II. BÖLÜM KL MA S STEMLER NDE ENERJ EKONOM S

Transkript

1 II. BÖLÜM KL MA S STEMLER NDE ENERJ EKONOM S Klima sistemlerinde, ülkemizde birim enerji maliyeti (kcal/h YTL) en yüksek olan elektrik enerjisi kullan lmaktad r. Elektrik enerjisinin kullan ld bu sistemlerde konfordan fedakarl k etmeden gerçeklefltirilebilecek tasarruf, iflletme maliyetlerinde önemli karl l klar sa layacakt r. Bu çerçevede al nabilecek pek çok önlem bulunmaktad r. Bu bölümde, klima sistemlerinde enerji ekonomisi ve optimizasyonu ele al narak incelenmeye çal fl lm flt r. Buna göre; a. Is kazanc, yap da al nabilecek pasif önlemlerle azalt larak so utma yükü düflürülebilir. b. Yaz n iç s cakl k de erinin 1 C daha yüksek seçilmesi, enerji tüketiminde %7 nin üzerinde tasarrufa imkan verebilmektedir. c. Klima sistemlerinde en fazla enerji tüketen elemanlardan biri, fanlard r. Klima sisteminde, farkl noktalarda, farkl amaçlarla fanlar kullan lmaktad r. Bu fanlar, tek tek ele al narak; sabit debili veya de iflken debili olmalar n n, sistem tasar mlar n n ve iflletme biçimlerinin, iflletme maliyetine etkileri ortaya konulmufltur. d. Hava kanallar n n dirençlerinin azalt lmas, s zd rmaz hava kanallar, kanal izolasyonu, s kay p ve kazançlar, kanallardaki hava kaçaklar n n maliyeti, klima santrallar nda fan enerjisinden tasarruf, klima santral filtreleri ele al nm flt r. e. Klima sisteminde, farkl noktalarda, farkl amaçlarla pompalar kullan lmaktad r. Klima tesisat ndaki pompalar n, sistem tasar mlar n n ve iflletme biçimlerinin, iflletme maliyetine etkileri ortaya konulmufltur. f. Su so utma gruplar ndaki enerji tasarrufu incelenmifltir. g. Borulardaki bas nç kay plar n n ve s kay plar n n azalt lmas ele al nm flt r. h. Otellerde oldu u gibi yüklerin çok de iflken oldu- u, çok zonlu uygulamalarda, merkezi sistemlerle bireysel sistemlerin iflletme maliyetleri, bir örnek üzerinde hesaplanarak karfl laflt r lm flt r. i. Uygulamadan gelen pratik önerilere yer verilmifltir. Klima sistemlerinde enerji ekonomisini ilgilendiren de iflik öneriler, maddeler halinde s ralanm flt r. j. ç hava kalitesi ve havaland rma aras ndaki optimizasyon anlat lm fl ve taze hava miktarlar tart fl lm flt r. k. Biyolojik ve kimyasal terör ve çeflitli hastal klar n HVAC sistemiyle iliflkileri ve bunlara karfl al nacak önlemlerin, sisteme etkileri üzerinde durulmufltur. 2.1 G R fi Su ak tan muslu u gördü ümüzde, hepimiz kapat r z. Damlatan musluk varsa bunu da kapatmaya çal fl r z. Kapanmazsa tamir ettiririz. Çünkü akan veya damlayan su, ciddi bir maliyettir. Bunu gördü ümüz için yapar z; oysa benzer flekilde binalardan d flar enerji ak yor. Bu enerji israf n göremedi imiz için, afl r enerji tüketimi devam etmektedir. Projede, uygulamada ve iflletmede sistem seçimiyle bafllay p, detayl0arda %5, %1, %0,5, %0,01 gibi önemsenmeyen rakamlar n (kay plar n) toplam, çok büyük de erlere ulaflmaktad r. Çok iyi planlanan ve iflletilen bina ile kötü planlanan bina aras nda enerji tüketimlerinde 4-5 misli farklar oluflabilmektedir. HVAC tesisat gereksiniminde, s tma ve so utma öne ç k yor. HVAC tesisat, önce s tma ve so utma ihtiyac için gerekli gözüküyor; ancak binalar n s tma ihtiyac 5-7 ay; so utma ihtiyac ise 3-5 ayd r (Bölgelere göre de iflebilir.). Ancak havaland rmaya 12 ay (tüm y l) boyunca ihtiyaç vard r. Büyük al flverifl merkezlerinde so utma ve havaland rmaya 12 ay ihtiyaç duyulur. Ancak k fl aylar nda ve ilkbahar - sonbahar n büyük bir bölümünde ve mevsim geçifllerinde (y ll k ortalama 5 ayl k) so utma ihtiyac, havaland rma ile (taze hava oran n n art r lmas ile) karfl lanabilir. Hem free cooling yap l p enerji ekonomisi sa lan r, hem de taze hava yüksek oranda kullan ld için, iç hava kalitesi çok yüksek olur. Tesisat m zdaki enerji ekonomisine bakarken; s tma, so utma ve havaland rma konular birlikte incelendi inde, s tmadan sonraki en önemli kriterin (pencere do ramalar da aç lm yorsa daha da önemlisi) havaland rma oldu u görülecektir. Yap larda enerji ekonomisi 1973 petrol krizinden sonra ortaya ç kan ve aradan geçen 30 y l boyunca güncelli ini koruyan bir konudur. Geçen 30 y l içerisinde kavramlar zaman içinde geliflmifltir. Enerji ekonomisinin kavramlar ve bafll klar afla daki gibi s ralanabilir: ISI YALITIMI lk hareket, enerji tasarrufu olarak tan mlanabilir. Burada yap lardaki s kay plar n n azalt lmas na çal fl lm flt r. Bunun en önemli yans mas, bina d fl kabuklar n n s l izolasyonunun art r lmas olmufltur. Çat, döfleme ve d fl duvarlar, yal t m kabiliyeti yüksek malzemelerden oluflturulmaya bafllanm flt r. Zaman içinde izolasyon de erleri art r larak, binalar n d fltan yal t m malzemeleriyle bohçalanarak izole edilmesi noktas na gelinmifltir. Is yal t m ile binan n, k fl n s kay plar, yaz n da s kazançlar azalt l r. Ayr ca, d fl duvarlar n iç yüzey s - cakl n n k fl n daha yüksek olmas, daha düflük s - cakl kta ayn konforun hissedilmesini sa lar ve s l konfor artar. a. Böylece, oda s cakl normal koflullarda yaklafl k olarak 1 C (hatta daha fazla) azalt labilir. 55

2 ( stanbul da yaklafl k %10 yak t ekonomisi sa lan r). b. Daha konforlu bir sistem oluflur. Yaz n da binada daha az da olsa: Benzer ekonomik iflletme ve daha konforlu ortam oluflur. Bina d fl yüzeylerine, özellikle günefl alan yüzeylere depolanan s yükü de azalt lm fl olur. Böylece so utma sistemi, akflam daha erken saatlerde kapat labilir PENCERELER Pencerelerde çift cam kullan m ve pencere alanlar n n azalt lmas, yine enerji tasarrufu kavram içinde uygulanmaya bafllam fl ve ayn zamanda pencereler ve kap lar gibi d fl kabuk aç kl klar, daha s zd rmaz hale getirilmifltir. Böylece hem iletimle olan kay plar, hem de enfiltrasyonla ilgili kay plar azalt lm flt r. Pencere boyutlar n n küçültülmesi k fl n s kay plar n, yaz n da özellikle güneflten gelen s kazançlar n azaltt için, enerji ekonomisi sa lan r. Ancak Türkiye nin Kuzey Avrupa dan fark, k fl n güneflten daha fazla yararlanma imkan na sahip olmas d r. Güneflten gelen s miktar daha fazlad r ve güneflten gün içinde daha fazla süre yararlan l r. Gündüz daha ayd nl k bir ortam vard r. Günefl fl nlar n n iç mekanlardaki sterilizasyon etkisinin de sa l kl bir ortam için çok önemli oldu u dikkate al nd nda, pencere yüzeylerinin çok fazla azalt lmas da çok uygun de ildir. Yüksek olmayan binalar n etraf nda k fl n yapra n döken yüksek a açlar n olmas, yaz n gölge etkisi ile güneflten gelen s kazanc n azalt r, k fl n da güneflten yararlanarak s nmaya ve steril ortam oluflmas na yard mc olur Ç HAVA KAL TES Geliflen teknoloji ile binalar n d fl kabu unun s zd rmazl n n art r lmas, iç hava kalitesi sorunlar n beraberinde getirmifl ve iç hava kalitesi kavram, enerji tasarrufu ile çat flan yeni bir çal flma alan yaratm flt r. Contal pencere do ramalar yla, binaya kontrolsüz hava s z nt s durdurulmufl ve böylece s tma so utma yükleri azalt larak enerji ekonomisi sa lanm flt r. Ancak mekanik havaland rma olmayan binalarda (özellikle konutlarda) hal, dolap, mobilya ve boyalardan yay lan kimyasal gazlar, iç hava kalitesini bozarak alerjik rahats zl klara sebep olmaktad r. Geliflmifl ülkelerde ve Türkiye deki lüks konutlarda yaflayan insanlarda (özellikle çocuklarda) alerjik rahats zl klar ve ast m sorunu yaflayanlar n oran %30 mertebesine ulaflm flt r. Ayr ca grip olan insanlardan (hapfl rma ve nefesleriyle) ortama giren virüs miktar, yüksek konsantrasyona ulaflt için grip vb rahats zl klar n bulaflma riski de artar. Pencerelerin s zd rmaz oldu u binalarda taze havay filtre ederek ve konfor flartlar na uygun s cakl a kadar k fl n s tarak ve yaz n da mümkünse so utarak verecek mekanik bir sistem (hiç olmazsa filtre edilmifl taze hava) yap lmas gereklidir. 56 a. Pencere do ramalar n n s zd rd binalara da taze hava girer. Ancak taze hava tozlu ve kontrolsüz girer. D fl hava s cakl n n k fl n çok düflük, yaz n da çok s - cak olmad durgun havalarda, binaya d fl hava girifli çok az olur. Ancak d fl havan n k fl n çok so uk, yaz n da çok s cak oldu u günlerde, iç ve d fl havan n s cakl k fark fazlad r ve bas nç fark oluflur. Afl r bas nç fark nedeniyle d flar dan içeriye kontrolsüz hava girifli artar. D fl hava, bu günlerde k fl n çok so uk (yaz n da çok s cak) oldu u için binan n enerji tüketimi ciddi oranda artar. Özellikle yaz n binaya giren d fl hava, toz ve partikülleri de birlikte tafl yarak iç havan n kirlenmesine ve hal, mobilya vb eflyalar n bozulmas na neden olur. D fl havan n rüzgarl oldu u günlerde de rüzgar yönüne göre bina cephesinde art veya eksi bas nç olufltu u için, yine binaya kontrolsüz d fl hava girifli, afl r miktarda olur. b. Pencere do ramalar s zd rmaz yap lan ve mekanik olarak havaland r lan binalarda ise: Taze hava mümkün oldu u kadar binan n üst katlar ndan al nmal d r (Toprak seviyesinden yukar ya do ru yükseldikçe, havadaki toz miktar daha azal r). Taze hava filtre edilerek ortama verildi i için, bina içine pratik olarak toz ve partiküller girmez. Taze hava, d fl havan n çok s cak ve çok so uk oldu u günlerde ihtiyaç olan normal miktarda verildi inden, enerji savurganl oluflmaz. D fl hava ve iç havan n antalpi fark n n fazla olmad günlerde, binaya daha fazla miktarda taze hava verilerek çok daha iyi iç hava kalitesi sa lan r. D fl hava s cakl n n iç hacim s cakl klar ndan daha düflük oldu u gün ve saatlerde (özellikle binalar n so utma ihtiyac n n devam etti i ilk bahar ve son bahar n baz günlerinde), taze hava miktar n n art r lmas, y ll k so utma maliyetini ciddi oranda azalt r (free cooling). Yaz n gece so utma (cool down) da benzer ekonomik avantajlar sa lar ve daha iyi bir iç hava kalitesi oluflturur. Taze havan n al nd yerlerde koku kaynaklar varsa (mutfak egzostu, wc egzostu, endistüriyel bölgelerde at k gaz ve dumanlar vb) gerekli filtrasyon önlemleri al nmal d r S STEM SEÇ M VE VER M Sistem kavram incelendi inde, tek tek elemanlar n verimleri kadar, bir bütün olarak sistemin veriminin önemli oldu u ortaya ç km flt r. Sistemin sonuç hedefe yönlendirilmesinde (istenilen s l konfor koflullar - na ulaflmada), sistem seçimi ve otomatik kontrol ön plana ç km flt r. Sistem seçimi çok önemlidir. Bu konuda Is san Yay nlar No: 305 Klima Tesisat Kitab, Sistemlerin Karfl laflt r lmas bölümündeki (Sayfa ) karfl laflt rma tablolar ndaki, enerji maliyetleri bölümüne bak labilir.

3 2.1.5 C HAZ VER MLER, POMPALAR, KL MA SANTRALLARI VE FANLAR Yap larda enerji tasarrufu, s yal t m yönetmelikleriyle sa lan rken, enerji ekonomisinin di er önemli bir aya olan cihaz ve sistem verimlerinin art r lmas, baflka bir çal flma alan olmufltur. Sonuçta kazan, so utma grubu, jeneratörler, pompalar, fanlar gibi ekipmanlar ve borular, hava kanallar gibi s enerjisini tafl yan elemanlar, verimsizlikleri nedeniyle enerji kayb na neden olmaktad r. Bunlar n daha verimli hale getirilmesi, önemli ölçüde enerjinin tasarrufu anlam na gelmektedir. Avrupa daki son e ilim, cihaz verimlerinin s n rland r lmas yla ilgilidir. HVAC tesisat nda kullan lan çeflitli cihazlar için alt verim s n rlar getirilmekte ve bunun alt nda verim de erine sahip cihazlar n pazara girmesi yasaklanmaktad r (Örne in 12 kw gücün alt ndaki klima cihazlar ) y l nda G s n f (enerji tüketim seviyesi olarak) bütün cihazlar n kullan m na son verilmesine karar verilmifltir. Bir program dahilinde, 2010 y l nda D s n f cihazlara kadar kullan m na son verilecektir. Bunun anlam, bugün pazardaki cihazlar n %70 inin kald r lmas d r OTOMAT K KONTROL Her türlü de iflen iklim koflullar nda, bina koflullar nda ve iflletme koflullar nda konforun sa lanmas, ancak otomatik kontrolle gerçekleflebilir. Uygun sistem seçimi, s geri kazanma cihazlar n n sisteme dahil edilmesi, uygun kontrol ve bina otomasyon sistemlerinin kullan lmas, enerji ekonomisinin en kuvvetli enstrümanlar ndan biri olmufltur. Ak ll binalar ortaya ç km flt r. Bu binalarda bütün mekanik tesisat otomasyonla verilen bir program dahilinde kendi kendine çal flmaktad r. Ancak unutulmamal - d r ki; bir bina aptalken (ak ll bina standard nda yap lmam flsa) ak ll olamaz. Yani uygun yap lmayan bina (mimari, mekanik tesisat, elektrik tesisat bütününde), sadece otomasyonla istenilen verimlilikte çal flt - r lamaz. Ak ll bina ve onun mekanik tesisat, her fleyden önce standard na uygun yap lm fl olmal d r. Bütün sistemler optimize edilmifl ve otomasyona uygun biçimde tasarlanm fl olmal d r SÜRDÜRÜLEB L RL K VE ÇEVRE Zaman içinde sürdürülebilirlik kavram geliflmifltir. Sürdürülebilirlik kavram, konuyu en genifl boyutlar ile kavramaktad r. Burada iki önemli sürdürülebilirlikten söz edilebilir. Bunlardan biri, do al enerji kaynaklar m z n sürdürülebilir biçimde kullan m, di eri çevrenin sürdürülebilir biçimde kullan m d r. Asl nda bu iki kavram, bütünsel bir bak flta birbirini desteklemektedir. Bir yandan yenilenemeyen fosil yak tlar gibi kaynaklar m z en az düzeyde tüketmek, di er yandan do ay kirletmemek. Do an n kirletilmesinde konumuz aç s ndan önem kazanan, zararl kat partikül ve gaz emisyonlar ve sera etkisine sahip yanma ürünü CO 2 emisyonudur. Günümüzdeki anlay fla göre, binalarda kullan lan enerjinin ekonomisi veya tasarrufu, yenilenemeyen birincil enerji kaynaklar n n kullan - m ndaki tasarruf ve ekonomi anlam na gelmektedir. Enerji Etiktir mühendislik mesle i, makinalar ve buna dayanan medeniyeti yaratm flt r. Ayn zamanda bu makinalar n ihtiyac olan enerji talebini oluflturmufltur. Enerjinin sonlu bir kaynak olmas ve enerji üretim ve tüketimi ayn zamanda çevrenin de kirlenmesi ve bir nevi tüketilmesi oldu undan enerjinin ve çevrenin tüketiminin kontrolü de mühendislerin sorumlulu undad r. Mühendisler enerjiyi ve çevreyi en az tüketen makinalar ve sistemleri yapmak zorundad rlar. Dolay s yla makinalar n ve sistemlerin dizayn nda, enerji ve çevre bir kriter olman n ötesinde, bir etik kurald r. Enerji ve çevre, mühendislik mesle i için bir tasar m parametresi de il; bir ahlak standard d r. Bütün tasar mlar m z, enerji tasarruflu, enerjiyi en az tüketen ve çevreyi en az kirleten nitelikte olmal d r ve bu, bir meslek eti i olarak uygulanmal d r. Ayr ca çevre konusundaki s n rlamalar, günümüzde art k do rudan ekonomiyle de ilgilidir. Çevreyi Kirletmeyelim söylemi, yaln z etik bir kural olmaktan öte, kanun ve yönetmeliklerle de zorlanmaktad r. Çevreyi fazla kirleten ürünler, art k pazara girememektedir. Dolay s yla çevre konusu, ayn zamanda ticari rekabetin bir parças olmufltur. Ancak çevreyi kirletmeyen (en az kirleten) ürünleri gelifltirebilenler pazarda kalabilmektedir. Çevreyi kirletmeyen ve yüksek verimli ürünler, genellikle ileri teknolojiyi temsil etmektedir. Bunu yakalayamayan üreticinin flans kalmayacakt r OPT M ZASYON Bu kavram, enerji tasarrufu fikri yerine, enerji ekonomisi (enerjinin do ru kullan m ) fikrini getirmektedir. Özellikle ulusal yönetmeliklerin bak fl aç s, enerji tasarrufu de il, enerjinin do ru kullan m n sa lamakt r. Yani ne pahas na olursa olsun enerji tasarrufu yerine, ak lc ve enerjinin en ekonomik flekilde kullan m, birinci önceli e sahiptir; çünkü ekonomi ayn zamanda optimizasyonu içermektedir. Bütün kaynaklar n sürdürülebilirli i anlam nda ekonomik çözüm, optimum çözümdür ve bu çözüm dinamiktir TÜRK YE fiartlari Bütün dünyada oldu u gibi Türkiye de de, enerji ekonomisi ve enerji tasarrufu, üzerinde çok çal fl lan konular olmufltur. Enerji kaynaklar n büyük ölçüde d - flar dan ithal eden ve k s tl ekonomik imkanlar dolay s yla zaman zaman enerji krizlerine, zaman zaman da mali krizlere giren Türkiye için bu konu, yaflamsal bir öneme sahiptir. Özellikle binalarda enerji ekonomisi ve tasarrufu, geliflmifl Avrupa ülkelerine göre Türkiye için daha önemlidir. 57

4 Çünkü: a. Yak n y llara kadar s tmada en büyük enerji tüketim sektörü, binalar olmufltur. Bu gün için de endüstrinin hemen arkas ndan gelmekte ve yaklafl k s tma için gerekli enerji tüketiminin üçte birini oluflturmaktad r. b. Enerji tasarrufu, enerji ihtiyac n n karfl lanmas nda en ucuz çözüm yoludur. c. Türkiye nin enerjiye ay rabilece i ekonomik kaynaklar k s tl d r ELEKTR K TÜKET M Tek bafl na klimada enerji ekonomisi ele al nd nda, kullan lan enerji, esas olarak elektrik enerjisidir. Dolay s yla klimada en k ymetli enerji kayna kullan lmaktad r. Elektrik fiyatlar n n petrole ba l olarak t rmand n düflündü ümüzde, enerji maliyetlerinin, sistemlerin en önemli özelli i haline geldi ini söylemek mümkündür. Bugün enerji fiyatlar ve ilk yat r m maliyetlerine bak ld nda çarp c bir tablo ile karfl lafl lmaktad r. Örne in bir so utma grubunun bir so utma mevsiminde harcad elektrik enerjisi, uygulamaya, büyüklü e ve cinse göre de iflmekle birlikte kendi sat n alma fiyat n n %20 - %40 mertebesindedir. Amerika da 2001 y l nda U.S. Environmental Protection Agency taraf ndan ofis binalar nda, binalar n enerji tüketimlerinin belirlenmesi ve s n fland r lmas amac yla yap lan bir inceleme çal flmas nda en savurgan binan n, en enerji tasarruflu binaya göre dört misli enerji tüketti i saptanm flt r. Amerika da bile binalar n enerji tüketim de erleri aras nda böylesine büyük farklar oluflabilmektedir. Düflük kaliteli binalar ve tesisat nedeniyle havaya savrulan enerji ve paralar inan lmaz boyutlardad r MAL SAH B - MÜTEAHH T ÇEL fik S Enerji savurgan verimsiz binalar n yap lmas nda, çeflitli nedenler aras nda en önemlisi, düflük yat r m maliyeti kayg s d r. Yap-sat biçimindeki yap laflma, mal sahibi-kirac dinami i, yetersiz sermaye, verimsiz bina üretimindeki ana nedenler olarak say labilir. Binalar n yenilefltirilmesi ve iyilefltirilmesi için mal sahibinin yat r ma yöneltilmesi, ancak detayl ve iyi haz rlanm fl bir projeyle mümkün olabilir. Burada öncelikle proje maliyetini kimin karfl layaca, buna karfl l k bu yat r mdan kimin kar edece i sorusu cevaplanmal d r. E er iflletme maliyetleri düflecek olursa bundan kim karl ç kacakt r? a. Bina üretiminde mümkün olan bütün optimizasyon ve tasar m olanaklar n kullanmal y z. b. Bina iflletme giderlerinin yaklafl k %35 ini enerji maliyetleri oluflturmaktad r. c. Eneji maliyetleri toplam, y llar içinde tüm binan n yap m maliyetini aflmaktad r. d. Bu nedenle gelecek; yüksek güç/kapasite gerektirmeyen, iç hava flartlar n sa layan, enerji verimi yüksek binalardad r ENERJ K ML K BELGES Yap lar n enerji kimlik belgesi olmal d r. Enerji verimli, çok iyi yap lm fl bir bina ile enerji savurgan bina aras ndaki fark, ülkemizde ortalamada daha da yüksektir. Bu enerji tüketimi oran %20-25 mertebesinde (yani enerji savurgan binan n, enerji tasarruflu binaya göre enerji tüketimi 4-5 kat daha fazla) olabilir. Bu durumda bina sat n al rken veya kiralarken binan n iflletme maliyetlerinin ne oldu u bilinmelidir. Ayn flekilde enerji verimini yükseltmek için yat r m yap lm flsa, fiyattaki fazlal n neyin karfl l oldu u görülebilmelidir. Her ne kadar konu TS 825 de belirli ölçüde ele al nm flsa da, bir çok ülkede uygulanan enerji kimlik belgesi uygulamas yayg nlaflt r lmal d r HEDEF TOPLAM KONFOR MU, YOKSA TOPLAM EKONOM M OLMALI? Hedef her ikisini birlikte sa lamak olmal d r. Biz tesisat mühendisleri, mimarlar, inflaat, elektrik mühendisleri ve tüm yap mühendisleri ile birlikte, toplam ekonomi ve toplam konforu birlikte sa lamal y z. Klima sistemlerinde konfordan, iç hava kalitesinden, hijyenden ve güvenlikten fedakarl k etmeden gerçeklefltirilebilecek enerji tasarrufu, iflletme maliyetlerinde önemli karl l klar sa layacakt r. Bu çerçevede al nabilecek pek çok önlem bulunmaktad r KÜÇÜK TASARRUFLARIN TOPLAMI: ÇOK BÜYÜK TASARRUF Enerji tasarrufu konular na girildi inde, baz detaydaki tasarruflar tek tek az gibi görülebilir. Ancak esas büyük fark buralardan yarat labilir. Tasarrufun Sihri Detaylardad r. Tek tek bu detaylara dayal küçük tasarruflar topland nda, çok anlaml de erlere ulafl r. nsanlar bilgisayar kapatmadan veya fl klar söndürmeden odalar ndan ç kabiliyor. Ama bir araba sat n al rken herkes en verimli olan n tercih ediyor, arabay park etti inde de çal fl r durumda b rak p gitmiyor, fark yaratan bilgisayar kapatmak, fl klar söndürmek gibi detaylar önem kazanmaktad r. Bu detaylar çal - flanlar bilinçlendirmek ve çal flanlar n firmaya yak nl ile de ilgilidir. Proje yaparken, uygulama yaparken çok sab rl ve dikkatli olunmal d r. Hepimizin bildi i detaylar, küçümsemeden, sab r ve dikkatle iflimize (proje, uygulama, iflletme ve bak ma) yans tmal y z TES SAT MÜHEND SLER Ülke, kriz dönemlerini yaflarken ve ifllerin çok azald - dönemlerde sektörde moraller de düflmektedir. fl yokken, moraller bozukken bilgi ne ifle yarar? biçimindeki düflünce flekli yanl flt r. fl, az veya çok hep olacakt r. Ancak bu ortamda iflini çok iyi yapan fark yaratacak, ayakta kalacak ve geliflecektir.

5 Dünyada HVAC sektörünün gelece indeki konular: Enerji ekonomisi, ç hava kalitesi, Hijyen, Çevre, Güvenlik olarak say labilir. Sektör yukar daki kavramlar do rultusunda geliflecektir. Özellikle enerji ekonomisi HVAC sektörü aç s ndan, kriz ortamlar nda daha da önem kazanmaktad r. Bütün konular na cevap vermeden, art k ayakta kalmak mümkün olamayacakt r. Kriz olsa da olmasa da, art k sadece iflini iyi yapan ve fark yaratan tesisat firmalar ve mühendisleri ayakta kalacak ve geliflecektir. flinde yo unlaflmak ve özgün çözümler gelifltirmek, fark yaratman n en önemli elemanlar ndan ikisidir. 2.2 GENEL PRENS PLER ÜFLEME HAVASI VE ODA Ç HAVA DA ILIMI Klima ve havaland rma sistemlerinde flartland r lm fl havan n odaya verilmesi ve oda içinde da l m, çok önemlidir. stenilen miktarda ve istenilen flartlarda hava odaya verilse bile, e er oda içine verilen havan n düzgün da l m sa lanamazsa, beklenilen etki gerçekleflmez ve konfor oluflmaz. Bunun için: a. So utma ve havaland rma için gerekli üfleme havas, Ortama mümkün ise tavandan verilmelidir (Konser salonlar vb yerlerde çok düflük h zla alttan üflenen özel sistemler ve özel uygulamalar da vard r.) (fiekil 2.1A). Üfleme havas n n s cakl, oda s cakl ndan daha düflük olmal d r. Is tma, cam önlerinden; radyatör vb elemanlarla (statik s tma) yap lmal d r. Böylece, Hava, ortama yaz - k fl yüksek olmayan h zlarda üflenir. Ses, gürültü ve insanlar n üzerinde hava ak m oluflmaz. Daha konforlu ortam yarat l r. Taze hava veya kar fl m havas (iç ve d fl hava kar fl m ) tavandan ve oda s cakl n n alt nda üflendi i için, egzost menfezine by-pass riski önlenir; taze hava, ortamdaki havaya çok iyi kar fl r ve daha verimli kullan l r. Statik s tma (cam önlerinde radyatör vb s t c - lar) varsa, k fl n da ortama hava, oda s cakl n n biraz alt ndaki s cakl kta üflenmelidir. Böylece tavanda biriken (ayd nlatmadan gelen, insanlardan yükselen) s dan yararlan l r ve enerji tasarrufu sa lan r. Özellikle de iflken hava debili ve hava kanall split klima sistemlerinde %10-20 oran nda al - nan taze hava, %80-90 oran ndaki iç hava ile kar flt r larak üflendi i için, kar fl m havas n s tmaya ihtiyaç olmaz ( stanbul, zmir, Ankara benzeri iklimlerde). Is geri kazan m sa lan rken, ilave bir enerji de gerekmez. Çok iyi bir ekonomizör sistemi gibi çal fl r. b. Is tma ihtiyac varsa, bunu s cak hava ile karfl lamak yerine, statik s tma yap lmal d r. S cak hava üfleyerek s tma yapmak kötü bir fikirdir. Is tma ihtiyac n statik s tma yapmadan, tavandan havay s cak üfleyerek karfl lamak istenirse (fiekil 2.1B): Daha yüksek oda s cakl na ihtiyaç duyulur (Hissedilen ortam s cakl statik s tmaya göre daha düflük olur, hava hareketi de hissedilen s cakl ayr ca düflürür.). Bu nedenle daha fazla yak t tüketilir. Oda havas n nemlendirme ihtiyac artar (Oda s - cakl artt kça hava daha fazla kurur.). fiekil 2.1A. STAT K ISITMA (Radyatörler cam önünde. Hava tavandan so uk üfleniyor. Homojen s tma sa lan yor.) fiekil 2.1B. STAT K ISITMA YOK (Hava tavandan s cak (yaz n so uk) üfleniyor. K fl n so uk hava yerde hareket edebilir. Oda içinde s cakl k da l m homojen de il.) 59

6 Tavandaki s cak havay afla ya indirmek için, daha yüksek h zla üflemek gerekir. Bu durumda hava sesi oluflabilir. Ortam havas n daha yüksek h zla üflemek, fan bas nc n, dolay s yla elektrik tüketimini (az da olsa) art r r. Havan n egzost menfezine do ru by-pass riski daha fazla olur. Havadan havaya s geri kazan m cihazlar nda ilave direnci yenmek için, taze hava ve egzost devrelerinde daha büyük fan motorlar kullan l r. Bu motorlar, yaz k fl sürekli taze hava temini ve egzost yapmak için çal fl rlar ve sürekli enerji harcarlar. D fl ortamdaki havay (özellikle ara mevsimlerde) binaya oldu u gibi vermek daha uygun olsa bile, hava bu cihazlardan geçmek zorundad r ve enerji tüketilir. Böyle durumlarda mümkün oldu u kadar by-pass damperleri kullan lmal d r. Havadan havaya s geri kazan m cihazlar, bölgeye ba l olarak, proje baz nda incelenmelidir. sveç ve Kanada da çok yararl oldu u kesin olan havadan havaya s geri kazan m cihazlar n n, stanbul, zmir, Antalya vb flehirlerde ne kadar yararl veya zararl olduklar da tart fl lmaktad r. Bu konu proje baz nda incelenmelidir KL MADA HANG FAKTÖR DAHA ÖNEML D R? Is tma So utma Havaland rma Is tma, so utma ve havaland rma fonksiyonlar n n çok iyi olmas, toplam konforu belirler. Bu nedenle her üç fonksiyonu da en iyi flekilde sa lamak zorundad r ve bu kofluldaki ekonomiden bahsedilebilir. S cak hava üfleyerek s tma yapmak, konfor ve enerji ekonomisi aç s ndan kötü bir fikirdir. Is tma ihtiyac her zaman statik s tma (radyatör vb) ile yap lmal d r. Daha konforlu ve daha ekonomik iflletme sa lan r. a. Havaland rma ihtiyac için gerekli hava (veya taze hava iç hava kar fl m ): Tavandan üflenmeli, Üfleme havas s cakl (yaz - k fl) oda s cakl n n alt nda olmal d r. Do al olarak yaflam mahallerinde tavan seviyesindeki havan n s cakl daha fazlad r. Ayd nlatma armatürlerinden, insanlardan, bilgisayar, faks vb cihazlardan ç kan s tavan seviyesindeki havan n daha s cak olmas na neden olur. Böylece taze havay s tmak için daha az enerji harcan r. b. Kar fl m haval sistemlerde statik s tma yap lmas halinde (VAV ve hava kanall split sistemler), ofis ve konutlarda taze hava dönüfl havas kar fl m n genellikle hiç s tmadan tavan seviyesinden üflemek genellikle yeterlidir ve s tma mevsimindeki en ekonomik s geri kazan m sa lan r. Taze hava, odadaki havaya daha iyi kar fl r ve egzost menfezinden by-pass riski azal r. Üfleme havas ortama düflük h zda verildi i için, daha sessiz ve konforlu bir ortam oluflur. Sonuç olarak, statik s tma yap ld ndan taze havay s tmak için daha az enerji harcan r. c. Is tma merkezinden yaflam mahallerine s cak suyu pompalamak için harcanan elektrik enerjisi; s tma 60 fiekil 2.2. HAVA HAREKET KARAKTER ST KLER

7 merkezindeki bir klima santral ndan ayn yaflam mahalline s cak hava göndermek için gerekli elektrik enerjisinden çok daha düflüktür. d. Ayn hacim içindeki statik s t c lar (radyatör vb) elektrik tüketmez. Oysa bunlar n yerine fanl tip s t c lar kullan ld nda serpantinde s nan havay odaya aktarmak için sürekli elektrik tüketilir. Fanl s t c lar n su taraf direnci de, genellikle radyatörlere göre daha fazla oldu u için, s tma merkezindeki pompalar daha fazla enerji tüketir. e. Statik s t c lar, cam alt na monte edildi inde daha yayg n olduklar için, daha homojen s tma yaparlar. Ancak fanl s t c lar da fabrika, depo vb büyük hacimler için daha uygundur. f. Statik s t c larda mekanik aksam (fan, motor vb) olmad için: Sessizdir. Servis, bak m gerekmez. Yedek parça (fan-motor, hava filtresi vb) ihtiyac oluflmaz. g. Statik s t c lar kullan ld nda filtre temizli i vb nedenlerle yaflam mahallerine teknisyenlerin girmesi ihtiyac oluflmaz TAZE HAVA ALIfiI a. Taze havay alt kotlardan ald m zda (kuranglez içinden, topra a yak n seviyelerden vs.) hava ile birlikte klima santral filtresine do ru, daha fazla toz sürüklenir. Bu nedenle taze havay mümkün oldu u kadar üst kottan almak gereklidir. Baflka k s tlamalar yoksa, taze havan n çat dan al nmas idealdir. Bu durumda; D fl hava üst seviyelerde daha tozsuz ve daha az kirli olacak, Filtreler daha geç t kanacak, Filtre ömrü daha uzun olacak, Enerji tüketimi daha az olacak, ç hava kalitesi ve konfor daha iyi olacakt r (Egzost vb gazlardan da uzaklafl laca için). b. Büyük binalar n girifl kap lar sabah saatlerinde yo- un insan girifli nedeniyle sürekli aç k kal r. K fl n so uk hava ve yaz n tozlu hava girifli, iç hava kalitesini bozar. Büyük binalar n giriflinde hava perdeleri kullan lmal d r. c. ç hacimler, d flar dan toz giriflini önlemek üzere bas nçland r lmal ve daima (+) bas nçta tutulmal d r. Bunun için taze hava miktar egzosttan daha fazla olmal d r. d. Havadan havaya s geri kazan m cihazlar kullan - lan binalarda (yüksek blok), s geri kazanma hücresinin yaratt direnç nedeniyle hava beslemesi azal nca iç hacimler (-) bas nçta kalabilir. Çünkü WC ve mutfak egzostlar de iflmeden ayn debide çal flmay sürdürmektedirler. Böylece emilen hava de iflmezken beslenen hava azal nca, hacimler negatif bas nca dönmektedir. Bu tür uygulamalarda artan direnci karfl lamak ve besleme havas n art rmak üzere taze hava fan daha büyük olmal d r KL MADA ODA SICAKLI I a. Sürekli yaflanan hacimlerde (ofis vb) yaz aylar nda 24 C oda s cakl idealdir. Enerji ekonomisi için 25 C insanlar ikna edilebilir. b. Yaflam mahallerinde yaz n sürekli oturulmuyorsa, girip - ç k l yorsa (flantiye ofisleri, hatta bahçeli evlerde bahçeye s k ç k fllar vb) oda s cakl n n d fl hava s cakl n n yaklafl k 6-8 C alt nda olmas ; önce sa l k (nezle olmamak için), sonra da enerji ekonomisi için daha uygundur. c. Is tma mevsiminde d fl hava s cakl k fark çok fazla oldu u için, her odan n s cakl ayr ayr kontrol edilmelidir (Termostatik radyatör vanas veya oda termostat ile). d. Is tma mevsiminde iç ortam s cakl 20 C ise, k - fl n d fl hava iç hava s cakl k fark : stanbul da (d fl hava proje s cakl -3 C): ΔT = 23 C Ankara da (d fl hava proje s cakl -12 C): ΔT = 32 C zmir de (d fl hava proje s cakl 0 C) : ΔT = 20 C Antalya da (d fl hava proje s cakl +3 C): ΔT = 17 C yüksek de erlerdedir. Bu nedenle radyatörlerde, termostatik radyatör vanalar kullan lmal d r. e. Oysa ayn flehirlerde so utma mevsiminde, iç ortam ile d fl havan n s cakl k farklar, s cak yaz günlerinde bile 8-12 C gibi düflük de erlerdedir. f. So utmada ise, iç - d fl ortam s cakl k fark çok daha azd r. Ancak günefl etkisi saatlere ve yönlere göre farkl etkiler. Yani so utmada, her odan n s cakl k kontrolü ayr ayr yap lmak yerine zon kontrolü yap - labilir (otel, hastane ve özel uygulamalar hariç). g. Ancak günefl, ciddi oranda ortam s cakl n etkiler. Yani so utmada oda s cakl n kontrol etmek için zonlama yap lmas yararl d r. h. Oda termostatlar n n ayar noktalar ndaki s cakl k farklar n n ± yaklafl k 1 C oldu u ve bu de iflimin hissedilmedi i düflünülürse; ayn zondaki benzer hacimlerin yaz n so utma için bir oda termostat ile kontrol edilmesi pratik olabilir KL MA C HAZLARININ YERE VEYA TAVANA MONTAJI Klima cihazlar yere monte edilmelidir. Yer tipi cihazlar iflletme ve bak m kolayl ve ekonomik iflletme için avantajl d r. Bu flart sa lanam yor ve tavan tipi cihazlar kullan lacaksa, dezavantajlar da dikkate al nmal d r. Klima cihazlar (Split, kanall split, fan coil, fan powered VAV, water source heat pump vb) asma tavan içine veya tavana monte edildiklerinde servis müdahaleleri daha zor yap labilmektedir. Filtre temizli inin zor yap - l yor olmas, filtre temizli inin gecikmesi sonucunu oluflturmaktad r. Bu da verimi düflüren ve enerji tüketimini art ran bir faktör olmaktad r. Ayr ca asma tavan içindeki cihaza servis ve bak m yap l rken, tavan eleman sökülür ve genellikle bir leke (el izi gibi) kalabilir. Oysa döfleme seviyesine monte edilen cihazlarda az da olsa yere ihtiyaç duyulmas na ra men (kanall split, fan coil vb) servis çok daha kolay yap lmakta, 61

8 filtrelerin periyodik temizli i daha düzenli olmaktad r. Servisin kolay yap labilir olmas, cihaz verimlili inin ve konforun iflletmede yüksek olmas n sa lad için mümkün olan durumlarda tercih edilmelidir ASMA TAVAN Ç YÜKSEKL KLER Asma tavan içi net yükseklikleri, farkl sistemler ve cihazlar için afla daki gibi al nabilir: Statik s tmal VAV sistemi: cm ki borulu tavan tipi fan coil sistemi: 40 cm Dört borulu tavan tipi fan coil: cm Su kaynakl s pompas +taze hava+ egzost: 55 cm Çift kanall sistem: cm So uk tavan + taze hava + egzost: 50 cm Kanal tipi split klima + radyatörle (statik) s tma sistemi: cm ENERJ N N TAfiINMASI Is enerjisi tafl nmas nda iki önemli konu vard r: Enerjinin tafl nd mesafe, Enerji tafl n m flekli (su veya hava gibi) Bu tafl ma iflleminde, su veya havan n hareketini sa layan pompalar veya fanlar, elektrik ile çal fl r. Tesisattaki (hava kanallar ve borulardaki) direnç artt kça, pompa ve fan motorlar da çok daha fazla elektrik tüketecektir. Baflka bir deyim ile: Elektrik enerjisini fanlar de il, hava kanallar ; pompalar de il, borular tüketir. Hava kanallar nda direnç daha azsa, daha az enerji tüketilir ve daha küçük fan motoru yeterli olur. Ayn flekilde borulardaki bas nç kayb daha azsa, daha az enerji tüketilir ve daha küçük pompa yeterli olur. Elektrik motoruna beslenen enerji, borularda ve hava kanallar nda sürtünmelerle s enerjisine dönüflerek tüketilir. Üstelik so utma halinde bu s, so- utma yükü olarak çillere yüklenir ve tafl nan so utma kapasitesini azalt r. Di er önemli bir konuysa, fanlar ve pompalar n sürekli çal flmas d r. Dolay s yla enerji tüketimleri süreklidir, bundan kaynaklanan s kazanc süreklidir. Bu nedenle s enerjisinin ekonomik tafl nmas enerji tasarrufunda önemli bir konudur. Freon gaz n n evaporatörlerde s v halden gaz haline geçerken oluflturdu u so utma potansiyelinin en k sa mesafede kullan lmas, ciddi oranda enerji ekonomisi sa lar Enerjinin Hava Veya Suyla Tafl nmas Maliyetlerinin Karfl laflt r lmas Hava veya su ile tafl nan enerji miktar n n hesaplanmas nda afla daki formül kullan l r: Q = V x ρ x c p x ΔT ΔT s cakl k fark, so utma halinde su için 6 C veya 5 C; hava için 9 C kabul edilebilir. Is tma halinde ise ΔT s cakl k fark, su için 15 C veya 20 C ve hava için 10 C veya 15 C kabul edilebilir. Bu formüldeki sembollerin anlamlar ve hesap de erleri Tablo 2.3 de verilmifltir. Tabloda 1 kw enerji tafl mak için gerekli hacimsel debi hesab görülmektedir. Buna göre ayn enerjinin tafl nmas için, hava halinde çok büyük debi gerekmektedir. Debilerin oran so utmada 2.000, s tmada mertebesindedir. Dolay - s yla gerekli hava kanal veya boru boyutlar çok farkl d r. Ayn 10 kw gücünde enerjinin tafl nmas için, hava halindeki 315 mm bir hava kanal yerine, su halinde 25 mm bir boru yeterlidir. Hava kanallar ndaki ve su borular ndaki h zlar farkl - d r. Hava kanallar nda, h z daha yüksektir. Bu dikkate al nd nda, ayn 10 kw gücünde enerjinin tafl nmas için hava halindeki 315 mm çap nda bir hava kanal yerine, su halinde 25 mm çap nda bir boru yeterlidir. Enerjinin tafl nmas için, ak flkan hareketini sa layan hava fan veya su pompas taraf ndan çekilen enerjinin hesaplanmas nda ise afla daki formül kullan l r: P= Vx Δp / (3.600 x η p x η m ) Fan veya pompa taraf ndan sa lanan bu bas nç enerjisi, hava kanallar nda veya borularda sürtünmelerle s enerjisine dönüflerek kaybedilir. Bu formüldeki sembollerin anlamlar ve de erleri Tablo 2.4 de verilmifltir. Havan n hareketi için haval sistemlerde sa lanmas gerekli bas nç, suyun hareketi için sulu sistemlerde sa lanmas gerekli bas nçtan daha düflüktür. Karakteristik de erler so utmada hava için Δp = Pa ve su için Δp = Pa (25 mss), s tmada hava için Δp = Pa ve su için Δp = Pa (8 mss) al nabilir. Bu bas nç de erleriyle 1 kw enerji tafl mak için gerekli güç hesab Tablo 2.4 de görülmektedir. a. Görüldü ü gibi enerjiyi uzak mesafelere su ile tafl mak yerine, havayla tafl mak aras nda gerekli güç aç s ndan so utmada fark neredeyse 10 mislidir. Tablo kw ENERJ N N (So utma ve s tma için ayr ayr ) HAVA VEYA SUYLA TAfiINMASI Ç N GEREKL DEB Not: So utma halinde, havan n neminin ciddi bir k sm so utma serpantinlerinde al nmaktad r. Bu sayede hava ile tafl nan, duyulur enerjidir. Daha hassas bir hesap için proje flartlar dikkate al nmal d r. 62

9 Tablo kw ENERJ N N (So utma ve s tma için ayr ayr ) HAVA VEYA SUYLA TAfiINMASI Ç N GEREKL GÜÇ Not: Su ile so utma halinde ortama tafl nan su, bir fan coil vb cihazdan geçirilerek ortam so utulur. 1 kw so utma kapasitesi için ortalama 4,5 W fan coil motor gücü gereklidir. Bu de er de su ile so utma için gerekli güç de erine eklenmelidir. * Daha yüksek verimlerde çal flan fan ve pompalar seçilebilir. Bu fark s tmada daha da artmaktad r ve oran 60 misli mertebelerindedir. b. Ancak havayla enerji tafl man n free cooling ve cool down avantajlar da dikkate al narak karfl - laflt rma yap lmal d r. c. Sulu sistemlerde mahallerin ihtiyac olan taze havay tafl mak için, ayr ca enerji harcanaca da dikkate al nmal d r. d. Esas belirleyici olan di er bir faktör ise, enerjinin tafl nmas gereken mesafedir. e. Sonuç olarak mekanik sistemlerin merkezi da t m avantajlar na karfl n, Enerjiyi uzak noktalara tafl ma, Tafl rken s kay p ve kazançlar, Pik yük d fl ndaki düflük kapasite ihtiyaçlar ndaki verim düflümü, Farkl çal flma saatlerine uyum sa lama zorluklar, dezavantajlar da vard r KAPAS TEN N YÜKSEK SEÇ LMES VE AfiIRI BÜYÜK BOYUTLANDIRMA (Oversizing) Kapasiteyi yüksek seçmek kötü bir fikirdir. Afl r büyük sistem veya cihaz, yanl fl bir seçimdir. Genellikle hesaplardaki hata paylar, belirsizlikler ve kabuller nedeniyle emniyetli tarafta kalmak üzere emniyet katsay lar kullanmak ve kapasiteyi her ihtimale karfl büyük seçmek, mühendislikte uygulanan bir yöntemdir. Asl nda her emniyet katsay s, hesaptaki yetersizli in bir iflaretidir. Bir seçim veya tasar mda hesap kabiliyeti ne kadar iyi ise, seçilen veya tasarlanan sistem veya cihaz da gerçek ihtiyaca o kadar yak nd r. Gereksiz yere büyük seçilen, cihaz veya sistem hem pahal olacakt r ve hem de genel olarak iflletme bak m ve yedek parça maliyeti daha fazla olacakt r. Çünkü büyük cihaz veya sistem, daha çok k smi yüklerde çal flacakt r ve genellikle termik sistemler, k smi yüklerde daha düflük verim de erlerine sahiptir. Günümüzde gelifltirilen cihazlardaki mükemmel kapasite kontrol sistemleri, k smi yüklerdeki verim düflümlerini azaltm fl olsalar da bu genel do ru, kazan, so utma grubu, fanlar, pompalar gibi pek çok cihaz için geçerli de ildir. Bu nedenle afl r büyük cihaz ve sistem seçimlerinden mümkün oldu unca kaç nmak gerekmektedir. Sistem tasar m nda efl zaman veya diversite faktörlerini mümkün oldu u kadar hesaplara dahil etmelidir. htiyac n minimum kapasiteyle karfl lanmas (konforu etkilemeden) bir tasar m hedefi olmal d r EfiANJÖR ÇEVR M SAYI VE T PLER NE GÖRE S STEMLER N GRUPLANDIRILMASI a. VAV gibi klima santral kullan lan tam haval tip merkezi so utma sistemlerinde: Su so utma grubunun so utma eflanjöründe (evaporatörde) su so utulur (1. eflanjör). So utulmufl su, klima santral eflanjörlerine pompalan r (1. tafl ma, 2. eflanjöre). Klima santral eflanjöründen s alan so utulmufl su s narak su so utma grubuna geri döner. Klima santral eflanjöründen geçen hava so utulur (2. eflanjör, 2. çevrim). Klima santral so utulmufl havay ortama ulaflt r r (2. tafl ma). Hava ile enerjinin tafl nmas için çok büyük boru (hava kanal ) kesitleri gerekir. Yer kayb fazlad r ve tafl ma için fazla enerji harcan r. Enerjinin tafl nmas aç s ndan bak ld nda pahal bir yöntem gibi görünmesine ra men, free cooling yetene i nedeniyle avantajl oldu u iflletmeler de vard r (Özellikle büyük kapal çarfl lar gibi.). b. Sulu tip merkezi sistemler (Fan coil vb) Sulu sistemlerde tek tafl ma (su) yap lmakla birlikte 2. çevrim yap lmaktad r. 2. çevrim odadaki fan coil de gerçekleflmektedir. Enerjinin tafl nmas aç s ndan bak ld nda su, havaya göre çok daha avantajl d r. Su halinde çok daha küçük pompalama enerjisi kullan l r. Bu nedenle, sulu sistemler daha ucuz ve enerjinin uzak yerlere tafl nmas aç s ndan daha verimli sistemlerdir. Ancak taze hava ihtiyac n karfl lamak için flartland r lm fl havaya ihtiyaç vard r ve havay da ayr ca merkezden - yaflam hacimlerine tafl mak gerekir. c. Merkezi direkt genleflmeli cihazlar n kullan ld sistemler (De iflken gaz debili sistemler) Direk genleflmeli bir sistem seçildi inde, so utma enerjisini tafl mak için gerekli boru çaplar sulu sistemlere göre biraz daha azal r. 63

10 Uzak mesafelerdeki d fl ünitelere giden bak r borularda gaz n ve likitin tafl nmas, borulardaki s kazançlar vb nedenlerle, sistem COP de eri sulu sistemlere yak nd r. Enerji yine uzak yerlere tafl nmak zorundad r. En önemli iki dezavantaj, iç hava kalitesi yönünden fakir bir sistem olmas ve freon gaz hacminin büyüklü üdür. De iflken gaz debili sistemlerde binaya doldurulan freon gaz riskleri ve bir hacme boflalabilecek freon gaz miktar dikkate al nmal d r. So utucu ak flkan kullan m ndaki güvenlik kurallar için mevcut en geçerli standart olarak, ASHRAE Standart ifade edilebilir. d. Bireysel direkt genleflmeli sistemler (hava kanall split, cam alt paket so utucular, mini split) Kat klimas ve paket tipi klima olarak ikiye ay rabiliriz. Paket tip oda klimalar özellikle otel, hastane yatak odalar ve küçük ofis odalar için en ekonomik iflletme çözümü olarak görünmektedir. Mimari projeye uymas veya mimari düzenlemenin buna uygun yap lmas halinde: - Taze hava alma yetene i, - Yo uflma suyu drenaj na ihtiyaç duymamas, - Yo uflan suyu kondenser üzerinden geçirip buharlaflma enerjisinden faydalanabilmesi ( s geri kazan m ) avantajlar da önemli olabilir. Kat klimas için de hava kanall split kullan lan sistemler, yüksek sistem COP de erleri ve taze hava alabilme yetene i ile ekonomi ve konfor avantajlar n birlikte sa layabilmektedir. ABD de kat klimas, ofis ve evlerde; paket tip oda klimas ise, otellerde çok yayg n olarak kullan lmaktad r. Bireysel sistemlerde enerji bedelini, kullanan kifli ödedi i için de daha dikkatli kullan r ve ciddi tasarruflar söz konusudur Sonuç a. Merkezi sistemler yerine, giderek bireysel sistemler daha fazla tercih edilmekte ve geliflmektedir. b. Büyük merkezi sistemler yerine, paket tipi sistemler, hava kanall split, mini split cihazlar veya mini paket klima cihazlar Daha düflük enerji tüketimleri (enerjiyi uzak mesafelere tafl maya ihtiyaç yok) Bireysel kullan m avantajlar, esnek kullan m avantaj, bedelini kendisinin ödemesi nedenleriyle daha çok yayg n kullan lacakt r. Özellikle hava kanall split sistemler, iç hava kalitesi ve enerji ekonomisi avantajlar n birlikte sunduklar için birçok yerde daha avantajl görünmektedir. Yap grubu kullan m amaç ve fonksiyonlar na göre sistem seçimi etüdü mutlaka yap lmal d r YO UfiMA SULARI Klima cihazlar nda yo uflan su ve bu suyu bina d fl na atan drenaj sistemleri, bazen ciddi sorunlar oluflturur. Sorunun temel nedenleri: 64 a. K fl n so utma olmad için, cihazlar n drenaj tavalar nda toz birikir. Yaz n yo uflma bafllad nda ise bu tozdan çamur oluflur ve kritik noktalara çökerek su taflmas na neden olabilir. b. Drenaj sistemleri genellikle kanalizasyona ba l d r. K - fl n kuruyan sifonlardan bina içine pis kokular yay labilir. Çözüm, drenaj sistemini ayr yapmak, drenajlar topland ktan sonra yüksek sifon yaparak kanalizasyona vermektir. c. Drenaj tavalar monoblok de ilse, macunlardan zamanla kaçak oluflur. Monoblok tavalar kullan lmal d r. d. Yo uflma sular n toplayan boru hatlar n n çaplar büyük tutulmal ve yeterli e im verilmelidir. Aksi halde y llar içinde t kanmakta ve sorun oluflturmaktad r. e. Sistemde kondens suyunun pompalanmas na gerek kalmayacak bir tasar m yap lmal d r. Suyun do al ak - fl esas al nmal d r. Mecbur kal nd nda kullan lacak pompa say s s n rl tutulmal d r GÜVEN L R MÜHEND SL K Güvenilir mühendislik kavram, mesle in ve sektörün sadece bugünü de il gelece i ile de ilgilidir. Güvenilir mühendislik, ayn zamanda mühendislik eti i olarak da düflünülebilir. E er ülkemizde yat r mc lar, biz mühendislere güvenmezse gelecekte iyi an lmamakla kalmaz, gelecek kuflak mühendislerine de kötü bir miras ve iyi olmayan bir gelecek b rak r z. Bizden (mühendislerden) beklenen, problem oluflmayacak, iyi sistemleri kurmakt r. Sonuçta ortaya ç kan ürünün veya tesisin, müflteri veya mal sahibine sorun ç karmayan, ekonomik, güvenli, hijyenik, konforlu ve kaliteli niteliklerde olmas hedeflenmelidir. Güvenilir mühendislik için, afla daki hususlar n yerine getirilmesi ve düflünülmesi gerekir: a. Bilgili olarak ve geçmiflte yap lm fl hatalar ö renerek, dikkatli ve özenli bir çal flmayla hatalar ve bu hatalar n sonucu ödenecek bedeller önlemelidir. b. fle konsantre olmal ve gereken emek harcanmal d r. c. Binalar ve içindeki mekanik tesisat yüksek performansl olmal ve bu amaca ulaflmak için tak m çal flmas yap lmal d r. d. Sistem tasar m ve boyutland rmas yap l rken mümkün oldu u kadar hassas hesaplar yap lmal ve hesab n eksiklikleri, afl r emniyet katsay lar yla kapatmaya çal - fl lmamal d r. Afl r emniyet katsay lar, afl r büyük (oversize) sistem ve cihazlar n seçilmesine neden olur. Bu ise genellikle iflletmede verimsizliklere sebep olacakt r. e. Her ifl kendi içinde ele al narak, eldeki ifle özgü çözümler gelifltirilmelidir. f. Ekonomik, enerji ve çevre performans mükemmel, güvenli, sa l kl, konforlu ve kaliteli sistemler oluflturulmal d r. g. Sistem seçerken uygulama, iflletme ve bak m göz önünde tutulmal d r. Sistemin yaflayaca düflünülmelidir. Sistem uzun y llar kullan laca ndan, ilerideki y llarda da uygun olup olmad düflünülmelidir. Pazar n fiyatlar tahmin edilmelidir. flletme maliyetleri de sadece

11 bugünün flartlar na bak larak de il ileriki y llardaki olas enerji maliyetleri de dikkate al narak de erlendirilmelidir. h. Ucuz ilk yat r m maliyeti mi, yoksa ucuz ömür boyu maliyeti mi seçimi iyi yap lmal d r. Zaman çok çabuk geçiyor ve seçilen ucuz sistem, pahal iflletme maliyeti nedeniyle ciddi sorunlar oluflturabiliyor. Baflta verilen bu karar n geri dönüflü yoktur. i. Enerji ekonomisi mi? Konfor mu? Neden ikisi bir arada de il. Her ikisini sa layan çözümler üretilmelidir. j. Proje yaparken de çok sab rl ve dikkatli olmak gerekir. Kurulacak sistemlerin baflar s iyi düflünülmüfl ve iyi çal fl lm fl emek ürünü projelere ba l d r. 2.3 B NA SO UTMA YÜKLER N N AZALTILMASI Yaz n so utma yükünü oluflturan s kazançlar na bak ld nda, iç yüklerin ve güneflten olan kazançlar n en büyük pay ald görülmektedir. Direkt günefl fl n n tafl d enerji = 0,7 kw/m 2 de erindedir. Do u, bat veya güney yöne bakan düfley yüzeyler yaklafl k günde 3 kwh/m 2 enerji al rlar. Bu enerjinin bir k sm, direkt olarak pencerelerden yaflanan hacimlere girer. Ifl k geçirmeyen (opak) duvar yüzeylerine düflen s enerjisi ise, önce duvar taraf ndan emilir ve sonra iletimle iç hacimlere geçer. Bir baflka önemli etken havaland rmad r. Yaz n havaland rma büyük bir s l kazanç kayna d r. D fl hava hem duyulur hem de gizli s kazanc na neden olur. Örnek Fan coil sistemiyle merkezi olarak so utulan bir yüksek blok ofis binas 15 Temmuz saat için hesaplanan pik s yükü hesab sonuçlar Tablo 2.5 de verilmifltir. D fl hava s cakl 30,9 C ve ba l nem %68 de erindedir. Ifl n mla olan s kazançlar, önce yüzeyler taraf ndan emilmekte ve sonra yüzeylerden konveksiyonla oda havas na aktar lmaktad r. Bu nedenle tablodaki so utma yükü ile ani kazanç de erleri aras nda fark bulunmaktad r. Bu örnekte de görüldü ü gibi, yaz n s kazançlar n n azalt lmas nda, Ofislerde iç yüklerin Mekanik havaland rma yap lan yerlerde havaland rma yüklerinin ve Bütün uygulamalarda güneflten olan kazançlar n en büyük pay ald görülmektedir M MAR TASARIM ÖNLEMLER Direkt Günefl Enerjisi Kazançlar n Azaltmak a. D fl gölgeleme elemanlar. Günefli, içeri s olarak emilmeden veya binaya ulaflmadan kesti i için daha etkindir. çeride s ya dönüflen günefl fl n m, ancak so utma ile d flar at labilir. D fl gölgeleme sabit veya hareketli olabilir. Bu yolla güneflten olan kazanç %75 veya 90 azalt labilir. Yüksek olmayan yap lar etraf na, k fl n yapra n döken a açlar ekilirse: K fl n güneflten olan s kazanc ndan ve güneflin sterilizasyon etkisinden yararlan l r. Yaz n da a aç yapraklar n n gölgeleme etkisi ve a aç çevresinde yapraklardan buharlaflan suyun oluflturdu u evoperatif etkiden yararlan labilir. Teras çat lardaki günefl kolektörleri tarlas ayn zamanda terasta gölgeleme yapar. Kolektörler, aksi halde teras n absorbe edece i s y emerek suya geçirir ve çat n n s kazanc n azalt r. b. ç gölgeleme elemanlar. Bunlar n uygulamas daha kolay ve ucuzdur ve bu yolla s kazançlar n %20-70 oran nda azaltabilir. Bunlar n aras nda özel camlar Tablo 2.5. ÖRNEK OF S B NASI Ç N DIfi HAVA SICAKLI I 30,9 C VE BA IL NEM %68 DE ER NDEYKEN HESAPLANAN D ZAYN ISI KAZANÇLARI VE SO UTMA YÜKLER 65

12 kullanmak veya mevcutlar fl n m yans t c maddelerle kaplamak, pencere alan n azaltmak say labilir. Al nan önlemler baflka sorunlar yaratabilir. Bunu göz önüne alarak önlem gelifltirmelidir. c. Genellikle günefl yükünü azaltan önlemler: K fl n güneflten s kazanc n azalt r. Di er taraftan do al ayd nlatmay önleyerek, yapay ayd nlatma yoluyla enerji tüketimini art rabilir. Günefl fl nlar n n sterilizasyon etkisi çok azal r. Sa l kl bir ortam oluflmas engellenmifl olur. Günefl girmeyen eve doktor girer Ifl k Geçirmeyen (Opak) Yüzeylerden Olan Günefl Kazanc n Azaltmak Günefle aç k d fl duvar yüzeylerini izole etmek etkili bir önlemdir. Böylece d fl duvardan olan s kazanc %33-58 oran nda azalt labilir. Günefl fl yutumunu azaltan boyalar, kaplamalar veya tabakalar kullanarak absorbe edilen günefl miktar n azaltmak, Çat aras nda etkin bir havaland rma sa lamak, A aç vb gölgeleme elemanlar kullanarak günefl geliflini engellemek say labilir Binay D fltan Yal tmak Binan n d fltan s l yal t m, k fl n s kay plar n n azalt lmas için en etkin önlem oldu u gibi, yaz n da s kazançlar n n azalt lmas yönünde etkilidir. Klima tesisat yap lan binalarda (normalde bütün binalarda), s yal t m önüne ve/veya arkas na nem yal t m yap lmal d r. Böylece nem difüzyonunun önüne geçilmifl ve herhangi bir katmanda yo uflma önlenmifl olur HAVALANDIRMADAN OLAN KAZANÇLARI AZALTMA ÖNLEMLER So uk - S cak Bölge fiartlar D fl havan n k fl n çok so uk veya yaz n çok s cak oldu- u günlerde, iç ve d fl havan n s cakl k fark fazlad r. çle d fl aras nda bas nç fark artar. Afl r bas nç fark nedeniyle d flar dan içeriye kontrolsüz hava girifl artar. D fl hava bu günlerde k fl n çok so uk (yaz n da çok s cak) oldu u için, binan n enerji tüketimi ciddi oranda artar. Ayr ca taze hava tozludur ve girifli kontrolsüzdür. S cak bölge flartlar nda genellikle s cak d fl hava ayn zamanda yüksek nem oran na sahiptir. Kontrolsüz hava girifli içeride nem yükünü (gizli s kazanc ) de art r r. Bu durumda ilave yükü karfl lamak üzere klima cihazlar çok daha fazla enerji tüketeceklerdir. Dönüfl havas n n asma tavan içinden emilmesi (asma tavan, plenum olarak kullan larak), hatta hava dönüflünün ayd nlatma armatürleri vas tas yla yap lmas (air - return) %25 mertebesinde olan ayd nlatma yükünü %15 mertebesine düflürecektir. Hatta hava kanall split kullan lan sistemlerde (tam haval sistemler), seri fanl VAV sistemlerde bu at k s faydal s olarakta k fl aylar nda kullan labilir Havaland rmay D fl Koflullara Göre Ayarlamak Taze hava miktarlar n yaz n güneflten kazanc n en fazla oldu u saatlerde azaltmak, buna karfl l k özellikle gece saatlerinde havaland rma yapmak (high purge) ve free cooling imkan ndan mümkünse yararlanmak en etkin önlemdir. Taze hava miktar mahaldeki insan say s na göre CO 2 sensörleri ile kontrol edilerek de ayarlanabilir Ayd nlatmadan Olan Kazançlar Azaltma Önlemleri Verimli ayd nlatma armatürleri kullanmak (elektronik balastl ), Ayd nlatmadan oluflan s kazanc n armatür üzerinden do rudan d flar atmaya imkan veren armatürler ve sistem kullanmak, Mümkün oldu u kadar do al ayd nlatmadan yararlanmak veya ayd nlatma otomasyonu kullanmak Ofis Makinalar ndan Olan ç Kazançlar Azaltma Önlemleri Daha düflük enerji tüketen verimli ofis cihazlar kullanmak, Bilgisayar, faks, fotokopi makinalar n n enerji tüketimlerini ve bunlardan oluflan s kazançlar n azaltmak, Büyük binalarda so utulmufl su p narlar yerine merkezi so utulmufl içme suyu tesisat kullanmak gerekir. Tekil su p narlar ve buzdolaplar bina içinde s kayna oluflturmaktad r. 2.4 SO UTMADA Ç SICAKLI I ARTIRMANIN ETK S Klima sistemlerinin hemen hepsi, etkin bir otomatik kontrol sistemine sahiptir. Dolay s yla iç s cakl klar n, istenilen bir de erde veya bu de erin etraf nda bir aral kta sabit tutabilirler. Burada önemli olan kullan c taraf ndan ayarlanan (set edilen) iç s cakl k de eridir. Yaz n so utma yükünde iç kazançlar n, güneflten olan kazançlar n ve taze hava yükünün en büyük pay ald görülmektedir. Yaz n, iç ve d fl s cakl k de erleri aras ndaki fark azd r. Bu nedenle iç s cakl ktaki de iflimler kazanca daha büyük oranda etkili olur. Klima sistemlerinin yaz n ortam nemini azaltma etkisi vard r. stanbul gibi nemli iklimlerde mekanik klimatizasyonun en fazla hissedilen etkisi, belki de so utmadan çok nemin azalt lmas na ba l d r. Sistemin rejime girinceye kadar olan dönemdeki çal flmas s ras nda bu yük çok etkilidir. Sistem rejime girdikten sonra, yani nem de eri kararl bir düzeye düflürüldükten sonra, sistem sadece iç ve d fl nem kazançlar n karfl lamaya çal fl r ki rejim halindeki bu de er, duyulur s kazançlar yan nda küçük kal r. ç s cakl n 1 C azalt lmas, duyulur s yükünü art rd kadar olmasa da gizli s yükünü de art r r.

13 2.4.1 ÖNER LER a. nsanlar n yaz n kendini konforda hisseti i iç flartlar pek çok parametreye ba l d r ve koflullara göre de iflir. b. Sürekli kal nan ofis veya konut gibi ortamlarda 24 C ideal olmakla birlikte, yaz n iç s cakl n 25 C de erine set edilmesi ekonomik ve uygun bir seçimdir. c. Sürekli girilip ç k lan ve k sa süre kal nan yerlerde ise bu de er daha yukar al nabilir. Burada d fl s cakl kla 6 C mertebesinde bir fark yarat lmas yeterlidir. d. Daha düflük s cakl klara yap lacak ayarlamalar, hem enerji tüketimini art racakt r, hem de hasta olma riskini yükseltecektir. Zamana ba l olarak s tma ve so utma yükünü ve enerji tüketimini hesaplamak üzere gelifltirilen bir bilgisayar program yard m yla, bir binan n so utma yüklerinin de iflimi, referans y l n en s cak haftas için hesaplanm flt r. Binan n ofis veya konut olarak kullan m durumlar nda, iç s cakl n 1 C de ifltirilmesinin pik yükte yapt etki Tablo 2.6 ve 2.7 de verilmifltir. Pik so utma yükü, s cakl n 24 C den 22 C ye indirilmesi halinde yaklafl k kcal/h artmaktad r. Bu 1 C iç s cakl k de ifliminin, pik so utma yükünde %5 oran nda bir de iflim yaratt anlam na gelmektedir. Pik hafta boyunca ofis binas olarak kullan mda saatleri aras nda so utma yükleri topland nda, 2 C iç s cakl k fark halinde so utma yükünün %14 oran nda de iflti i hesaplanm flt r. Ancak burada kesintili çal flma nedeniyle bina kütlesinde depolanan s n n etkisi dikkate al nmam flt r. Ayn flekilde hesap sadece pik dönem için yap lm flt r. Dönemin tamam ele al nd nda iç s cakl a ba l etki oran daha artacakt r. Dolay s yla, iç s cakl n 1 C azalt lmas halinde, y ll k enerji tüketimi %7 de erinden de fazla oranda artacakt r. Bu oran ayn zamanda bölgelere ve binan n kullanma saatlerine ba l olarak da de iflir. 2.5 FANLARDA ENERJ TASARRUFU Fanlar, sirkülasyon pompalar gibi sürekli çal flt klar ndan, HVAC sistemlerinde fanlar n enerji tüketim paylar çok önemlidir. Özellikle tam haval klima sistemlerinin y ll k elektrik enerjisi tüketiminde fanlar, en büyük paya bile sahip olabilir. Tablo 2.8 de örnek bir uygulamada çarfl, konut ve ofis k s mlar ndaki y ll k elektrik enerjisi tüketimleri verilmifltir. Toplamda klima santrallar (dolay s yla fanlar) en büyük elektrik enerjisi tüketim noktalar ndan biri olarak ön plana ç kmaktad r. Bu büyük payda, kullan lan klima sisteminin etkisi de gözden kaç r lmamal d r. Söz konusu klima sistemi, tam haval olup bütün s tma ve so utma ifllemleri havayla sa lanmaktad r. Bu nedenle fanlar için enerji tasarrufu imkan, fan n kullan ld uygulamaya göre de erlendirilmelidir. Her fleyden önce fanlara verilen enerji, hava kanallar nda tüketilir gerçe i ak ldan ç kar lmamal - d r. Bunun için de öncelikle kanal sistemi, optimum enerji maliyeti oluflturacak biçimde tasarlanmal d r. Binalarda mekanik tesisatta havaland rma fanlar, klima santral fanlar, kule fanlar, hava so utmal çiller fanlar gibi farkl amaçlarla kullan lan fanlar mevcuttur. Genellikle kullan lan tipler sabit debili fanlard r. htiyac n de iflken oldu u yerlerde, de iflken debili fanlar n kullan lmas büyük enerji tasarrufu sa lar. Ancak mevcut sistemlerde her uygulamada, sabit debili fanlar de iflken debili fanlara döndürme imkan yoktur. Fan debisinin de iflimi, devir say s n de ifltirerek yap lmal d r. Fan devri de iflti inde; debi, devirdeki de iflimle do ru orant l de iflir. Fan bas nc devir de iflim oran n n karesiyle, fan n çekti i elektrik gücü ise devir de iflim oran n n küpüyle orant l de iflir. Tablo 2.6. KONUT ÖRNE NDE EN YÜKSEK YÜKÜN GERÇEKLEfiT SAATTE HESAPLANAN SO UTMA YÜKLER Tablo 2.7. OF S ÖRNE NDE EN YÜKSEK YÜKÜN GERÇEKLEfiT SAATTE HESAPLANAN SO UTMA YÜKLER 67

14 Fan n devir say s n de ifltirerek debi %20 azalt ld - nda, bas nç %36 ve güç %50 azal r. Fan seçerken, de iflen hava debilerindeki verim e risi dikkatle kontrol edilmelidir. Azalan hava debisinde elektrik tüketiminin nas l de iflti i ve da t m kanallar ndaki balans n nas l etkilendi i de kontrol edilmelidir MEVCUT SAB T DEB L KL MA SANTRALLARINDA FAN ENERJ S TASARRUFU Mevcut sabit debili sistemlerin VAV haline dönüfltürülmesi çok zor ve pahal d r. Ancak özel durumlarda yap labilir. Örne in bir balo salonunun veya toplant salonunun sabit debili ve dönüfl haval klima santral - na ait fan motorlar na frekans kontrolü ilavesi ve otomasyon ile VAV sistemine dönüfltürülebilir. Bu sistemlerde fan enerjisindeki tasarruf; a. Afl r kapasitelerden kaç n lmas, hesaplar n do ru ve titizlikle yap lmas, b. Hava kanallar ndaki kaçaklar n önlenmesi ve afl r bas nç kay plar n n azalt lmas ile sa lan r. Klima ve havaland rma santrallar ndaki fanlar; c. Genellikle hesap belirsizliklerinden dolay, d. Emniyet kayg s yla büyük seçilir. Bu fazla kapasite, sistem tipine ba l olarak çeflitli biçimlerde enerji kayb na neden olur. Fanda harcanan güç, fan n debisinin küpüyle orant l oldu undan, debide meydana gelecek küçük bir azalma, güç gereksinimini büyük ölçüde azaltacakt r. Hava debisinin %20 düflürülmesi, güç ihtiyac n yar yar ya azalt r Yap sal Önlemler Fan kapasitesini uygun yöntemlerle kabul edilebilecek min. de ere düflürmek, yani hava debisini azaltmakt r. Burada sisteme gönderilen hava debisi azalt lmaktad r. Sistem performans dikkate al nmal d r. Baz koflullarda fan enerjisinden olan kazanç, sistem performans ndaki düflme ile kaybedilebilir. Tablo 2.8. K FARKLI TAM HAVALI KL MA UYGULAMASINDAK YILLIK ELEKTR K ENERJ S TÜKET MLER 68

15 Fan debisini düflürmenin en uygun yolu, devir say - s n n düflürülmesidir. Sabit devirli kay fl - kasnakla tahrik edilen fanlarda, devir say s n n düflürülmesinin en kolay yolu, kasnak de ifltirmektir. Genellikle bütün büyük kapasiteli fanlar, kay fl - kasnak tahrikli oldu undan bu yöntem kolayl kla uygulanabilir. Kay fl kasnak tertibat, transfer edilen gücün %3 ile %10 u aras nda bir enerjinin kayb na neden olur. Bu kay p enerjinin azalt lmas için, kasnak çaplar n n çok küçük ve çok büyük olmas ndan kaç nmak gerekir. Kasnaklardan biri çok küçükse, her iki kasnak birden büyütülerek sorun giderilir. E er direkt tahrikli fan kullan l yorsa, kapasite ayar için en uygun yöntem, giriflteki vorteks damperleridir. Girifl hava yönlendirme kanatlar da denilen bu damperler, daha az kay pla kapasite ayar yapabilir. Fan debisini verimsiz bir biçimde ayarlamakta kullan lm fl olan damper gibi elemanlar ortadan kald rmak ve fan debisini düflürmek de bir yöntemdir. Bu durumda sisteme gönderilen hava debisinde bir de ifliklik olmamaktad r. Sabit devirli fanlarda girifl ve ç k flta damper veya benzeri bir elemanla kapasite kontrolü yap l yorsa, bunlar ç kartarak veya tam aç k pozisyona getirerek, debi ayar n kay fl kasnakla yapmak büyük kazanç getirir flletimde Önlemler a. Klima santrallar nda antalpi kontrolü yap larak hava taraf ekonomi çevrimi uygulanmal d r. Bu uygulama özellikle geçifl mevsimlerinde önemli tasarruf yarat r. b. Sabah günefl do madan yap lacak gece so utma ve havaland rmas, hacimlerde oluflan s ve kokunun en ucuz flekilde d flar at lmas n sa lar. Ayr ca iç hava kalitesini de art r r. c. Taze d fl hava miktar, minimum de erde tutulmal d r. Hava kalitesi sensörleri kullanmak, lokanta gibi de iflken havaland rma yükleri olan yerlerde yararl d r. d. Cihazlar gerekmedi i zaman çal flt r lmay p, durdurulmal d r. e. Kullan c say s çok de iflken olan yap larda CO 2 sensörleri kullan larak taze hava miktar ihtiyaca göre azalt labilmektedir YEN YAPILACAK VAV KL MA S STEMLER NDE FANLARIN ENERJ TÜKET M Yeni yap lacak olan klima sistemlerinde sabit debili veya de iflken debili sistem seçimi alternatifleri vard r. Çok zonlu sistemlerde VAV sisteminin alternatifi, reheat uygulanan sabit debili tam haval sistemlerdir. Bu iki sistemin karfl laflt r lmas nda, VAV iflletme ekonomisi aç s ndan iki önemli avantaj sunmaktad r: Reheat gereksinimi ortadan kalkmaktad r. Fan enerjisinden tasarruf sa lanmaktad r. Reheat ihtiyac n kald rmas yönündeki avantaj bir kenara b rak l rsa, De iflken Debili (VAV) sistem alternatifi, sadece fan enerjisinden sa lad tasarruf nedeniyle iflletme maliyetlerini önemli ölçüde azaltabilmektedir: Fan modülasyon yöntemine, Yük profiline, VAV terminallerinin tipine ve Di er faktörlere ba l olarak fan enerjisinden y ll k %30-70 oran nda tasarruf yap labilir. TÜ Makina Fakültesinde tek zonlu basit bir paket program kullan larak yap lan simülasyon çal flmas nda, VAV sistemle, sabit debili klima sistemine göre, y ll k elektrik enerjisi tüketiminde %45 oran nda tasarruf sa lamak mümkün görülmektedir. Ele al nan ve pik so utma yükü 500 kw mertebesinde olan bu örnek sistemde y ll k 81 MWh elektrik enerjisi tasarruf edilebilmektedir. VAV sistemlerinde fan gücünden sa lanan tasarrufun istenen düzeyde olmas için, fan kapasite kontrol yönteminin uygun olmas gerekir. Daha önce de ifade edildi i gibi kapasite ayar ndaki en iyi yöntem devir ayar d r. Bu nedenle VAV sistemlerinde de iflken devirli fanlar kullan lmaktad r. kinci s rada uygun olan yöntem, giriflteki aç s ayarlanabilir aksiyal hava yönlendirme kanatlar kullanmakt r (inlet quide vana). Farkl yöntemlerle fan kapasite ayar n n (fan devrini de ifltirmenin) güç kullan m na etkisi, fiekil 2.9 da görülmektedir. E er klima sistemindeki yük profili biliniyorsa, bu e ri kullan larak fan gücünden yap labilecek tasarruf hesaplanabilir. Örnek bir yap n n pik yükün oldu u hafta boyunca saatlik so utma ihtiyac hesaplanm flt r. Örnek ofis binas nda 7-19 saatleri aras nda günde 12 saat çal fl lmaktad r. Bu çal flmadan elde edilen yük da l m Tablo 2.10 da ilk iki sütunda verilmifltir. Buna göre söz konusu yük aral nda kalma oran üçüncü sütuna ifllenmifltir. Bafltaki yük oran na göre de iflken devirli fan n güç kullanma oran, fiekil 2.9 dan okunarak Tablo 2.10 da son sütuna yaz lm flt r. Son sütundaki de erlerin üçüncü sütunda verilen zaman oranlar na göre a rl kl ortalamas %55 bulunmaktad r. Yani hesaplanan pik haftan n de iflken debide ortalama güç kullan m oran %55 de erindedir. Buna göre VAV sisteminde, bu örnek ofis binas nda stanbul ikliminde sabit debili sisteme göre pik haftada fan güç tasarrufu %45 olmaktad r. Ayn çal flmada konut örne i de ele al nm flt r. Konut halinde 24 saat çal flma esas al narak, yük da l m ve fiekil 2.9 dan okunan her yük aral ndaki fan n güç kullan m oranlar Tablo 2.11 de verilmifltir. Konut halinde zaman a rl na göre hesaplanan pik haftan n ortalama güç kullan m oran %44 de erindedir. Buna göre VAV sisteminde, bu örnek konut binas nda stanbul ikliminde sabit debili sisteme göre pik haftada fan güç tasarrufu %56 olmaktad r. Pik haftan n d fl ndaki dönemlerde k smi yükte çal flma daha fazla olaca ndan, tasarruf oran daha da yükselecektir. 69

16 fiekil 2.9. FAN DEB S KONTROL YÖNTEM NE GÖRE GÜÇ KULLANIM YÜZDES DE fi M Tablo DE fiken DEV RL FANLARLA ÖRNEK OF S YAPISINDA ELDE ED LEN ENERJ TASARRUFU 70 Tablo DE fiken DEV RL FANLARLA ÖRNEK KONUTTA ELDE ED LEN ENERJ TASARRUFU

17 Bir baflka kaynakta ise, kullan lan fan modülasyon sistemine, yük profiline, VAV terminallerinin tipine ve di er faktörlere ba l olarak fan enerjisinden y ll k %30-70 oran nda tasarruf yapman n mümkün oldu u söylenmektedir. Fan enerjisinden olan kazanç yan nda, VAV sistemlerinde düflük yüklerde hava kanallar ndaki bas nc n düflmesine ba l olarak hava kanallar ndan olan hava kaçaklar da azal r. Hava kanallar ndan olan kaçaklar n azalmas nedeniyle de so utma yükünden %1-2 mertebesinde tasarruf sa lanabilir. Not: Hava kanallar nda hava kaça, pratik olarak olmamal d r Tasar mda Al nacak Önlemler Büyük enerji tasarrufu potansiyeli nedeniyle, de iflken yüklü ve çok zonlu sistemlerin klimatizasyonunda VAV sistemleri tart flmas z tercih edilen sistemler haline gelmifltir. a. VAV sistemlerinin sa lad ideal ekonomi noktas - na ulaflabilmek için, VAV sistemlerini so utma ve havaland rma amac yla kullanmak gerekmektedir. b. Bu sistemlere ayn zamanda s tma fonksiyonu yüklenmeye çal fl ld nda, ekonomiden giderek uzaklafl lmaya bafllan r. Fan-powered VAV sistemlerde seri ba l ve paralel ba l tip olmak üzere iki ayr uygulama flekli vard r. Burada anlat lan paralel tip fan-powered VAV sistemlerdir. Paralel ba l VAV sistemlerde klima santral ndan gelen hava k s ld nda fan ortamdan da hava al r ve üfleme havas sabit kal r. Is t c l fan-powered VAV kullan ld nda tavandan s - cak hava üflenir. Bu durumda; Is tma mevsiminde daha yüksek oda s cakl gerekir. D fl havan n so uk oldu u günlerde 20 C yerine yaklafl k olarak C oda s cakl nda ayn konfor al n r. Yak t harcamas artar. ç hava kalitesi (by-pass nedeniyle) daha az kaliteli olur. Ara mevsimlerde ve yaz n so uk üflenen hava, çal flanlar rahats z edebilir. Tavanda ayd nlatmadan kaynaklanan s yla oluflan s cak hava varken, s cak havan n da tavan seviyesinden üflenmesi sistemin verimsizli ini artt r r. Bu nedenle VAV sistemlerin statik s tma sistemleriyle birlikte kullan lmas, iflletme ekonomisi ve konfor aç s ndan çok önemlidir. c. Fan enerjisinden olan kazanç yan nda, VAV sistemlerinde hava kanallar ndan olan kaçaklar n azalmas nedeniyle de so utma yükünden %1-2 mertebesinde tasarruf sa lanabilir. d. Bir baflka önemli konu da, klima santral fanlar ndaki verimsizliklerin s enerjisi olarak içinden geçen havaya yüklenmesidir. Fan taraf ndan içinden geçen havaya yüklenen s sonucu hava s cakl ndaki art fl; ΔT = 0,008 x Δp / η F formül ile hesaplanabilir. Burada Δp (mmss) fan bas nc, η F fan verimidir. E er Δp = 100 mmss ve η F = %70 ise fan içinden geçen hava 1,15 C s nmaktad r. e. VAV sistemlerde de iflken devirli fanlar kullanman n ekonomisi, sistem büyüklü üne ba l d r. Büyük sistemlerde geri ödeme süreleri, birkaç y l mertebesinde olabilmektedir. VAV sistemlerinde fan gücünden sa lanan tasarrufun istenen düzeyde olmas için, fan kapasite kontrol yönteminin uygun olmas gerekir. Kapasite ayar ndaki en iyi yöntem, devir ayar d r. Bu nedenle de iflken devirli fanlar VAV sistemleri için en uygun fanlard r. kinci s rada uygun olan yöntem, giriflteki aç s ayarlanabilir aksiyal hava yönlendirme kanatlar n kullanmakt r. Farkl yöntemlerle fan kapasite ayar n n güç kullan - m na etkisi fiekil 2.9 da görülmektedir SU SO UTMA KULES FANLARI a. Kule fanlar istenen su s cakl na set edilmelidir. Su so utma grubu kompresörü dursa bile kule devresinde dolaflan su s cakl set edilen de ere düflene kadar fan çal flmal d r. b. Bir alternatif ise, d fl hava yafl termometre s cakl - na göre çal flt rmakt r. c. E er kule tek çillere hizmet veriyorsa, çiller durunca kule fan ve pompas da durabilir. d. So utma kuleleri yerleflimi, kulelerden hava ç k fllar aralar nda by- pass olmayacak flekilde yap lmal d r. e. Kule fan motorlar çift devirli seçilmelidir GARAJ HAVALANDIRMA FANLARI Garajlarda kullan lan havaland rma fanlar genellikle çok büyüktür. Gereksinim olmad zamanlarda bu fanlar n çal flt r lmamas, büyük kazanç sa lar. a. Garaj havaland rma fanlar, standartlar gere i iki kademeli veya yar güçte iki tane olmal d r. Dolay s yla ihtiyac n az oldu u dönemlerde birinci kademede (veya tek fanla) çal flma yap l r. b. Garaj havaland rmalar nda de iflken devirli fanlar n kullan lmas da mümkündür. Bu durumda fanlar, CO sensörlerinden kumanda al rlar. De iflken devirli fanlarla elde edilecek kazanç, tamamen kullan mdaki de iflkenli e ba l d r. Al flverifl merkezlerinin kapal garajlar nda oldu u gibi de iflimin fazla oldu u yerlerde, bu tür fanlarla elde edilecek kazanç fazlad r. c. Ofislerin garaj fanlar sadece girifl ve ç k fl n yo un oldu u saatlerde tam kapasiteyle çal flt r lmal d r. Di er zamanlarda CO sensörlerinden kumanda olmal d r. d. Ofislerden d flar at lacak havan n bir k sm veya tamam garaja verilebilir. Ancak yang n halinde garaja 71

18 72 fiekil Ç MEKAN T P TAZE HAVA SANTRALI m 3 /h

19 duman transferini önlemek için d fl havaya aç lan bir by-pass hava kanal yap lmal ve ayr m noktas nda onoff motorlu bir damper olmal d r. Damper bina otomasyonu yang n sinyali verdi inde, havay garaj yerine d flar atmal d r. Yang n damperi kullanmak ve yang n ihbar sisteminden kumanda olarak çal flmal d r MUTFAK VE BANYO EGZOST HAVALANDIRMA FANLARI (fiekil 2.12) Bu tip fanlar genellikle sabit devirli fanlard r. Buralarda fan enerjisinden tasarruf için afla daki önlemler say labilir: Kademeli devirli fanlar kullan labilir. Fanlar n gerekli olmad zamanlarda çal flt r lmamas (zaman saatleri kullan lmas ) sa lanabilir. Merkezi egzost fanlar yerine, lokal fanlar kullan lmas ve bu fanlar n ba ms z kumandalar (ayd nlatmadan, zaman saatlerinden veya kullan c lardan) olmas sa lanabilir. Damper bina otomasyonu yang n sinyali verdi inde, havay garaj yerine d flar atmal d r. Yang n damperi kullanmak ve yang n ihbar sisteminden kumanda olarak çal flmal d r. Sürekli olmayan havaland rma fanlar için havaland rma debisi; küçük banyolarda (10 m 2 ye kadar) her 1 m 2 için 17 m 3 /h (veya saatte 8 hava de- iflimi), büyük banyo-tuvaletlerde (10 m 2 den büyük) her 1 m 2 için 15 m 3 /h, jakuzili banyolarda ise 170 m 3 /h tavsiye edilir. Fan, duflun veya tuvaletin üzerine konur. Banyo kap s n n alt nda, hava girifli için aç kl k b rak lmal d r. Fanlar zaman ayarl olmal ve banyodan ç k ld ktan belirli bir süre çal flmaya devam edebilmelidir. Banyolarda sürekli havaland rmada fan debisi m 3 /h olmal d r. Tuvalet fanlar n n kullan lmad zaman çal flmamas sa lanabilir (Zaman saatli fanlar fl klar kapat ld ktan 5-10 dakika sonra durabilir.). 2.6 KL MA SANTRALLARI K yas ya fiyat rekabeti sonucu daha düflük kaliteli cihazlar kullan ld nda, genellikle afla daki sonuçlar görülür: Cihaz boylar küçülür. Klima santrallar n n kesitleri küçük tutulur. Bu ise, h z ve bas nç düflümlerini ve gürültüyü art racakt r. Fan elektrik enerjisi tüketimi afl r artacakt r. Cihazlarda daha yüksek devirli daha küçük fanlar kullan l r. Bu fanlar, optimum seçilmifl fanlara göre: - daha gürültülüdür, - daha fazla enerji harcar, - bak m masraflar daha fazla, - ömürleri daha azd r. Hava filtrelerinden tasarruf edilmeye çal fl l r. Daha küçük filtre yüzeyleri: - daha fazla enerji tüketimi ve - daha fazla say da servis gerektirecektir. Daha düflük kalitede hava filtreleri kullan labilir. Do rudan tahrik yerine, kay fl kasnakl fanlar kullan l r. Ayd nlatmadan ve gözetleme camlar ndan fedakarl k edilecektir. fiekil MUTFAK VE BANYO EGSOZT FANLARI 73

20 74 fiekil BUHARLI, NEMLEND R C L, FREKANS NVERTER FAN KONTROLLÜ H JYEN K T P KL MA SANTRALI m 3 /h