TAM KLİMA TESİSATI DENEYİ

Transkript

1 TAM KLİMA TESİSATI DENEYİ. AMAÇ Klia sistelerini sınıflandırarak, tipik bir klia tesisatında kullanılan eleanların incelenesi, yaz ve kış kliasına etki eden paraetrelerin deneysel ve teorik olarak gözlenesidir. 2. TEMEL KAVRAMLAR 2.. İklilendire İşlei En genel alde; insan, ayvan ve bitkilerin konforu için veya endüstriyel bir aülün üretii için gerekli atosferik çevrenin (orta şartlarının) otoatik olarak sağlanası işleine kliatizasyon veya iklilendire denir. Pratikte ise iklilendire (klia); avanın ısıtılası, soğutulası, nelendirilesi veya neinin alınası, bir başka deyişle avanın şartlandırılası işleine denir. Tanıdan da anlaşılacağı gibi klialar teel olarak konfor kliası ve endüstriyel tip (sanayi) kliası olak üzere iki gruba ayrılır. - Sanayi kliası 2- Konfor kliası 2. Yaz kliası 2.2 Kış kliası 2.3 Ta (yaz + kış) kliası Endüstriyel (Sanayi) Kliaları : Endüstriyel tip iç ikli şartların tanılanasının başlıca aacı; a- Bazı üreti yöntelerinin noral biçide yürütülesinin sağlanası b- Depolanan alzee veya ürünlerin korunası için, endüstriyel yapılar içinde optiu şartların sağlanası Bu tip uygulaalarda karşılaşılan en öneli problelerden biri, üreti için gerekli iç şartlar ile personelin konforunun uyuşaasıdır. Bu duruda bireylerin sağlık ve güvenliği içbir zaan göz ardı edileden, e üreti e de çalışanlar için en uygun şartların oluşturulası gerekektedir. Başlıca sanayi uygulaaları, tekstil, tütün, şekercilik, ilaç, lastik, gıda, kiya, özel cepanelik, laboratuvarlar, adenler ve zirai yerlerdir. Konfor Kliaları : Konfor klialarında aaç, insan, ayvan ve bitkilerin konforunun sağlanasıdır. Yapılan konfor klia uygulaalarının çoğu insanlar içindir. Konfor veya raatlık duygusu, esas olarak kişiden kişiye değişen bir kavra olduğu için kesin bir tanıın yapılası güçtür. Başlıca uygulaa alanları, ulaşı araçları, bankalar, tiyatrolar, oteller, ağazalar, astaneler, terinaller, lokantalar ve bürolardır. İnsan raatlığı ve konforu teel olarak üç etkene bağlıdır. Bunlar kuru teroetre sıcaklığı, bağıl ne ve ava dolaşı ızıdır. İnsanların çoğu 22 ile 27 C sıcaklıları arasında ve %40 ile %60 arasında bir bağıl nede kendilerini raat issederler. Hava akıı için uygun bir ız değeri 5 /dk (0,25

2 /s) dir. Vücut raatlığını etkileyen diğer faktörler ava teizliği, koku, gürültü ve ışını etkisidir. İyi bir klia sistei sayılan bütün bu şartları sağlaalıdır Hava ve Havanın Teel Paraetreleri İklilendire, kuruta vb. proseslerde teel çalışa addesi olarak kullanılan ava (çevreizdeki atosfer) kuru ava ve su buarından oluşaktadır. İklilendire uygulaalarında, su buarı da kuru ava gibi ükeel gaz olarak kabul edilebilir. Mükeel Gaz Denklei : P. V =. R.T Kısi Basınç : Bir gaz karışıını oluşturan er bir bileşenin kısi basıncı; aynı aci (V) ve sıcaklıkta (T) eydana getirdikleri basınca kısi basınç denir. Dalton Kanunu na göre bir ükeel gaz karışıının basıncı, karışıı oluşturan gazların kısi basınçları toplaına eşittir. burada, P = P + P b (2.) P P P b : Neli avanın basıncı (kpa) : Kuru avanın kısi basıncı (kpa) : Su buarının kısi basıncı (kpa) Özgül Ne (ω) : Göz önüne alınan neli ava içindeki su buarı kütlesinin kuru ava kütlesine oranına utlak veya özgül ne denir. kgsb b ω = kgk P.V/(R.T) P /R P ω = 0,622. P.V/(R.T) P /R P b b b b b b = = = (2.2) Tanıı gereği kuru avada su buarı yoktur, bu nedenle özgül nei sıfırdır. Kuru avaya su buarı eklendikçe özgül nei artar. Fakat belirli bir ale eriştikten sonra avaya daa çok su buarı katak ükün olaz. Bu alde ava, su buarına doyuş deektir ve doyuş ava diye adlandırılır. Bağıl Ne (φ) : Havadaki su buarı iktarının, aynı sıcaklıkta avada bulunabilecek en çok su buarı iktarına bağıl ne adı verilir. (Yani avanın ne kadar ne alabileceğinin bir ölçüsüdür.) Bağıl ne konforu öneli ölçüde etkiler. Çünkü insan vücudunun buarlaşa yoluyla ne kadar ısı atabileceği avanın bağıl nei ile ilgilidir. P.V/(R.T) P Φ = P.V/(R.T) P dt b d T sb b b b = = (2.3) sb,doya 2

3 φ = 0 0<φ< φ = ise kuru ava ise neli ava ise doyuş ava olarak ifade edilir. Denkle 2.2 ve 2.3 den ω.p Φ = (0,622 + ω).p dt (2.4) 0,622. Φ.Pd T ω = (2.5) P Φ.P dt Çiğ Noktası Sıcaklığı (T çiğ ) : Hava sabit basınçta soğutulduğu zaan yoğuşanın başladığı sıcaklığa çiğ noktası sıcaklığı denir. Adyabatik Doya (T ady ) ve Yaş Teroetre Sıcaklıkları (T yaş ) : Şekil 2. Adyabatik doya işlei Şekil 2. de gösterilen açık sistede doyaış ava (T, φ, ω ) suyun üzerinden geçer. Bu akış sırasında bir iktar su buarlaşarak avaya karışır, avanın nei artar, sıcaklığı ise azalır (çünkü suyun gizli buarlaşa ısısının bir bölüü avadan sağlanaktadır). Eğer kanal yeterince uzunsa ava kanaldan doyuş olarak (φ 2 = %00) ve adyabatik doya sıcaklığında (T 2 ) çıkar. Şekil 2. deki sistede Q = 0, W = 0, PE (potansiyel enerji) ve KE (kinetik enerji) değişileri ial edildiğinde, teodinaiğin I. yasası yani enerjinin korunuu denkleinden; ω Cp.(T T ) + ω. 2 2 sb,2 = (2.6) b, su elde edilir. Ancak adyabatik doya sıcaklığının yukarıda anlatılan biçide bulunabilesi pratik bir yönte değildir. Uygulaa açısından daa elverişli bir yönte teroetrenin ucuna ıslak pauk bağlayarak sıcaklık ölçüüdür. Bu şekilde ölçülen sıcaklık yaş teroetre sıcaklığı diye adlandırılır. Bu yöntein de dayandığı teel ilke adyabatik doya sıcaklığı ile aynıdır. Bu sebepten atosferik basınçta adyabatik doya sıcaklığı ile yaş teroetre sıcaklığı birbirine eşit kabul edilebilir. 3

4 Kuru Teroetre Sıcaklığı (T k ) : Havanın içindeki nein ve güneş radyasyonunun etkisi olaksızın erangi bir teroetre, tero elean veya bir sıcaklık ölçerle ölçüş olduğuuz sıcaklığa kuru teroetre sıcaklığı denir Psikroetrik Diyagra Yukarıda verilen forülleri sık sık kullanak zorunda kalak pratik değildir. Bu nedenle esapları bir kez yapıp sonuçları kolay okunabilecek diyagralar alinde ifade etek daa kolay olur. Neli avanın fiziksel özelliklerini grafik alinde veren bu diyagralara psikroetrik diyagra adı verilir ve iklilendire uygulaalarında çok kullanılır. Genelde kullanılan diyagra at (0,325 kpa) basınçta SI birilerinde (uluslararası siste) azırlanış olanıdır. Diğer basınçlar için azırlanış psikroetrik diyagralar da vardır. Şekil 2.2 Psikroetrik Diyagra 3. İKLİMLENDİRME İŞLEMLERİ İklilendire işlelerine geçeden önce neli ava (kuru ava + su buarı) için kütlenin korunuu ve enerjinin korunuu denkleleri yazıldığında; kuru ava için :,g =,ç = (3.) su buarı için (yoğuşa olduğu duruda) : sb,g = sb,ç + yoğ,su yoğ,su = sb,g - sb,ç yog,su sb,g sb,c yog,su = ωg ωc = (3.2) su buarı için (nelendire olduğu duruda) : 4

5 sb,ç = sb,g + püsk,su püsk,su = sb,ç - sb,g püsk,su sb,c sb,g püsk,su = ωc ωg = (3.3) Klia sistei sürekli akışlı açık siste (SASA) dır. Bu duruda SASA için enerjinin korunuu (terodinaiğin I. yasası) denklei kuru ava ve su buarı için yazıldığında; Q W = ΣH ç ΣH g + ΔKE + ΔPE (3.4) Klia sistei için KE (kinetik enerji), PE (potansiyel enerji) değişileri ve fan işi ial edilebilir. Bu duruda denkle 3.4; Q = ( k,ç. k,ç + sb,ç. sb,ç ) ( k,g. k,g + sb,g. sb,g ) + yoğ,su. s püsk,su. s Denklein er iki tarafı ya bölündüğünde; q = ( k,ç + w ç. sb,ç ) ( k,g + w g. sb,g ) + (w g w ç ). s (w ç w g ). s (3.5) I.teri II.teri III. teri IV. teri burada, I. teri : neli avanın çıkış entalpisidir ( ç ) ve psikroetrik diyagradan okunur. II. teri III. teri IV. teri : neli avanın giriş entalpisidir ( g ) ve psikroetrik diyagradan okunur. : soğuta esnasında eğer yoğuşa oluyorsa yoğuşan su iktarıdır. : nelendire esnasında avanın üzerine yerleşen su iktarıdır. Not : Bir klia sisteinde ya soğutadan dolayı yoğuşa vardır ya da ısıtadan sonra kuruyan avayı nelendirek için püskürtülen su vardır. Bu nedenle işlelerde, enerjinin korunuu denkleinde bu iki teriden (III. ve IV. terilerden) sadece biri esaba dail edilir. Bu duruda denkle 3.5 şu ali alır; Q =.( ç - g ) ± su. s (3.6) 3.. Isıta Isıta işlei sırasında nelendire veya ne ala söz konusu oladığından avanın özgül nei sabit kalır (şekil 3.). Aa bağıl ne azalır. Bunun nedeni avada bulunabilecek ne iktarının sıcaklık ile artasıdır. Denkle 3.6 ısıta işlei için şu ali alır; Q =.( ç g ) (3.7) 5

6 Şekil 3. Isıta işlei ve psikroetrik diyagrada gösterilişi 3.2. Soğuta Soğuta serpantinlerinin üzerinden geçen avanın özgül nei sabit kalırken bağıl nei artar (şekil 3.2). Eğer soğutaya deva edilirse, ava çiğ noktası sıcaklığına ulaşır (2 noktası) ve avanın daa fazla soğutulası bir iktar su buarının yoğuşasına neden olur. Yoğuşa deva ederken avanın ali, doyuş ava eğrisi (φ=%00) üzerinde ilerleyerek son ale (3 noktasına) ulaşır. Şekil 3.2 Soğuta işlei ve psikroetrik diyagrada gösterilişi Denkle 3.6 soğuta işlei için yazıldığında; Q =.( ç - g ) + su. s 3.3. Nelendire Isıtada bağıl nein azalasından dolayı ortaya çıkan sorunlar, ısıtılan avayı nelendirerek yok edilebilir. Şekil 3.3 de görülen 3 ali nelendirenin nasıl yapıldığına bağlıdır. Eğer nelendire buar püskürtülerek yapılıyorsa nelendirenin yanında ısıta da yapılıyor deektir. (T 3 >T 2 ). Eğer nelendire su püskürtülerek yapılıyorsa su, buarlaşa gizli ısısını avadan alacak ve ava soğuyacaktır (T 3 <T 2 ). 6

7 Şekil 3.3 Nelendire işlei 4. DENEY TESİSATI 7

8 5. DENEYİN YAPILIŞI Deney tesisatının teel eleanları ve ölçe sisteleri incelendikten sonra, siste yaz kliası konuunda (soğuta için) çalıştırılır. Evaporatör üzerinden akan kondens suyu oluşuuna kadar sistein rejie giresi beklenir. Kondens suyunun aktığı görüldükten sonra ölçü değerleri kaydedilir. Daa sonra tesisat kış kliası konuu için azırlanır. Öncelikle buarlı nelendirici çalıştırıladan ön ve son ısıtıcı çalıştırılarak deneysel veriler alınır. Daa sonra buarlı nelendirici çalıştırılır ve siste rejie girdikten sonra ölçü değerleri not edilir. 6. ÖLÇÜM DEĞERLERİ A- Kış Kliası A. Nelendire Yapılıyor Deney No 2 T T y T 2 T 2y T 3 T 3y T 4 T 4y V [/s] Hava Isıt.Gücü [W] A2. Nelendire Yapılıyor Deney No 2 T T y T 2 T 2y T 3 T 3y T 4 T 4y V [/s] Hava Isıt.Gücü [W] Su Isıt.Gücü [W] B- Yaz Kliası Deney No 2 T 2 T 2y T 3 T 3y V [/s] 7. İSTENİLENLER - Kış ve yaz kliası için deneysel veriler psikroetrik diyagra üzerinde gösterilecek, yapılan ölçülerin uygunluğu veya uygunsuzluğu tartışılacaktır. 2- Q ısıt., Q soğ, ITK, STK, püsk,su, yoğ,su değerleri psikroetrik diyagra yardııyla bulunacaktır. 8