çıkış ağzı alanı oranı ve etkin kanal uzunluğu yüzdesi değerleri Şekil.7 de gösteriliştir. Şekil.7. Kontrollü Difüzyon ve Düz Çıkış Kanalında Düzgün Hız Profili Teşkili 40

17 .6. Kanal Boyutlandırılası ve Hesap Yönteleri Kanal siste tasarıında öncelikle ava üflee ve ee enfezlerinin yerleri ve er bir enfezin kapasitesi (debisi), tipi ve büyüklüğü belirlenelidir. Bu ava vere ve ee enfezlerinin standart tipte ve biçide olasına ve bilinen bir fira ürünü olasına dikkat edilelidir. Daa sonraki adı, kanal sisteinin şeatik olarak çizilesidir. Bu şeatik ön çizide esaplanan ava iktarları, çıkış yerleri ve en ekonoik ve uygun kanal güzergaı gösterilir. Bundan sonra kanallar boyutlandırılarak çeşitli eleanlardaki basınç kayıpları esaplanır. Bulunan değerler şeatik çizilere işlenir. Kanal esaplarında bulunan boyutlar yuvarlak kanallar içindir. Eğer dikdörtgen kanallar kullanılacak ise eşdeğer kanal çapından, dikdörtgen kanal boyutların geçilir. Kanal boyutlandırılasında kullanılan yönteler şunlardır; 1. Eş sürtüne yöntei. Statik geri kazana yöntei. Uzatılış plenular 4. T- yöntei 5. Hız yöntei 6. Sabit ız yöntei 7. Topla basınç yöntei.6.1. Eş Sürtüne Yöntei Bu yöntede öncelikle biri kanal uzunluğu başına olan statik basınç kaybı yani özgül sürtüne kayıp değeri seçilir. Seçilen bu değer bütün kanal uzunluğu boyunca sabit tutulacak şekilde kanal boyutlandırılası yapılır. Bu yönte kullanılarak ava kanalarının boyutlandırılası aşağıdaki aşaalar ile gerçekleştirilir. 1. Kanal sisteinin bütün parçalarını gösteren bir taslak azırlanır.. Taslaktaki er kanal parçası nuaralanır ve üzerine ava debisi yazılır.. Şekil.5 deki diyagradan bir sürtüne katsayısı seçilir. 4. Biri sürtüne katsayısı seçilirken, gerek fan çıkışındaki, gerekse kanalların diğer kısılarındaki ava ızlarının, tavsiye edilen ızlar ertebesinde kalasına dikkat edilir. Alçak ızlı kanal sistelerinde genellikle, yaklaşık 0,6-1,6 Pa/ değerinde seçilesi iyi sonuç verir. 5. Kanal taslağındaki er parçanın ava debisine göre ve seçilen biri sürtüne katsayısına göre, o parçanın kanal çapı ve ava ızı diyagradan bulunarak taslaktaki kanal parçalarının üzerine yazılır. 6. Eğer kanal sistei yuvarlak kanlardan oluşuyorsa boyutlar belirleniştir. Dikdörtgen kanallar kullanılıyorsa, bulunan çap yardıı ile Çizelge.5 ve 6 dan eşdeğer dikdörtgen kanal kesiti belirlenir. 7. Kanal sistei boyutlandırıldıktan sonra er bir bölüdeki sürtüne ve dinaik basınç kayıplar esaplanır. 8. Bölüdeki kayıplar toplanarak gerekli fan basıncı bulunur. Örnek: Aşağıdaki şekilde ava kanalı şebekesinin kanal ölçülerini ve topla basınç kaybını bulunuz. Vantilatör çıkışındaki ava ızını 8 /s alınız. (k=1,4 ve ρ =1, kg/ olarak alınacak) 41

18 Klia santrali Fan Fan A 0 B C 0 15 Beslee Havası E 750 F 1000 D Egzoz Havası Havalandıra Kanalı Şebekesi Şekil.8. Bir Çözü: Kritik devre AD bölüüdür. Beslee avası bölüü için er bir kısı ayrı ayrı incelenirse, AB Bölüü İçin, V = 8 / s Q = = l l Q = 500 = 500. = 694, s s Şekil,5 den 8 /s ız ve 694,44 l/s debi değeri çakıştırıldığında bulunan bu noktaya göre, biri sürtüne kaybı ve eşdeğer çap değerleri, R =, Pa ve deş = 4 olarak bulunur. Kanalı silindirik değil de dikdörtgensel olarak düşündüğüüzde ise, bu eşdeğer çapa karşılık gelen kanal boyutları Çizelge.5 den, 50 x 75 olarak bulunur. Ayrıca kanalın çapını sürtüne diyagraından değil de esap yolu ile bulak istenilirse; Q Q = V. A A = V 0, 694 / s A = = 0, / s π 4. d 0, = 0, d = d = 0,1105 d = 0, = olarak bulunur. Kanalda eydana gelen sürtüne ve dinaik basınç kayıpları ise, Pa Ps = R. l =,.0 = 44 Pa π 4

19 V kg 8 ( / s) P = k. ρ. = 1, 4.1,. = 5,76 Pa d olarak bulunur. BC Bölüü İçin, Biri sürtüne kaybı değeri er bölüde aynıdır ve değeri, R =, Pa olarak alınır. BC bölüünden geçen avanın debisi, l Q = = 1750 = 486,11 s olur. Bu iki değere göre, Şekil.5 den V = 7, / s ve d = 85 eş olarak bulunur. Kanalı silindirik değil de dikdörtgensel olarak düşündüğüüzde ise, bu eşdeğer çapa karşılık gelen kanal boyutları Çizelge.5 den, 00 x 5 olarak bulunur. Ayrıca kanalın çapını sürtüne diyagraından değil de esap yolu ile bulak istenilirse; Q Q = V. A A = V 0, 486 / s A = = 0, , / s π 4. d 0, = 0, 0675 d = d = 0, 0859 d = 0, 9 = 9 π olarak bulunur. Kanalda eydana gelen sürtüne ve dinaik basınç kayıpları ise, Pa Ps = R. l =,.0 = 44 Pa V kg 7, ( / s) P = k. ρ. = 1, 4.1,. = 4,54 Pa d olarak bulunur. CD Bölüü İçin, Biri sürtüne kaybı değeri er bölüde aynıdır ve değeri, R =, Pa olarak alınır. CD bölüünden geçen avanın debisi, l Q = 1000 = 77, 7 s olur. Bu iki değere göre, Şekil.5 den 4

20 V = 6, / s ve d = 5 eş olarak bulunur. Kanalı silindirik değil de dikdörtgensel olarak düşündüğüüzde ise, bu eşdeğer çapa karşılık gelen kanal boyutları Çizelge.5 den, 75 x 175 olarak bulunur. Ayrıca kanalın çapını sürtüne diyagraından değil de esap yolu ile bulak istenilirse; Q Q = V. A A = V 0, 77 / s A = = 0, 049 6, / s π d 4. 0, = 0, 049 d = d = 0, 0559 d = 0, 6 = 6 π olarak bulunur. Kanalda eydana gelen sürtüne ve dinaik basınç kayıpları ise, Pa Ps = R. l =,.5 = 55 Pa V kg 6, ( / s) Pd = k. ρ. = 1,4.1,. =, Pa olarak bulunur. BE ve CF Bölüleri İçin, Biri sürtüne kaybı değeri er bölüde aynıdır ve değeri, R =, Pa olarak alınır. BE ve CF bölüleri aynıdır. Buna göre bu bölülerden geçen avanın debisi, l Q = 750 = 08, s olur. Bu iki değere göre, Şekil.5 den V = 5,9 / s ve d = 10 eş olarak bulunur. Kanalı silindirik değil de dikdörtgensel olarak düşündüğüüzde ise, bu eşdeğer çapa karşılık gelen kanal boyutları Çizelge.5 den, 5 x 175 olarak bulunur. Ayrıca kanalın çapını sürtüne diyagraından değil de esap yolu ile bulak istenilirse; Q Q = V. A A = V 0, 08 / s A = = 0, 05 5,9 / s 44

21 . d 0, 05.4 π 4 = 0, 05 d = d = 0, 0449 d = 0, 11 = 11 olarak bulunur. Kanalda eydana gelen sürtüne kayıbı ise, π Pa Ps = R. l =,.10 = Pa olarak bulunur. Her bölü için ayrı ayrı yapılan bu esaplaalar bir çizelgede belirtilir ve bu şekilde avalandıra sisteindeki kritik devre için topla basınç kaybı bulunur. Çizelge.8 de görüldüğü gibi bu avalandıra sistei için seçilecek olan fanın debi ve basıncı, Q = 500 PTopla = 7, 6 Pa değerinde olası gerekir. Kısı Çizelge.8. Kanal Ölçülendirilesi ve Basınç Kayıplarının Bulunası Hava Kanal Hesabı Sürtüne Kayıpları Dinaik Kayıplar Debi Hız Eşdeğer Çap Kanal Ölçüsü Boy Öz.Sürt. Kay. Q V d eş a x b l R Sür. Kay. P s Kayıp Kat. k Din. Kay. Cinsi P d - /s /s x AB x 75 BC , x 5 CD , 5 75 x 175 Pa/ Pa - Pa - 0, 44 1,4 5,76 Ayrıla 0, 44 1,4 4,54 Ayrıla 5, 55 1,4, Dirsek + + Topla ,6 =7,6 BE 750 5, x 175 CF 750 5, x , ,

22 Kısı Çizelge.9. Kanal Ölçülendirilesi ve Basınç Kayıplarının Bulunası (Örnek Çizelge) Deb i Hava Kanal Hesabı Sürtüne Kayıpları Dinaik Kayıplar Hız Eşdeğer Çap Kanal Ölçüsü Boy Öz.Sürt. Kay. Q V d eş a x b l R Sür. Kay. P s Kayı p Kat. k Din. Kay. Cinsi P d - /s /s x Pa/ Pa - Pa - 46

23 Örnek: Aşağıdaki şekilde ava kanalı şebekesinin AB ve BC bölüleri için kanal ölçülerini ve basınç kayıplarını bulunuz. Ana kanal: 8 /s Üflee ızı: /s Filtreler: 10 Pa Isıtıcılar: 50 Pa Soğutucular: 60 Pa Susturucular: 0 Pa Dış ava giriş paraklığı: 0 Pa Yangın korua kapağı: 15 Pa Dirsekler için k: 0, Çatallar için k: 0,80 Daraltalar için k: 0,1 Klia santrali Fan Susturucu 5 A B C D E F Fan 5 G H I J Havalandıra Kanalı Şebekesi 600 Şekil.9. Bir Çözü: Kritik devre AJ bölüüdür. Beslee avası bölüü için er bir kısı ayrı ayrı incelenirse, AB Bölüü İçin, V = 8 / s l Q = = 4800 = 1, s Şekil,5 den 8 /s ız ve 1, l/s debi değeri çakıştırıldığında bulunan bu noktaya göre, biri sürtüne kaybı ve eşdeğer çap değerleri, 47

24 R = 1,7 Pa ve deş = 450 olarak bulunur. Kanalı silindirik değil de dikdörtgensel olarak düşündüğüüzde ise, bu eşdeğer çapa karşılık gelen kanal boyutları Çizelge.5 den, 400 x 400 olarak bulunur. Ayrıca kanalın çapını sürtüne diyagraından değil de esap yolu ile bulak istenilirse; Q Q = V. A A = V 1, / s A = = 0,166 8 / s π d 4. 0,166.4 = 0,166 d = d = 0, 11 d = 0, 460 = 460 π olarak bulunur. Kanalda eydana gelen sürtüne ve dinaik basınç kayıpları ise, Pa Ps = R. l =,.0 = 44 Pa V kg 8 ( / s) Pd = k. ρ. = 1, 4.1,. = 5,76 Pa olarak bulunur. BC Bölüü İçin, Biri sürtüne kaybı değeri er bölüde aynıdır ve değeri, R =, Pa olarak alınır. BC bölüünden geçen avanın debisi, l Q = = 1750 = 486,11 s olur. Bu iki değere göre, Şekil.7 den V = 7, / s ve d = 85 eş olarak bulunur. Kanalı silindirik değil de dikdörtgensel olarak düşündüğüüzde ise, bu eşdeğer çapa karşılık gelen kanal boyutları Çizelge.5 den, 00 x 5 olarak bulunur. Ayrıca kanalın çapını sürtüne diyagraından değil de esap yolu ile bulak istenilirse; Q Q = V. A A = V 0, 486 / s A = = 0, , / s 48

25 . d 0, π 4 = 0, 0675 d = d = 0, 0859 d = 0, 9 = 9 π olarak bulunur. Kanalda eydana gelen sürtüne ve dinaik basınç kayıpları ise, Pa Ps = R. l =,.0 = 44 Pa V kg 7, ( / s) P = k. ρ. = 1, 4.1,. = 4,54 Pa d olarak bulunur..6.. Statik Geri Kazana Yöntei Bu yönte er basınç ve ızdaki beslee kanalları için uygulanabilir. Ancak noral olarak dönüş ve egzoz kanalları için kullanılaaz. Hesap olarak eş sürtüne yönteine göre daa karaşık olasına karşın, teorik olarak bütün kollarda ve çıkışlarda ünifor basınç düşüü yaratası açısından daa güvenilir bir yöntedir. Kanaldaki ızlar sisteatik olarak azaltılır. Her bir kanal parçasının önünde ız düşürülerek, dinaik basınç statik basınca dönüştürülür ve bu parçadaki kaybının karşılanasında kullanılır. Ortalaa kanal sistelerinde bu statik geri kazana %75 oranındadır. İdeal şartlarda bu oran %90 a kadar yükselebilir. Bu sistein avantajı kanal sisteinin dengede (ayarlanan şekilde) kalasıdır. Çünkü kayıp ve kazançlar ızla orantılıdır. Yüke bağlı olarak debilerin azalası sistedeki balansı bozaz. Statik geri kazana yönteinin dezavantajı uzun kolların sonlarında, özellikle bu kanal kolu diğerlerine göre çok uzun ise, aşırı büyük kanal boyutları veresidir. Ayrıca bu bölgelerde ızlar da çok düştüğünden kanalın ısı kayıp ve kazançlarına karşı izolesi gerekir..7. Kanal Sisteinde Ekonoi Bir kanal sisteinde aliyetleri, diğer sistelerde olduğu gibi ilk yatırı aliyeti ve işlete aliyeti olarak ikiye ayırak ükündür. Her iki aliyeti aynı baza getirip, optiu çözüü elde edebilek için sistein topla yıllık aliyeti tarif edilir. Bu topla yıllık aliyeti oluşturan kaleler aşağıdaki gibi sıralanabilir: A. Yıllık Yatırı Maliyeti 1. İlk yatırı Maliyetlerinin aortisan süresi ve enflasyon oranlarına göre belirlenen yıllık eşdeğer aliyeti. Faiz Maliyeti. Vergiler B. Yıllık İşlete Maliyeti 1. Yıllık enerji aliyeti. Yıllık bakı aliyeti. Yıllık işlete aliyeti Türkiye şartlarında ilk yatırı aliyeti en öneli kaledir. Bunun yanında ikinci öneli kale yıllık enerji aliyetidir. Bu duruda yatırıın optiizasyon çalışaları göreceli olarak basittir. Sadece kanal sisteinin ilk topla yatırı aliyeti ile sistein yıllık enerji aliyetinin toplaını iniize etek yeterlidir Optiizasyon Prensip olarak kanal sisteinin kesiti ne kadar küçük tutulursa kanal yatırı aliyeti azalır. Buna karşılık yıllık enerji tüketii artar, fan yatırı aliyeti artar. Bunlar ters yönde işleyen teel 49

26 paraetrelerdir. Kanal dizaynında klasik yönteler yerine, T-yöntei gibi optiizasyona dayalı yöntelere gidilesinde büyük yarar bulunaktadır. Türkiye nin değişen ekonoik koşulları karşısında, kanal tasarıında ilk yatırı aliyetini azaltıcı yönde areket edilelidir. Ses liitlerini aşayacak şekilde ükün olduğu kadar yüksek ızlara çıkak ve yuvarlak kanallar kullanak teel öneriler olaktadır..7.. İlk Yatırı Maliyetine Etki Eden Faktörler Yatırı aliyetini azaltak için uygulaada deneniş pratik öneriler aşağıdaki gibi sayılabilir: 1. Mükün olduğu kadar az sayıda fittings kullanın. Hava kaçaklarının önleyin. Bu aaçla azır kanallar kullanayı terci edin. Yuvarlak kanallar kullanın 4. Dikdörtgen kanal kullanıyorsanız, kenar oranını 1 e yakın tutaya çalışın Bu yaklaşıla, yatırı aliyetine etki eden öneli paraetreler aşağıda sıra ile incelenecektir Kanal Kenar Oranı Kanalların yuvarlak veya dikdörtgen olası ve dikdörtgen kanallarda bir kenar uzunluğunun diğerine oranı olan kenar oranı değerinin değişesi gerek ilk yatırı aliyetlerini, gerekse enerji aliyetlerini öneli ölçüde artırır. Çizelge.9 da farklı kenar oranlarına saip dikdörtgen ve yuvarlak düz kanal için esaplanan ağırlık değerleri veriliştir. Bu karşılaştırada söz konusu farklı boyuttaki kanalların aynı debiyi aynı sürtüne kaybı ile taşıası esas alınıştır. Buradan açıkça görülektedir ki artan kenar oranları biri kanal uzunluğundaki ağırlığı öneli ölçüde artıraktadır. Hiç kuşkusuz artan kanal ağırlığı ile birlikte kanalın yatırı aliyeti ve işçilik aliyeti de artacaktır. Çizelge.9. Kenar Oranı Etkisi (Aynı debi ve sürtüne kaybı için) Kanal Boyutu Kanal Alanı Kenar Oranı - Saç Et Kalınlığı Ağırlık kg/ 600 0,8-0,55 8,5 550 x 550 0,0 1/1 0,55 9,7 750 x 400 0,0 1,9/1 0,55 10, x 00 0,,7/1 0,85 19, x 50 0,8 6/1 1,00 8,8 000 x 00 0,40 10/1 1,1 46, Basınç Sınıflandırılası Bazı yayınlarda kanal tasarıcısının kanalda geçerli basınç değerlerini veresi gerektiği vurgulanır. Kanal sistei üzerinde geçerli çalışa basınç grubu verilelidir. Böylece et kalınlıklarını bu basınca göre belirleek ükün olacaktır. Bununla kanal aliyetleri azaltılabilir Fittings Maliyetleri İlgili bölüde çeşitli fittingsin kayıp katsayıları veriliştir. Tasarıcı buradan en uygun fittingsi seçebilir. Ancak en küçük kayıp katsayısını veren fitting en paalı olanı olabilir. Yüksek kenar oranlı bir fitting yapak, kare bir fittingden biraz daa paalı fakat yuvarlak fitting yapaktan daa ucuzdur. Bugün için fittings otoatik ekipanla fabrikada üretilekte ve işçilik iniua düşürülektedir. Elle üretide ise işçilik aliyeti, aynı kesitli ve aynı uzunlukta düz kanal 50

27 aliyetinin 4-8 isli olabilektedir. Eğer yönlendirici kanallar kullanılırsa bu oran çok daa büyük olacaktır..7.. Yuvarlak Kanallar ile Dikdörtgen Kanalların Maliyetinin Karşılaştırılası Yuvarlak kanalların tesis aliyetleri öneli ölçüde daa düşüktür. Yuvarlak kanalları bir kişi tesis edebilir. Halbuki eşdeğer bir dikdörtgen kanal için en az iki kişi gereklidir. Ayrıca yuvarlak kanalların tesis standartları çok daa az alzee kullanıını gerektirir. Yuvarlak kanalların daa ucuz olasının nedenleri aşağıda sıralanıştır: 1. Yuvarlak kanallar sınırlı sayıda standardize ediliş eleanlardan ve belirli sayıda standart boyuttan oluşur.. Kanalların ve bağlantı eleanlarının üretii taaen otoatik ve seri olarak sisteatik bir şekilde yapılaktadır. Endüstriyel kalite kontrolü ükündür.. Yuvarlak kanalların tesis zaanı, benzer bir dikdörtgen kanalın yaklaşık üçte biri kadar olabilektedir. 4. İzolasyon alzeesinin aliyetleri daa düşüktür. Çünkü; a) Uygulanası ve ulaşıı daa kolaydır b) Daa küçük çevre uzunluğu dolayısı ile daa az izolasyon alzeesi kullanılır. Örneğin; çapı 500 olan yuvarlak kanalın çevresi, kenar ölçüleri 400 x 400 olan dikdörtgen kanaldan %1 daa azdır. İzolasyon için bu oranda az alzee kullanılır. c) Gerek yangından koruak için ve gerekse ısıl izolasyon için yuvarlak kanallarda daa ince izolasyon kullanılabilir. Şekil.9 ve Çizelge.10 da kanalların dıştan yangına karşı izolasyon değerleri ve karşılaştırılaları veriliştir. t t Yuvarlak kanallarda daa ince yangın izolasyonu kullanıına izin verir. Şekil.9. İzolasyon Kalınlığı Tanıı Çizelge.10. İzolasyon Kalınlıkları () Yuvarlak Dikdörtgen Gerekli kanal, esnet ve askılarının sayısı ve boyutları yuvarlak kanallarda daa azdır. Askılar arası esafe dikdörtgen kanalda,5 iken bu değer yuvarlak kanalda değerine çıkar. Böylece bu alzeeden %0 tasarruf söz konusudur. 51