ISITMA HAVALANDIRMA VE KL MA S STEMLER NDE ENERJ EKONOM S

Transkript

1 T.C. ANADOLU ÜN VERS TES YAYINI NO: 2977 AÇIKÖ RET M FAKÜLTES YAYINI NO: 1931 ISITMA HAVALANDIRMA VE KL MA S STEMLER NDE ENERJ EKONOM S Yazarlar Fatih ÖNER (Ünite 1, 2) Serkan ÜREN (Ünite 2-5, 7) Yrd.Doç.Dr. Mehmet Ziya SÖ ÜT (Ünite 6, 8) Editör Prof.Dr. Tahir Hikmet KARAKOÇ ANADOLU ÜN VERS TES

2 Bu kitab n bas m, yay m ve sat fl haklar Anadolu Üniversitesine aittir. Uzaktan Ö retim tekni ine uygun olarak haz rlanan bu kitab n bütün haklar sakl d r. lgili kurulufltan izin almadan kitab n tümü ya da bölümleri mekanik, elektronik, fotokopi, manyetik kay t veya baflka flekillerde ço alt lamaz, bas lamaz ve da t lamaz. Copyright 2013 by Anadolu University All rights reserved No part of this book may be reproduced or stored in a retrieval system, or transmitted in any form or by any means mechanical, electronic, photocopy, magnetic tape or otherwise, without permission in writing from the University. UZAKTAN Ö RET M TASARIM B R M Genel Koordinatör Doç.Dr. Müjgan Bozkaya Genel Koordinatör Yard mc s Doç.Dr. Hasan Çal flkan Ö retim Tasar mc lar Yrd.Doç.Dr. Seçil Banar Ö r.gör.dr. Mediha Tezcan Grafik Tasar m Yönetmenleri Prof. Tevfik Fikret Uçar Ö r.gör. Cemalettin Y ld z Ö r.gör. Nilgün Salur Grafikerler Ayflegül Dibek Aysun fiavl Hilal Küçükda aflan Gülflah Karabulut Kitap Koordinasyon Birimi Uzm. Nermin Özgür Kapak Düzeni Prof. Tevfik Fikret Uçar Ö r.gör. Cemalettin Y ld z Dizgi Aç kö retim Fakültesi Dizgi Ekibi Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi ISBN Bask Bu kitap ANADOLU ÜN VERS TES Web-Ofset Tesislerinde adet bas lm flt r. ESK fieh R, Ocak 2013

3 çindekiler iii çindekiler Önsöz... xi Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi... 2 G R fi... 3 KL MA S STEM NDE ENERJ EKONOM S LE LG L KAVRAMLAR... 3 Is Yal t m... 4 Pencereler ve Enfiltrasyon... 4 ç Hava Kalitesi... 4 Cihaz Verimleri... 4 Otomatik Kontrol... 5 Optimizasyon... 5 Elektrik Tüketimi... 5 KOMPRESÖRLER VE DÖNÜfiTÜRÜCÜLÜ ( NVERTER) S STEMLER... 6 Kompresörler... 6 nverter Teknolojisi... 6 nverter Sistemler, Enerji Tasarrufu ve Konfor Sa lanmas... 7 Enerji Verimlili i... 7 Hassas Kontrol Sistemi... 8 Güçlü, Sessiz ve Verimli Çal flma... 8 ÜFLEME HAVASI VE ODA Ç HAVA DA ILIMI... 8 Taze Hava Al fl... 9 Klimada Oda S cakl Enerjinin Tafl nmas Enerjinin Hava veya Suyla Tafl nmas Maliyetlerinin Karfl laflt r lmas KAPAS TEN N YÜKSEK SEÇ LMES VE AfiIRI BÜYÜK BOYUTLANDIRMA (OVERSIZING) HAVALANDIRMADAN OLAN ISIL KAZANÇLARI AZALTMA ÖNLEMLER So uk-s cak Bölge fiartlar Havaland rmay Koflullara Göre Ayarlamak Ayd nlatmadan Olan Kazançlar Azaltma Önlemleri Ofis Makinelerinden Olan ç Kazançlar Azaltma Önlemleri So utmada ç S cakl Art rman n Etkisi Di er Öneriler FANLARDA ENERJ TASARRUFU HAVA KANALLARINDA ENERJ TASARRUFU Havaland rma Sistemlerinde lave Enerji Tasarrufu Önlemleri Hava Kanal ve Boru Boyut Optimizasyonu Hava Kanallar ndaki Hava Kaçaklar n n Maliyeti MERKEZ SO UTMA S STEMLER N N S RKÜLASYON BORULARINDA ISI KAZANCI VE POMPALAMA ENERJ S Pompalarda Enerji Tasarrufu VRV S STEMLER Oda S cakl k Kontrolü, Enerji Ekonomisi Enerjinin Paylafl m ÜN TE

4 iv çindekiler B REYSEL SO UTMA S STEM NDE ENERJ TASARRUFU KANALLI SPLIT KL MA VE ÇATI T P KL MADA, KL MA- HAVALANDIRMA OTOMASYONUYLA ENERJ TASARRUFU Ekonomizör Kullan m (Free Cooling mkân ) Zon Kontrolü Split Klima Cihazlar n n Verimli Kullan lmas çin Faydal Bilgiler Hava Perdesi Kullan lmas n n Avantajlar KL MADA ENERJ TASARRUFU Ç N ANA BAfiLIKLAR Özet Kendimizi S nayal m Kendimizi S nayal m Yan t Anahtar S ra Sizde Yan t Anahtar Yararlan lan Kaynaklar ÜN TE S hhi Tesisatta Enerji Ekonomisi G R fi SIHHI TES SAT LE LG L TANIM VE KAVRAMLAR Temiz So uk Su Tesisat Cihaz ve Armatürleri Temiz S cak Su Tesisat Cihaz ve Armatürleri Lejyoner Hastal ve Buna Yönelik Olarak Tesisatta Al nabilecek Önlemler Kullanma S cak Suyu Tesisat nda Lejyoner Hastal Lejyonella Bakterisi Kontrol Yöntemleri SIHH TES SATTA ENERJ EKONOM S N N ÖNEM TEM Z SU TES SATINDA SU TÜKET M N AZALTMA YOLLARI Mimari Tasar m Önlemleri Daha Az Su ile Daha yi El Y kama Mekanik Tasar mda Al nabilecek Önlemler Temiz Su Tesisat nda Su Tüketimini Azaltmak Amac yla Uygulamada Yap labilecek Çal flmalar SU DA ITIM VE BASINÇLANDIRMA S STEMLER NDE EKONOM KULLANIM SICAK SUYU TES SATINDA EKONOM Kullanma Suyu S cakl n n Seçimi Boyler Su S cakl Yükseldikçe Artan Enerji Kay plar Mekanik Tasar mda Önlemler Kazan Seçimi Boylerler Da t m ve Sirkülasyon Kullanma S cak Suyu Sirkülasyon Pompalar Kullan m S cak Suyu Tesisat nda Ekonomi Sa lamaya Yönelik Çal flmalar Kullan m S cak Suyunda Günefl Enerjisi Kullan m Özet Kendimizi S nayal m Kendimizi S nayal m Yan t Anahtar S ra Sizde Yan t Anahtar Yararlan lan Kaynaklar... 57

5 çindekiler v Is tma Sistemlerinde Enerji Ekonomisi G R fi ISITMA TES SATI ELEMANLARI VE C HAZLARI S cak Su Kazanlar ve Is t c Cihazlar Is t c Elemanlar Boru, Vana, Pompa, Kollektörler ve Brülörler ISITMA S STEMLER, S STEM SEÇ M VE ENERJ EKONOM S Bireysel Is tma Sistemleri Merkezi Is tma Sistemleri (Bina Alt ndan Is tma) Bölgesel Is tma Tek Borulu Da tma Sistemleri Alttan Da tma Alttan Toplama Sistemi Üstten Da tma Üstten Toplam Sistemi Çat Is Merkezleri DÜfiÜK SICAKLIKLI ISITMA S STEMLER Yüzeyden Is tma Sistemleri Yerden Is tma Sisteminin Olumlu Yönleri Yerden Is tma Sisteminin Olumsuz Yönleri Duvardan Is tma (So utma) Sistemleri Duvardan Is tma-so utma Sisteminin Olumlu Yönleri Duvardan Is tma-so utma Sisteminin Olumsuz Yönleri Yo uflmal Sistemler ISITMADA GÜNEfi ENERJ S DESTE KASKAD S STEMLER OTOMAT K KONTROL VE ENERJ EKONOM S Özet Kendimizi S nayal m Kendimizi S nayal m Yan t Anahtar S ra Sizde Yan t Anahtar Yararlan lan Kaynaklar Yararlan lan nternet Kaynaklar Tesisatta Enerji Ekonomisi G R fi TES SATTA ENERJ EKONOM S N N ÖNEM TES SAT YALITIMINDA KULLANILACAK MALZEMELERDEN BEKLENEN ÖZELL KLER Is letim Katsay s Su Buhar Difüzyon Direnç Katsay s (µ) Çeflitli Kuvvetlere Dayan kl l ve Direnci Hacimce Su Emme ve Gözenek Yap s S cakl a Dayanma ve Yanma S n f Uygulama Kolayl Ekonomiklik TES SAT YALITIMINDA KULLANILAN YALITIM MALZEMELER Is Yal t m Malzemesi Çeflitleri Cam Yünü (Glass Wool) ÜN TE 4. ÜN TE

6 vi çindekiler Tafl Yünü Seramik Yünü Genlefltirilmifl Polistren (Expanded Polystrene-EPS) Ekstrude Polistren (Extruded Polystrene - XPS) Poliüretan Köpük (Polyurethane Foam) Elastomerik Kauçuk Köpü ü Polietlen Köpük PVC Köpük Kalsiyum Silikat TES SATTA ENERJ EKONOM S SA LANAB LECEK YERLER So uk Hatlarda So uk Su Borular n n Yal t m Il k Hatlarda S cak Su ve Kalorifer Borular n n Yal t m S cak Hatlarda Buhar ve K zg n Su Borular n n Yal t m Vana ve Armatürlerde Yal t m Uygulamalar So utulmufl Su Tafl yan Borularda ve So utulmufl Hava Tafl yan Kanallarda Is Yal t m Endüstriyel Ekipmanlarda Yal t m Özet Kendimizi S nayal m Kendimizi S nayal m Yan t Anahtar S ra Sizde Yan t Anahtar Yararlan lan Kaynaklar ÜN TE Kazanlarda Enerji Ekonomisi G R fi KAZANLARIN SINIFLANDIRILMASI VE ÖZELL KLER Standart, Düflük S cakl kl ve Yo uflmal Kazanlar KAZAN Ç N ENERJ TAK B, EMN YET VE KONTROL DONANIMLARI. 131 KAZANLARDA SANKEY D YAGRAMI VE ENERJ GER KAZANIMI Kuru Baca Gaz ile Bacadan At lan Enerji Yak ttaki Su ve Yak ttaki Hidrojenle Havadaki Oksijenin Birleflmesi Sonucunda Ortaya Ç kan Suyun Buharlaflmas Yoluyla At lan Enerji Kazan Yüzeyinden Radyasyon ve Konveksiyon Yoluyla At lan Enerji Blöf Nedeniyle At lan Enerji Yanmam fl Yak t Nedeniyle Ortaya Ç kan Enerji Kay plar KAZANLARDA VER M ETK LEYEN FAKTÖRLER ki ve Üç Geçiflli Kazanlar Kazanlarda Türbülatör Kullan m Kazanlarda Verimi Etkileyen Faktörler ÖLÇÜM VE ANAL ZLERLE ENERJ EKONOM S Yak t zleme ve Takibiyle Enerji Ekonomisi Baca Gaz Analizi ve Enerji Ekonomisi Yakma Yönetim ve Brülör Kontrol Sistemleri ile Enerji Ekonomisi Özet Kendimizi S nayal m Kendimizi S nayal m Yan t Anahtar S ra Sizde Yan t Anahtar Yararlan lan Kaynaklar

7 çindekiler vii Pompalar G R fi TEMEL KAVRAMLAR Bas nç Debi Hacimsel Debi Kütlesel Debi Süreklilik Manometrik Yükseklik Hidrolik Güç Pompalarda Verim Hacimsel Verim Genel Verim Mekanik Verim Vizkozite Kavitasyon POMPA ÇEfi TLER Pistonlu Pompalar Eksenel Pistonlu Pompalar Radyal Pistonlu Pompalar El ile Çal flan Pistonlu Pompalar Diflli Pompalar D fltan Diflli Pompalar çten Diflli Pompalar Pervaneli ve Türbin Pompalar Düfley Milli Türbin Pompalar Hermetik Kovanl Türbin Pompalar Dalg ç Pompalar Pervaneli Türbin Pompalar Santrifüj Pompalar POMPALARDA ENERJ EKONOM S Pompalarda Debi Kontrolü Kontrol Vanas ile Debi Kontrolü By-Pas Vana Kontrolü Emme ve Basma Yüksekli inin De ifltirilmesi Pompa Çark Kesidinin De ifltirilmesi Pompan n Devir Say s n n De ifltirimesi Pompalar n Paralel ve Seri Ba lanmalar ÖMÜR DEV R MAL YET N N HESAPLANMASI POMPA SEÇ M Özet Kendimizi S nayal m Kendimizi S nayal m Yan t Anahtar S ra Sizde Yan t Anahtar Yararlan lan Kaynaklar ÜN TE

8 viii çindekiler 7. ÜN TE Bina Yönetim Sistemleri G R fi B NA YÖNET M S STEM N N YAPISI Çal flma Prensibi Bina Yönetim Sisteminin Avantajlar Sensörler S cakl k Sensörleri Bas nç Sensörleri Nem Sensörleri Hava H z Sensörleri Hava Kalite Sensörleri YANGIN ALGILAMA VE ALARM S STEMLER Yang n Alg lama ve hbar Sistemi Elemanlar Yang n hbar Dedektörlerinin Seçimi, Yerleflimi ve Uygulamas S ras nda Dikkat Edilmesi Gereken Noktalar KARTLI GEÇ fi VE KONTROL S STEMLER AYDINLATMA OTOMASYONU Enerji Tasarrufu Sa layan Baz Kontrol Uygulamalar KAPALI DEVRE TV S STEMLER Kapal Devre TV Sistemlerinin Avantajlar ve Kullan m Alanlar Güvenlik ile lgili Kullan m Alanlar ve Avantajlar fl Güvenli i ile lgili Kullan m Alanlar ve Avantajlar Yönetim Arac Olarak Kullan m Alanlar ve Avantajlar Bilimsel ve T bbi Alanlar ile lgili Kullan m Alanlar ve Avantajlar Sistemlerinde Kullan lan Donan mlar Kameralar ve Lensler Siyah-Beyaz (S/B) ve Renkli Kameralar Tüplü ve CCD Kameralar Sabit ve Hareketli Kameralar Dome Kameralar Lensler Görüntü letim Hatlar Monitör Seçiciler Kay t Cihaz (Recorder) Dörde Bölücü (Quad) Çoklay c (Multiplexer) AKILLI EV S STEMLER B NA OTOMASYONU Özet Kendimizi S nayal m Kendimizi S nayal m Yan t Anahtar S ra Sizde Yan t Anahtar Yararlan lan Kaynaklar

9 çindekiler ix So utma Sistemleri G R fi TEMEL KAVRAMLAR Is S cakl k So utma Rejimi So utma Yükü So utma Devresi So utma Ak flkanlarda Faz Dönüflümleri SO UTMA YÖNTEMLER Kimyasal Yöntemler Elektriksel Yöntemler Termoelektrik So utma Paramanyetik So utma Fiziksel Yöntemler Absorbsiyonlu So utma Adsorbsiyonlu So utma Di er So utma Yöntemleri Vorteks Tüpü Sterling Çevrimi Buharl Jet Su So utma Çevrimi Hava So utma Çevrimi BUHAR SIKIfiTIRMALI SO UTMA ÇEVR MLER Ters Carnot Çevrimi deal Buhar S k flt rmal So utma Çevrimi Gerçek Buhar S k flt rmal So utma Çevrimi SO UTMA S STEMLER UYGULAMA ALANLARI VE SO UTUCU AKIfiKANLAR Ev Tipi So utucular Ticari So utucular Araçlarda So utucular Endüstriyel So utucular So utucu Ak flkanlar SO UTMA ÇEVR M ELEMANLARI Kompresörler Aç k Pistonlu Kompresörler Yar Hermetik Tip Kompresörler Hermetik Tip Kompresörler Paletli Dönel Kompresörler Vidal (Diflli) Kompresörler Santrifüj Kompresörler Scroll Tipi Kompresörler Evaporatörler (Buharlaflt r c -So utucu) Hava So utucu Evaporatörler Su So utucu Evaporatörler ÜN TE

10 x çindekiler Kondenserler (Yo uflturucular) Hava So utmal Kondenserler Su So utmal Kondenserler Evaporatif Kondenserler K s lma Vanas Termostat Kurutucular ve Süzgeçler Manometreler Termometreler SO UTMA S STEMLER NDE ENERJ EKONOM S Özet Kendimizi S nayal m Kendimizi S nayal m Yan t Anahtar S ra Sizde Yan t Anahtar Yararlan lan Kaynaklar

11 Önsöz xi Önsöz Günümüzde geleneksel enerji kaynaklar n n giderek pahalanmas ve bu kaynaklar n gün geçtikçe azalmas, bu konuda yenilikçi çözümler gelifltirmek zorunda k lm flt r. Buna ba l olarak yenilenebilir enerji kaynaklar n n kullan m ön plana ç - kar lm flt r. Fakat unutulmamal d r ki, enerji kaynaklar n n tükenmesinin de yan nda enerjiye ödenen maliyetler de önemli bir sorundur. Bu anlamda enerji tasarrufu ve enerji ekonomisi uygulamalar günümüzde ihtiyaç olmaktan çok zorunluluk haline gelmifltir. Enerji ekonomisi uygulamalar sayesinde mevcut enerji kaynaklar n n en verimli flekilde de erlendirilme imkan do arken enerji için yap lan harcamalarda da ciddi boyutlarda tasarruf sa lanabilir. Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi, isimli bu kitab m zda, endüstride ve konutlarda kullan lan s tma, havaland rma ve iklimlendire sistemlerinde enerji ekonomisi sa lamaya yönelik önlemler ve uygulamalara de inilmifltir. Her bir ünitede, konunun detaylar na inilmifl, enerji ekonomisinin önemine vurgu yap lm flt r. Is tma havaland rma ve klima sistemleri, günlük hayat m z n konfor ve sa l k aç s ndan vazgeçilmez bir parças d r. Is l konfor ve insan sa l üzerine yap lm fl olan pek çok bilimsel çal flma ile bu durum ortaya konulmufltur. Yaflam alan m z olan evlerimiz, al flverifl merkezleri, ifl merkezleri, ofisler, hastaneler ve okullar ilk akla gelen kullan m yerleridir. Endüstride, çal flanlar n verimlili inin sa lanmas n n gereklili i de son y llarda önem kazanm flt r. Pek çok sanayi tesisinde art k çal flanlar n daha verimli çal flmas n sa lamak amac yla s tma havaland rma ve klima sistemlerinin kullan m yayg nlaflt r lm flt r. Buradan da anlafl laca üzere, iklimlendirme sistemleri günümüzde her alanda kullan lmaktad r. Bu kadar yo un kullan m söz konusu olan bu sistemlerin, enerji tüketimleri de göz ard edilemeyecek seviyelerdedir. Son dönemlerde yap lan yasal düzenlemeler de bu konunun ne kadar önemli oldu unu anlamam z aç s ndan bir di er unsurdur. Kitab m z n ilgili bölümlerinde, bu sistemlerin verimlili ini art rma ve bu sistemlerde enerji ekonomisi sa lamaya yönelik dikkat edilmesi gerekenler detaylar yla ele al nm flt r. Aç kö retim tekni ine göre haz rlanm fl olan bu kitab m zda, konular bir bütün olarak ele al nm fl olup, okuyucunun konuyu kavrarken yorumlamas n sa lamaya yönelik olarak s ra sizde sorular okuyucuya yöneltilmifltir. Konunun daha iyi anlafl lmas için ayr ca örneklerle ve görsellerle aç klamalara yer verilmifltir. Her ünite sonunda yer alan kendimizi s nayal m bölümünde, konuyu tamamlayan okuyucunun bilgi düzeyi s nanm flt r. Yazar arkadafllar m ile ö renim tasar m, grafik tasar m ve dizgi ekiplerinin kitab n haz rlanmas nda büyük katk lar olmufltur. Kitap haz rlama sürecinde katk - lar ndan dolay çal flma arkadafllar m Arfl.Gör.Dr. Önder ALTUNTAfi a, Mak.Müh. Elif YILDIRIM a, Mak.Müh. Yasin fiöhret e ve Uçak Müh. Seyhun DURMUfi a teflekkür ediyorum. Kitab n, ö rencilerimize ve tüm okuyuculara yararl olmas n diliyorum. Editör Prof.Dr. Tahir Hikmet KARAKOÇ

12 1ISITMA HAVALANDIRMA VE KL MA S STEMLER NDE ENERJ EKONOM S Amaçlar m z Bu üniteyi tamamlad ktan sonra; Klima sisteminde enerji ekonomisi ile ilgili temel kavramlar aç klayabilmek, Kompresörler ve dönüfltürücülü (inverter) sistemleri tan mlayabilmek, Fanlarda ve kanallarda enerji tasarrufunu aç klayabilmek, Merkezi so utma sistemlerinin sirkülasyon borular nda s kazanc ve pompalama enerjisini aç klayabilmek, Bireysel so utma sistemlerinde enerji tasarrufunu aç klayabilmek için gerekli bilgi ve becerilere sahip olabilirsiniz. Anahtar Kavramlar Is Yal t m Optimizasyon ç Hava Kalitesi Sistem Verimi Dönüfltürücülü ( nverter) Teknolojisi Merkezi ve Bireysel So utma Sistemleri çindekiler Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi G R fi KL MA S STEM NDE ENERJ EKONOM S LE LG L KAVRAMLAR KOMPRESÖRLER VE DÖNÜfiTÜRÜCÜLÜ ( NVERTER) S STEMLER ÜFLEME HAVASI VE ODA Ç HAVA DA ILIMI KAPAS TEN N YÜKSEK SEÇ LMES VE AfiIRI BÜYÜK BOYUTLANDIRMA (OVERSIZING) HAVALANDIRMADAN OLAN ISIL KAZANÇLARI AZALTMA ÖNLEMLER FANLARDA ENERJ TASARRUFU HAVA KANALLARINDA ENERJ TASARRUFU MERKEZ SO UTMA S STEMLER N N S RKÜLASYON BORULARINDA ISI KAZANCI VE POMPALAMA ENERJ S VRV S STEMLER B REYSEL SO UTMA S STEM NDE ENERJ TASARRUFU KANALLI SPLIT KL MA VE ÇATI T P KL MADA, KL MA-HAVALANDIRMA OTOMASYONUYLA ENERJ TASARRUFU KL MADA ENERJ TASARRUFU Ç N ANA BAfiLIKLAR

13 Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi 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. Bu bölümde, klima sistemlerinde enerji ekonomisi ve optimizasyonu ele al narak incelenmeye çal fl lm flt r. Klima sistemlerinde, ülkemizde birim enerji maliyeti (T/kWh) en yüksek olan elektrik enerjisi kullan lmaktad r. Elektrik enerjisinin kullan ld bu sistemlerde konfordan fedakârl k etmeden gerçeklefltirilebilecek tasarruf, iflletme maliyetlerinde önemli karl l klar sa layacakt r. Bu çerçevede al nabilecek pek çok önlem bulunmaktad r. Projede, uygulamada ve iflletmede sistem seçimiyle bafllay p, detaylarda %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 ( s tma (heating), havaland rma (ventilating), iklimlendirme (air conditioning)) tesisat gereksiniminde, s tma ve so utma öne ç kmaktad r. HVAC tesisat, önce s tma ve so utma ihtiyac için gerekli gözükmektedir. Ancak binalar n s tma ihtiyac 5-7 ay; so utma ihtiyac 3-5 ay (bölgelere göre de iflebilir) olmas na ra men, havaland rmaya 12 ay 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. Free-cooling nedir? Aç klay n z. KL MA S STEM NDE ENERJ EKONOM S LE LG L KAVRAMLAR Tesisatta enerji ekonomisine bakarken; s tma, so utma ve havaland rma konular birlikte incelendi inde, s tmadan sonraki en önemli kriterin havaland rma SORU oldu u görülecektir. D KKAT 1 SORU D KKAT AMAÇLARIMIZ AMAÇLARIMIZ

14 TELEV ZYON TELEV ZYON 4 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi SORU D KKAT 2 Is Yal t m Is yal t m, enerji tasarrufu için bir ilk ad m 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 mantolanarak izole edilmesi noktas na gelinmifltir. Mantolama, binan n d fl yüzeyinin yal t m malzemesi ile tamamen kaplanmas d r. Pencereler ve Enfiltrasyon 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. Binalarda kullan lan yap elemanlar n n aral klar ndan veya d fla aç lan pencere ve kap lardan giren havaya k saca enfiltrasyon denir. 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. ç Hava Kalitesi 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. ç ortam aç s ndan, iç hava kalitesini belirleyen unsurlar nelerdir? Cihaz Verimleri 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 SORU olmufltur. Sonuçta; kazan, so utma grubu, jeneratörler, pompalar, fanlar gibi ekipmanlar ve borular, hava kanallar gibi s enerjisini tafl yan elemanlar, verimsizlikleri D KKATnedeniyle 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. 12 kw AMAÇLARIMIZ AMAÇLARIMIZ K T A P K T A P

15 1. Ünite - Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi 5 gücün alt ndaki klima cihazlar buna bir örnek olarak gösterilebilir y l nda G s n f (enerji tüketim seviyesi olarak) bütün cihazlar n kullan m na son verilmesine karar verilmifltir. Bir program dâhilinde, 2010 y l na kadar D s n f cihazlar n kullan m na son verilecektir. Bunun anlam, bugün pazardaki cihazlar n %70 inin kald r lmas d r. Enerji tüketen cihazlar, enerji verimliliklerine göre s n fland r l rlar. Verimi en yüksek cihaz A s n f ve en düflük verime sahip cihaz G s n f cihaz olmak üzere bu s n fland rma flu flekilde yap l r: A s n f B s n f C s n f D s n f E s n f F s n f G s n f Evinizde kulland n z enerji tüketen belli bafll cihazlar n (buzdolab, çamafl r makinesi, bulafl k makinesi vb.) enerji verimlili i aç s ndan hangi s n fa dâhil oldu unu nas l anlayabilirsiniz? Otomatik Kontrol Her türlü de iflen iklim koflullar nda, bina koflullar nda ve iflletme SORU koflullar nda konforun sa lanmas, ancak otomatik kontrolle gerçekleflebilir. Uygun sistem seçimi, s SORU geri kazanma cihazlar n n sisteme dahil edilmesi, uygun kontrol ve bina otomasyon D KKAT D KKAT sistemlerinin kullan lmas, enerji ekonomisinin en kuvvetli enstrümanlar d r. Ak ll binalar bu ihtiyaçlar için ortaya ç km flt r. Bu binalarda bütün mekanik tesisat otomasyonla verilen bir program dâhilinde kendi kendine çal flmaktad r. An- cak unutulmamal d r ki; bir bina ak ll bina standard nda yap lmam flsa, yani mimari, mekanik tesisat, elektrik tesisat vb. olarak uygun yap lmam flsa, AMAÇLARIMIZ sadece otomasyonla istenilen verimlilikte çal flt r lamaz. Ak ll bina ve onun mekanik tesisat, her AMAÇLARIMIZ fleyden önce standard na uygun yap lm fl olmal d r. Bütün sistemler optimize edilmifl ve otomasyona uygun biçimde tasarlanm fl olmal d r. K T A P K T A P 3 Optimizasyon Optimizasyon, bir uygulama s ras nda belirli koflullar alt nda TELEV ZYON mümkün olan seçenekler aras ndan en iyisini seçmektir. 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 NTERNET 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. TELEV ZYON NTERNET Elektrik Tüketimi 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 tab-

16 6 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi lo 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. KOMPRESÖRLER VE DÖNÜfiTÜRÜCÜLÜ ( NVERTER) S STEMLER Kompresör, so utucu ak flkan çevriminde so utucu ak flkan dolaflt rmak için bir pompa gibi çal fl r. Düflük s cakl k ve düflük bas nçl so utucu ak flkan, evaporatörde buharlaflt r l r ve so utucu ak flkan buhar, kondenserde kolayca s v faza geçebilece i bas nca kadar s k flt r l r. Kompresörler Kompresörler, s k flt rma flekillerine göre volumetrik (hacimsel) s k flt rma ve santrifüj (merkez kaç etkisini kullanarak bir döner çark ile) s k flt rma olarak s - n fland r l rlar. En çok bilinen ve yayg n olarak kullan lan kompresör tipleri afla- da s ralanm flt r: Pistonlu kompresörler Döner (rotary) kompresörler Spiral (scroll) kompresörler Vidal kompresörler Santrifüj kompresörler Yap lar na göre kompresörler üçe ayr lmaktad rlar: Aç k tip kompresörler Yar hermetik tip kompresörler Hermetik tip kompresörler fiekil 1.1 Oda S cakl n n Zamana Göre De iflimi Ayarlanan s cakl k Oda s cakl Elektrik devir frekans Is tma Devri & Is tmaya Bafllang ç S cakl (Is tma) Bafllang ç derece Zaman Is tma Gücü Otomatik olarak ayarlan r nverter Teknolojisi Do ru ak m (DC), alternatif ak m (AC) biçimine dönüfltürebilen, frekans ve gerilimi birbirinden ba ms z ayarlanabilen cihazlara dönüfltürücülü ( nverter) sistemler ad verilir. Is kazanc hesab ile mahalin pik so utma yükü hesaplan r ve bu hesaba göre kapasite tayin edilir. Ancak, so utma mevsimi boyunca sistem genellikle k smi yükte çal fl r. K smi yükte çal flan dönüfltürücülü ( nverter) kompresörlü sistem, klasik on-off kontrollü sisteme göre daha verimli çal flmaktad r. Klasik kompresörlerde, kompresör rotasyonu sabittir. Kompresör sabit kapasitede çal fl r. fiartland r lan mekânda ayarlanan s cakl a ulafl ld nda kompresör durur. Kompresörün durkalk yapmas, klasik sistemlerin çal flma fleklidir. Kompresörün ayn kapasite ile dur-kalk yaparak iç ortam s cakl n hassas kontrol etmesi mümkün de ildir. Oda s cakl ndaki dalgalanmalar nedeniyle, konfor flartlar ndan sapma meydana gelir ve enerji tüketimi artar.

17 ç ortam s cakl ( C) ç ortam s cakl ( C) Kompresör Frekans (Hz) 1. Ünite - Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi 7 nverter kompresörler kapasitelerini modüle edebilmektedir. nverter teknolojisi flebekeden gelen sabit frekansl elektri in frekans n de ifltirerek kompresör devrini ayarlar. Dönüfltürücülü ( nverter) kompresörlerde, flartland r lan mahalin s cakl ± 0,5 C hassasiyette fiekil 1.1 deki grafikte gösterildi i gibi sabit tutulabilir. nverter sistemlerde konfor flartlar ndan sapma yoktur. Elektrik harcamas klasik kompresörlü sistemlere göre yaklafl k %30 daha azd r. Bu durum fiekil 1.2 de gösterilmifltir. fiekil 1.2 ON Tam Güç MAKS Düflük Güç nveter Sistemlerde S cakl k Kontrolü OFF Ayarlanan s cakl k 3 C M N. Ayarlanan s cakl k 1 C Rejime girme Zaman Rejime girme Zaman (a) nverter olmayan sistem (b) nverter sistem nverter Sistemler, Enerji Tasarrufu ve Konfor Sa lanmas So utma ve s tma kapasitesi, d fl ortam s cakl, iç ortam s cakl ve ayar s cakl - na ba l olarak de iflir. Oda s cakl belirli bir aral kta sürekli sabit kal r. Sistem, mekan k sa sürede istenen s cakl a ulaflt rabilir. Yüksek verimli ve so utucu ak flkan kontrollü çal flma, enerji tasarrufu ve konfor sa lar. Dönüfltürücülü ( nverter) kompresörlerde, kompresör motorunun devri, frekans kontrollüdür. Bu yüzden kompresörün devrini de ifltirmek genifl bir alanda kompresörün kapasitesini kontrol etmeyi mümkün k lar. Bunlar n yan s ra dönüfltürücülü ( nverter) sistemlerde defrost süresi çok k sad r. Bu sayede, defrost süresince oda s cakl k düflüflü küçüktür. Ayarlanan oda s cakl na ulaflma h z, standart kompresörlü sistemlere göre daha yüksektir. Oda s cakl ndaki de iflkenlik çok küçük oldu undan s cakl k farkl l klar oluflmaz. Mahalin s ihtiyac na göre, kompresör %20 oran nda modüle edildi inde kompresör motoru %80 devirle döner. Motor %80 devirle çal fl rken, tam devirdeki güç harcamas ile k yasland nda enerji harcamas %50 oran na düfler. Enerji Verimlili i Frekans kontrolü ile çoklu kompresörlü cihazlarda, yüke göre %4-100 çal flma kapasitesi aral nda tüketim gücü ayarlanarak kompresörün minimum enerji tüketimi sa lan r. Cihaz sürekli dur-kalk yapmad ndan, kompresörün ilk çal flmas ndaki yüksek enerji tüketimi ortadan kald r lm fl olur.

18 8 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi Hassas Kontrol Sistemi Oda s cakl n, ayar s cakl na göre 0,1 C hassasiyetle sabit tutarak rahats z edici s dalgalanmalar n ve nem sorunlar n ortadan kald r r. Yüksek verim ve konfor sa lar. Güçlü, Sessiz ve Verimli Çal flma nverter kompresörler ilk çal flt rma an nda, ayarlanan oda s cakl na daha k sa sürede ulaflmak için kapasitelerini en yüksek seviyeye ç kar rlar. Ayarlanan oda s - cakl na bir kez erifltikten sonra, kapasite azalt l r. Ayarlanan s cakl sabit tutmak için genellikle cihaz düflük kapasitede çal fl r. Cihaz düflük kapasitede çal flt ndan yüksek enerji verimlili ine sahiptir. Kompresörler tamamen izoleli oldu undan çok sessizdir ve enerji kayb na yol açmaz. fiekil 1.3 Statik Is tman n Yap ld Bir Uygulama Örne i 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 so utma ve havaland rma için gerekli üfleme havas, Ortama mümkün ise tavandan verilmelidir. Bununla ilgili olarak fiekil 1.3 te örnek verilmifltir. Üfleme havas n n s cakl, oda s cakl ndan daha düflük olmal d r. Is tmada ise, 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, egzoz 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, % 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).

19 1. Ünite - Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi 9 Is geri kazan m sa lan rken, ilave bir enerji de gerekmez. Çok iyi bir ekonomizör sistemi gibi çal fl r. 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; 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 n nemlendirme ihtiyac artar (Oda s cakl artt kça hava daha fazla kurur). 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 egzoz menfezine do ru by-pass riski daha fazla olur. Havadan havaya s geri kazan m cihazlar nda ilave direnci yenmek için, taze hava ve egzoz devrelerinde daha büyük fan motorlar kullan l r. Bu motorlar, yaz k fl sürekli taze hava temini ve egzoz 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. So utma için gerekli üfleme havas ; ortama hangi s cakl kta ve mahalin neresinden verilmelidir? 4 Taze Hava Al fl Taze havay alt kotlardan, yani kuranglez içinden, topra a yak n seviyelerden ald m zda hava ile birlikte klima santrali filtresine do ru, daha fazla SORU toz sürüklenir. SORU 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 KKAT D KKAT 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. AMAÇLARIMIZ Büyük binalar n girifl kap lar sabah saatlerinde yo un insan girifli nedeniyle AMAÇLARIMIZ 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. K T A P K T A P 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 egzozdan daha fazla olmal d r. TELEV ZYON TELEV ZYON NTERNET NTERNET

20 10 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi 5 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 egzozlar 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. HVAC sistemlerinde taze havan n çat kotundan al nmas n n avantajlar nelerdir? Klimada Oda S cakl Sürekli yaflanan hacimlerde (ofis vb.) yaz aylar nda 24 C oda s cakl idealdir. Enerji ekonomisi için 25 C insanlar için ideal kabul edilebilir. Yaflam mahallerinde SORU yaz n sürekli SORU 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 D KKAT D KKAT uygundur. Is tma mevsiminde d fl hava s cakl k fark çok fazla oldu u için, her odan n s - cakl termostatik radyatör vanas veya oda termostat ile ayr ayr kontrol edilmelidir. Termostatik Radyatör Vanas, bir vana ve bu vanan n üzerine ba lanm fl termostattan oluflmaktad r. Oda s cakl termostat üzerindeki skala yard m yla ayarlan r. Termostat, AMAÇLARIMIZ oda s cakl ayarlanan de ere geldi i zaman otomatik olarak vana AMAÇLARIMIZ üzerindeki pimi iterek su ak fl n k sar ve vanay kapatarak radyatörün gereksiz yere s yaymas n K T önler. A P Oda Termostat ise, odan n s cakl n ölçen ve s cakl n n K T A P istenen seviye geldi i anda s tma cihaz n n çal flmas n durduran elemanlar d r. Is tma mevsiminde iç ortam s cakl 20 C ise, k fl n d fl hava iç hava s cakl k TELEV ZYON fark yüksek TELEV ZYON de erlerdedir. stanbul da (d fl hava proje s cakl -3 C) : T = 20-(-3)= 23 C Ankara da (d fl hava proje s cakl -12 C) : T = 20-(-12)= 32 C zmir de (d fl hava proje s cakl 0 C) : T = 20-0= 20 C NTERNET Antalya da NTERNET (d fl hava proje s cakl +3 C) : T = 20-3= 17 C Bu nedenle radyatörlerde, termostatik radyatör vanalar kullan lmal d r. 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. So utmada ise, iç-d fl ortam s cakl k fark çok daha azd r. Ancak günefl etkisi saatlere ve yönlere göre farkl d r. Yani so utmada, her odan n s cakl k kontrolünü ayr ayr yap lmak yerine otel, hastane ve özel uygulamalar hariç zon kontrolü yap labilir. 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. 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. Enerjinin Tafl nmas Is enerjisinin 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 direnç artt kça, pompa ve fan motorlar da çok

21 1. Ünite - Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi 11 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 verilen 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 n ve pompalar n sürekli çal flmalar 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. Is tafl y c ak flkan 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. 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. Bu fark s tmada daha da artmaktad r ve oran 60 misli mertebelerindedir. Ancak havayla enerji tafl man n free cooling gibi avantajlar da dikkate al narak karfl - laflt rma yap lmal d r. Sulu sistemlerde mahallerin ihtiyac olan taze havay tafl mak için, ayr ca enerji harcanaca da dikkate al nmal d r. Esas belirleyici olan di er bir faktör ise, enerjinin tafl nmas gereken mesafedir. Sonuç olarak mekanik sistemlerin merkezi da t m avantajlar na karfl n, Enerjiyi uzak noktalara tafl ma, Tafl rken oluflan s kay p ve kazançlar, Pik yük d fl ndaki düflük kapasite ihtiyaçlar ndaki verim düflümü, Farkl çal flma saatlerine uyum sa lama zorluklar gibi dezavantajlar da vard r. 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 eflitlik kullan l r: Q=V.ρ.cp. T (1.1) T s cakl k fark, so utma halinde su için 6 C veya 5 C; hava için 9 C kabul edilebilir. Is tma halinde ise T 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 Çizelge 1.1 de verilmifltir. Sembol Anlam Birimi So utma Halinde Enerji Tafl y c Is tma Halinde Enerji Tafl y c Hava Su Hava Su Q Tafl nan s gücü kw T S cakl k fark C c p Özgül s kj/kg. C 1,0 4,2 1,0 4,2 ρ Yo unluk kg/m 3 1, , V Gerekli debi m 3 /h 333 0,140 0, ,057 0,043 Çizelge kw Enerjinin (So utma ve Is tma çin Ayr Ayr ) Hava ve Suyla Tafl nmas çin Gerekli Debi De erleri

22 12 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi Çizelgede 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 2000, s tmada 5000 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. Enerjinin tafl nmas için, ak flkan hareketini sa layan hava fan veya su pompas taraf ndan çekilen enerjinin hesaplanmas nda ise afla daki eflitlik kullan l r: P = V. p ηp. ηm (1.2) 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 Çizelge 1.2 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. Su ile so utma halinde ortama tafl nan su, bir fan coil vb cihazdan geçirilerek ortam so utulur. 1kW so utma kapasitesi için ortalama 4,5 kw fan coil motor gücü gereklidir. Bu de er de su ile so utma için gerekli güç de erine eklenmelidir. Çizelge kw Enerjinin (So utma ve Is tma çin Ayr Ayr ) Hava ve Suyla Tafl nmas çin Gerekli Güç De erleri Sembol Anlam Birimi So utma Halinde Enerji Tafl y c Is tma Halinde Enerji Tafl y c Hava Su Hava Su V Ak flkan debisi m 3 /h 333 0,140 0, ,057 0,043 p Toplam bas nç Pa ηp Fan/pompa verimi * %70 %65 %70 %65 ηm Motor verimi %90 %90 %90 %90 P Gerekli güç W ,2 1,6 *Daha yüksek verimlerde çal flan fan ve pompalar seçilebilir. So utmada hava için karakteristik de erler; p=1100 Pa ve su için p = Pa (25 mss), Is tmada hava için karakteristik de erler; p = 1100 Pa ve su için p = Pa (8 mss) al nabilir. Bu bas nç de erleriyle 1 kw enerji tafl mak için gerekli güç hesab Çizelge 1.2 de görülmektedir. 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. Bu fark s tmada daha da artmaktad r ve oran 60 misli mertebelerindedir. Ancak havayla enerji tafl man n free cooling ve cool down avantajlar da dikkate al narak karfl laflt rma yap lmal d r. Sulu sistemlerde mahallerin ihtiyac olan taze havay tafl mak için, ayr ca enerji harcanaca da dikkate al nmal d r.

23 1. Ünite - Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi 13 Esas belirleyici olan di er bir faktör ise, enerjinin tafl nmas gereken mesafedir. Sonuç olarak mekanik sistemlerin merkezi da t m avantajlar na karfl n, Enerjiyi uzak noktalara tafl ma, Tafl rken oluflan s kay p ve kazançlar, Pik yük d fl ndaki düflük kapasite ihtiyaçlar ndaki verim düflümü, Farkl çal flma saatlerine uyum sa lama zorluklar gibi dezavantajlar da vard r. 5 kw enerjinin; a) 10 C s cakl k fark ile hava ile tafl nmas için gerekli debiyi hesaplay n z. b) 6 C s cakl k fark ile su ile tafl nmas için gerekli debiyi hesaplay n z. ÖRNEK 1 Çözüm 1: a) 5 kw enerjinin 10 C s cakl k fark ile hava ile tafl nmas için Çizelge 1.1 deki de erleri Eflitlik 1.1 de yerlerine koyarsak; gerekli debi; Q kw V = m cp T = 5 3 = 0, 416 ρ. kg kj s 1, 2 3., 1 0 C m kg C. 10 V = 0,416 m 3 /s (veya 1497,6 m 3 /h) olarak bulunur. b) 5 kw enerjinin 6 C s cakl k fark ile su ile tafl nmas için Çizelge 1.1 deki de- erleri Eflitlik 1.1 de yerlerine koyarsak; gerekli debi; Q kw V = m cp T = 5 3 = 0, 0002 ρ. kg kj s , 4 2 C m kg C. 6 V = 0,0002 m 3 /s (veya 0,72 m 3 /h) olarak bulunur. 12 kw enerjinin 15 C s cakl k fark ile hava ile tafl nmas için gerekli SIRA debiyi S ZDE hesaplay n z m 3 /h debiye sahip hava ile so utma yapan %70 fan ve %90 motor verimli bir cihaz n ihtiyaç duydu u gerekli güç kaç W d r? (Toplam bas nç de erleri için karakteristik de erler göz önüne al nmal d r) SORU ÖRNEK 2 SORU Çözüm 2: 6000 m 3 D KKAT D KKAT /h debiye sahip hava ile so utma yapan bir cihaz için güç hesab yapabilmek için, Çizelge 1.2 deki de erleri Eflitlik 1.2 de yerlerine koyarsak gerekli güç; 3 m V. p 6000 Pa P = = h = 2910W ηp. ηm 3600., 0 70., 0 90 AMAÇLARIMIZ AMAÇLARIMIZ P = 2910 W = 2,9 kw olarak bulunur. K T A P 5000 m 3 /h debiye sahip hava so utma yapan %70 fan ve %90 motor SIRA verimli S ZDE bir cihaz n ihtiyaç duydu u gerekli güç kaç W d r? (Toplam bas nç de erleri için karakteristik de erler göz önüne al nmal d r) TELEV ZYON 7 K T A P TELEV ZYON SORU NTERNET D KKAT SORU NTERNET D KKAT

24 14 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi 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 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. htiyac n minimum kapasiteyle karfl lanmas (konforu etkilemeden) bir tasar m hedefi olmal d r. 8 Gere inden SIRA büyük S ZDE seçilen sistemlerin, sistem yat r m ve iflletmesine etkileri nelerdir? SORU D KKAT SORU D KKAT 9 Klima sistemlerinde enerji ekonomisi için mimari tasar m önlemleri nelerdir? HAVALANDIRMADAN SORU OLAN ISIL KAZANÇLARI AZALTMA ÖNLEMLER Havaland rmadan D KKATolan s l kazançlar önleme amac yla belli bafll yöntemler vard r. Bunlar iç ortamdaki SORU enerji tüketen cihazlar ndan kaynaklanan s l kazançlar azaltmak, havaland rma sistemi ile iliflkili olan s l kazançlar ve iç ortama ba l olan s l kazançlard r. D KKAT Bu bafll k alt nda bunlara de inece iz. So uk-s cak Bölge fiartlar AMAÇLARIMIZ D fl havan n AMAÇLARIMIZ k fl n çok so uk 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 K Thava A P girifli artar. D fl hava böyle günlerde çok so uk (yaz n da çok AMAÇLARIMIZ K T A P s cak) oldu u AMAÇLARIMIZ için, binan n enerji tüketimi ciddi oranda artar. Ayr ca taze hava tozludur ve girifli kontrolsüzdür. TELEV ZYON K T A P S cak bölge TELEV ZYON K Tflartlar nda A P genellikle d fl hava 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. TELEV ZYON Dönüfl TELEV ZYON havas n n emilmesi, hatta hava dönüflünün ayd nlatma armatürleri vas tas yla yap lmas NTERNET %25 mertebesinde olan ayd nlatma yükünü %15 mertebesine düflü- NTERNET recektir. Hatta hava kanall split kullan lan sistemlerde (tam haval sistemler) ve seri fanl VAV sistemlerde bu at k s faydal s olarak da k fl aylar nda kullan labilir. NTERNET NTERNET Havaland rmay 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 ve free cooling

25 D KKAT D KKAT 1. Ünite - Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi 15 imkân 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 imkân veren armatürler ve sistem kullanmak, Mümkün oldu u kadar do al ayd nlatmadan yararlanmak veya ayd nlatma otomasyonu kullanmak. Ofis Makinelerinden Olan ç Kazançlar Azaltma Önlemleri Daha düflük enerji tüketen verimli ofis cihazlar kullanmak, Bilgisayar, faks, fotokopi makinelerinin 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. So utmada ç S cakl Art rman n Etkisi 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 mevsiminde, 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 (sistem düzenli çal flana 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. Di er Öneriler nsanlar n yaz n kendini konforda hissetti i iç flartlar pek çok parametreye ba l d r ve koflullara göre de iflir. 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. 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. Daha düflük s cakl klara yap lacak ayarlamalar, hem enerji tüketimini art racakt r, hem de hasta olma riskini yükseltecektir. Yaz flartlar nda konut, ofis gibi sürekli kal nan mekânlarda iç ortam SIRA hedef S ZDE s cakl kaç C olmal d r? Banka, al fl-verifl merkezi gibi sürekli girip ç k lan mekânlarda hedef s cakl k de erleri aras ndaki fakl l klar nelerdir? 10 SORU SORU

26 16 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi 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. Toplamda klima santralleri (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 imkân, 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 santrali fanlar, kule fanlar, hava so utmal çiller fanlar gibi farkl amaçlarla kullan lan fanlar mevcuttur. Genellikle sabit debili fanlar kullan l 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. 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. HAVA KANALLARINDA ENERJ TASARRUFU Fanlar genellikle sürekli çal flt için, çok enerji tüketir. Ancak fana verilen enerji esas olarak hava kanallar nda tüketilir. Uygun tasarlanan bir kanal sisteminde hava da t m basit olmal, fazla dolaflmamal, fazla fittings kullan lmamal ve enerji tüketimi minimize edilmifl olmal d r. Hava kanal ndaki bas nç kayb artt kça bununla orant l olarak gerekli fan gücü ve çekti i elektrik enerjisi de artar. Artan motor gücüne ba l olarak fandan geçen hava da s n r. Fanda enerji tasarrufu, iyi hava kanal tasar m yla bafllar. Bunun için de öncelikle kanal sistemi, optimum enerji maliyeti oluflturacak biçimde tasarlanmal d r. Havaland rma Sistemlerinde lave Enerji Tasarrufu Önlemleri Havaland rma fanlar n n gereksiz çal flmas durdurulmal d r. Taze hava miktar, iç hava kalitesini düflürmeden minimize edilmelidir. Klima santrallerinde entalpi kontrolü yap larak hava taraf na ekonomi çevrimi uygulanmal d r. Gece so utmas ve havaland rmas yap lmal d r. Hava Kanal ve Boru Boyut Optimizasyonu Prensip olarak kanal sisteminin kesiti ne kadar küçük tutulursa, kanal yat r m maliyeti azal r. Buna karfl l k, fandaki y ll k enerji tüketimi ve fan yat r m maliyeti artar. Bunlar ters yönde iflleyen temel parametrelerdir. Bunun d fl nda maliyete etki eden ikinci derecede parametreler de bulunmaktad r.

27 1. Ünite - Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi 17 So utulmufl su borular nda da (aynen hava kanallar nda oldu u gibi) boru çap ne kadar büyük seçilirse, Su ak fl na karfl olan direnç azal r. Pompalama enerjisi azal r. Pompa küçülür, maliyeti azal r. Buna karfl l k, Boru maliyeti artar. Vana, fittings ve armatür maliyeti artar. Boru yal t m maliyeti artar. Is kazanc artar. Ancak optimizasyonda enerji kay plar n minimumda tutmak ön planda tutulmal d r. Hava Kanallar ndaki Hava Kaçaklar n n Maliyeti Avrupa standartlar nda hava kanallar nda üç s zd rmazl k s n f tarif edilmektedir. Bu s zd rmazl k s n flar ; A (düflük) s n f : 400 Pa da 1,32 l/s.m 2 kaçak B (orta) s n f : 400 Pa da 0,44 l/s.m 2 kaçak C (yüksek) s n f : 400 Pa da 0,15 l/s.m 2 kaçak olarak tan mlanm flt r. Kanal sistemlerindeki kaçaklar yolu ile kaybedilen enerji ciddi boyutlardad r. Özellikle temiz oda uygulamalar nda, baz endüstriyel uygulamalarda ve nem alma uygulamalar nda kanallardaki hava kaçaklar, enerji kayb d fl nda özel öneme sahiptir. Sadece havaland rma yap lmas durumunda hava kaçaklar n n enerji maliyeti fan enerji tüketiminde ortaya ç kmaktad r. Kaçak ne kadar fazla ise fan gücü bu oranda bofla harcanm fl olacakt r. Klima kanallar nda ise kaçak hava, ayn zamanda so utma ve s tma enerjisi kayb anlam na gelmektedir. Dolay s ile klima sistemlerinde hem fanda, hem de so utma (veya s tma) grubunda enerjinin bofla harcanmas söz konusudur. fiartland r lan hacimlerden geçen kanallardaki s zma, yine iklimlendirilen hacme olaca ndan, bir kay p oluflturmayaca ileri sürülebilir. Ancak bu halde bile s zan hava istenilen fonksiyonu yerine getirmeyecek, menfezlerden hedef bölgeye üflenemeyecektir. En kötü durum, besleme ve egzoz kanallar n n beraber geçtikleri asma tavan içinde ve düfley tesisat flaftlar ndaki kay plard r. Burada flartland r lm fl havan n do rudan k sa devre olmas söz konusudur. Hava kanallar ndaki hava kaçaklar, contal yuvarlak hava kanallar kullan larak büyük ölçüde ortadan kald r labilir. Ancak hava kanallar ndaki kaçaklar önlense bile menfez ba lant lar nda kaçaklar devam edebilmektedir. S zd rmaz kanal kullan ld nda menfez ba lant lar na özel önem verilmeli ve ba lant lar tekni ine uygun yap lmal d r. Hava kanallar nda kullan lan mastik kalitesi önemlidir. Zamanla kuruyan ve dökülen mastik kullan lmamal d r. MERKEZ SO UTMA S STEMLER N N S RKÜLASYON BORULARINDA ISI KAZANCI VE POMPALAMA ENERJ S Merkezi so utulmufl sulu klima sistemlerinde, örne in fan coil sistemlerinde, büyük miktarda su, sistemde sürekli dolaflmaktad r. fiartland r lmam fl hacimlerden geçen borulara çevreden s kazanc olur. E er boru yüzeylerinde yo uflma olursa ayn zamanda d fl havadan boruya nem transferi de gerçekleflir. Bu sirkülasyon borular nda s ve nem geçifline karfl yal t m yap lmakla birlikte, s geçifli tamamen

28 18 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi önlenemez. Dolafl m n sürekli oldu u da dikkate al nd nda toplamda gerçekleflen s kazanc ve bunu karfl lamak üzere so utma grubunda harcanan elektrik enerjisi önemli boyutlardad r. Uygulamada ve tasar mda genellikle s cak su ve buhar borular nda yap lan yal t ma daha fazla önem verilir. Standartlarda ve literatürde bu konuda genifl bilgi bulunabilir. Oysa so utulmufl su halinde, belki de s cakl k fark n n az olmas nedeniyle, yal t m üzerinde fazla durulmaz. Yal t m kal nl, genellikle d fl yüzeylerde yo uflman n önlenmesine yönelik olarak belirlenir. Hâlbuki so utma enerjisi en pahal enerji cinsidir. Buradaki kay plar, parasal boyutuyla çok önemlidir. Bu nedenle so utulmufl su borular nda da ekonomik izolasyon kal nl dikkate al nmal ve izolasyon kal nl klar art r lmal d r. Üzerinde durulmas gereken bir baflka konu, yal t m n cinsidir. Kullan lacak yal t m n ayn zamanda nem geçirmemesi gerekir. E er s yal t m tabakas içinde nem difüzyonu gerçeklefliyorsa, tabaka içinden difüzyonla boru yüzeyine ulaflan su buhar burada yo uflur ve izolasyonu slat r. Bu yo uflma olay, yal t m tabakas n n geçirgen olmas halinde sürekli olacakt r. Bu nedenle s yal t m yla birlikte, yal t m n d fl na bir nem yal t m uygulanmal d r. Daha iyisi s yal t m, nem geçirmeyen plastik esasl kapal hücreli tipte olmal d r. Pompalarda Enerji Tasarrufu Özellikle tam sulu klima sistemlerinde, y ll k elektrik enerjisi tüketiminde pompalar önemli paya sahiptir. Bu tür klima sistemlerinde, pompalar n HVAC cihazlar - n n toplam elektrik tüketimleri içinde pay %3-12 mertebesindedir. Binalarda mekanik tesisatta so utma devresi, so utulmufl su sirkülasyon pompalar, kondenser devresi (so utma kulesi) pompalar, s cak su sirkülasyon pompalar gibi farkl amaçlarla kullan lan sirkülasyon pompalar mevcuttur. Sirkülasyon pompalar, genellikle küçük motor güçlerine sahiplerdir ancak sürekli çal flt klar ndan çok enerji tüketirler. Sirkülasyon pompalar sabit debili ve de iflken debili olabilir. Genellikle kullan lan tipler, sabit debili pompalard r. htiyac n de iflken oldu u yerlerde de iflken debili pompalar n kullan lmas büyük enerji tasarrufu sa lar. Ancak mevcut sistemlerin yenilenmesinde, her uygulamada sabit debili pompalar, de iflken debili pompalarla de ifltirme imkan yoktur. VRV S STEMLER Tek bir d fl üniteye (veya d fl ünite grubuna) tek bir bak r boru hatt ile ba lanabilen çok say da iç ünite ile tüm ba ms z mekanlarda s tma ve/veya so utma ve k smi havaland rma yaparak istenilen iklim koflullar n sorunsuz sa layan bir klima teknolojisidir. Son y llarda enerji tasarrufunun, konforun, iflletme maliyetlerinin ve hassas kontrolün ön plana ç kmas yla VRV (Variable Refrigerant Volume-De iflken So utucu Ak flkan Debisi) sistemler HVAC sektöründe önemli bir yer alm flt r. Modüler, kompakt ve esnek yap lar ile çok katl binadan tek bir villaya kadar tüm yap larda esnek uygulama imkân sunmaktad r. Bu sistemler bir tek gidifl ve dönüfl bak r boru hatt ile birden çok iç üniteyi çal flt rabilen sistemlerdir. Bu özellik VRV sistemler ile çoklu sistemleri birbirinden ay ran en temel özelliktir. Y llar boyunca VRV sistemleri büyük geliflmeler göstermifltir. Günümüzde 6 seri VRV sistem bulunmaktad r. Bu seriler; Sadece So utma (Cooling Only): Sistem sadece so utma amaçl kullan ma imkân verir. Is tma ve So utmay Yapan Is Pompalar (Heat Pump): Sistem hem s tma hem de so utma amaçl kullan labilir. Ancak bu seriler so utmada çal flt r l rken tüm iç

29 1. Ünite - Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi 19 üniteler so utma modunda çal flmak zorundad r. Herhangi bir iç üniteyi s tma modunda çal flt rmak mümkün olmaz. Ayn durum s tma modunda iken de geçerlidir. Is Geri Kazan ml (Heat Recovery): Sistem ayn anda hem s tma hem de so utma amaçl kullan ma imkân verir. Su So utmal VRV Is tma ve So utmay Yapan Is Pompalar (Water Cooled Heat Pump): Heat pump VRV den fark, s n n hava so utmal kondenser ile d flar at lmay p, su so utmal kondenser yoluyla d flar at lmas d r. Sistem hem s tma hem de so utma amaçl kullan labilir. Bu seriler de heat pump VRV sistemler gibi so utmada çal flt r l rken tüm iç üniteler so utma modunda çal flmak zorundad r. Herhangi bir iç üniteyi s tma modunda çal flt rmak mümkün olmaz. Ayn durum s tma modunda iken de geçerlidir. Su So utmal Toprak kaynakl VRV Is tma + So utma (Ground Source Water Cooled Heat Pump): Su so utmal VRV den fark toprak kaynakl suyu kondenser s s n d flar atmak için kullanmas d r. Sistem hem s tma hem de so utma amaçl kullan labilir. Bu seriler de heat pump mant ndad r, sistem so utmada çal flt r l rken tüm iç üniteler so utma modunda çal flmak zorundad r. Herhangi bir iç üniteyi s tma modunda çal flt rmak mümkün olmaz. Ayn durum s tma modunda iken de geçerlidir. Su So utmal VRV Is Geri Kazan ml (Water Cooled Heat Recovery): Heat recovery VRV den fark s n n hava so utmal kondenser ile d flar at lmay p, su so utmal kondenser yoluyla d flar at lmas d r. Sistem ayn anda hem s tma hem de so- utma amaçl kullan ma imkân verir. Sistemin s geri kazan ml hale dönmesi için yön de ifltirme kutular n n ilave edilmesi yeterli olacakt r. Oda S cakl k Kontrolü, Enerji Ekonomisi Hava so utmal VRV sistemleri son derece geliflmifl elektronik kontrol imkân sa lar. Ak flkan s cakl na ba l iç ünite fan devir ayar, talebe ba l kompresör tüketim kontrolü imkân (dönüfltürücülü (inverter) kompresör), elektronik genleflme valfleri ile ak flkan miktar ve bas nç kontrolü olana, hassas oda s cakl k kontrolü ve buna ba l olarak enerji tasarrufu sa lan r. Oda s cakl k kontrolü baz markalarda ±0,5 C ye kadar ulaflm flt r. Enerjinin Paylafl m So utma kapasitesinin de iflkenli i sebebiyle enerjinin eflit paylafl m gereklili i daha önce incelenmiflti. Öte yandan VRV sistem ünitelerinin geliflmifl elektronik özellikleri sayesinde; Toplam enerji harcamas, Her iç ünitenin çal flma süresi, Ünite bafl na harcanan enerji miktar, ç ünitelerin çal flma e rileri kolayca grafik halinde elde edilebilmekte ve bu sayede enerjinin eflit paylafl m sa lanabilmektedir. Bu enerji da l m oransal olarak yap lmakta olup %100 bir ölçüm gerçeklefltirilememektedir. B REYSEL SO UTMA S STEM NDE ENERJ TASARRUFU ABD de uzun y llar pencere tipi klimalar kullan ld. Daha sonra bu cihazlar, iç ve d fl ünite olarak ayr ld ve split klima cihazlar ortaya ç kt. Ancak çok k sa bir süre sonra hava kanall split klimalara geçildi. Hava kanall split klimalarda, iç ünitele-

30 20 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi re ba lanan kanal sistemi ile flartland r lan hava, farkl hacimlere tafl nabilir ve çok noktadan üfleme yap larak oda içinde homojen da l m sa lan r. Ayn zamanda d - flar dan al nan taze hava da verilebildi inden yaflam mahallerinin taze hava ihtiyac karfl lan r. Yap elemanlar n n kalitelerinin gün geçtikçe daha da artmas ve bunun sonucunda pencere ve kap sistemlerinin neredeyse hiç hava s zd rmamas, enfiltrasyon (s z nt ) sayesinde sa lanan do al havaland rman n yeni kaliteli binalarda yeterince gerçekleflmemesini beraberinde getirmifltir. Nefes alamayan bu binalarda havaland rma sistemi yok ise oksijen yetersizli i oluflmakta; ortamda bakteri ve virüs konsantrasyonu artarak hastal klar n bulaflma riski ve h z artmakta; insanlardan, eflyalardan ve yap malzemelerinden yay lan koku ve gazlar, sigara duman ve toz oluflumu gibi olumsuz etkiler sonucunda iç hava kalitesi çok düflerek sa l ks z bir ortam oluflmaktad r. Binalarda havaland rma, iklim ve mevsim flartlar ndan ba ms z olarak, yani s tma ve so utma ihtiyaçlar ndan da önce gelen, 12 ay boyunca süren en birincil ihtiyaçt r. flte kanal tipi cihazlar n en büyük avantaj bu özelli e sahip olmalar d r. Çünkü bu cihazlar d flar dan ald klar taze havay filtre edip (tozdan ar nd r p); k - fl n s tarak, yaz n ise so utarak en iyi konfor flartlar nda ortama vermekte ve böylece so utma için zaten kullan lan klima sistemi ile havaland rmay da gerçeklefltirmektedirler. En iyi konfor, en ucuz maliyetle bu sayede sa lanabilmektedir. Öte yandan iç hacimlere beslenen taze hava nedeniyle bina içinde pozitif bas nç oluflur. Yani iç bas nç, d fl bas nçtan daha yüksek olur. Bu durumda enfiltrasyon önlenir. Yani kontrolsüz olarak binaya hava girifli olmaz. Bu sayede, hem binaya toz girifli önlenmifl olur, temizlik gereksinimi azal r, daha hijyenik bir ortam oluflur, hem de gereksiz yere kontrolsüz al nan havan n s t lmas veya so utulmas için harcanacak enerjiden tasarruf edilmifl olunur. Havaland rma yetene inin yan nda ortamda havan n homojen da t labilmesi, sessizlik, iç ünitenin komflu hacimlere konularak servis ifllemlerinin yaflam mahali d fl nda gerçeklefltirilmesi, yüksek kapasite, uzun ömür, iç-d fl ünite montaj mesafesinin uzunlu u ve optimum maliyet, kanal tipi klimalar n di er önemli avantajlar d r. Hava kanall split klima kullan lan ofis binalar nda ve evlerde statik s tma varsa, stanbul da k fl n taze havay s tmaya ihtiyaç olmaz. Tavan seviyesinden ortama verilen kar fl m havas (taze hava + iç hava kar fl m ) s cakl (en so uk havada bile) yaklafl k 17 C civar ndad r. Ortama verildi inde ayd nlatmadan ve iç s kaynaklar ndan gelen s ile s n r ve üflenen hava, oda s cakl na yak n bir de erde yaflam mahallerine ulafl r. Bu, bina s tma ihtiyac ndan ortalama %30 mertebesinde tasarruf anlam na gelebilir. KANALLI SPLIT KL MA VE ÇATI T P KL MADA, KL MA- HAVALANDIRMA OTOMASYONUYLA ENERJ TASARRUFU Ekonomizör Kullan m (Free Cooling mkân ) So utma s ras nda, uygun d fl ortam flartlar mevcutken, d fl hava - dönüfl havas kar fl m damperi kullan larak taze hava oran artt r labilir ve böylece kompresör kullan lmadan so utma yap labilir. Bu flekilde kar fl m havas damperlerinin kontrol edilmesi durumu ekonomizör olarak adland r l r. Bu ifllem; s cakl k kontrolü ve entalpi kontrolü olmak üzere iki biçimde gerçeklefltirilebilir:

31 1. Ünite - Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi 21 fiekil 1.5 Taze Hava Sensörü KARIfiIM HAVASI Tavan Seviyesinden Ortama Verilen Kar fl m Havas K fl n Ekonomizör Gibi Çal fl r D fl Kar fl m Havas Sensörü Dönüfl Havas Sensörü DÖNÜfi HAVASI Oda Termostat S cakl k kontrolünde al nan d fl hava miktar, d fl hava ve ortam havas n n kuru termometre s cakl na göre izin verilen minimum oran ile maksimum oran aras nda de ifltirilir. Tipik s cakl k kontrollü ekonomizör algoritmas fiekil 1.6 da gösterilmifltir. fiekil 1.6 So utma gerekiyor mu? HAYIR Minumum taze hava al Ekonomizör Çal flmas n n Algoritmas EVET D fl hava s cakl ile d fl hava s cakl n karfl laflt r. D fl hava < Dönüfl havas So utma kademelerini çal flt r. EVET Kar fl m havas s cakl n 13 C tutacak flekilde,taze hava ve dönüfl havas n kar flt r. Daha fazla so utma gerekiyor mu? EVET

32 22 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi Entalpi kontrollü sistemlerde, d fl havan n entalpi de eri ölçüldü ü için, yukar daki ikilem ortadan kalkar. Entalpi kontrollü sistemlerde, d fl hava entalpi de erinin sabit bir geçifl entalpi de eri ile karfl laflt r lmas, tek entalpi kontrolü olarak adland r l r. Hem d fl hava hem de dönüfl havas entalpi de erlerinin ölçülüp karfl laflt r ld sistemlere ise fark entalpi kontrolü denir. Tek entalpi kontrolünde, ölçülen d fl hava entalpi de erinin seçilen sabit bir entalpi kontrol e risinin alt nda olmas durumunda d fl hava kullan l r. Entalpi kontrolünde, s cakl k kontrolünde enerji tasarrufu sa lanamayan durumlarda da enerji tasarrufu sa lanm fl olur. Fakat tek entalpi kontrolünün dezavantaj, dönüfl havas n n s cakl k ve neminin her zaman konfor de erinde oldu unu varsaymas d r. Baz durumlarda, d fl havan n entalpisi belirlenen geçifl entalpisinden düflükken, yine de ekonomizör moduna geçilmemesi daha ekonomik olabilir. Bu nedenle dönüfl havas na koyulan bir entalpi sensörü ile d fl ve dönüfl havas entalpileri karfl laflt r l r ve entalpi de eri düflük olan hava kullan larak daha az enerji ile istenilen konfor sa lanabilir. Zon Kontrolü Zon kontrolü, binay s tma veya so utma kontrolünün birbirinden ba ms z yap ld bölgelere ay rmakt r. Bu sayede, her ayr bölgenin ayr bir ayar de eri, kontrolörü ve ilgili bölgeye giden s y kontrol eden son kontrol eleman bulunur. Zon kontrolünün faydalar afla daki gibi s ralanabilir: Gün ve mevsimlere göre de iflen s tma/so utma ihtiyaçlar na göre sistemin kendisini uyarlamas, Bölgelerin ayr ayr s cakl klara ayarlanabilmesi, Binan n her yerinde homojen konfor flartlar n n sa lanmas, %30 a varan enerji tasarrufu. lk yat r m maliyeti karfl laflt r ld nda da, iki zonlu bir sistemi iki ayr klima cihaz yerine bir klima cihaz ve zon kontrolü ile çözmek daha ekonomik olmaktad r. Zon say s artt kça aradaki fark daha da artmaktad r. Ayr ca, birden çok klima cihaz n n bak m, servis maliyetleri aç s ndan iflletme maliyeti de daha fazla olacakt r. Split Klima Cihazlar n n Verimli Kullan lmas çin Faydal Bilgiler Klima çal fl rken ihtiyaç d fl s yayan cihazlar kapat lmal d r. Termostat mümkün olan en yüksek s cakl kta tutulmal. Tavsiye edilen s - cakl k 24 C-25 C dir. ç mekânda sabit kal nm yorsa, d fl ortam ile iç ortam aras ndaki s cakl k fark n n 8 C olmas insan sa l için idealdir. Çok s k girilip ç k lan yerlerde ise d fl-iç hava s cakl k fark n n 5-6 C olmas yeterlidir. Aksi halde nezle olma riski oluflabilir. Günün s cak saatlerinde pencereleri açarak s cak havay içeriye almay n. Do al havaland rma yap lmas gerekiyorsa bunu gecenin serin saatlerinde yap n. Klima kanallar veya üfleme emifl a zlar mobilya veya baflka bir eflya ile bloke edilmemelidir. Binalar n s yal t m, k fl için önemli oldu u kadar, yaz için de önemlidir. Binan zda s yal t m önlemlerinin al n p al nmad n kontrol edin. Filtreli veya günefl fl n yans tabilen tipte cam kullan n. Yeni bir klima sat n al rken enerji aç s ndan verimli olan seçin. Odan zdan belirli bir süre ayr lacaksan z fan kapat n. Aç k kalmas mutlak bir enerji israf d r.

33 1. Ünite - Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi 23 Kliman z n bak m n yapt r n. Periyodik bak m n, cihaz n ömrünü uzataca gibi, afl r elektrik sarfiyat n önleyece i de unutulmamal d r. Klimalar n z n filtrelerini temiz tutun. Filtresi kirli cihazda %6 ya varan oranda enerji kayb olmaktad r. Kirli filtre ar za riskini de artt racakt r. Kliman za kalifiye bir ekip taraf ndan y lda en az bir kere bak m yapt rman z, verimli çal flmas için gereklidir. Kondenser paketlerini, so utma sezonu bafl nda ve sonunda suland r lm fl deterjan ile temizletin. Kliman z direkt gün fl ndan koruyun. Günün so uk saatlerinde pencerenizi açarak so uk d fl hava ile evinizi so- utun. Günün s cak saatinde gün fl n n odaya girmemesi için gerekli tedbiri al n (D fl panjur, günefl kesicileri vb). D fl üniteye hava girifl ve ç k fl k s mlar n kapatan herhangi bir engel bulunmamas na dikkat edin (Her sezon bafl nda kontrol edin.) Klimatize edilen ve kap s çok s k aç lan binalarda hava perdesi kullan n. Hava Perdesi Kullan lmas n n Avantajlar Hava perdeleri, d fl ortama kap lar sürekli aç l p kapanan hacimlerde, iç mekân, d fl ortam n olumsuz etkilerinden korur. Hava perdeleri, hava perdeleme (izolasyonu) yetene i ile birlikte, s tma sistemi sayesinde iç ortamdaki s kayb n engelleyerek, s tma enerjisinden de büyük oranda tasarruf sa lar. fiekil 1.7 de hava perdesi görülmektedir. fiekil 1.7 Hava Perdesi KL MLEND R LM fi ORTAM SICAK VEYA SO UK HAVA DIfiARIYA ÇIKMAZ. TOZLAR POLENLER KOKULAR BÖCEKLER HAfiERELER HAVA AKIMI SICAK HAVA SO UK HAVA S-DUMAN K fl n içerideki s cak havay, yaz n da kliman n sa lad serinli i koruyarak enerji tasarrufu sa lamaktad r. Aç k kap n n neden oldu u hava cereyan n önler. Ortam, etkili perdelemeyle s caktan, so uktan, tozdan, nemden, kokudan, her türlü gazdan, haflarattan koruyarak temiz ve hijyenik bir ortam sa lamaktad r. Depolanm fl sebze meyve, et ve her türlü g dan n bozulmas n önler, taze kalmas n sa lar. Halka aç k yerlerde sigaral ve sigaras z yerleri birbirinden ay r r. Depolarda ve endüstri alanlar nda, departmanlar aras hava yal t m sa lar. Verimli çal flma ortam yarat r. Hava perdeleri, kap s aç k çal flan ya da s k s k aç lan tüm iflyerleri için sessiz ve etkili perdeleme sa lamaktad r. K fl n so uk havan n, yaz n s cak havan n, toz, nem, pis kokular, egzoz gaz, duman, zehirli gazlar, sinek ve haflerenin hiç bir türünün flartland r lan mekâna girmesine izin vermez. Ayr ca; hava perdeleri, kap ölçüsüne göre özenle seçilmelidir (Hava perdeleri uygulamalar nda 90 cm, 120 cm ve 150 cm modellerle de iflik kap ölçülerinde uygulama yapmak mümkündür.). Hava perdeleri, elektrikli s t c l, s t c s z ve sulu bataryal olmak üzere de iflik tiplerde mevcuttur. Sadece so utma yap lan yerlerde, yaln z so uk ( s t c s z) model-

34 24 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi ler tercih edilebilir. Üzerindeki elektrikli s t c veya sulu batarya olan modellerde k fl n so uk hava üflenmez, alt ndan geçen insanlar rahats z etmez. Mevcutta s cak su tesisat varsa, sulu bataryal modeller tercih edilmelidir, böylelikle enerji tasarrufu sa lan r. Hava perdeleri uzaktan kumandal ve üzerinden kumandal olarak farkl l k gösterebilir. Hava perdesini kolay kontrol edebilmek için uzaktan kumandal modeller tercih edilmelidir. KL MADA ENERJ TASARRUFU Ç N ANA BAfiLIKLAR Yukar da belirlenen tasarruf kalemlerinin uygulanmas yla elde edilecek tasarruf, farkl yap larda ve sistemlerde farkl olacakt r. Direkt günefl enerjisi kazançlar n azaltmak: D fl gölgeleme elemanlar, iç gölgeleme elemanlar veya özel camlar kullanarak pencerelerden olan günefl s kazançlar azalt labilir. Bu yolla bina toplam so utma yükü %5-15 azalt labilir. D fl duvar yüzeylerini izole etmek: Bu yolla bina toplam so utma yükü %1 mertebesinde azalt labilir. Havaland rmadan olan kazançlar azaltmak: Talep kontrollü havaland rma yap labilir. Free cooling imkân ndan yararlanarak bina so utma yükü azalt labilir. Taze hava santrallerinde s geri kazan m hücreleri kullan labilir. Yaz mevsiminde d fl s cakl n iç s cakl ktan daha düflük oldu u gece saatlerinde sistem tam aç k duruma getirildi inde, gece boyunca so uk hava ile yap lan so utma bina kütlesi içinde depo edilir. Burada depo edilen so uk, gün boyunca kullan labilir. klimin uygun oldu u bölgelerde, uygun tasarlanm fl bir yap da do al so utma yolu ile yap y bütün bir mevsim mekanik so utmaya gerek duyulmadan konfor flartlar içinde tutmak mümkündür. Oda s cakl ayar noktas n yükseltmek: Oda s cakl ayar de erini 1 C yükseltmek suretiyle so utma yükü yaklafl k %7-10 mertebesinde azalt labilir. Hava kanallar nda bas nç kay plar n ve hava kaçaklar n azaltmak: Hem elektrik tüketimi artt r l rken hem de istenen mekânlar n istendi i flekilde so utulmas na olanak verecektir. De iflken devirli fanlar kullanmak: Merkezi haval klima sistemlerinde de- iflken debili sistem ve de iflken devirli fanlar kullanarak fan enerjisinde %45-55 oran nda ve toplam HVAC sisteminin kulland enerjide de %20-30 oran nda tasarruf potansiyeli vard r. Borulardaki bas nç kay plar n azaltmak: Bas nç kayb n n azalt lmas, pompalama için gerekli enerjiden (elektrik enerjisinden) tasarruf sa layacakt r. De iflken devirli pompalar kullanmak: Merkezi sulu klima sistemlerinde de- iflken debili sistem ve de iflken devirli pompalar kullanarak pompa enerjisinde % oran nda ve toplam HVAC sisteminin kulland enerjide de %7-12 oran nda tasarruf potansiyeli vard r. Hava kanallar, borular ve cihazlar nda çok iyi s yal t m yapmak: Is yal - t m her noktada ve en iyi flekilde yap lmal d r. Uygun ve yüksek verimli klima sistemleri kullanmak ç ve d fl hava s cakl k farklar na göre tasar m: So uk-s cak bölge flartlar na dikkat edilmelidir. 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 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. Ayr ca bu, toz ve nem kazançlar n da art r r.

35 1. Ünite - Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi 25 Çeflitli yöntemlerle enerji geri kazanmak mümkündür. Uygulaman n cinsine ve kullan lan sisteme ba l olmakla birlikte, iyi bir mimari ve mekanik tasar mla klima sistemi elektrik enerjisi giderlerini %80 oranlar na kadar azaltman n mümkün oldu- u anlafl lmaktad r. Ayn zamanda kurulufl maliyetleri yüksek olmamal d r. Ama bundan daha önemli olan, iflletme maliyetleridir. flletme maliyetleri günümüzde k sa zamanda cihazlar n ilk sat n alma maliyetlerinin üzerine ç kmaktad r. Bu nedenle toplam maliyete mutlaka bak lmal ve toplam maliyetin optimize edildi i sistemlere yönelmelidir. En fazla tasarruf aranmal d r. Bunun için mimariden bafllayarak sistem seçimi, cihazlar n seçimi, montaj ve uygulama ve iflletme aflamalar nda ayn duyarl l k gösterilmelidir.

36 26 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi Özet Bu bölümde, klima sistemlerinde enerji ekonomisi ve optimizasyonu ele al narak incelenmeye çal fl lm flt r. Klima sistemlerinde, ülkemizde birim enerji maliyeti (T/kWh) en yüksek olan elektrik enerjisi kullan lmaktad r. Elektrik enerjisinin kullan ld bu sistemlerde konfordan fedakârl k etmeden gerçeklefltirilebilecek tasarruf, iflletme maliyetlerinde önemli karl l klar sa layacakt r. Bu çerçevede al nabilecek pek çok önlem bulunmaktad r. Projede, uygulamada ve iflletmede sistem seçimiyle bafllay p, detaylarda %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. Tesisat m zdaki enerji ekonomisine bakarken; s tma, so utma ve havaland rma konular birlikte incelendi inde, s tmadan sonraki en önemli kriterin havaland rma oldu u görülecektir. Kompresör, so utucu ak flkan çevriminde so utucu ak flkan dolaflt rmak için bir pompa gibi çal fl r. Düflük s - cakl k ve düflük bas nçl so utucu ak flkan evaporatörde buharlaflt r l r ve so utucu ak flkan buhar kondenserde kolayca s v faza geçebilece i bas nca kadar s k flt r l r. Do ru ak m (DC), de iflken ak m (AC) biçimine dönüfltürebilen, frekans ve gerilimi birbirinden ba ms z ayarlanabilen cihazlara dönüfltürücülü (inverter) sistemler ad verilir. Is kazanc hesab ile mahallin pik so utma yükü hesaplan r ve bu hesaba göre kapasite tayin edilir. Ancak, so utma mevsimi boyunca sistem genellikle k smi yükte çal fl r. K smi yükte çal flan dönüfltürücülü (inverter) kompresörlü sistem, klasik on-off kontrollü sisteme göre daha verimli çal flmaktad r. 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. Toplamda klima santralleri (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. Merkezi so utulmufl sulu klima sistemlerinde, örne in fan coil sistemlerinde, büyük miktarda su sistemde sürekli dolaflmaktad r. fiartland r lmam fl hacimlerden geçen borulara çevreden s kazanc olur. E er boru yüzeylerinde yo uflma olursa ayn zamanda d fl havadan boruya nem transferi de gerçekleflir. Bu sirkülasyon borular nda s ve nem geçifline karfl yal t m yap lmakla birlikte, s geçifli tamamen önlenemez. Dolafl m n sürekli oldu u da dikkate al nd nda toplamda gerçekleflen s kazanc ve bunu karfl lamak üzere so utma grubunda harcanan elektrik enerjisi önemli boyutlardad r. Uygulamada ve tasar mda genellikle s cak su ve buhar borular nda yap lan yal t ma daha fazla önem verilir. Standartlarda ve literatürde bu konuda genifl bilgi bulunabilir. ABD de uzun y llar pencere tipi klimalar kullan ld. Daha sonra bu cihazlar, iç ve d fl ünite olarak ayr ld ve split (ayr k) klima cihazlar ortaya ç kt. Ancak çok k sa bir süre sonra hava kanall split klimalara geçildi. Hava kanall split klimalarda, iç ünitelere ba lanan kanal sistemi ile flartland r lan hava, farkl hacimlere tafl nabilir ve çok noktadan üfleme yap larak oda içinde homojen da l m sa lan r. Ayn zamanda d flar dan al nan taze hava da verilebildi inden yaflam mahallerinin taze hava ihtiyac karfl lan r. Yap elemanlar n n kalitelerinin gün geçtikçe daha da artmas ve bunun sonucunda pencere ve kap sistemlerinin neredeyse hiç hava s zd rmamas, enfiltrasyon (s z nt ) sayesinde sa lanan do al havaland rman n yeni kaliteli binalarda yeterince gerçekleflmemesini beraberinde getirmifltir. Kanall split klimalar ve çat tipi klimada klima-havaland rma otomasyonuyla enerji tasarrufu sa lamak amac yla ekonomizör kullan labilir veya zon kontrolü yap - labilir. So utma s ras nda, uygun d fl ortam flartlar mevcutken, d fl hava-dönüfl havas kar fl m damperi kullan - larak taze hava oran artt r labilir ve böylece kompresör kullan lmadan so utma yap labilir. Bu flekilde kar fl m havas damperlerinin kontrol edilmesi durumu ekonomizör olarak adland r l r. Zon kontrolü, binay s tma veya so utma kontrolünün birbirinden ba ms z yap ld bölgelere ay rmakt r. Bu sayede, her ayr bölgenin ayr bir ayar de eri, kontrolörü ve ilgili bölgeye giden s y kontrol eden son kontrol eleman bulunur.

37 1. Ünite - Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi 27 Kendimizi S nayal m 1. Afla dakilerden hangisi yayg n olarak kullan lan bir kompresör tipi de ildir? a. Pistonlu kompresör b. Rotary kompresör c. Yayl kompresör d. Santrifüj kompresör e. Scroll kompresör 2. Herhangi bir k s tlama yok ise klima sistemlerinde taze havan n çat dan al nmas tercih edilir. Afla dakilerden hangisi bu durumun bir getirisi de ildir? a. D fl hava üst seviyelerde daha az kirli olacakt r. b. Filtreler daha geç t kan r. c. Filtre ömrü daha uzun olur. d. Enerji tüketimi artar. e. ç hava kalitesinde iyileflme gözlenir. 3. Havaland rma yapmadan s l kazanç sa lamak için afla da verilenlerden kaç tanesi yap labilir? I. Gece saatlerinde havaland rma yapmak. II. Free cooling imkan varsa yararlanmak. III. Verimli ayd nlatma armatürleri kullanmak. IV. Taze hava miktar n mahaldeki kifli say s na göre CO 2 sensörleri ile kontrol etmek. V. Do al ayd nlatmadan yararlanmak. a. 1 b. 2 c. 3 d. 4 e Afla daki ifadelerden hangisi yanl flt r? a. So utulmufl su borular nda boru çap büyüdükçe su ak fl na olan direnç artar. b. So utulmufl su borular nda boru çap büyüdükçe pompalama enerjisi azal r. c. So utulmufl su borular nda boru çap büyüdükçe pompa maliyeti azal r. d. So utulmufl su borular nda boru çap büyüdükçe boru maliyeti artar. e. So utulmufl su borular nda boru çap büyüdükçe boru yal t m maliyeti artar. 5. Afla dakilerden hangisi günümüzde kullan lan VRV sistemlerinden biri de ildir? a. Sadece so utma b. Sadece s tma c. Is geri kazan ml d. Su so utmal VRV s geri kazan ml e. Is tma+so utma 6. Binalarda so utma ihtiyac ortalama olarak bir y lda ne kadard r? a. 3-5 ay b. 5-7 ay c. 7-8 ay d ay e ay 7. Afla dakilerden hangisi bireysel so utma sistemlerinde enerji tasarrufu sa lanabilmesi için yap lmas gerekenlerden de ildir? a. Klima çal fl rken ihtiyaç d fl s yayan cihazlar n kapat lmas b. Termostat s cakl n n artt r lmas c. Gündüz pencerelerin aç larak havaland rma yap lmas d. Klima d fl ünitesinin direkt olarak günefl gören yerlere konulmamas e. Cihazlar n periyodik bak mlar n n yapt r l p, filtrelerinin düzenli olarak de ifltirilmesi 8. Binalarda kullan lan yap elemanlar n n aral klar ndan veya d fla aç lan pencere ve kap lardan giren havaya ne ad verilir? a. Optimizasyon b. Free cooling c. Cool down d. Egzoz etmek e. Enfiltrasyon 9. Afla da dönüfltürücülü ( nverter) sistemlerinin enerji tasarrufu ve konfor sa lama teknikleri ile ilgili verilen ifadelerden hangisi yanl flt r? a. So utma ve s tma kapasitesi, d fl ortam s cakl -, iç ortam s cakl ve ayar s cakl na ba l olarak de iflir. b. Oda s cakl sürekli de iflir. c. Sistem, mekan k sa sürede istenen s cakl a ulaflt rabilir. d. Yüksek verimli ve so utucu ak flkan kontrollü çal flma, enerji tasarrufu ve konfor sa lar. e. nverter sistemlerde defrost süresi çok k sad r. 10. Is tman n; statik s tma yapmadan, tavandan s cak hava üfleyerek yap ld durum için afla dakilerden hangisi yanl flt r? a. Daha yüksek oda s cakl na ihtiyaç duyulur. b. Tavandaki s cak havay afla ya indirmek için, daha yüksek h zla üflemek gerekir. c. Hava sesi oluflabilir. d. Daha az yak t tüketilir. e. Oda havas n nemlendirme ihtiyac artar.

38 28 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi Kendimizi S nayal m Yan t Anahtar 1. c Yan t n z yanl fl ise Kompresörler konusunu yeniden gözden geçiriniz. 2. d Yan t n z yanl fl ise Taze Hava Al fl konusunu yeniden gözden geçiriniz. 3. e Yan t n z yanl fl ise Havaland rmadan Olan Is l Kazançlar Azaltma Önlemleri konusunu yeniden gözden geçiriniz. 4. a Yan t n z yanl fl ise Hava Kanal ve Boru Boyut Optimizasyonu konusunu yeniden gözden geçiriniz. 5. b Yan t n z yanl fl ise VRV Sistemler konusunu yeniden gözden geçiriniz. 6. a Yan t n z yanl fl ise Girifl konusunu yeniden gözden geçiriniz. 7. c Yan t n z yanl fl ise Bireysel So utma Sisteminde Enerji Tasarrufu konusunu yeniden gözden geçiriniz. 8. e Yan t n z yanl fl ise Klima sisteminde Enerji Ekonomisi ile lgili Kavramlar konusunu yeniden gözden geçiriniz. 9. b Yan t n z yanl fl ise nverter Sistemler, Enerji Tasarrufu ve Konfor konusunu yeniden gözden geçiriniz. 10. d Yan t n z yanl fl ise Üfleme Havas ve Oda çi Hava Da l m konusunu yeniden gözden geçiriniz. S ra Sizde Yan t Anahtar S ra Sizde 1 Free cooling; d fl hava s cakl n n iç mahal s cakl klar ndan daha düflük oldu u gün ve saatlerde (özellikle binalar n so utma ihtiyac n n devam etti i ilkbahar ve sonbahar n baz günlerinde), taze hava miktar n n artt - r lmas veya flartland r lmadan binaya verilmesine denir. Bedava so utma anlam nda kullan lmaktad r. S ra Sizde 2 ç ortam aç s ndan iç hava kalitesini belirleyen dört unsur bulunmaktad r. Bunlar afla daki gibi s ralanabilir: Ortam s cakl, ortam nemi, ortamdaki hava h z ve odan n d flar ya bakan iç yüzey ile ortam s cakl aras ndaki fark. Konforlu bir ortam için, s cakl k C, nem %35-70, hava h z 2,5 m/s olarak verilmektedir. Konforlu bir ortam için iç ortam s cakl ile d fl ortama bakan duvar n iç yüzey s cakl aras ndaki fark n 2-3 C aras nda olmas gerekmektedir. S ra Sizde 3 Evlerimizde kulland m z buzdolab, çamafl r makinesi, bulafl k makinesi baflta olmak üzere pek çok cihaz n üzerinde hangi enerji s n f na dâhil oldu unu gösteren bir enerji kimlik etiketi bulunmaktad r. Bu kimlik etiketine bakarak cihaz n z n verimlili i hakk nda bilgi sahibi olabilirsiniz. S ra Sizde 4 Mümkün ise tavandan verilmelidir (Konser salonlar vb yerlerde çok düflük h zla alttan üflenen özel sistemler ve özel uygulamalar da vard r.) ve üfleme havas n n s - cakl, oda s cakl ndan daha düflük olmal d r. S ra Sizde 5 HVAC sistemlerinde taze havan n çat kotundan al nmas n n avantajlar ; d fl havan n üst seviyelerde daha tozsuz ve daha az kirli olmas, filtrelerin daha geç t kanmas, filtre ömrünün daha uzun olmas, enerji tüketiminin daha az olmas, iç hava kalitesi ve konforun daha iyi olmas d r (Egzoz vb. gazlardan da uzaklafl laca için). S ra Sizde 6 12 kw enerjinin 15 C s cakl k fark ile hava ile tafl nmas için Çizelge 1.1 deki de erleri Eflitlik 1.1 de yerlerine koyarsak; gerekli debi; Q kw V = c T = 12 ρ. kg 1, 2., C p V = 0, 666 V = 0,666 m 3 /s (veya 2400 m 3 /h) olarak bulunur. S ra Sizde m 3 /h debiye sahip hava ile so utma yapan bir cihaz için güç hesab yapabilmek için, Çizelge 1.2 deki de erleri Eflitlik 1.2 de yerlerine koyarsak gerekli güç; m V. p 5000 Pa P = = h η. η 3600., 0 70., 0 90 P = 2425W 3 m s p m olarak bulunur. 3 m 3 kj kg C

39 1. Ünite - Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi 29 S ra Sizde 8 Gere inden büyük seçilen cihaz veya sistemin hem ilk yat r m maliyeti, hem de iflletme, bak m ve yedek parça maliyetleri yüksek olacakt r. Genellikle büyük seçilen sistemler y l n daha büyük bir bölümünde k smi yüklerde çal flaca ndan sistem verimi düflecektir. Bu nedenle sistem tasar mlar nda efl zaman veya diversite faktörlerini mümkün oldu u kadar hesaplara dâhil etmek gereklidir. S ra Sizde 9 Klima sistemlerinde enerji tasarrufu sa lamak için al nabilecek bafll ca mimari önlemler afla da s ralanm flt r. D fl gölgeleme elemanlar kullan m : 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 %75-90 oran nda 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 evaperatif 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. ç gölgeleme elemanlar kullan m : Bunlar n uygulamas daha kolay ve ucuzdur ve bu yolla s kazançlar %20-70 oran nda azalt labilir. Bunlar n aras nda özel camlar 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. 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. 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. S ra Sizde 10 Yaz flartlar nda konut, ofis gibi sürekli kal nan mekânlarda iç ortam s cakl için 24 C ideal bir s cakl k iken s cakl k ayar n n 25 C olarak ayarlanmas hem ekonomik hem de uygun bir seçim olacakt r. K sa süreli kal nan mekânlarda ise bu de er daha yukar al nabilmektedir. Genellikle d fl hava s cakl ile ayarlanan s - cakl k aras nda 6 C lik bir fark olmas yeterli olacakt r. Bu mekânlarda kalma süresinin k sa olmas düflük s - cakl k ayarlanmas halinde ani s cakl k de iflimi nedeniyle hasta olma riskini artt raca gibi elektrik tüketimini de artt rmaktad r. Yararlan lan Kaynaklar ASHREA (1993), ASHREA Handbook Fundementals, ASHREA. ASHREA (2000), ASHREA Handbook HVAC Systems and Equipment, ASHREA ASHREA Transactions (1998), Winter Meeting, ASHREA. Buderus (1994), Handbuch für Heizung und Klimatechnik, Buderus Yay nlar. Buderus (2000), Tabellenbuch Sanitaer- Heizung- Lütfung, Buderus Yay nlar. D.R. Wulfinghoff (1999), Energy Efficiency Manual, Energy Institute Pres. Donald E. Ross (2001), HVAC Design Guide For Tall Commercial Buildings, ASHREA. Ernst-Rudolf Schramek (1997), Is tma Klima Tekni i El Kitab - Recknagel-97/98, TTMD Yay nlar. Faruk Bilal (2002), So utma ve Yal t m, zolasyon Dünyas Dergisi. ISISAN (2000), Is tma Tesisat, ISISAN. ISISAN (2005), Enerji Ekonomisi, ISISAN. ISISAN (2007), Yüksek Yap larda Tesisat, ISISAN. ISISAN (2008), Yenilenebilir Enerjiler ve Alternatif Sistemler, ISISAN. Karakoç T. H. ve Di erleri (2010), Enerji Ekonomisi (Editör: Prof. Dr. T. Hikmet Karakoç), Anadolu Üniversitesi Yay nlar Yay n No: M.T Jewell (2003), Energy-Efficiency Economics, Real WinWin Inc.

40 2ISITMA HAVALANDIRMA VE KL MA S STEMLER NDE ENERJ EKONOM S Amaçlar m z Bu üniteyi tamamlad ktan sonra; Temiz su tesisat nda su tüketimini azaltabilmeyi çözümleyebilmek, Su da t m ve bas nçland rma (hidrofor) sistemlerinde ekonomi sa lamay çözümleyebilmek, Kullan m s cak suyu tesisat nda ekonomi sa lamay uygulayabilmek, Lejyoner hastal n ve s hhi tesisatta enerji ekonomisini çözümleyebilmek için gerekli bilgi ve becerilere sahip olabilirsiniz. Anahtar Kavramlar S hhi Tesisat Enerji Ekonomisi Temiz Su Tesisat Hidrofor Boyler Lejyoner Hastal çindekiler Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi S hhi Tesisatta Enerji Ekonomisi G R fi SIHH TES SAT LE LG L TANIM VE KAVRAMLAR SIHH TES SATTA ENERJ EKONOM S N N ÖNEM TEM Z SU TES SATINDA SU TÜKET M N AZALTMA YOLLARI SU DA ITIM VE BASINÇLANDIRMA S STEMLER NDE EKONOM KULLANIM SUYU TES SATINDA EKONOM

41 S hhi Tesisatta Enerji Ekonomisi G R fi S hhi tesisatla ilgili konulara girmeden önce, bir yap n n mimari planlamas ndaki detaylar gözden geçirilmelidir. Dairedeki kifli say s ile su kullan m miktarlar n n seçimi oldukça önemlidir. Bu miktara göre toplam su tüketimi miktar, boru çaplar ve tesisattaki bas nçlar hesaplanacakt r. Dirençlerin yüksek ç k p gereksiz bas nç kay plar na yol açmamak için birleflme ve ba lant eleman ile dirsek kullan - m ve seçiminde özen gösterilmelidir. Tesisattaki önemli konulardan birisi borulardan gelen ses problemidir. Tesisattan gelen gürültü ve ses ço u zaman ciddi konforsuzluk sorunlar ortaya ç karmaktad r. Bunun önüne geçmek için boru çap hesab yap l rken bas nç, debi gibi faktörlerin dikkate al nmas önemlidir. Tesisattaki önemli gürültü kaynaklar ndan birisi de hidrofordur. Hidrofor özellikle üst katlarda suyun düflük bas nçta akmas n n önüne geçmek için tesisata yerlefltirilen ve flebekeden gelen su bas nc n n üst katlarda bile yeterli seviyede olmas n sa layan bir cihazd r. Hidrofor bas nc n n yüksek seçilmesi de tesisat içindeki gürültüyü artt ran etkenler aras ndad r. S hhi gereç say s n n belirlenmesi ve yerlefltirilmesi de hem konforlu kullan m hem de enerji tasarrufu aç s ndan önemlidir. çme suyunun temin edilme flekli ve so ukluk derecesi de önemlidir. Oturarak ifl yapan insanlar için 5 C deki su s cakl uygun bir s cakl k olarak önerilmektedir. çme suyunun so utulmas için çeflitli tip so utucular kullan lmaktad r. SIHH TES SAT LE LG L TANIM VE KAVRAMLAR Yap da s hhi tesisat kavram na temiz su tesisat ve bununla ilgili cihaz ve armatürler, temiz s cak su tesisat ve bununla ilgili cihazlar, kullan m suyunun haz rlanmas ve s t lmas, pis su borular, s hhi gereçler, yang n söndürme tesisat, mutfak tesisat, at k su ar tma, yüzme havuzlar ve lejyoner hastal gibi konular girmektedir. S hhi tesisatta enerji ekonomisi ile ilgili konulara girmeden önce s hhi tesisat n ana bafll klar na giren konular afla da k saca gözden geçirilmifltir. Temiz So uk Su Tesisat Cihaz ve Armatürleri Son y llarda kullan lan suyu kullanmak, geri döndürmek ya da tekrar geri kazand rmak önem verilen konular aras na girmifltir. Su kaynaklar azald kça gerek su kullan m ndaki tasarrufla gerekse tekrar kullan mlarla mevcut su kaynaklar n en iyi flekilde de erlendirmek önemli hale gelmifltir. Özellikle insan nüfusunun çok fazla oldu u yo un yerleflim bölgelerinde kullan lan suyu geri döndürmek üzere

42 32 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi çeflitli yöntemler kullan lmaktad r. Bu yöntemlerde yar gri, gri ve siyah suyun geri döndürülmesi çal fl lmaktad r. Yar gri su olarak kondens (yo uflmufl) sular, ya mur sular gibi organik at k içermeyen berrak at k sular anlafl lmaktad r. Bu nitelikli su, filtreleme ve ozonlama ile yeniden kullan labilmektedir. Gri su, lavabo, evye, dufl ve di er kaynaklardan gelen ve insan organik at içermeyen kirli sulard r. Gri su; ozonlama, yüzdürme, mekanik filtreleme, havaland rma ile ar t labilir. Baz özel durumlarda kimyasallar da kullan lmaktad r. Siyah su ise tuvaletlerden gelen ve insan at içeren pis sulard r. Bu sular ileri ölçüde ar tma gerektirmektedir. Yeniden kullan m kavram nda önemli bir kaynak ya mur suyudur. Pek çok yeni projede ya mur sular n n yer üstü havuzlar nda ya da yer alt depolar nda bekletilerek kanal sistemine yavafl yavafl verilmesi yoluna gidilmektedir. Geri döndürülen suyun yeniden kullan m nda bahçe sulamas, tuvaletlerde kullan lan rezervuar ve y kama suyu olarak kullan lmas ve so utma kulelerinde, mekanik so utma ekipmanlar nda kullan lmas yoluna gidilmektedir. Temiz so uk su tesisatlar na bakt m zda kullan lan bafll ca elemanlar; borular, armatürler, su sayaçlar, fittingler, temiz su depolar, haval klar, bas nç regülatörleridir. Kullan lan temiz su flehir flebekesinden gelmekte ve kullan m yerine kadar boru ile ulaflt r lmaktad r. Günümüzde flebeke suyu ile ilgili en önemli sorunlardan birisi, bu suyun temiz olmamas ndan kaynaklanmaktad r. fiehir flebekesinden veya kuyudan gelen suyun depoya verilmeden önce çeflitli yöntemlerle filtre edilip ar t lmas gerekmektedir. Bu ifllemden sonra içilebilir kaliteye gelen su paslanmaz çelik depoda veya fayans kapl kapal bir betonarme depoda depolanmal d r. Günümüzde flehir flebekesi suyu baz flehirlerde içilebilen ve baz flehirlerde ise içilemeyen olarak sunulmaktad r. Özellikle büyük flehirlerde toplam su ihtiyac n n belirlenmesi ve depolanmas önemli bir konudur. fiehir için yap lan su ihtiyac hesab otel, apartman, hastane, okul gibi her kullan m yeri için de ayr ayr yap lmal d r. Hidroforlar temiz so uk su tesisat nda suyun bas nçland r lmas amac yla özellikle yüksek katl binalarda kullan lan cihazlard r. Hidrofor kullan m nda bas nc n seçimi ve suyun kullan c ya ulaflt r lmas n sa layan boru çap n n seçimi oldukça önemlidir. Hidroforlar sadece kullan m suyu amaçl de il, yang n söndürme suyu, sulama suyu ve proses suyu amac yla da kullan lmaktad r. Bir binadaki temiz su tesisat nda üç ana bölüm bulunmaktad r. Bunlar; bina ba lant hatt, su sayac ve kullanma hatt d r. Tesisatta belirlenen su h z na ba l olarak ses, titreflim, darbe ve afl nma gibi çeflitli sorunlar ortaya ç kabilir. Bu tür sorunlar, boru sistemindeki su h z 3m/sn nin alt na düflürülerek azalt labilir. Temiz su tesisat tasarlan rken tesisattaki tüm kolon, branflman ve cihaz ba lant hatlar - na mutlaka vana konulmal d r. Özellikle s t lmam fl alanlardan geçen borular donma riskine karfl yal t lmal d r. Borular n s cakl ktan kaynaklanan genleflme ve büzülme durumlar için önlemler al nmal d r. Temiz su tesisat nda, tesisat n niteli ine göre pek çok armatür kullan lmaktad r. Su tesisat nda kullan lan armatürlerde genel olarak baz özellikler aranmaktad r. Öncelikle s zd rmaz bir flekilde kapanmalar ve büyük bas nç düflümleri oluflturmamal d r. Armatürlerden beklenen di er özellikler gürültü oluflturmamas, bas nç flokuna neden olmamas ve kolay servis verilebilmesidir. çinden su geçen bu armatürlerin korozyona dayan kl olmas da beklenmektedir. Temiz su tesisat nda kullan lan bafll ca armatürler; ay rma vanalar, sürgülü valfler, küresel vanalar ve kelebek vanalar, musluklar, emniyet armatürleri, çekvalfler, haval klar, vakum k - r c lar, flok absorberleri ve boru ay r c lar d r.

43 2. Ünite - S hhi Tesisatta Enerji Ekonomisi 33 Ay rma vanalar genellikle tesisat n bir bölümünü di erinden ay rmak ve su ak fl n düzenlemek için kullan lmaktad r. Ay rma vanalar boflaltmal veya boflaltmas z tipte olabilmektedir. Sürgülü valfler, fliber vana olarak da an lmaktad r. Genel olarak piyasada pirinçten yap lanlar fliber vana, pikten yap lanlar ise sürgülü vana olarak adland r l rlar. fiiber vanalar ak fla daha az direnç göstemesi, montaj boyunun daha k sa olmas yan nda hep aç k ve kapama vanas için uygun özelliklere sahiptir. fiiber vanalar n dezavantaj olarak s zd rmazl n n iyi olmamas söylenebilir. Küresel vanalar s zd rmazl k özelli i ve kolay aç l p kapanmalar nedeniyle tercih edilmektedir. Küresel vanalar çabuk aç l p kapanmas istenen ve çok aç l p kapanmas gereken yerlerde kullan lmaktad r. Küresel vanalar su vanas olarak kullan m n n yan s ra gaz vanas olarak da kullan lmaktad r. Kelebek vanalar fliber vanalar n yerine tercih edilen bir vana olarak önerilmektedir. Az yer kaplamas ve büyük çaplarda küresel vanaya göre ucuz olmas tercih nedenidir. Kullan m kolay ve anlafl labilirdir. Musluklar suyun kullanma noktas nda aç l p kapanmas n sa layan elemanlard r. So uk su ve s cak suda kullan labildi i gibi kar flt rma bataryas olarak da kullan lmaktad r. Klasik olarak kullan lan musluk ve bataryalar n yan s ra termostatik bataryalar ve otomatik musluklar son y llarda yayg nlaflmaya bafllam flt r. Termik emniyetli batarya olarak da adland r lan termostatik bataryalar su s cakl n ayarlayarak hafllanmaya karfl koruma yapmaktad r. Termostatik bataryalar n merkezi olanlar da bulunmaktad r. Ak fl kontrollü musluklar, kendili inden aç lan ve/veya kapanan otomatik musluklar olup, büyük ölçüde su kullan m n n oldu u ifl yeri, okul, fabrika gibi yerlerde genel tuvaletlerin el y kama bölümlerinde kullan lmaktad r. Ak fl kontrollü musluklar belli bir miktar su ak tt ktan sonra kendili inden kapanmaktad r. Bu tür musluklar genellikle su tasarrufu sa lamaya yönelik olup hijyen amaçl kullan lmak istendi inde elektronik veya optik olarak kendili inden çal fl p belirli bir miktarda su verdikten sonra kapanan tipte tasarlanmaktad rlar. Otomatik musluklar n kumandas hidrolik, elektrik veya elektronik olarak yap labilmektedir. Su ak fl miktar regülatörleri, lavabolarda ve dufllarda akan su miktar n s n rlamak amac yla kullan lmaktad r. Su ak fl miktar regülatörü, bataryan n veya muslu un ucuna tak lmaktad r. Bu cihaz bas nç de iflse bile akan su miktar n n hep ayn kalmas n sa lamaktad r. Böylelikle su bas nc de iflse bile su ak fl ndaki düzensizlikler önlenir, musluk ne kadar aç l rsa aç ls n ve bas nç ne kadar de iflirse de iflsin musluktan daha fazla su akmaz ve tasarruf sa lan r. Bas nç düflürücü emniyet armatürleri, tesisat n emniyetli çal flmas n sa lamak amac yla kullan lmaktad r. Bas nc n yüksek oldu u durumlarda bas nç düflürücü olarak kullan l r. Böylelikle bas nç düflürücü elemandan sonraki tesisat bölümünde ayarlanan bas nç sürekli olarak kullan lmaktad r. Villa türü ba ms z evlerde su flebekesine do rudan ba lant yap lan durumlarda bas nç düflürücü su saatinin hemen sonras na yerlefltirilmelidir. Genellikle yüksek bloklarda her kat n girifline bir bas nç düflürücü yerlefltirilmektedir. Yaln zca s cak ve so uk su giriflinin ayr ayr oldu u merkezi uygulamalarda, her iki hat üzerinde de ayn karakterdeki bir bas nç düflürücü kullan lmal d r. Böyle olmazsa bataryada dengesizlikler ortaya ç kmaktad r. Çekvalfler, suyun tek yönde ak fl n sa layarak geri dönüflün engellenmesi amac yla kullan lmaktad r. Geri dönüflsüz valfler diye de adland r lmaktad r. S hhi tesisatta kullan lan çekvalfler, suyun tesisata geri kaçmas n önleme amaçl kullan lmaktad r. Haval klar, tesisat n havaland r lmas amac yla kullan l rlar. Tesisattaki havay d flar atmak için kullan lan hava at c lara prüjör ad verilmektedir. Vakum k r c, tesisattaki havay emmek amac yla kullan lmaktad r. fiok absorberler, tesisatta su koçu ad verilen darbeleri önlemek amac yla kullan lmak-

44 34 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi tad r. Temiz su tesisat nda bulunan bas rezervuarlar otomatik kapama vanalar ve küresel vana gibi ani kapanan musluk ve vanalar sistemde Su koçu ad verilen bir bas nç dalgas yaratmaktad r. Oluflan bu bas nç dalgas 50 bar bas nc n üzerine ç kabilir ve bunun sonucunda conta bozulmas, hortum tahribi, boru ba lant s n n oynamas, seramik dirseklerin k r lmas gibi tesisatta zarar ortaya ç karabilmektedir. Bunun d fl nda su koçu rahats z edici bir darbe sesi oluflturmaktad r. Su koçunun önlenmesinde sisteme yerlefltirilen bas nç düflürücüler etkili olamamaktad r. Bu nedenle de tesisatta flok absorberler kullan lmaktad r. Boru ay r c lar da sistemde bir emniyet eleman olarak kullan lmaktad r. Tesisattaki besleme bas nc belirli bir de erin alt na düfltü ünde (en az 0,5 bar olmak üzere) bir tesisat bölümüne veya cihaza olan boru ba lant s n güvenli bir flekilde ay rma ifllemini görür. Temiz S cak Su Tesisat Cihaz ve Armatürleri Konut ve ifl yerlerinde temiz s cak su haz rlanabilmesi amac yla çeflitli s t c lar kullan lmaktad r. Bu s t c lar merkezi ve depolu olabilece i gibi bireysel ve eflanjörlü (ani su s t c l ) de olabilmektedir. S cak su tesisat n n ve s cak su sa layan cihaz n seçimi enerji kullan m ve tasarrufu aç s nda önem arz etmektedir. Bireysel su s t - c lar nda enerji kayna su s t c s n n içinde bulunmaktad r. Enerji kayna olarak genellikle gaz yak t ve elektrik kullan lmaktad r. Gaz yak tl s t c lar flofben olarak an lmakta olup, do algaz veya LPG kullanmaktad r. Bu s t c lar eflanjör tipli olup ani s t c l olarak an lmaktad r. Su eflanjör bölümündeki borular n aras ndan geçerken borular aras ndan geçen alev ve bunun sonucu oluflan s cak baca gaz ile su s t lmaktad r. Gazl flofbenler banyo içine yerlefltirilmemeli sürekli taze hava alan bir mekânda bulundurulmal d r. Bireysel kullan mda tercih edilen di er bir s cak su s t c s elektrikli termosifondur. Bireysel kullan m amaçl di er s cak su elde etme yolu depolu boylerlerdir. Kat kaloriferi kullan m nda kat kaloriferine ba l olarak yerlefltirilen boylerde kat kaloriferinin içinden dolaflt r lan bir eflanjör vas tas yla elde edilen s cak su depoda toplanmakta, ihtiyaç oldu unda kullan c ya gönderilmektedir. Depoda beklerken so uyan su bir by-pass hatt ile kat kaloriferinde s t labilece i gibi elektrikli bir devreyle de s tma sa lanabilmektedir. Merkezi kullan mdaki s cak su haz rlama sistemleri de bireysel kullan mdaki boylerin büyük kapasiteli tasar m d r. S cak su eldesi amac yla kullan lan boylerler genel olarak bak ld nda bir s de ifltiricisidir. Is tma s cak suyu boylerdeki suyu s tmak amac yla kullan lmakta olup genellikle 90/70 C sistemindedir. Bunun anlam, kazandan su 90 C de ç kmakta, boylerde s tma ifllemini yerine getirdikten sonra 70 C de geri dönmektedir. Kullan m suyu ise genellikle C s cakl ndad r. Hastanelerde ve çamafl rhanelerde kullan m suyu s cakl 60 C ye ç kabilmektedir. Enerji tasarrufu sa layabilmek amac yla su s cakl n n konutlarda 45 C yi geçmemesi önerilmektedir. Enerji tasarrufu aç s ndan bir di er önemli konu da boylerin s yal t m - n n çok iyi bir flekilde yap lm fl olmas d r. Boyler tesisat nda kullan m n yan s ra genelde su tesisat nda kullan lan baz armatürler ile bunlar n kullan m amaçlar afla da k saca aç klanm flt r. Çekvalf, valfin ç k fl ndaki suyun flebekeye geri kaçmas n önlemek amac yla kullan lan bir valftir. Boflaltma vanas, sistemdeki veya boylerdeki suyu boflaltmak için kullan lan bir vanad r. Emniyet ventili, boylerlerde emniyet amac yla kullan - lan bir cihazd r. Boylerde suyun s nmas sonucu ortaya ç kabilecek genleflmeye ba l tehlikeleri ortadan kald rmak için kullan lan bir emniyet cihaz d r. Sistemdeki bas nc n kontrollü bir flekilde emniyet s n rlar alt na düflürülmesi sa lan r.

45 2. Ünite - S hhi Tesisatta Enerji Ekonomisi 35 Üretilen kullan m s cak suyu ihtiyaç noktalar na kadar s cak su tesisat ile da - t l r. Merkezi s cak su tesisat nda boyler genellikle bodrum katta bulunmaktad r. Bu durumda üretilen s cak su tasarlanan s cak su tesisat ile ihtiyaç yerine kadar da t l r. Alttan da tmal sistemin yan s ra üstten da tmal ve alttan ve üstten da tmal kombine sistemler de bulunmaktad r. Kullan m s cak suyunun da t lmas ndaki di- er bir sistem boylerin çat ya yerlefltirilmesidir. Boylerin çat ya yerlefltirildi i durumlarda da üstten da tma ve alttan da tma gibi da tma sistemleri bulunmaktad r. Merkezi s cak su kullan m tesisat nda sirkülasyon hatt ve sirkülasyon pompas bulunmaktad r. Kullan m s cak suyu da t m hatt nda musluklar kapal oldu u ve s cak su kullan lmad durumlarda borulardaki su so uyacakt r. Böyle durumlarda musluktan s cak su akana kadar büyük miktarda su bofluna ak t labilmektedir. Bu yolla olan su israf n ortadan kald rmak amac yla s cak su da t m hatt na bir sirkülasyon hatt oluflturulur. Borulardaki su sürekli boylerden döndürülerek s - cak tutulmas sa lanmaktad r. Sirkülasyon hatt n n iyi bir flekilde yal t m enerji tasarrufu aç s ndan büyük önem arz etmektedir. Lejyoner Hastal ve Buna Yönelik Olarak Tesisatta Al nabilecek Önlemler Lejyoner hastal, lejyonella bakterisi taraf ndan oluflan ve ölüme kadar yol açabilen ciddi bir zatürre hastal d r. Lejyonella bakterisi, nemli ve sulu ortamda yaflay p ço almaktad r. En yayg n bulaflma yolu binadaki s hhi tesisat ve klima tesisat - d r. Özellikle otel, hastane, ifl merkezi ve fabrika gibi büyük kompleks yerlerde bu bakteriye rastlanmaktad r. Lejyoner hastal n n bulaflma yolu, bakteri tafl yan ve aerosol haline gelmifl su taneciklerinin solunmas yla gerçekleflmektedir. Aerosol, kat ya da s v maddelerin gaz ortam içerisinde çok küçük parçac klar halinde bulunmas d r. Lejyonella bakterisinin yutuldu unda bir hastal k riski oluflturdu una ve insandan insana bulaflt na yönelik bir bulgu bulunmamaktad r. Lejyonella bakterisinin kontrolü, kullan m suyu tesisat nda, suyun binaya girdi i noktadan itibaren su depolar, su s t c lar, vanalar, musluk a zlar ve da t m borular n n tüm ç k fl noktalar na kadar olan bölgeyi kapsamaktad r. Mikroorganizmalar n oluflumunun engellenmesi için belediye taraf ndan sa lanan su klorlanmaktad r. Ancak lejyonella bakterisi klora karfl di er bakterilere göre daha fazla dayan kl d r. Lejyonella bakterinin kolonileflmesini önlemek amac yla çeflitli yollar önerilmektedir. Bunlar; sistemin yüksek s cakl kta çal flt r lmas, termik dezenfektasyon, bak r gümüfl iyonizasyon ifllemi, ozonlama, ultraviyole radyasyon yöntemi, afl r klorlama ile filtrelemedir. Lejyoner hastal n n oluflabilmesi için lejyonella bakterisi ile kirletilmifl olan suyun aerosol halinde solunmas gerekir. Bu yolla mikrop akci ere kadar ulaflarak hastal oluflturmaktad r. Hastal k riski solunan mikrop say s yla orant l d r. Önemli bir risk faktörü de temas süresidir. Örne in dufl yaparken ki temas süresi dakikalar mertebesinde bulunmaktad r ancak jakuzide veya terapi havuzunda bu süre çok daha uzundur. Hastal n bulaflabilmesi için lejyonella bakterisi ile kirlenmifl suyun mutlaka pülverize halinde gelmesi ve bu mikroplu aerosollerin solunmas gerekmektedir. Lejyonella ile mücadele edebilmek için, öncelikle bu bakterinin üreyebilece i uygun ortam yaratmamak gerekmektedir. Di er bir önlem pülverize su oluflturulmamal ve bunun aerosolü do rudan veya hava ile insanlara ulaflmamal d r. Üreyebilen bakteri olmas halinde ise dezenfeksiyon ile yok edilmesi gerekir. Lejyonellan n büyüyebilmesi için en uygun s cakl k aral C aras d r. 20 C nin

46 36 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi alt ndaki s cakl klarda üreme miktar önemsizdir. Lejyonellan n üredi i en uygun s - cakl k 37 C olarak saptanm flt r. 37 C s cakl kta ve uygun ortamda iki saat içinde iki kat na kadar ç kmaktad r. K rk sekiz saat içinde ise lejyonella bakterilerinin say s tehdit edici boyuta ulaflmaktad r. 46 C s cakl kta lejyonella bakterisinin üremesi durmaktad r. Lejyonella bakterileri 50 C s cakl kta ancak birkaç saat yaflayabilmektedir, 60 C s cakl kta ömrü dakikalar mertebesindedir. 70 C s cakl kta ise yaflama flans s f ra yak nd r. Ortamda bulunan demiroksit, büyüme ve ço almay h zland rmaktad r. Ortamda bulunan kir ve birikintiler lejyonellan n kuluçkas için uygun bir ortam yaratmaktad r. Lejyonella bakterisi için 6,9 ph de eri uygun bir de erdir. Günefl enerjili s tma sistemlerindeki kullanma s cak suyu lejyonella için uygun bir ortam oluflturmaktad r. Y l n büyük bir k sm nda C aras nda bulunmas bu bakteri için uygun bir ortam yaratmas na neden olmaktad r. Kullanma S cak Suyu Tesisat nda Lejyoner Hastal Lejyoner hastal n n en fazla karfl lafl ld yerlerden biri kullanma s cak suyu tesisat d r. Bu hastal a karfl önlem olarak suyun boylerde 60 C de depolanmas istenirken; enerji tasarrufu için suyun boylerde 45 C de depolanmas önerilmektedir. Bu iki koflulu birden sa laman n tek yolu termik dezenfeksiyondur. Lejyoner hastal na karfl kullanma s cak su tesisat nda al nabilecek pek çok önlem bulunmaktad r. Öncelikle termik dezenfeksiyon konusuna dikkat edilmelidir. Bu periyodik olarak (örne in haftada bir kere) kullanma suyu s cakl n n en az 70 C ye (tavsiye edilen C) ç kar lmas d r. Kullanma suyu sirkülasyon dönüfl suyu s cakl ise 51 C ve üzerinde olmal d r. Termal flok y kama süresi en az 30 dakika süreyle yap lmal d r. Termik dezenfeksiyon s ras nda suyun sirküle edilerek bütün borular n dezenfekte edilmesi, yüksek s cakl kta y kama yap lmas gereklidir. Kullanma s cak suyu sirkülasyonu, son kullan m yerlerinin tamam na ulaflam yorsa; buralarda s cak su ak t larak en az 5 dakika y kama yap lmal d r. Termik dezenfeksiyonun yap ld sürede sirkülasyon dönüfl suyu s cakl 51 C ve üzerinde olacak flekilde sistem projelendirilmeli ve buna göre borular n s yal t m yap lmal d r. Bu ifllemin konutlarda ve otellerde gece yar s, iflyerlerinde hafta sonunda insanlar n en az oldu u zamanlarda ve kullan m yokken (ya da en az oldu- u zaman) yap lmas uygundur. Otellerde termik dezenfeksiyonun yap ld gün ve saat, müflterilere verilen genel k lavuzun içinde belirtilmeli ve bu saatlerde banyo yap lmamas önerilmelidir. Sirkülasyonun yeterli olmad bölgelerde, termal flok yap lan saatlerde 5 dakika suyun ak t lmas dezenfeksiyon için yeterli olacakt r. Boyler iç yüzeyleri kir tutmayan ve temizlenebilen bir malzemeyle kapl olmal d r. En mükemmel olan cam kapl boylerdir. Boyler içinde termik dezenfeksiyonun tam yap lmas için s t c serpantin, boyler alt yüzeyine en yak n olacak flekilde monte edilmifl veya buna göre dizayn edilmifl olmal d r. So uk su girifli de alttan oldu u için yüksek s cakl n sa lanabilmesi için bu bölüm kritik bölge olmamal d r. Boyler deposunun tamamen boflalt labilme ve temizlenebilme imkan olmal d r. Boylerlerde s t c serpantin mümkün oldu u kadar alt seviyede bulunmal, böylece suyun hareketi sa lanmal d r. Boyler tesisatlar nda genleflme deposu olacaksa, içinde durgun su olan depolar kesinlikle kullan lmamal d r. Miks batarya kullan l yorsa, s cak ve so uk su birbirine kar flmakta ve s cak su, so uk su hatt na kaçabilmektedir. Buna karfl bir önlem al nmal d r. Miks batarya kullan ld nda daire girifllerinde her iki hatta da çekvalf kullan lmal d r. Su deposundaki suyun s cakl 20 C ve alt nda tutulmal d r. Su depolar toprak alt nda olmal, s cak kazan dairesine yak n olmamal d r. Kazan daireleri s cak ise s yal t m-

47 2. Ünite - S hhi Tesisatta Enerji Ekonomisi 37 lar kötü yap lm fl, enerji kaybediliyor demektir. Su depolar n n iç yüzeyi kolay temizlenebilir olmal d r. Betonarme depolar n iç yüzeyi derzsiz havuz serami i kaplanabilir. Su depolar n n alt ndaki tortu al nmal ve depo yüzeyleri belirli periyotlarda temizlenmelidir. Temiz bir su deposu ve tesisat, lejyonella bakterisinin ihtiyaç duydu u besin dolu ortam bar nd rmaz. Lejyonella Bakterisi Kontrol Yöntemleri Yüksek s cakl kta çal flt rma tekni i, sistem s cakl klar n 60 C ve üzerinde tutarak gerçeklefltirilmektedir. Bu tercih edilen bir yöntemdir. Ancak bu uygulama büyük ve eski tesisatlarda pratik olmamakta ve dufl bafll klar ndaki termostatik olmayan vanalar n de ifltirilmesini zorunlu k lmaktad r. Termik dezenfeksiyon metodunda; sistem s cakl klar 30 dakika boyunca 70 C ya da daha üstüne ç kmakta ve s cak su, tesisattaki tüm aç kl klardan ak t lmaktad r. Herhangi bir Legionella bakterisi salg n n n belirtisi oldu unda, su s cakl klar C s cakl klara kadar yükseltilmelidir. Günümüzde bu metot, birçok kullanma suyu tesisatlar nda bakterileri öldürmek amac ile kullan lmaktad r. Tesisatlardaki büyük miktarlarda bio-film, temas süresini artt rmaktad r. Bu uygulaman n avantaj, fazla bir harcama yap lmamas ve h zl bir flekilde uygulanmas d r. Dezavantaj ise, kaynar su boflalt l rken büyük tesisatlarda koordinasyonun zorlu u ve kullan c lar n hafllanma riskinin olmas d r. Legionella bakterisi riskinin afl r olmad bölgelerde bu sistem, en ekonomik iflletme flartlar n sa lad için tercih edilmektedir. Bak r-gümüfl iyonizasyon yönteminin uygulanabilmesi için, bak r-gümüfl elektrotlar n bulundu u bir iyonlaflma odas n n sisteme monte edilmesi gerekir. Elektrotlara elektrik ak m gönderildi inde pozitif bak r - gümüfl iyonlar sistemdeki suda çözünecektir. Pozitif iyonlar mikroorganizmalara ba lanacak ve onlar n ölmesine neden olacakt r. Bak r-gümüfl iyonlar n n optimum konsantrasyonlar s ras ile 400 ppb (milyarda bir) ve 40 ppb (milyarda bir) de erlerindedir. Bu alternatifin avantajlar, ekipman n kolayca monte edilebilmesi, bak m n n kolay olmas ve kal c bir dezenfeksiyon sa lamas d r. Dezavantaj ise, bu yöntemin ilk yat r m maliyeti ve iflletme maliyetidir. Bak r - gümüfl iyonlaflma yöntemi, genelde küçük sistemler için kullan l r. Daha çok ba fl kl n önemli oldu u hasta bak m alanlar nda kullan lan domestik s cak su sistemlerinde kullan lmas tavsiye edilir. Sisteme bak r-gümüfl iyonlar ekleyerek iyonlaflma metoduna bir alternatif teflkil edecek uygulama ise, bak r-gümüfl iyonlar n n direkt olarak bir kimyasal besleme pompas yard m yla sisteme enjekte edilmesidir. Düflük dozajlarda olsa bile bak r n direkt olarak kullan m, düzgün bir flekilde yerlefltirilip korunmad taktirde, çevre yetkililerinde bir tak m flüpheler uyand racakt r. Bu sistemlerin uygulanmas aç s ndan, e itimli ve dikkatli bir personel kadrosu gerekir. Domestik s cak su sistemlerinde kullan labilir klordioksit gaz enjeksiyonunda; klordioksit, bio-film tabakas içine girer ve bakteriyi büyüme yerinde öldürür. Bu yöntemin; uzun süre çözeltide kalmas, düflük konsantrasyonlar n yeterli olmas, klor korozyonunun minimize edilmifl olmas gibi avantajlar bulunmaktad r. Klordioksit gaz enjeksiyonunun dezavantajlar da bulunmaktad r. Ekipmanlar daha çok, küçük ve orta boyutlu uygulamalar için uygun olup pahal d r. Ayr ca, her s - cak su sistemi için bir tane klordioksit gaz jeneratörü gereklidir. Klordioksit gaz enjeksiyonunun daha büyük uygulamalarda birkaç enjektörün kullan labilmesi mümkündür. Klordioksit, ba fl kl n önemli oldu u hasta bak m alanlar için gerekli olan, domestik s cak su sistemlerinde kullan lmas tavsiye edilen bir yöntemdir.

48 38 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi Dozaj aral klar 0,3-1 ppm aras nda de iflen halojenlerin (klor, brom, iyot) kullan lmas, suyun ph kontrol edildi i taktirde uygulanabilir bir seçenektir. Suyun ph düfltü ünde halojenin etkisi de düflecektir. Ultraviyole radyasyon yöntemi, sistemde bir nokta boyunca akarak yaln zca bakteriyi öldürmede etkili bir yöntemdir. Yaln zca küçük uygulamalarda ve k sa boru tesisatlar nda etkilidir. Di er yandan; büyük sistemlerde etkisizdir ve sistemin di er bölgelerinde var olan kolonilerin büyümesini engelleyemez. Ultraviyolenin, Legionella bakterisinin tek hücreli kesecikleri üzerindeki etkisi de bilinmemektedir. Ozonlama yöntemi, ozon jeneratörünün yak nlar nda bakteriyi öldürmede etkilidir. Bu metot, ozonun sistemde çabuk çözünmesi bakteriyi öldürmeye yetecek konsantrasyonlar n elde edilmesini sa lar. Bu yöntemin sak ncalar ise flu flekilde s ralanabilir: Eski tesisatlarda korozyona neden olabilir. Büyük sistemlerde etkisiz kalmakta ve kolonilerin oluflmas n engelleyememektedir. Pahal bir uygulamad r. Su ar tma maliyetleri %85 azalt l r. Kimyasal depolama ve at klar n depolanmas na gerek kalmayacakt r. Afl r klorlama, bakteriyi öldürmede etkili bir yöntemdir. Bakteriyi öldürmek için yüksek klor konsantrasyonlar gereklidir. Klor kullan lmas sonucu oluflan ürünler, potansiyel kanserojen maddelerdir. Klor, koroziftir (Korozyona yol açan madde) ve boru tesisat nda bir hata say labilecek afl nmaya neden olur. Bu nedenle, özellikle birçok hastane uygulamas nda pek tavsiye edilen bir yöntem de ildir. Filtreleme ve yeniden klorlama yöntemi; sisteme filtrelenmemifl su beslemesi olmas halinde, boru tesisat içerisinde oluflacak yabanc maddeleri filtreleyip sistemi ar nd rmak amac yla kullan lmaktad r. Böylelikle, bio-filmin yay labilece i yerlerde oluflacak çökelti miktar azalt lm fl olacakt r. Tekrar klorlama, bio-film tabakas n n büyümesini engellemek amac yla kullan lan bir yöntemdir. Klor konsantrasyonlar, fazla klorlaflmay önlemek amac yla kontrol alt nda tutulmal d r. Filtreleme yöntemine ek olarak haftada iki kere ya da daha temel olarak her gece yar s kimyasal besleme pompas yoluyla dörtlü amonyum biocide kullan labilir. Bu bilefli- in, tercihen bakterinin bu bilefli e karfl ba fl kl k kazanmas n engellemek ad na ve bir baflka bilefli in bakterinin geliflimine karfl daha farkl bir yöntemle karfl koymas ad na, farkl bir biocide ile de ifltirilmesi gerekir. yi bir biocide alternatifi olarak tiokarbonat verilebilir, ancak farkl örnekler de mevcuttur. 1 Kullan mda SIRA olan S ZDE bir domestik s cak su sisteminde Lejyonella bakterisinin yay lmas n minimize edecek bir kontrol listesi ç kar n z. Lejyonella bakterisinin oluflum ve yay lmas yla temizlik aras nda yak n bir iliflki bulunmaktad r. Aç k dolafl ml bir sistemin kontrolündeki en önemli nokta suyun SORU temizli idir. SORU Kullan m suyunun filtrelenmesi kayd yla su temizli i, kabul edilebilen bir seviye olan mikrona getirilebilir. Bunu da kum filtreleri veya torba filtreler kullanarak sa layabiliriz. Çamur oluflumundan dolay kum filtreleri, ayda bir D KKAT D KKAT kabart lmal d rlar. Torba filtreler ise temizlik gerektirmediklerinden, en iyi filtrelerdir. Klasik su tasfiye yöntemlerindeki sorun, lejyonella bakterisini etkin bir flekilde önleyecek büyülü kurflunlar n bulunmamas d r. E er suyun temizli i sa lanm fl ve borulardaki çamur oluflumu engellenmiflse, bu sitemde filtreleme kullan lm flt r. Baz kimyasallar n petri-kolonileri (laboratuvarda yetifltirilen lejyonella bakterisi) AMAÇLARIMIZ üzerinde etkili AMAÇLARIMIZ oldu u görülmüfltür. Ancak saha etkinli i testleri, bu patojenik grubu kontrol etme iddialar n çürütür. K T A P K T A P TELEV ZYON TELEV ZYON

49 2. Ünite - S hhi Tesisatta Enerji Ekonomisi 39 SIHH TES SATTA ENERJ EKONOM S N N ÖNEM Ekolojik dengelerin korunmas, azalan temiz su kaynaklar na sahip ç k lmas, ancak kullan m suyunun dikkatli harcanmas ile mümkündür. Kullan m so uk ve s cak su tüketimini konforu düflürmeden azaltmak, su maliyetlerinde ciddi tasarruflar sa layacakt r. Su tüketimini azaltarak pompalama ve s tma için harcanan enerjiden de ciddi tasarruflar sa lanacakt r. Suda yap lacak tasarruf, hem su maliyetlerinde hem de s tma ve bas nçland rma enerjisi maliyetlerinde tasarruf anlam na gelir ki birim su tasarrufu, maliyetlerde iki misli veya daha fazla azalmaya neden olur. Burada amaç; kullanmadan tüketmeyi önlemek, konforu art rmak ve hijyen koflullar n sa lamakt r. Bunun sonucunda ise su ve enerji tasarrufu, daha hijyenik koflullar ve en önemlisi de ekolojik dengenin korunmas sa lanm fl olur. Hijyen, Yunanca da sa l k anlamandaki hygies kelimesinden türemifltir ve sa l k bilimi, sa l k hizmetleri, koruyucu hekimlik gibi konular kapsar. Yani sa l k için gerekli koflullar n sa lanmas ve sürdürülmesi için öngörülen uygulamalard r. Sözlük anlam ise; kiflinin veya toplum olarak insanlar n sa l n n korunmas ve gelifltirilmesine çal flan beslenme, sa l k ve çevre konular ndaki bilgileri bir sentez halinde uy- gulayan bilim dal d r. TEM Z SU TES SATINDA SU TÜKET M N AZALTMA YOLLARI SORU Temiz su tesisat nda su tüketimini azaltmak amac yla yap lacaklar, s hhi tesisatta enerji ekonomisi çal flmalar nda ilk bafll k olarak incelenecektir. Temiz su tesisat nda su tüketiminin azalt lmas pek çok aç dan büyük önem tafl maktad r. D KKAT Su, dünyan n en k ymetli kaynaklar ndan biridir. Ayr ca su, gün geçtikçe daha de erli hale gelen do al bir kaynakt r. Dünyan n su kaynaklar zaman SIRA içinde S ZDE artmayacak, SORU D KKAT tam tersine tüketim artacakt r. Su kaynaklar n n artmayaca ve daha çok kirlenece i de dikkate al n rsa, su daha da k ymetli bir kaynak olacak ve de eri çok daha fazla artacakt r. Enerji maliyetlerindeki art fl da (petrol, elektrik AMAÇLARIMIZ vb.) su maliyetini art ran di er bir etkendir. Nüfus art fl ve refah düzeyinin yükselmesi, suya olan AMAÇLARIMIZ talebi art racakt r. Ayr ca su tüketimi, sadece evsel kullan mla da s n rl de ildir. K T A P K T A P Mekanik tesisat n, endüstriyel amaçlarla, tar msal amaçlarla büyük ölçekte su tüketimi söz konusudur. Su, tuvaletlerde kullan lan bir numaral do al kaynak olmakla birlikte, tek tüketim de de ildir. Tuvaletlerdeki toplam tüketim, ayd nlatma ve TELEV ZYON TELEV ZYON havaland rma için kullan lan elektrik enerjisi ile ka t kullan m dolay s yla orman ürünleri gibi di er do al kaynaklar da kapsamaktad r. Suyun önemini, neden su tüketiminde tasarruf yap lmas ve suyun verimli NTERNET kullan lmas gerekti ini daha iyi kavrayabilmek için Dünya Su Forumu nun resmi internet sitesi olan adresine baflvurabilirsiniz. MAKALE Mimari Tasar m Önlemleri Mimaride banyo, tuvalet gibi slak hacimler olabildi ince düfley do rultuda üst üste, yatay do rultuda da yan yana yerlefltirilmeli ve mümkün oldu unca mekanik tesisat merkezine yak n olmal d r. Bu hacimlere hizmet veren tesisat flaftlar oluflturulmal ve her banyodaki tesisat flaft n n yeri, flaft ile son armatür aras ndaki mesafe en az olacak flekilde tasarlanmal d r. Böylece boru uzunluklar n minimumda tutmak mümkün olur. Bu, enerji kay plar n n ve boru maliyetinin azalmas anlam - na gelir. Böylece; boru maliyeti, pompalama, elektrik enerjisi maliyeti, kullanma s cak suyu ve sirkülasyon borusundan s kayb azal r. NTERNET MAKALE

50 40 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi Tesisat flaftlar (boflluklar ); yeterli büyüklükte, ulafl labilir ve borular n montaj - n n, izolasyonunun ve bak mlar n n kolay yap lmas n sa layacak flekilde planlanmal d r. Otel, ifl merkezi vb. yerlerde flaft kapaklar yerine, flaft kap lar yap lmal - d r. Donma riskini azaltmak için, kullanma suyu borular so uk bölgelerde d fl duvar içinden geçirilmemelidir. Kullanma s cak su ve sirkülasyon borular da olabildi i kadar s kayb n azaltmak için d fl duvar içinden geçirilmemelidir. Duvara 3 santimetre gömülü 1 metre borudaki s kayb W/m olarak Çizelge 2.1 de görülmektedir. Su depolar mutlaka toprak alt nda olmal d r. Toprak üstünde ve özellikle günefl alan depolarda bakteri üremesi çok h zl gerçekleflmektedir. Her suda bakteri vard r. çilebilir veya kullan labilir sularda bakteri oran çok düflüktür. Suyun s cakl, bu düflük orandaki bakterilerin h zla ço almas na olanak sa lar. Çizelge 2.1 Duvara 3 cm Gömülü 1 m Borudaki Is Kayb Boru Çap Su S cakl 45 C Su S cakl 60 C Ø (mm) Ortam S cakl 20 C Ortam S cakl 15 C Ortam S cakl 15 C 15 ( 1/2 ") ( 3/4 ") (1 ") (1 1/4 ") (1 1/2 ") (2 ") Su depolar n n iç yüzeyi olabildi ince pürüzsüz olmal d r. Kargir depolarda (kargir depo, tafltan veya tu ladan yap lm fl olan depolara denir) derzsiz havuz serami i kaplanabilir. Binalara da t m yap lan su, su depolar nda ve tesisatta kirlenmelerden korunmal d r. Binalar n mimari projeleri haz rlan rken tuvalet, banyo gibi slak zeminlerin düfley do rultuda üst üste, yatay do rultuda da yan yana yerlefltirilmesinin tesisatta ekonomi sa lanmas aç s ndan nas l bir katk s olabilir? Daha Az Su ile Daha yi El Y kama SORU Hijyen uzmanlar na SORU göre elleri y kamak hastal klar n yay lmas n önleyen en önemli unsurdur. El y kama, solunum yolu enfeksiyonlar na, ba rsak hastal klar na ve özellikle Türkiye de çok yayg n olan sar l k da dahil olmak üzere pek çok bulafl c D KKAT D KKAT hastal a karfl savunman n birinci basama d r. Hapfl rmak, öksürmek ve hayvanlara dokunmak gibi eylemlerden ve özellikle tuvalete gittikten sonra, eller mutlaka y kanmal d r. Bu, genelde bilinmesine ra men, pratikte pek uygulanmamaktad r. Türkiye de; taharetlenme al flkanl vard r. Bu yüzden eller çok daha iyi y kanmal d r. Sar l k (hepatit) hastal çok yayg nd r AMAÇLARIMIZ ve çok yüksek AMAÇLARIMIZ risk oluflturur. Hayvanlar ile temas da her zaman risktir y l nda yap lan bir ankete göre; Amerikal yetiflkinlerin %95 i tuvaleti kulland ktan sonra K T ellerini A P y kad klar n söylese de, sadece %67 sinin y kad tespit K T A P edilmifltir. Ayr ca, elini y kayan insanlar n büyük bir k sm da, muhtemelen ellerini 20 saniye sabunla ovmamaktad r. Ayr ca ellerin y kanmas s ras nda, özellikle parmak aralar n n TELEV ZYON TELEV ZYON da çok iyi sabunlanmas n çok daha az insan yapmaktad r. FDA, Food and Drug Administration (G da ve laç daresi) kelimelerinin k saltmas d r. Amerika Birleflik Devletleri Sa l k Bakanl na ba l çal flan; g da, diyet NTERNET NTERNET MAKALE MAKALE

51 2. Ünite - S hhi Tesisatta Enerji Ekonomisi 41 ürünleri, ilaç ve medikal ürünlere uygunluk testlerinden geçmesi durumunda onay veren kurumdur. FDA taraf ndan yap lan tan ma göre, sadece elleri slatmak veya hafifçe sabunlamak etkili de ildir. Etkili olarak elleri, parmak aralar n ve t rnak aralar n y kayabilmek için elleri, akan suyun alt nda önce; 4 saniye ön y kama yapmak, 20 saniye sabun ile ovalamak ve 4 saniye durulamak gerekir. Öte yandan el y kama s kl n ve ovma süresini artt rmak, hijyen gere i yararl olmakla birlikte, kullan m suyu tüketimini art rmaktad r. Bu durumda suyun verimli kullan lmas gündeme gelmektedir. Örne in genel tuvaletlerde sensör kumandal musluklar kullan labilir ve böylece önemli miktarda su tasarrufu sa lanabilir. Normal ve sensörlü musluklar n her ikisinde de 8,3 litre/dakika ak fl oldu u kabul edilirse ve FDA taraf ndan tan mlanan el y kama ifllemi uygulan rsa, el y kama bafl na 4 litre su tasarrufu sa lanabilir. Sensör kumandal musluklar, kullan c n n elleri aktif bölgede olmad zaman çal flmayacak flekilde dizayn edilmifltir. Halbuki normal musluklarda kullan c ellerini ovarken önemli miktarda su harcanmaktad r. Ayn zamanda sensör kumandal musluklara al flan kullan c lar normal musluklar aç k b rak p gidebilmektedir. Çizelge 2.2 de normal ve sensörlü musluklardaki su tüketimleri verilmifltir. Ölçümler Normal Musluk Sensör Kumandal Musluk Tasarruf (Fark) 1 kere el y kama iflleminde tüketilen su miktar (litre) 4,6 0,6 4,0 120 kiflinin çal flt bir ifl yerinde, her çal flan n günlük ortalama olarak 3 kere el y kad belirlenmifltir. fl yerindeki musluklar n normal musluk oldu unu kabul ederek el y kama yoluyla tüketilen günlük su miktar n bulunuz. Çizelge 2.2 Normal ve Sensör Kumandal Musluklardaki Su Tüketimi ÖRNEK 1 Çözüm 1: Çizelge 2.2 den de görüldü ü gibi bir kiflinin bir kere el y kamas yla normal muslukta 4,6 litre su kullan lmaktad r. fl yerinde 120 çal flan n günde 3 kere el y kamas ile musluk günde 360 kere kullan lmaktad r. Bu durumda tüketilen su miktar 1656 litre su/gün olmaktad r. Bir fabrikada toplam 250 personel bulunmaktad r. Her personelin günde ortalama 5 kere el y kad bilinmektedir. Fabrikada sensör kumandal musluklar kullan l yorsa bu fabrikadaki günlük su tüketim miktar ne kadard r? Mekanik Tasar mda Al nabilecek Önlemler Lavabo musluklar ve dufl bataryalar nda yap lacak tasarruf ve SORU verimlilik çal flmalar mekanik tasar m önlemlerinin bafl nda gelmektedir. Genel hacimlerin lavabo SORU musluklar nda su kullan m, 10 litre/dakika n n alt nda olmal veya otomatik musluklarda (her aç ld nda belli bir miktar su ak tanlarda) su kullan m 0,95 litre/kul- D KKAT D KKAT lan mdan daha az olmal d r. Daha az su ak tan (2 litre/dakika veya 10 saniyede 0,4 litre) genel hacim musluklar da mevcuttur. Musluk uçlar nda mutlaka perlatör (su ile havay kar flt ran cihaza verilen isim) olmal d r. Sensörlü lavabo musluklar önemli derecede su tasarrufu sa larken, sensörle AMAÇLARIMIZ çal flmak için enerjiye ihtiyaç duymaktad r. Bu ürünlerden baz lar alternatif ak mla çal flan kablolu ürünlerdir. Ama pilli olanlar daha yayg nd r. Pilli modellerin AMAÇLARIMIZ montaj daha ucuzdur. Çok s k kullan lmayan yerlerde, bu pillerin K T ömrü A P 3 y la kadar uzayabilir y l n n sonunda Amerika piyasas na giren mangandioksit K T A P pilli 3 TELEV ZYON TELEV ZYON NTERNET NTERNET

52 D KKAT D KKAT 42 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi musluklarda, pili flarj eden küçük bir hidroelektrik jeneratör kullan lmaktad r. Bu musluk, ekolojik (çevre ile uyumlu, çevreyi düflünerek haz rlanm fl, çevre dostu) tasar m anlam nda harika bir örnektir. Üreticiye göre, günde en az 5 kullan m için 10 y l boyunca herhangi bak m ihtiyac duymaz. Lavabo musluklar ve dufl bataryalar için al nabilecek pek çok önlem bulunmaktad r. Armatürler tüketimi azaltmaya teflvik edici, kullan c ya hofl gelen elemanlar olmal d r. Armatür seçerken teknolojiyle birlikte sa duyuyu da göz önünde bulundurmak gerekir. Suyun bas nc, musluk a z nda yüksek ve de iflken olmamal - d r (5-10 mss akma bas nc genellikle yeterlidir.). Uygulamada ayn su sisteminde bas nçl dufl bafll klar veya farkl bas nçta çal flabilen dufl bafll klar kullan lmamal - d r. Olabildi i kadar kaliteli armatürler seçilmelidir. Kullanma suyunun tüketiminin azalt lmas nda en baflta, daha verimli armatürlerin kullan lmas gelmektedir. Daha verimli armatürden kastedilen; yeterli su debisini sa layan, dufl bafll suyu iyi pülverize eden (pülverize etmek, bir ak flkan (suyu), çok küçük parçalar (damlalar) haline getirmek anlam na gelir), dufl bataryas su s cakl n ve debisini kolayca kontrol imkan veren, lavabo, evye, dufl alt muslu u ise ucunda perlatör olan, salmastras kaliteli (kapat ld nda suyu damlatmayan) olan, iyi bir y kamaya olanak sa larken, gere inden fazla suyu ak tmayan bataryalard r. Duflun günde bir kere kullan lmas nda, 40 C lik tüketim s cakl ayarlanana kadar ortalama 35 saniye süresince faydalan lmadan su ak t l r. Bu durumda y lda litre su kayb ve 29 kwh enerji kayb oluflur. Dufl bafll klar genel dufllarda küçük boyutlu seçilmelidir. Lavabo musluklar n n aç - kapa diye tarif edilen miks tipte olmas genellikle kullan m kolaylaflt r r. Kapat p aç ld nda ayn s cakl kta su kullan l r, s cakl k ayar için bofla su ak t lmaz konfor ve tasarruf sa lan r. Ancak yanl fl konumda kullan ld nda ise dufl yaparken veya mutfak evyesinde ya da lavabolarda muslu un her aç l - fl nda gereksiz flekilde s cak su sarfiyat na sebep olmaktad r. Bunlar n yerine s cak ve so uk su musluklar nda ayr ayr olan armatürlerin kullan lmas, s cak su sarfiyat nda tasarruf sa layacakt r. Ya da s cakl k kontrol ayar olan, istenirse kol kald r ld nda yaln z so uk su ak tan tip miks bataryalar kullan labilir. Miks batarya, tesisattan gelen s cak ve so uk suyu kar flt rarak, suyu istenilen s cakl a getirebilen bataryalard r. Üzerinde bulunan musluklar ya da kol sayesinde s cak su ile so uk suyun oran ayarlanabilir. Miks batarya kullan ld nda önlem al nmazsa so uk su, s cak suya veya s cak su, so uk suya kar flabilir. Su s cakl nda dalgalanmalar olur. Örne in birkaç bataryada so uk su kullan l rken, so uk su borusunda bas nç düfler. O anda kullan lmayan bir miks bataryada s cak su (s cak su borusundaki bas nç daha yüksek kald için) so uk su devresine girer veya musluklar kapal yken, do al sirkülasyon ile so uk su ve s cak su borular ndaki su birbirine kar flabilir. Miks bataryalar kullan lmad sürelerde tam sa veya sol konumda tutulabilir. Ancak kullan c lardan sürekli bu dikkati göstermesi beklenemez. Her tuvalet veya banyo hacminin so uk ve s cak su girifllerinde çekvalf (tesisattaki suyun geçmesine bir yönde izin veren, ters yönde ak fl otomatik olarak kapatan ve durduran bir vana tipi) kullan lmas ters ak m önleyece i için istenmeyen kar fl mlar da önlenmifl olur. Musluklarda sudan tasarruf etmek için anahtar çözüm, su ak fl debisinin ve süresinin k s tlanmas d r. Bu amaçla özellikle genel lavabolarda sensör kumandal musluklar kullan lmal d r. Sensör Kumandal Musluk, muslukta veya bataryada bulunan bir sensör sayesinde aç l p kapanan musluk tipidir. 4 Perlatör kullanarak tesisatta nas l bir tasarruf ve verimlilik sa lanabilir? SORU SORU

53 2. Ünite - S hhi Tesisatta Enerji Ekonomisi 43 Klozet seçimi de mekanik tasar m önlemleri aras nda yer almaktad r. Klozette üç özelli e dikkat edilmelidir: Yüzey y kama yetene i (tam y kama), temizleme kapasitesi (rezervuar su hacmi), rezervuar iç tak m kalitesinin rezervuara uyumu (rezervuarda su kaça riski olmamas ). Klozetlerdeki su tüketiminin azalt lmas nda büyük geliflme olmufltur den önce ilk klozetlerde her sifon çekiflinde 26 litre su tüketilmekteydi y llar aras nda geliflen tiplerde tüketim litre mertebelerine inmifltir lerden bugüne geçerli standartlar n kullan lmaya baflland 1997 y l na kadar da litre su kullan lmaktayd. 1 Ocak 1997 den bu yana ABD de ticari binalardaki tuvaletlerde klozet y kamada 6 litre/kullan m de erinden daha fazla su kullan lmas yasaklanm flt r. Bu standart, her y l milyonlarca litre su tasarrufu sa lamaktad r. Baz tip klozetler daha da fazla tasarruf yapabilmektedir. Hatta baz bas nç kontrollü klozet tipleri 1,9 litre kullan m de erinden de az su ile çal flabilmektedir. Baz klozetler vakum pompas veya hava kompresörünü çal flt rmak için elektri e ihtiyaç duysa da, di erleri havay s k flt rmak için su besleme hatt n kullanmaktad r. fiekil 2.1 de y llara göre klozetlerdeki su kullan m verilmifltir. Çift ak fll klozetler, s v ve kat at klar y kamada farkl su miktarlar sa lar. Sifon kolu, bir yöne bast r ld nda 3,8 litre; di er yöne bast r ld nda 6 litre su kullan l r. fiekil 2.1 Klozetlerde Bir Kullan mda Harcanan Su Miktar (Litre) den Önce Aras Aras 6 Günümüzde Y llara Göre Klozetlerde Su Kullan m 6 litre su ile tam y kama ve temizlemeyi sa layan tip klozet-rezervuar ikilisi, bugün için ideal klozet tipidir. Tasarruflu rezervuar, hacmi optimum büyüklükte olan rezervuard r. Çok küçük rezervuar kullan lmas her zaman su tüketimini azaltmaz. Çünkü bu durumda tek kullan flta istenilen temizleme sa lanamayacak, rezervuar bir kaç kez çekilecektir. Klozet ve rezervuar birbirine uyumlu olmal d r. Binalardaki tuvaletlerde, at k su ar tma tesislerinden elde edilen ar t lm fl su kullan labilir. Ar t lm fl su, kimyasal ar tmayla at k sulardan elde edilir ve binalara ayr besleme hatlar yla ulaflt r l r. Ar t lm fl su, çamafl rhane, dufllar ve lavabolardan gelen ve gri su diye adland r lan at k sudan çok farkl d r. Gri su genellikle evlerdeki tuvaletlerde klozet y kamada kullan l r. Ar t lm fl suyun mevcut oldu u yerlerde, tuvaletler için mutlaka ar t lm fl su kullan m düflünülmektedir. Halen ar t lm fl su yoksa fakat ileride ar t lm fl su kullan ma sunulabilecekse, bina sahipleri ar t lm fl suya kolay bir geçifli sa layabilmek için, ikili boru tesisat n inflaat esnas nda düflünmelidir. Pisuarlar ve pisuar musluklar da tesisatta tasarruf sa lanabilecek bir baflka noktad r. Pisuarlarda yüzey y kama yetene inin iyi olmas koku sorununu önler. Klasik tip pisuar musluklar kullan lmamal d r. Otomatik pisuarlar genel hacimler, büyük otel ve iflletmeler için uygundur. Ancak her pisuar n su kontrolünün ayr yap lmas, su tüketimini azaltacakt r. Bas tipi pisuar musluklar n n maliyeti düflük oldu u için, kullan m daha yayg nlaflt r lmal d r. Küçük iflletme ve ofisler için daha pratik çözüm olabilir. Ancak projede boru çaplar buna göre yap lmal d r. Otoma-

54 D KKAT D KKAT 44 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi tik pisuarlar bir kullan mda 4 litreden daha fazla su tüketmemelidir. Bununla birlikte su tüketmeyen yeni tip pisuarlar gelifltirilmifltir. Bu ürünlerde sifon yapmay sa layan, idrardan daha hafif s v lardan faydalan lmaktad r. Boylerlerin so uk su girifline genleflme deposu monte edilmelidir. Genleflme deposu, içindeki suyu sirküle eden, hijyenik tipte olmal d r. Türkiye de bu al flkanl k olmad için emniyet ventilleri ak tmakta veya damlatmaktad r. Bu, hem emniyet aç s ndan risk oluflturmakta, hem de su kayb na neden olmaktad r. Radyatörlere dönüfl muslu u tak lmal d r. Aksi takdirde binalarda, her daire boyan rken sistemdeki su boflalt lmakta ve tekrar doldurulmaktad r. Bu flekilde çok önemli miktarlarda su tasarrufu mümkün olur. Temiz Su Tesisat nda Su Tüketimini Azaltmak Amac yla Uygulamada Yap labilecek Çal flmalar Temiz su tesisat nda su tüketimini azaltmak amac yla uygulamada yap labilecek pek çok çal flma bulunmaktad r. Musluk, dufl bafll, batarya imalatç lar taraf ndan hangi bas nçta hangi debinin al nabildi i verilmelidir. Musluk uçlar ndaki havaland r c lar perlatör olan tipler kullan lmal d r. Bunlar ak fl k s tlarken, su ile havay kar flt rarak ak tt için su hacmini daha fazla gösterirler ve su tüketimini azalt rlar. Su s cakl nda ve bas nc nda dalgalanma olmamal d r. Miks tipi banyo bataryalar nda so uk su bas nc ndaki (baflka yerlerdeki kullan mla ilgili) de iflimler, su s cakl - n n de iflmesine neden olur. Bu durumda hafllanma riski bile oluflabilir. Klozetlerin taharet musluklar ndan zaman zaman s cak su akan birçok bina vard r. Dufl bafll klar küçük ve ince delikli ise su tüketimi azal r. Ancak su kireçliyse delikler çabuk t kanabilir. fiantiye, spor salonu gibi yerlerde dufllarda mümkünse kurna a z olmayan dufl bataryalar seçilmelidir. Sadece dufl bafll na su veren tip bataryalar n seçilmesi ile daha az su tüketilecektir. Dufla ilk girildi inde kurna boflaltma a z ndan su ak t larak s cakl k ayar yap l rken; fazla su dökülür, boru çaplar yeterli büyüklükte de ilse yandaki dufllarda suyun s cakl de iflir. Ayr ca di er dufltakilerin de s cakl k ayar n de ifltirmek istemeleri sonucu duflta kalma süreleri artar, konfor bozulur. Daha fazla so uk ve s cak su dolay s yla da daha fazla enerji tüketilir. Kurna Tipi Batarya, yaln zca s cak su veya yaln zca so uk su ak tan bataryalard r. Üzerinde sadece bir vana vard r. Bu vana ile su debisi ayarlanabilir. Suyun do rudan dufl bafll ndan akmas su tüketimini azaltacakt r. Genel dufllarda dufl bafll klar küçük seçilmelidir. Genel dufllarda ve tuvaletlerde verimli su kullan m n teflvik eden kullan m k lavuzlar as lmal d r. Bulafl k makinesi kullan m elde y kamaya göre; daha az s cak su tüketir, daha az s cak su tüketti inden, bulafl k makinesi kullan m tercih edilmelidir. Su filtreleri pislik tutmaya bafllad nda direnç yaratarak enerji kayb na neden olmaktad r. Di er yandan filtreler t kanmaya bafllad nda ise enerji kayb çok artar ve konfor bozulur. Filtre ve pislik ay r c lar, olabildi ince boru çap ndan büyük seçilmelidir. Büyük tesislerde ana su girifllerinde veya hidrofor ç k fllar nda, iflletilmesi ve bak m zor pislik tutucular yerine, kat tutma hacmi büyük olan sanayi tipi su filtreleri kullan lmal d r. Su yumuflatma cihazlar öncesinde yine su filtresi kullan lmal d r. Su ve buz p narl buzdolab ve içme suyu tesisatlar ndaki filtrelerde parazitleri tutma özelli i olmal d r. Tek kollu miks bataryalarda kullan m bittikten sonra, kol en sa da veya en solda b rak lmal d r. Musluklar düzenli olarak tamir edilmeli, tesisat n sürekli bak m yap lmal d r. 5 Tek kollu miks SIRA bataryalarda, S ZDE kullan m bittikten sonra kolun en sa da veya en solda b rak lmas nas l bir fayda sa lamaktad r? SORU SORU

55 D KKAT D KKAT 2. Ünite - S hhi AMAÇLARIMIZ Tesisatta Enerji Ekonomisi 45 AMAÇLARIMIZ Su da t m sistemleri hakk nda daha fazla bilgi edinmek için ISISAN K taraf ndan T A P haz rlanm fl olan S hhi Tesisat (ISISAN Çal flmalar No: 272, 2001) isimli kitab inceleyebilirsiniz. SU DA ITIM VE BASINÇLANDIRMA S STEMLER NDE TELEV ZYON EKONOM Su da t m sistemlerinin ifllevi s cak ve so uk suyu, binan n her yerindeki kullan m apareylerine, uygun bas nç ve s cakl kta iletmektir. Bu sistemler afla daki temel NTERNET amaçlar gerçeklefltirmelidir: Su da t m ve bas nçland rma sistemi; suyu, uygun bir hacimsel debi, minimum bas nç kayb ve maksimum ak fl koflullar ile en uzaktaki cihaza ulaflt rmal - MAKALE d r. Maksimum ve minimum bas nç koflullar nda, en uzaktaki ve en yak ndaki cihazda gereksinimleri karfl lamaya yeterli bas nç aral nda su sa lanmal d r. Çal flma s ras nda sistem afl r bas nçlardan korunmal d r. Yüksek yap larda çok önemli oldu u bilinen bas nç kay plar en az olacak flekilde tesisat n projelendirilmesi ve uygulamas konusundaki deneyimler, en küçük yap lar ve villalar için de geçerli olmal d r. S hhi tesisatta su bas nçland rma sistemleri ve bu sistemlerde enerji ekonomisi amac ile al nabilecek önlemlere iliflkin afla daki notlar önerilmektedir: Yüksek yap larda, sistemi bas nç kademelerine ay rarak, her kademeye özel hidrofor kullanmak daha do rudur. Yaklafl k olarak her 35 m statik yükseklik, bir bas nç alan olmal d r. Gereksiz yere hidrofor bas nc yükseltildi inde; pompa verimi düfler, hidrofor pompalar ndaki elektrik enerjisi tüketimi artar. Fazla enerji, sürtünmelerle kaybedilir. Ayr ca musluktan akan su debisi artar. Dolay s yla da bas nç art fl ayn zamanda gereksiz su tüketimine neden olur. htiyaçtan daha fazla olan bas nç nedeniyle s çrama, ses, fliddetli ak fl oluflur ve konfor bozulur. Borulardaki su h z 2 m/s nin alt nda olmal d r. 3 m/s de erini geçerse afl r ak fl oluflur ve gürültüye neden olur. Boru tesisat ile bataryalar n bak r borular n n ba lant noktalar ve bunun gibi tesisat n zay f noktalar ndan kaçaklar oluflabilir. Hidrofor ç k - fl nda bas nç regülatörü kullan lmal d r. Böylece bas nç dalgalanmalar önlenir, konfor artar, tesise istenen su sabit bas nçta gönderilece i için su tüketimi azal r. Kullanma suyu için yaklafl k 5 m 3 /h debiden sonra çok pompal (kademeli) hidrofor kullan lmas n tavsiye edilmektedir. Azalan enerji tüketiminden olan kazanç, fiyat fark n bir veya birkaç y lda amorti eder ve k smen yedekleme imkan oluflur. fiehir flebekesindeki bas nc mümkün oldu unca kullanmak gerekir. Ancak çekvalflerden önce pislik ay r c kullan lmal d r. Özellikle by-pass hatt ndaki çekvalfin aras na pislik girerse flebeke suyunun, geri kaçma riski oluflur. Büyük tesislerde de iflken devirli pompal hidrofor kullan lmal d r. Genellikle gerekli bas nç sabit kald ndan de iflken devirli tek pompa kullan m hidrofor uygulamalar nda uygun de ildir. Bunun için çok pompa kullanmak ve pompalardan birini de iflken devirli yapmak uygundur. Bas nca duyarl l n en önemli nedenlerinden biri, so- uk su boru çaplar n n küçük seçilmesidir. Su tesisat nda bas nç dalgalanmalar n n olmamas için boru çaplar, do ru ve yeteri kadar büyük seçilmifl olmal d r. Duvar içine monte edilen kullanma so uk suyu, s cak su ve sirkülasyon borular na, terlemeye ve s kayb na karfl s yal t m yap lmal d r. Bu s yal t m n n; buhar kesici ile birlikte yap lmas ve kelepçe, konsol detaylar nda, so utulmufl su tesisatlar ndaki detaylar nda da kullan lmas gerekir. D fl duvar geçifllerinde, temiz su borusunun, bütün duvar kal nl boyunca koruma borusu (kovan) içinden geçirilmesi tavsiye edilir. Koruyucu kovan uzunlu u duvardan (s va kal nl da dikkate K T A P TELEV ZYON NTERNET MAKALE

56 46 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi al narak) en az 10 mm daha fazla olmal d r. Çap ise boru çap ndan 20 mm daha fazla olmal d r. Aradaki boflluk dolgu maddesi ile doldurulmal d r. Aç ktan geçen veya donma tehlikesi olan yerlerde borular donmaya karfl yal t lmal d r. Az kullan lan veya donma tehlikesi olan hatlar n bir ay rma vanas ve bir boflaltma muslu- u olmal d r. Çelik borular n s va, harç, alç vb malzeme ile temas etmemesi sa lanmal d r. Aksi durumda önemli korozyon problemleri yaflan r. 6 Bas nçland rma SIRA sistemlerinde S ZDE bütün binan n tek pompa ile beslenmesi nas l sonuçlar do- urur? S ORU D KKAT KULLANIM SICAK SUYU TES SATINDA EKONOM Su s tma önemli bir enerji tüketim kalemidir. Kullanma suyu s tma sistemi y l boyunca genellikle SORUsürekli çal fl r ve sürekli enerji tüketir. Kullanma s cak su tüketiminin azalt lmas ayn zamanda s tma enerjisinden tasarruf anlam na da gelir. S cak su tesisat ndaki verimsizlikler; kazanlardan, boylerlerden, da t m ve sirkülasyon boru tesisat ndan, boylerdeki su s cakl n n yüksek seçilmesinden, hid- D KKAT rofor sisteminin bas nc n n yüksek seçilmesinden, musluk ve batarya tiplerinden kaynaklanabilir. Konutlarda s cak su s tmas için gerekli s, y ll k s tma ihtiyac n n %10-20 si kadard r. Binalarda s yal t m, otomasyon (otomatik kontrol sistemleri kullan m ) AMAÇLARIMIZ AMAÇLARIMIZ K T A P TELEV ZYON vb. önlemlerle, s kay plar ve bina s tma ihtiyac azalt l nca kullanma s cak suyunun y ll k enerji ihtiyac içindeki pay daha yükselmifltir. Önlem al nmazsa baz binalarda iki K kat ndan T A P daha yüksek bir orana ulafl l r. Büyük ticari binalarda kullanma s cak suyunu s tmak için gerekli s, y ll k enerji tüketiminin %4 ü mertebelerinde olabilir. Otellerde ise bu de er, y ll k s tma ihtiyac n n %20-35 i ( s yal t m ve co rafi TELEV ZYON bölgelere göre de iflken) oran ndad r. Birçok otelde, otel %80 kapasite ile dolu iken kullanma s cak suyu haz rlamak için harcanan enerji kadar s, s cak su ve sirkülasyon borular nda kaybedilmektedir. NTERNET MAKALE Kullanma NTERNET Suyu S cakl n n Seçimi Ekonomik seçim olarak konutlarda boyler suyu s cakl 45 C de erine ayarlanabilir. Son kullan m yerlerinde ise 42 C kadar olan kullanma suyu s cakl klar na izin verilir. Lejyoner MAKALE hastal riski olan yerlerde kullan m suyu s cakl seçimi yap l rken dikkat edilmesi gerekmektedir. Is tma sisteminin periyodik termik dezenfeksiyon yapabilme yetene i olmal d r (Boyler su s cakl 45 C ayarlan r. Haftada bir defa 70 C ye yükseltilerek, 30 dakika süreyle termik dezenfeksiyon yap l r.). Lejyoner hastal riski olan bölgelerde ise sürekli olarak su gidifl s cakl 60 C olmal, sirkülasyon dönüfl s cakl 52 C de erinin alt na inmemelidir. Kullanma suyu ve sirkülasyon borular nda eflit direnç sa lanarak, sirkülasyonun tam olarak sa lanmas gerekir. Sirkülasyonun yap lamad kör noktalar kalmamal d r. Eflit direnç uygulanamayan yerlerde termal balanslama (tesisat n her k sm nda düzgün bir ak fl da- l m sa lanmas için yap lan uygulama) yap labilir. Borular n izolasyonu mutlaka çok iyi yap lmal d r. Dezenfeksiyon s ras nda su s cakl 70 C ye kadar ç kaca için s kay plar çok daha fazla olacakt r. Çamafl rhanelerde kullanma suyu s cakl n n tespitinde, çamafl rhane için ayr bir boyler seçilmesine, kullanma suyu s cakl C de erine ayarlanmas na ve çamafl rhane cihazlar ndan dönen buhar ise ayr ca bir ön boylerden geçirilip, ön s tma yap lmas na özen gösterilmelidir. Ön boyler, çamafl rhanenin boylerine veya boylerlerine seri olarak ba lanmal d r.

57 2. Ünite - S hhi Tesisatta Enerji Ekonomisi C s cakl kta ve bas nç alt ndaki buhar, so utularak 90 C de su haline getirilirek 1 kg buhar kondensi elde edilmektedir. Bu durumda 60 kcal/kg buhar s aç - a ç kmaktad r. Günde 8 saat çal flan ve 600 kg/h kapasiteye sahip bir buhar jeneratörünün kondensinden ne kadar s aç a ç kar? Bu aç a ç kan s kullan larak, flebeke suyu s cakl 15 C iken 45 C s cakl ktaki kullanma suyundan günde kaç kg elde edilebilir? (1 kg suyu 15 C s cakl ktan 45 C s cakl a ç karmak için 30 kcal/kg s gerekmektedir.) ÖRNEK 2 Çözüm 2: Bir buhar jeneratörü kondensinden elde edilecek günlük s ; buhar kapasitesi, jeneratörün çal flma süresi ve 1 kg kondensin verdi i s miktar n n çarp m d r. Bu durumda aç a ç kan s ; Q = 600 kg / h. 8 h / gün. 60 kcal / kg Q = kcal /gün Bu s y kullanma suyunu s tmada kullanmak istersek V V V su su su = = Q q = 9600 kcal gün kcal kg kg gün Bu at k enerjinin mutlaka geri kazan lmas n n gerekti i aç kça görülmektedir. 165 C s cakl kta ve bas nç alt ndaki buhar, so utularak 100 C de su SIRA haline S ZDE getirilirek 1 kg buhar kondensi elde edilmektedir. Bu durumda 65 kcal/kg buhar s aç a ç kmaktad r. Günde 12 saat çal flan ve 600 kg/h kapasiteye sahip bir buhar jeneratörünün kondensinden ne kadar s aç a ç kar? Bu aç a ç kan s kullan larak, flebeke suyu s cakl 15 C iken 50 C s cakl ktaki kullanma suyundan günde kaç kg elde edilebilir? (1 kg suyu 15 C s cakl ktan 50 C s cakl a ç karmak için 35 kcal/kg s gerekmektedir.) SORU 7 SORU Boyler Su S cakl Yükseldikçe Artan Enerji Kay plar D KKAT D KKAT Boyler suyu s cakl konutlarda 45 C olmal fakat kullanma yerlerinde, yani musluk giriflinde ise 42 C nin alt nda olmamal d r. Boyler su s cakl daha yüksek ayarlan rsa; birim su kütlesiyle tafl nan enerji artar ve kullan m SIRA s ras nda S ZDE su s cakl - otomatik olarak kontrol edilemiyorsa, yüksek s cakl ktaki sudan daha fazla enerji tüketilmifl olur. Bu durumda, kullan mda su s cakl n ayarlay ncaya kadar, AMAÇLARIMIZ daha fazla su ve enerji tüketilir ve su da t m hatt nda ve sirkülasyon hatt nda daha fazla enerji kaybedilir. Ayr ca boyler yüzeyinden daha fazla enerji kaybedilir ve AMAÇLARIMIZ kazan, daha yüksek s cakl kta çal flmak zorundad r. Bu durumda kazan, daha düflük verim ile çal fl r ve daha fazla yak t K T A P K T A P tüketir. Mekanik Tasar mda Önlemler TELEV ZYON Kullanma s cak suyu üretiminde do rudan yak t tüketmek yerine, at k s dan yararlanmak ilk bak lmas gereken konudur. Ticari yap larda su so utma sistemlerinin kondenserlerindeki veya çamafl rhanelerde buhar sisteminin kondens dönüflü s de ifltiricilerindeki at k s kullan larak, s cak suyun s tmas nda NTERNET de erlendirilebilir. TELEV ZYON NTERNET MAKALE MAKALE

58 48 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi Konutlarda yaz n daha az s cak su kullan l r, boyler s tmas için de daha az enerji gerekir. Boylere giren so uk su s cakl yaklafl k 20 C de erindedir ve daha az su kullan l r. Yaz n çok büyük kazan, küçük yükler için çal flt r l r. Kazan Seçimi Kullan m suyu s cakl n n belirlenmesinde kazan seçimi de önemli bir rol oynar. Bunun nedeni konutlarda kullan m s cak suyu elde edilirken kazan n üretti i enerjinin kullan lmas d r. Bu durum göz önüne al narak kazan seçimi yap l rken özen gösterilmesi gereken baz noktalar bulunmaktad r. Su hacmi az olan kazan kullan - m avantajl d r. Bu kazanlar; k sa sürede rejime girer, daha az at k s oluflur ve durma kay plar genelde daha azd r. Mümkünse kullanma s cak suyu için ayr s tma kazan kullan lmal d r. Boylerin kazan ayr olursa daha az yak t tüketilir. Ara mevsimde boyler için bina s tma kazan yüksek s cakl klarda çal flt r l p, daha fazla yak t tüketmez. Boyler s tma kazan nda su s cakl 90/70 seçilir kural tart fl lmal d r. Tüm s tma sisteminde su s cakl n n düflürülmesi, kazan iflletme verimini art - raca için s tmada ciddi ekonomi sa lanacakt r. Boyler s tma sistemi 90/70 lik seçilse de boylere giren suyun s cakl k fl n yaklafl k 10 C, yaz n da yaklafl k 20 C oldu u için s tma dönüfl suyu s cakl genelde 70 C olarak gerçekleflmez ve genellikle buna ihtiyaç da olmaz. Kaliteli boylerlerde s tma serpantini boylerin en alt na oturdu u için s tma dönüfl suyu s cakl düfler ve en yüksek kazan verimi elde edilir. Boyler ve s tma için yüksek verimli kendinden yo uflmal kazan kullan - m genellikle avantajl d r. Kendinden yo uflmal kazanlarla kaskad sistemi (apartman kazan dairelerinde kazan kullan m yerine birden fazla kombi birbirine ba lanarak yüksek kapasitede s tma sa layan sistemlerdir. Bu sistemde en az 2 en çok 16 adet cihaz kaskad sistemiyle ba lanabilir. Kaskad kullan m ile enerji tüketimi daha da azalacakt r. Boylerdeki kapasite kullan m gün içinde %0 ile %100 aras nda de iflir. Kaskad sistemde kazan, oluflan ihtiyaç kadar devrede olaca için, durma kay plar da en az olur. Boyler say s fazla olan sistemlerde bir adet veya daha fazla seri ba l ön boyler kullanmak daha yararl olabilir. 8 Boyler say s SIRA fazla S ZDE olan sistemlerde seri ba l ön boylerler kullanman n ne gibi avantajlar vard r? Boyleri besleyen kazandaki kay plar k fl n ayn zamanda s tma oldu undan, kazan s l verimiyle ilgilidir. Ancak yaz n kazan sadece kullanma s cak suyu üretiminde kullan l r. SORU Bu durumda kesintili çal flma sonucu kazanda bekleme kay plar SORU oluflur. Kazanlarda kurum yapmay önleyen pnömatik (hava bas nc ile çal flan otomasyon cihazlar ) yanma kontrolü yapan brülör kullan lacak olursa; d fl hava s n- D KKAT D KKAT d nda kurum yapma riski önlenir ve d fl hava so udu unda fazla hava girifli nedeniyle gereksiz enerji kayb önlenir. Bu durumda, hava fazlal k katsay s daha faz- la düflürülür. Bunun sonucunda, hava yak t kar fl m ve yanma sürekli mükemmeldir. Klasik oransal brülörlerde mekanik ayar tam yap lamaz ve zamanla bozulur. AMAÇLARIMIZ Basit gibi görünen AMAÇLARIMIZ yapay zeka (canl larda görüldü ünde zeka belirtisi olarak alg - lanan yeteneklerin analiz edilerek bu becerilerin makinelere yapt r lmas ) kullan - K T A P m, klasik sistemlerle K T A P karfl laflt r ld nda, yak ttan % 2-10 aras nda avantaj sa layabilir. Brülör bedeli, büyük kapasitelerde yak t bedelinin yaklafl k %10 udur. Pnömatik kontrol CO 2 oran n hep yüksek tuttu undan, yo uflmal kazanlarda yo uflma miktar TELEV ZYON TELEV ZYON artar. NTERNET NTERNET

59 2. Ünite - S hhi Tesisatta Enerji Ekonomisi 49 Boylerler Boyler; merkezi s tma sistemi kullan lan konut, otel, turistik tesis, hastane vb. binalarda s cak su elde etmek için kullan lan cihazlard r. Boyler, kazan taraf ndan üretilen enerjinin bir k sm n kullanarak suyun s t lmas prensibine göre çal fl r. Bundan dolay kazan ile boyler birbirine uyumlu olmal ve birlikte seçilmelidir. Çift cidarl boylerler günümüzde tercih edilmemektedir. Bunun bafll ca nedenleri, ataletlerinin çok fazla olmas, s t c, ak flkan d fl yüzeyde oldu u için s kay plar n n çok fazla olmas, s yal t m kalitesinin düflük olma riski, yeterli hijyen flartlar n n sa lanamamas d r. D fltan serpantinli boyler kullan m ise kullan m n kesintisiz oldu u çok özel uygulamalarda ve m 3 /h ten büyük ihtiyaçlarda avantaj sa lamaktad r. En önemli dezavantaj, depolama hacmi küçük oldu u için kazan kapasitesini çok büyük seçmek zorunlulu udur. Ayr ca, plakal eflanjör ile depolama tank aras ndaki sürekli çal flan sirkülasyon pompas fazladan enerji tüketecektir. Eflanjör direnci genellikle daha yüksek oldu u için (4-5 mss) birinci s tma pompas da daha büyük seçilir ve daha fazla enerji harcar. Bunlar hem kurulufl, hem de iflletme maliyetini art rabilir. çten serpantinli boylerler genellikle optimum çözüm olarak görülmektedir. Kurulufl ve iflletme maliyetleri çok daha düflüktür. Ayr ca hijyen flartlar n sa lamas ve Legionella bakterisi dezenfeksiyonuna uygun olmas da küçük avantajlar olarak eklenebilir. D fltan serpantinli boylerde s kayb hem depodan hem de d flar daki eflanjörden olacakt r. Plakal eflanjörler genellikle izole edilmedikleri için 100 kw gücünde plakal eflanjörde, bu kay p 20 kwh/gün mertebelerine kadar yükselir. Sistemde daha yüksek s cakl kta su gerektiren yerler varsa ayr bir boyler ve tesisat kullan lmas daha uygundur. Binalarda genellikle 45 C s cak su kullan l r; fakat sadece küçük kapasiteli birkaç ekipman için yüksek s cakl kta su gerekiyorsa bunlar için küçük elektrikli s t c lar kullan labilir. Boylerlerde su s cakl n n düflürülmesinin faydalar nelerdir? Da t m ve Sirkülasyon Hollanda standartlar na göre; boyler ile en uzaktaki son kullan m yeri aras 12 m ve daha fazla ise, kullanma s cak suyu da t m nda sirkülasyon hatlar kullan lmal d r. Amerikan standartlar nda ise; 4 kattan daha yüksek binalarda SORU ve boyler ile en SORU uzaktaki kullan m yeri aras 35 m ve daha fazla ise, kullanma s cak suyu da t m nda sirkülasyon hatlar kullan lmal d r. D KKAT D KKAT Konutlarda bir dairede s cak suyun kullan ld süre, günde toplam bir saatin alt ndad r. Oysa kullan m suyu, s cak su ve sirkülasyon borular nda gün boyu dolaflt r l rken s kayb oluflmaktad r. Baz yap larda boyler yüzeyinden ve s cak su borular ndan kaybedilen günlük s, kullan lan faydal s dan çok daha fazlad r. Bu nedenle apartmanlarda merkezi sistemin kullanma s cak su tesisatlar AMAÇLARIMIZ uygulamada sonradan iptal edilmifltir. AMAÇLARIMIZ Boylerde kullan lan miktarda enerji, kullanma s cak suyu da t m ve sirkülasyon borular nda tüketilir. Sirkülasyon hatlar ndaki kay plar tesisat n K T Abüyüklü üne, P K T A P boru çaplar na, su s cakl na ve izolasyon de erine ba l d r. Genel bir de er vermek mümkün de ildir. Her bina için ayr nt l bir hesap yap lmal d r. Bu hesapta so uk boru bölümlerindeki su ve boru malzemesinin s nmas TELEV ZYON için harcanan enerji de dikkate al nmal d r. S cak su borular nda tavsiye edilen yal t m TELEV ZYON kal nl klar, 9 NTERNET NTERNET MAKALE MAKALE

60 50 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi standartlara göre farkl l k göstermektedir. Kullanma so uk su, s cak su ve sirkülasyon borular kesinlikle ayr ayr izole edilmelidir. Birlikte yal t m kesinlikle yap lmamal d r. Bu borular n birlikte yal t lmas halinde; enerji kayb gerçekleflir ve Legionella bakterisi oluflur. Boylerle kazan aras ndaki s cak su sirkülasyonu, en uygun olarak sirkülasyon pompas n n dur-kalk kumandas yla gerçekleflir. Pompa ihtiyaç oldu unda çal fl r, böylelikle daha az elektrik enerjisi tüketilir. Bir di er yöntem de boyler giriflinde iki veya üç yollu kontrol vanalar kullanmakt r. Ancak bu durumda pompa sürekli çal flarak enerji tüketecek ve kazan ile boyler aras ndaki borularda s cak ak flkandan sürekli s kayb olacakt r. Kazan ile boylerler aras ndaki boru mesafesi, olabildi ince k sa olmal d r. Arada minimum say da dirsek kullan lmal d r. Böylelikle; direnç azalaca için daha küçük güçte s tma sirkülasyon pompalar kullan l r, borulardaki s kay plar azal r ve kurulufl maliyetleri de azal r. Fikir vermek amac yla bir örne i ele al rsak; boru çap 1 1 / 4 " ve kazan ile boyler aras ndaki mesafe 1,4 m olan bir kazan dairesinde, boru hatt nda y ll k s kayb 45 kwh/y l mertebesindedir. Bu kay p, esas olarak kesintili çal flma dolay s yla borularda so uyan sudan kaynaklanmaktad r. Kullan m s cak suyu da t m ve sirkülasyon borular da en az bas nç kayb na neden olacak flekilde projelendirilmelidir. Ayr ca s tma tesisat nda yap ld gibi kritik devre oluflmayacak flekilde projelendirme ve uygulama yap lmas na özen gösterilmelidir. Tesisatta daha az direnç oluflmas n sa lamak için baz önlemlerin al nmas uygun olur. Bunlar, mimari tasar mda uygun yerleflim yap lmas, boru uzunlu unun azalt lmas ve dirsek ve fittingsin en aza indirilmesidir. Fittings, borular ve tesisattaki di er cihazlar bir araya getirmek için kullan lan ba lant elemanlar na denir. Bu durum, sirkülasyon pompas n n daha küçük seçilmesini sa layacakt r. Birden fazla boyler varsa, her boylere ayr pompa kullan lm yorsa, s tman n homojen olmas için s cak su ilk verildi i boylerden ilk toplanacak flekilde bir Tichelmann devresi oluflturulur. Kullanma S cak Suyu Sirkülasyon Pompalar S cak su tesisat nda kullan lan s tma ve kullanma suyu sirkülasyon pompalar, küçük olmalar na karfl n, sürekli çal flt klar için, elektrik enerjisi tüketimleri oldukça fazlad r. Kullanma s cak suyu sirkülasyon pompas n n çal flmas na, su tüketiminin fazla oldu u ve su tüketiminin olmad saatlerde ihtiyaç yoktur. Bu nedenle ihtiyaç olmayan zamanlarda, pompan n durdurulmas faydal olacakt r. Kullanma suyu sirkülasyon pompas n n çal flma sürecinde, borularda kaybedilen s maliyeti de yüksektir. Kullanma s cak suyu sirkülasyon pompas çal flma saatleri kesinlikle belirlenmeli, ilave s kay plar na izin verilmemelidir. S cak su sirkülasyon pompas musluk aç ld nda s cak suyun çok k sa sürede akmas n sa lamal, su tüketimini s n rland rmal d r. Sistemde s cak su sirkülasyonunun sürekli yap lmas, borulardan s kayb ve ilave pompa enerjisi nedeniyle sak ncal d r. Kullan m n sürekli oldu u yerlerde, s cak su sirkülasyon pompalar kullan m n bafllayabilece i saatten 30 dakika önce çal flt r lmal d r. Böylece musluk ve batarya kullan m nda an nda s cak su sa lanaca ndan su ve elektrik enerjisi tüketimi minimum olacakt r. Yaklafl k yar m saat çal flt ktan sonra pompa durdurulabilir. Çünkü art k yap da kullan m bafllam fl, her an s cak su haz r hale gelmifltir. Çok büyük enerji kay plar olan otel uygulamalar nda sirkülasyon suyu dönüfl s cakl 35 C nin

61 2. Ünite - S hhi Tesisatta Enerji Ekonomisi 51 alt na düfltü ünde sirkülasyon pompas çal flt r larak 35 C s cakl k sa lanabilir. S - cak su sirkülasyon hatt, minimum pompa enerjisi ihtiyac oluflacak flekilde projelendirilmeli ve uygulanmal d r. Pompan n kontrolü için, kolon sonundan al nan s - cakl k uyar s özel durumlarda kullan labilir. Kolon hatt (flebekeden binaya gelen suyu bina içine da tan hatt r) sonunda s cakl k düflmüflse, pompalar çal flmaya bafllayabilir veya zaman saati kullanarak belirli saatlerde çal flma durdurulabilir. Kullan m S cak Suyu Tesisat nda Ekonomi Sa lamaya Yönelik Çal flmalar S cak su da t m ve sirkülasyon borular gibi sirkülasyon pompalar da s l olarak izole edilmelidir. Özellikle s va alt ndaki borular izole etme al flkanl olmad ndan, s kayb oluflmakta ve korozyon nedeniyle boru çabuk delinmektedir. K fl n içinden yaklafl k 10 C su geçen borular, duvar içinde terlemeye neden olmakta ve geçti i duvarlarda az da olsa küf oluflumuna neden olabilmektedir. Öneri; S va alt ndaki galvaniz borular n do algaz borular nda kullan lan koruyucu bant ile sar - l p üzerine s yal t m yap lmas d r. Ayn flekilde so uk su borular da terlemeye karfl izole edilmelidirler. Boylerdeki suyun içinde, eriyik halde hava ve dolay s yla oksijen vard r. Boylerdeki su s n nca hava ayr fl r, eriyik halden gaz haline geçer. Bunun sonucunda; tesisatta t kaçlar oluflur, musluk aç ld nda su s çrayarak, konforu bozar, su tüketimi artar ve oksijen korozyonu k sa vadede sorun oluflturur. Buna çözüm olarak; s cak su kolonunun en üst seviyesinde, hava tüpü ve otomatik hava tahliye cihaz kullan lmal d r. Kullan m n olmad anlarda boylerlerde s nan su da kalorifer sistemindeki gibi genleflir. Tesisatta hava cepleri yoksa genleflme sonucu emniyet ventili aç l r ve d flar ya su ak t l r. Bu sorunu gidermek için boylerlere de genleflme deposu monte edilmeli, emniyet ventili son güvence olarak gerekirse aç lmal d r. Kazan sisteminin bak m n ve temizli ini periyodik olarak yapmak gerekir. S cak su sirkülasyon pompalar nda, ihtiyaç olmad saatlerde, pompalar n çal flmas durdurulmal d r. Pompan n kontrolü için, kolon sonundan al nan s cakl k uyar s kullan labilir. Kolon hatt sonunda s cakl k düflmüflse, pompalar çal flmaya bafllayabilir veya zaman saati kullanarak belirli saatlerde çal flma durdurulabilir. Borular n s yal t mlar n n çok iyi durumda olup olmad her sene kontrol edilmelidir. Kullan m S cak Suyunda Günefl Enerjisi Kullan m Son y llarda kullan m s cak suyu için günefl enerjisi kullan m nda istenilen düzeyde olmasa bile bir art fl e ilimi görülmektedir. Kullan m s cak suyunda günefl enerjisinden yararlanarak toplam ihtiyac n %90 a kadar varan k sm n n karfl lanabildi i durumlar bulunmaktad r. Ancak bu durum uygulama alan na, kullan lan kollektör alan na, kullan lan kollektör ve ekipman kalitesine, sistem verimine ve özellikle de uygulanan bölgeye ba l d r. Özellikle yo uflmal kazan uygulamalar ndan sonra yo uflmal kazanla günefl enerjisinin birlikte kullan m na yönelik uygulamalarda bir art fl ortaya ç km flt r. Günefl enerjisinin kullan lmas kullan m suyuna harcanan giderlerde ciddi azalmalar ortaya ç karabilmektedir. Burada önemli olan günefl enerjisini verimli kullanacak sistemlerin uygulanmas d r. Boyler kapasitesinin uygun boyutland r lmas yat r m maliyetlerinin düflürülmesinde önemli bir etken olarak ortaya ç kmaktad r. Bireysel uygulamalarda, boyler hacmi seçilirken, günlük toplam su tüketiminin 1,5 kat n almak uygun bir katsay olarak görülmektedir. Günefl enerjisi uygulamalar nda enerji maliyetleri hesaplan rken kullan lan sirkülasyon pompas n n tüketti i elektrik enerjisi de dikkate al nmal d r. Pompa seçi-

62 52 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi minde de iflken devirli pompa kullan m n n enerji tüketiminin azalt lmas nda yarar sa layaca aç kt r. Günefl enerjisi s cak kullan m suyu üretiminin yan nda s tmaya destek amaçl da kullan lmaktad r. Günefl enerjisi destekli s tma sistemlerinde en uygun çözüm düflük su s cakl ile çal flan döflemeden ya da duvardan s tma sistemleridir. Özellikle hafta sonu evleri gibi özel kullan m amaçl yerlerde s tma sistemi devreye girmeden önce günefl enerjisi kullan larak devredeki suyun s - cakl n n artt r lmas nda yararlan lmaktad r. Son y llardaki teknolojik geliflmelerden sonra özellikle hijyen baflta olmak üzere, kireçlenme, korozyon, düflük verim, buharlaflma, donma riski ve k sa ömür gibi nedenlerden dolay aç k devrelerin yerini kapal devreler almaya bafllam flt r. Kapal devreli günefl enerjisi sistemlerinde kollektör, kumanda paneli ve boyler olmak üzere üç ana bileflen bulunmaktad r. Günefl enerjisi boylerleri kullan m amac na göre üç tipe ayr lmaktad r. Bunlardan birincisi s cak kullan m suyu üretimi, ikincisi s tmaya destek, üçüncüsü ise hem s - cak su üretimi hem de s tmaya destek amaçl d r. Günefl enerjisi boylerleri, enerjiden sadece gündüz yararlanabildiklerinden ald klar enerjiyi tüm gün kullanabilmeleri için büyük depolu olarak üretilirler. Günefl enerjisi boylerleri gündüz üretilen enerji ile s tt klar suyun s cakl n uzun bir süre korumak durumunda olduklar ndan çok iyi bir yal t ma sahip olmalar gerekmektedir. Ancak çok iyi yal t m sayesinde sahip oldu u s cakl muhafaza edebilirler. Günefl enerjisi boylerlerinin kullan m amac günefl enerjisinden maksimum fayda sa lamak oldu u için maksimum su s cakl için genellikle bir s n r tan mlanmamakt r. Su s cakl n n çok yüksek olmas durumunda hafllanma tehlikesi yaflanmamas için termostatik üç yollu kar flt rma vanalar ile boylerden ç k fl suyu flebeke suyu ile kar flt r larak su s cakl makul seviyelere getirilmelidir.

63 2. Ünite - S hhi Tesisatta Enerji Ekonomisi 53 Özet Yap da s hhi tesisat kavram n n içine; temiz su tesisat ve bununla ilgili cihaz ve armatürler, temiz s cak su tesisat ve bununla ilgili cihazlar, kullan m suyunun haz rlanmas ve s t lmas, pis su borular, s hhi gereçler, yang n söndürme tesisat, mutfak tesisat, at k su ar tma, yüzme havuzlar ve lejyoner hastal gibi konular girmektedir. S hhi tesisatta enerji ekonomisi ile ilgili konulara girmeden önce s hhi tesisat n ana bafll klar na giren konular afla da k saca gözden geçirilmifltir. S hhi tesisatla ilgili konulara girmeden önce, bir yap - n n mimari planlamas ndaki detaylar gözden geçirilmelidir. Dairedeki kifli say s ile su kullan m miktarlar n n seçimi oldukça önemlidir. Bu miktara göre toplam su tüketimi miktar, boru çaplar ve tesisattaki bas nçlar hesaplanacakt r. Dirençlerin yüksek ç k p gereksiz bas nç kay plar na yol açmamak için birleflme ve ba lant eleman ile dirsek kullan m ve seçiminde özen gösterilmelidir. Tesisattaki önemli konulardan birisi borulardan gelen ses problemidir. Tesisattan gelen gürültü ve ses ço u zaman ciddi konforsuzluk sorunlar ortaya ç - karmaktad r. Bunun önüne geçmek için boru çap hesab yap l rken bas nç, debi gibi faktörlerin dikkate al nmas önemlidir. Tesisattaki önemli gürültü kaynaklar ndan birisi de hidrofordur. Hidrofor özellikle üst katlarda suyun düflük bas nçta akmas n n önüne geçmek için tesisata yerlefltirilen ve flebekeden gelen su bas nc n n üst katlarda bile yeterli seviyede olmas n sa layan bir cihazd r. Hidrofor bas nc n n yüksek seçilmesi de tesisat içindeki gürültüyü artt ran etkenler aras ndad r. S hhi gereç say s n n belirlenmesi ve yerlefltirilmesi de hem konforlu kullan m hem de enerji tasarrufu aç s ndan önemlidir. Ekolojik dengelerin korunmas, azalan temiz su kaynaklar na sahip ç k lmas, ancak kullan m suyunun dikkatli harcanmas ile mümkündür. Kullan m so uk ve s - cak su tüketimini konforu düflürmeden azaltmak, su maliyetlerinde ciddi tasarruflar sa layacakt r. Su tüketimini azaltarak pompalama ve s tma için harcanan enerjiden de ciddi tasarruflar sa lanacakt r. Suda yap lacak tasarruf, hem su maliyetlerinde hem de s tma ve bas nçland rma enerjisi maliyetlerinde tasarruf anlam na gelir ki birim su tasarrufu, maliyetlerde iki misli veya daha fazla azalmaya neden olur. Temiz su tesisat nda tasarrufa yönelik al nabilecek önlemlere ayr bir bafll k alt nda yer verilmifltir. Su da t m sistemlerinin ifllevi s cak ve so uk suyu, binan n her yerindeki kullan m apareylerine, uygun bas nç ve s cakl kta iletmektir. Su Da t m ve Bas nçland rma Sistemlerinde Ekonomi bafll alt nda su da - t m hatt nda ekonomi sa lamaya yönelik al nmas gereken önlemlerden bahsedilmifltir. Burada enerjiden tasarruf etmek için bas nçland rma cihazlar nda ekonomi sa lamak büyük önem tafl maktad r. Su s tma önemli bir enerji tüketim kalemidir. Kullanma suyu s tma sistemi y l boyunca genellikle sürekli çal fl r ve sürekli enerji tüketir. Kullanma s cak su tüketiminin azalt lmas ayn zamanda s tma enerjisinden tasarruf anlam na da gelir. S cak su tesisat ndaki verimsizlikler; kazanlardan, boylerlerden, da t m ve sirkülasyon boru tesisat ndan, boylerdeki su s cakl n n yüksek seçilmesinden, hidrofor sisteminin bas nc n n yüksek seçilmesinden, musluk ve batarya tiplerinden kaynaklanabilir. Lejyoner hastal n n bulaflma yolunun bakteri tafl yan aerosol hale gelmifl su taneciklerinin solunmas oldu u tespit edilmifltir. Legionella bakterisi yutuldu unda herhangi bir risk olufltu una ya da insandan insana bulaflt na dair herhangi bir bulgu yoktur. Kullan m suyu tesisat nda Legionella bakterisi kontrolü, suyun binaya girdi i noktadan itibaren; su depolar, su s t c lar, vanalar, musluk a zlar ve da t m borular n n tüm ç k fl noktalar na kadar olan bir bölgeyi kapsar. Mikroorganizma oluflumunun engellenmesi için belediye suyu klorlamaktad r. Ancak Legionella bakterisi, klora di er bakterilerden daha dayan kl d r ve belediye tesisat nda her zaman düflük yo unluklarda bulundu u kabul edilir. Legionella bakterisinin kolonileflmesini ve ço almas n önlemek için termik dezenfeksiyon, yüksek s cakl kta çal flt rma, bak r-gümüfl iyonizasyon sistemi, klordioksit gaz enjeksiyonu, ultraviyole radyasyon yöntemi, ozon, afl r klorlama, filtreleme ve yeniden klorlama yöntemi gibi uygulamalara gidilebilir.

64 54 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi Kendimizi S nayal m 1. Temiz so uk su tesisat nda suyun bas nçland r lmas amac yla özellikle yüksek katl binalarda kullan lan cihazlara verilen ad afla dakilerden hangisidir? a. Hidrofor b. Batarya c. Valf d. Pisuar e. Pompa 2. Lejyoner hastal için afla da belirtilenlerden hangisi yanl flt r? a. Lejyoner hastal, ciddi bir zatürre hastal d r. b. Lejyonella bakterisi, nemli ve sulu ortamda yaflay p ço almaktad r. c. En yayg n bulaflma yolu binadaki s hhi tesisat ve klima tesisat d r. d. Özellikle otel, hastane, ifl merkezi ve fabrika gibi büyük kompleks yerlerde bu bakteriye rastlanmamaktad r. e. Lejyoner hastal n n bulaflma yolu, bakteri tafl - yan ve aerosol haline gelmifl su taneciklerinin solunmas yla gerçekleflmektedir. 3. Sistem s cakl klar 30 dakika boyunca 70 C ya da daha üstüne ç kmakta ve s cak su, tesisattaki tüm aç kl klardan ak t lmaktad r. Herhangi bir Legionella bakterisi salg n n n belirtisi oldu unda, su s cakl klar C s cakl klara kadar yükseltilmelidir. Günümüzde bu metot, birçok kullanma suyu tesisatlar nda bakterileri öldürmek amac ile kullan lmaktad r. Tesisatlardaki büyük miktarlarda bio-film, temas süresini artt rmaktad r. Bu uygulaman n avantaj, fazla bir harcama yap lmamas ve h zl bir flekilde uygulanmas d r. Dezavantaj ise, kaynar su boflalt l rken büyük tesisatlarda koordinasyonun zorlu u ve kullan c lar n hafllanma riskinin olmas d r. Yukar da k saca aç klanm fl olan lejyonella bakterisi kontrol yöntemi afla dakilerden hangisidir? a. Yüksek s cakl kta çal flt rma tekni i b. Termik dezenfeksiyon metodu c. Bak r-gümüfl iyonizasyon yöntemi d. Ultraviyole radyasyon yöntemi e. Afl r klorlama 4. Temiz su tesisat nda su tüketimini azaltmak için al - nan mimari tasar m önlemleri için afla dakilerden hangisi söylenemez? a. Otel, ifl merkezi vb. yerlerde flaft kapaklar yerine, flaft kap lar yap lmal d r. b. Su depolar mutlaka toprak alt nda olmal d r. c. Su depolar n n iç yüzeyi olabildi ince pürüzsüz olmal d r. d. Mimaride banyo, tuvalet gibi slak hacimler olabildi ince düfley do rultuda üst üste, yatay do rultuda da yan yana yerlefltirilmelidir. e. Her banyodaki tesisat flaft n n yeri, flaft ile son armatür aras ndaki mesafe en çok olacak flekilde tasarlanmal d r. 5. Bir ifl yerinde 130 çal flan bulunmaktad r. Yap lan bir çal flma ile her çal flan n ortalama olarak ellerini günde 2 kez y kad belirlenmifltir. Bu ifl yerindeki musluk sensör kumandal tip musluklar ise bir günde el y kamak için tüketilen toplam su miktar ne kadard r? a. 156 litre/gün b. 382 litre/gün c. 598 litre/gün d litre/gün e litre/gün 6. Tesisattan gelen s cak ve so uk suyu kar flt rarak, suyu istenilen s cakl a getirebilen bataryalar ne olarak adland r l r? a. Perlatör b. Kurna tip batarya c. Miks batarya d. Çekvalf e. Sensör kumandal batarya

65 2. Ünite - S hhi Tesisatta Enerji Ekonomisi Suyu, uygun bir hacimsel debi, minimum bas nç kayb ve maksimum ak fl koflullar ile en uzaktaki cihaza ulaflt rmal d r. Maksimum ve minimum bas nç koflullar nda, en uzaktaki ve en yak ndaki cihazda gereksinimleri karfl lamaya yeterli bas nç aral nda su sa lanmal d r. Çal flma s ras nda sistem afl r bas nçlardan korunmal d r. Yukar da k saca aç klanarak, yerine getirmesi gereken amaçlardan bahsedilen kavram afla dakilerden hangisidir? a. fiehir flebekesi b. Drenaj hatt c. Is tma ve so utma sistemi d. Pis su tesisat e. Su da t m ve bas nçland rma sistemi C s cakl kta ve bas nç alt ndaki buhar, so utularak 90 C de su haline getirilirek 1 kg buhar kondensi elde edilmektedir. Bu durumda 55 kcal/kg buhar s aç a ç kmaktad r. Günde 8 saat çal flan ve 600 kg/h kapasiteye sahip bir buhar jeneratörünün kondensinden aç a ç kan s kullan larak, flebeke suyu s cakl 15 C iken 40 C s cakl ktaki kullanma suyundan günde kaç kg elde edilebilir? (1 kg suyu 15 C s cakl ktan 40 C s - cakl a ç karmak için 25 kcal/kg s gerekmektedir.) a. 965 kg/gün b kg/gün c kg/gün d kg/gün e kg/gün 9. Afla dakilerden hangisi çift cidarl boylerlerin günümüzde tercih edilmeme sebeplerinden birisi de ildir? a. Ataletlerinin çok fazla olmas. b. Yeterli hijyen flartlar n n sa lanamamas. c. Is t c, ak flkan d fl yüzeyde oldu u için s kay plar n n çok fazla olmas. d. Ataletlerinin çok düflük olmas. e. Is yal t m kalitesinin düflük olma riski. 10. Kullanma s cak suyu sirkülasyon pompalar için hangisi söylenemez? a. Kullanma s cak suyu sirkülasyon pompas n n çal flmas na, su tüketiminin fazla oldu u ve su tüketiminin olmad saatlerde ihtiyaç yoktur. b. S cak su sirkülasyon pompas musluk aç ld nda s cak suyun çok k sa sürede akmas n sa lamal d r. c. S cak su tesisat nda kullan lan s tma ve kullanma suyu sirkülasyon pompalar n n elektrik enerjisi tüketimleri oldukça düflüktür. d. Kullanma suyu sirkülasyon pompas n n çal flma sürecinde, borularda kaybedilen s maliyeti de yüksektir. e. Kullanma s cak suyu sirkülasyon pompas çal flma saatleri kesinlikle belirlenmeli, ilave s kay plar na izin verilmemelidir. Kendimizi S nayal m Yan t Anahtar 1. a Yan t n z yanl fl ise S hhi Tesisata Girifl, Tan m ve Kavramlar konusunu yeniden gözden geçiriniz. 2. d Yan t n z yanl fl ise S hhi Tesisata Girifl, Tan m ve Kavramlar konusunu yeniden gözden geçiriniz. 3. b Yan t n z yanl fl ise S hhi Tesisata Girifl, Tan m ve Kavramlar konusunu yeniden gözden geçiriniz. 4. e Yan t n z yanl fl ise Temiz Su Tesisat nda Su Tüketimini Azaltma Yollar konusunu yenidengözden geçiriniz. 5. a Yan t n z yanl fl ise Temiz Su Tesisat nda Su Tüketimini Azaltma Yollar konusunu yeniden gözden geçiriniz. 6. c Yan t n z yanl fl ise Temiz Su Tesisat nda Su Tüketimini Azaltma Yollar konusunu yeniden gözden geçiriniz. 7. e Yan t n z yanl fl ise Kullan m S cak Suyu Tesisat nda Ekonomi konusunu yeniden gözden geçiriniz. 8. b Yan t n z yanl fl ise Kullan m S cak Suyu Tesisat nda Ekonomi konusunu yeniden gözden geçiriniz. 9. d Yan t n z yanl fl ise Kullan m S cak Suyu Tesisat nda Ekonomi konusunu yeniden gözden geçiriniz. 10. c Yan t n z yanl fl ise Kullan m S cak Suyu Tesisat nda Ekonomi bafll kl konuyu gözden geçiriniz.

66 56 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi S ra Sizde Yan t Anahtar S ra Sizde 1 Domestik s cak su sistemlerindeki ölü bölgeleri kald - r n. Gereksiz boru tesisat n kald rmak için bir politika belirleyin. Fazla büyük dufl kafalar n de ifltirin. Tüm sistemde sirkülasyon oldu una emin olabilmek için, s cak su sirkülasyon hatt n en uzak noktaya kadar uzat n. Tüm yeni borular n bak rdan yap lm fl olmas tavsiye edilir, çünkü galvanizlenmifl demir borulara nazaran, korozyona karfl dayan m artm fl olacakt r. Yukar daki metotlar genellikle termik dezenfeksiyonla ilgili tavsiyelerdir. Bu yöntem daha az bir yat r mla gerçeklefltirilebildi i için hemen uygulanabilir ve uygulama tamamland nda ise bakteri kolonilerinin yok edilmesinde etkili olacakt r. Dezenfeksiyondan sonra, boru tesisat içerisindeki bakteri seviyesini kontrol edebilmek için bir program uygulanmal d r. S ra Sizde 2 Binalarda tuvalet, banyo gibi slak zeminlerin yatayda yan yana veya düfleyde üst üste olmas sayesinde tesisatta kullan lan boru boyu azal r. Böylelikle borularda oluflan kay plar, bas nç düflüflleri gibi istenmeyen durumlar ortadan kalkar. Ayr ca boru maliyetlerinin düflmesi de di er bir olumlu sonuçtur. S ra Sizde 3 Çizelge 2.2 den de görüldü ü gibi bir kiflinin bir kere el y kamas yla sensör kumandal muslukta 0,6 litre su kullan lmaktad r. fl yerinde 250 çal flan n günde 5 kere el y kamas ile musluk günde 1250 kere kullan lmaktad r. Bu durumda fabrikada 750 litre su/gün tüketilmektedir. S ra Sizde 4 Perlatörler, su ile havay belli bir oranda kar flt ran cihazlard r. Suya hava ilave edilmesi sayesinde daha az su kullan larak sudan tasarruf edilmifl olur. Perlatör sayesinde ayr ca suyun bas nc nda çok fazla bir de ifliklik olmad için; hava-su kar fl m, tesisattan gelen su ile ayn etkiyi yaparak kullan mda bir sorun meydana getirmemektedir. S ra Sizde 5 Tek kollu miks bataryalarda kullan m bittikten sonra, kolun en sa da veya en solda b rak lmas sonucunda kullan m yokken s cak ve so uk suyun kar flmas önlenmifl olur. Böylece tesisatta dolaflan sudan verimlilik sa lan r. S ra Sizde 6 Bas nçland rma sistemlerinde bütün bina tek pompa ile beslenirse; De iflen debi dolay s yla pompa maksimum verim noktas nda çal flmaz. Zaman n büyük k sm nda k smi yüklerde ve verimsiz noktada çal fl r. Sistemdeki bas nç kademeleri nedeniyle düflük bas nç ihtiyac olan yere de yüksek bas nçla su gönderilir. Bas nç enerjisi, bas nç düflürücülerde veya musluklarda bofla harcan r. Motor verimleri de k smi yüklerde önemli ölçüde düfler. S ra Sizde 7 Bir buhar jeneratörü kondensinden elde edilecek günlük s ; buhar kapasitesi, jeneratörün çal flma süresi ve 1 kg kondensin verdi i s miktar n n çarp m d r. Bu durumda aç a ç kan s ; Q = 600 kg / h. 12 h / gün. 65 kcal / kg Q = kcal / gün Bu s y kullanma suyunu s tmada kullanmak istersek Q Vsu = q kcal gün Vsu = 35 kcal kg kg Vsu = gün

67 2. Ünite - S hhi Tesisatta Enerji Ekonomisi 57 Yararlan lan Kaynaklar S ra Sizde 8 Boyler say s fazla olan sistemlerde bir adet veya daha fazla seri ba l ön boyler kullanmak daha yararl olabilir. Böylelikle: So uk su önce bu boylere girer, ç k flta ön s tmas yap lm fl su, di er boylerlere verilir. Is tma devresi tek kolektörle yap l r. Is tma devresinde di er boylerlerin s tma pompas - n n dönüflü ve kar fl m suyu ayn kollektöre ba l ön boyler s tma pompas na verilir. Buradan daha fazla so umufl olarak ç kan su, yo- uflmal kazana geri döndürüldü ünde, yo uflmal kazanda tam yo uflma süresi uzar, verim artar. Paralel ba l boylerlerde kullan m an nda so uk su, tüm boylere girdi i için, tüm boylerde s tma için büyük kapasiteli sirkülasyon pompas çal fl r ve borularda s cak s tma suyu dolafl r. Oysa ön boyler kullan m ile özellikle düflük kapasite kullan m nda sadece ön boyler s t l r, küçük kapasiteli s tma sirkülasyon pompas çal fl r, daha az boruda s tma suyu dolafl r ve enerji kayb azal r. S cak su tüketiminin çok fazla oldu u otellerde bile gece yar s ndan sonra s cak su tüketimi çok azd r, günün üçte biri gibidir. Kullanma suyu sirkülasyonu dönüflü birinci boylere girer, ikinci boyler grubundan ç kar. Böylece kullanma suyunun s tmas da genelde birinci boylerde gerçekleflir. Di er boylerin s tmas devreye girmez. ASHREA (1994), ASHREA Handbook Fundementals. ASHREA (2000), ASHREA Handbook HVAC Systems and Equipment. ASHREA Transactions 1998 Winter Meeting, San Francisco. Buderus (1994), Handbuch für Heizung und Klimatechnik. Buderus (2000), Tabellenbuch Sanitaer- Heizung- Lütfung. D.R. Wulfinghoff (1999), Energy Efficiency Manual, Energy Institute Pres. Faruk Bilal (2002), So utma ve Yal t m, zolasyon Dünyas Temmuz- A ustos Say s. HVAC Design Guide For Tall Commercial Buildings. Karakoç T. H. ve Di erleri (2010), Enerji Ekonomisi (Editör: Prof. Dr. T. Hikmet Karakoç), Anadolu Üniversitesi Yay nlar Yay n No: M.T Jewell (2003), Energy-Efficiency Economics, HVAC Engineering. Schramak E. R. (2003), Is tma+klima Tekni i El Kitab, Türk Tesisat Mühendisleri Derne i. S ra Sizde 9 Boylerde su s cakl n düflürmenin sonucunda; Boylerden, kullanma s cak suyu ve sirkülasyon borular ndan olan s kayb azal r. Kullanma s cak suyu tüketimi azal r. Kullan c muslu u açt nda suyu istedi i s cakl a daha k sa sürede ayarlar. Böylece s cak su bofla daha az ak t l r. Su ve enerji kayb azal r. Is tma kazan düflük s cakl kta çal flaca için daha az yak t yak l r. Özellikle kendinden yo uflmal kazan kullan ld nda yak ttan çok daha büyük oranda tasarruf edilir.

68 3ISITMA HAVALANDIRMA VE KL MA S STEMLER NDE ENERJ EKONOM S Amaçlar m z Bu üniteyi tamamlad ktan sonra; Is tma tesisat nda kullan lan cihazlar, sembolleri ve tan mlar n belirleyebilmek, Is tma sistemlerini, s tmada sistem seçimi ve enerji ekonomisini iliflkilendirebilmek, Düflük s cakl kl s tma sistemlerini kullanarak enerji ekonomisi sa lamay aç klayabilmek, Is tma sisteminde günefl enerjisi deste ini ve kaskad sistemlerini aç klayabilmek, Is tma sisteminde otomatik kontrol kullan m ile enerji ekonomisi sa lamay aç klayabilmek için gerekli bilgi ve becerilere sahip olabilirsiniz. Anahtar Kavramlar Is tma Tesisat Cihazlar Is tmada Sistem Seçimi Düflük S cakl kl Is tma Sistemleri Yüzeyden Is tma Sistemleri Duvardan Is tma Sistemleri Yo uflmal Sistemler Kaskad Sistemler Otomatik Kontrol Sistemleri çindekiler Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi Is tma Sistemlerinde Enerji Ekonomisi G R fi ISITMA TES SATI ELEMANLARI VE C HAZLARI ISITMA S STEMLER, S STEM SEÇ M VE ENERJ EKONOM S DÜfiÜK SICAKLIKLI ISITMA S STEMLER ISITMADA GÜNEfi ENERJ S DESTE KASKAD S STEMLER OTOMAT K KONTROL VE ENERJ EKONOM S

69 Is tma Sistemlerinde Enerji Ekonomisi G R fi Is tma sistemleri insanlar n konforlu, güvenli ve en ekonomik flekilde yaflayabilece i ortamlar sa lamak üzere tasarlanmal d r. nsanlar n çal flma verimini ortam n s cakl ve nem büyük ölçüde etkilemektedir. Yap lar n s l konfor dikkate al narak yap lmas ayr ca s tma sisteminin buna göre tasarlanmas konforlu bir ortam oluflturman n yan s ra enerji tasarrufu ve çevre kirlili inde de azalma sa layacakt r. Is tma sistemi seçilirken bireysel s tma m, merkezi s tma m, yoksa bölgesel s tma m tercih edilece i tart flma konusu olabilmektedir. Bu sistemin avantaj ve dezavantajlar ortaya konularak konfor ve enerji tasarrufu aç s ndan en uygun seçim yap lmal d r. Son y llarda özellikle enerji tasarrufunun ön plana ç kmas yla düflük s cakl kl s tma sistemleri de giderek yayg nlaflmaktad r. Bu ünitede s tma tesisat elemanlar ile cihazlar n n tan t m yap lacak, s tma sisteminde yap labilecek enerji tasarrufu çal flmalar aç klanacakt r. Is tma sistemleri aç klanarak sistem seçiminin enerji tasarrufu üzerindeki etkileri tart fl lacakt r. Daha sonra s tma sistemindeki geliflmeler gözden geçirilerek düflük s cakl kl s tma sistemlerine uygun, yerden ve duvardan s tma sistemleriyle yo uflmal sistemler tan t lacakt r. ISITMA TES SATI ELEMANLARI VE C HAZLARI Is tma tesisat ndaki cihazlar denilince ilk baflta kazanlar, kat kaloriferleri, boylerler ve kombi cihazlar s ralanabilir. Daha sonra s t c eleman olarak radyatörler, konvektörler, radyant s t c lar ve ç plak borular k saca tan t lacakt r. Is tma tesisat ndaki di er cihazlar olarak genleflme depolar, pompa ve vanalar ile armatürler bu bafll kta incelenecektir. S cak Su Kazanlar ve Is t c Cihazlar S cak su kazanlar genelde malzeme aç s ndan döküm kazanlar, çelik kazanlar; çal flma sistemi aç s ndan atmosferik brülörlü ve üflemeli brülörlü kazanlar olarak s - n fland r lmaktad r. S cak su kazanlar n n seçiminde iki önemli faktörden birisi kazan kapasitesi, di eri ise iflletme bas nc d r. Uygulamada çok fakl tipte s cak su kazan bulunmaktad r. Malzeme aç s ndan kullan lan iki yayg n tipteki kazan döküm kazan ve çelik kazand r. Döküm kazanlar TS 430 standard na uygun olarak üretilmektedirler. Döküm kazanlar dökme dilimler halinde imal edilmektedirler. Bu nedenle kazan dairesine kolayca tafl nabilme ve monte edilebilme özelli ine sahiptirler. Yanma odas n n geometrisine ba l olarak dilim say s n n artt r lmas yla kapa-

70 60 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi sitenin de artt r labilmesi bu kazanlar n bir avantaj olarak sunulmaktad r. Döküm ve çelik kazanlar aras nda verim ve yak t tüketimi aç s ndan büyük farklar olmamas na karfl n ömür aç s ndan döküm kazanlar daha avantajl olup, 30 y la kadar ömür verilebilmektedir. Döküm kazanlar s cak su ve alçak bas nçl buhar üretiminde kullan labilmektedir. Bu kazanlar n iflletme bas nc 4-6 kg/cm 2 dir. Döküm kazanlar geç s n rlar, s l ataletlerinin yüksekli i nedeniyle de geç so urlar. Çelik kazanlar ise tersine çabuk s n p çabuk so urlar. Çelik kazanlar, 1000 kw kapasiteye kadar TS EN 303-1/2/3, 1000 kw tan daha yüksek kapasitede ise TS 497 standard na göre monoblok olarak üretilmektedirler. Bu standart kapsam ndaki s cak su kazanlar için maksimum konstrüksiyon bas nc 5 kg/cm 2 de erindedir. Konstrüksiyon bas nc 5 kg/cm 2 den büyük olan s - cak su kazanlar n n silindirik formda yap lmas gerekmektedir. Fiyat aç s ndan bak ld nda döküm kazanlardan daha ucuzdurlar. Kullan m flartlar na ba l olmakla birlikte ömürleri döküm kazanlara göre çok daha azd r. Tamir ve bak m daha kolay olmas na karfl n korozyona karfl daha hassast rlar. Düflük s cakl klarda çal flma durumunda so uk yüzeyler üzerinde asit ve su buhar yo uflmas meydana gelmektedir. Bu da korozyon nedeniyle kazanlar n çabuk çürümesine yol açmaktad r. Çelik kazanlarda korozyonun önlenebilmesi için kazan su s cakl n n 55 C nin alt na, baca gaz s cakl n n ise 150 C nin alt na düflmesi gerekmektedir. Bunu sa layabilmek üzere üç veya dört yollu kar flt rma vanas ile kazandaki su s cakl n n yüksek tutulmas na çal fl lmaktad r. Üflemeli brülörlü kazanlarda yanma için gerekli olan hava bir fan arac l ile kazan dairesi ortam nda kazana verilmektedir. Havay üfleyen fan rahats z edici ses seviyeleri oluflturabilmektedir. Brülör kazan uyumu, baca konstrüksiyonuna gösterilecek özen ve ses yal t m önlemleriyle ortaya ç kan gürültünün azalt lmas sa lanabilmektedir. Üflemeli brülörlü kazanlarda yanma düfley do rultuda gerçekleflmektedir. Bu tip kazanlarda hava ayar çok iyi yap labildi inden yak t tüketimi daha düflük seviyelerde ortaya ç kabilmektedir. Ayr ca kazan de ifltirmeksizin çift yak tl brülörlerle alternatif yak tlar n da (fuel oil, motorin LPG) kullan labilme olana bulunmaktad r. Atmosferik brülörlü kazanlar n üflemeli brülörlü kazanlardan ana fark, havay yanma odas na do al olarak kazan dairesi ortam ndan sa lamalar d r. Bu tip brülörlerde baca, yanma hücresi ve yakma havas birbirleriyle uyumlu olmal d r. Sistemde atmosferik brülörlü kazan kullan lacaksa keflif aflamas nda bacan n sisteme uygunlu unun iyi bir flekilde incelenmesi gerekmektedir. Bunun nedeni, bu brülör sisteminde oluflan gaz n, atmosfer flartlar nda ilave bir üfleme olmaks z n s - nan havan n yükselmesi prensibi ile bacadan at lmas ndan kaynaklanmaktad r. Bu tür kazan kullan m nda bacadaki gaz n sürtünme kayb düflük olmal d r. Bu nedenle bacan n uygun bir kesitte olmas, pürüzsüz olmas ve so umamas büyük önem tafl maktad r. Bu tür kazanlar n önemli avantajlar ndan birisi sessiz çal flmalar d r. Ayr ca basit yap da olmalar ve afl nacak parçalar n n olmamas nedeniyle ar za yapma ihtimalleri azd r. Bu tür kazanlar sadece do algaz ve LPG yakabilmektedir, s v yak t kullan lmamaktad r. Kat kaloriferleri bir veya birkaç dairenin s nma ihtiyac n karfl layan cihazlard r. Yak t tipine göre kömürlü, s v yak tl ya da do algazl olarak kullan lmakta olup her yak t kullan m için farkl tasar ml kat kaloriferi kullan lmaktad r. Kömürlü kat kaloriferlerinin son y llarda kullan m nda art fl olmakla birlikte ülkemizde yayg n olarak do algazl tipleri kullan lmaktad r. Do algazl kat kaloriferlerinde atmosferik brülör kullan ld gibi fanl brülörler de kullan labilmektedir. Kat kalori-

71 3. Ünite - Is tma Sistemlerinde Enerji Ekonomisi 61 feri sisteminde, daire veya konut baz nda s nan suyun borularla s t c elemanlara (radyatörler) ulaflt r lmas ve ortama bu yolla s n n aktar lmas prensibine dayanmaktad r. Kat kaloriferleri boyler veya ani su s t c s ile birlikte kullan ld klar nda s cak su elde etme olana da ortaya ç kmaktad r. Boylerler; konut, otel, hastane, turistik tesis gibi yerlerde s cak su ihtiyac n n karfl lanabilmesi amac yla kullan lmaktad r. S cak su ihtiyac ülkeye, kültüre, ekonomik duruma göre farkl l k göstermektedir. Konutlar aç s ndan bak ld nda s cak su kullan m ndaki bafll ca etkenler flunlard r: Kifli say s, konut büyüklü ü, yaflam düzeyi, kiflilerin yafl, mevsim flartlar. Boylerler gömlekli ve serpantinli olarak iki tipte imal edilmektedir. Gömlekli boylerler silindirik olarak imal edilmektedirler. Silindirik deponun d fl k sm nda bulunan gömlek etraf nda dolaflan ve kazandan gelen s cak su boyler içindeki suyu s tmaktad r. Serpantinli boylerde ise düfley ya da yatay olarak yerlefltirilen deponun içinde kazandan gelen s cak suyun dolaflt - r ld bir serpantin bulundurulmaktad r. Kombi cihazlar hem s nma hem de s cak su temininde kullan lmakta ve bireysel s nmada tercih edilmektedir. fiofben ve kat kaloriferi ifllevini bir arada görmektedir. fiofben büyüklü ünde olup duvara monte edildi inden az yer kaplamaktad r. Kombiler do algaz veya LPG ile çal flt r labilmektedir. Kombiler baca tipine göre; bacal kombi, bacal fan kitli kombi ve hermetik kombi olmak üzere üçe ayr lmaktad r. Bacal tip kombide yanma havas kombinin bulundu u ortamda sa lanmakta ve at k baca gaz, baca kanal ile atmosfere at lmaktad r. Bacal kombide kombinin monte edilece i ortam n çok iyi bir flekilde havaland r lmas gerekmektedir. Bacal kombi uygulamas nda, uygun boyutlarda, çekifli iyi olan bir baca bulunmas flartt r. Bacal kombiler, bulundu u ortamdaki havay kulland ndan, yerlefltirildi i ortamda d flar ya aç k bir havaland rma menfezi bulundurmaktad r. Bu nedenle bacal kombi kullan m nda, havaland rma menfezinin kapat lmas son derece tehlikeli olup bu nedenle ortaya ç kan pek çok kombi zehirlenmesi olay yaflanm flt r. Tüm bu nedenlerle bacal kombi yerine hermetik kombi kullan m önerilmektedir. Bacal fan kitli kombiler, baca sorunu olan konutlar için gelifltirilmifltir. Fanl kombilerin bacal kombilerden fark, at k baca gaz n n bir fan kiti arac l ile yine baca yolu ile d flar ya at lmas d r. Bu tip kombilerde de yanma havas bacal kombilerde oldu u gibi ortam havas ndan sa lanmaktad r. Bu nedenle de bu tip kombilerde de cihaz n bulundu u ortam n havaland r lmas ve d flar ya aç k havaland rma menfezinin bulunmas önemlidir. Hermetik kombilerde yanma için gerekli olan taze hava bir fan kiti ile d fl ortamdan al nmaktad r. Yanma sonucu ortaya ç kan at k gaz ise d fl ortama at lmaktad r. Bu tip kombilerde kombi ç k fl na iç içe iki borudan oluflan baca kiti yerlefltirilmektedir. Yanma olay tamamen kapal bir yanma odas içerisinde ve kombinin bulundu u ortamdan ba ms z olarak gerçeklefltirilmektedir. Bu nedenle hermetik kombiler yanma amac yla ortam havas n kullanmazlar. Bu özellikleri nedeniyle baca gaz zehirlenmelerine karfl emniyetlidirler. Is tma cihazlar nda kapasite seçiminin enerji tüketimine etkisini aç klay n. Is t c Elemanlar Is t c elemanlar konutlarda ifl merkezlerinde ortam n s t lmas nda kullan lmaktad r. Kazan, kat kaloriferi ya da kombi arac l ile üretilen s cak suyun s t c elemanlara yollanarak s cak suyun enerjisinin ortama verilerek ortam n s t lmas n SORU sa lar. Yayg n olarak kullan lan s t c elemanlar radyatörlerdir. Bunun d fl nda konvektör, radyant s t c ve nadiren de ç plak borular s t c eleman olarak kullan lmaktad r. D KKAT 1 SORU D KKAT AMAÇLARIMIZ AMAÇLARIMIZ

72 62 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi Radyatörlerde, kazandan yollanan s cak suyun (veya buhar n) s s, çevreye fl n m ve tafl n m yoluyla yay larak ortam n s nmas sa lan r. Klasik s tma sistemlerinde kazandan ç kan suyun s cakl 90 C, dönüfl s cakl ise 70 C olarak tasarlan r. K saca 90/70 olarak adland r lan s cak sulu s tma sisteminde radyatörlerin ortalama yüzey s cakl 80 C dir. Radyatörlerin s l güç de erleri, radyatörün tipine göre üretici firma taraf ndan yay nlanan kataloglarda yer almaktad r. Radyatörlerin ömrü kullan lan malzeme cinsine göre de iflmektedir. Döküm radyatörler korozyona da dayan kl olduklar ndan daha uzun ömürlüdürler. Döküm radyatörler için ömür elli y la kadar verilebilmektedir. Günümüzde yayg n olarak kullan lan panel radyatörlerde ömür y l olarak verilmektedir. 2 Radyatörün SIRA duvara S ZDE yerlefltirme kurallar ve kapat lmas n n radyatör verimine etkisini aç klay n. Radyatör arkas SIRA yal t m n n S ZDE önemini aç klay n z. 3 SORU Konvektörler SORUasl nda kanatl borulardan oluflmakta ve baca etkisi yaratmas amac yla da kanatl borular, bir kasa içerisine yerlefltirilmektedir. Radyatör prensibinde oldu u gibi konvektörün alt taraf ndan giren so uk hava kanatl s t c borular n aras ndan SORU geçerken s n r ve yükselerek kasan n üst k sm ndan odaya do ru D KKAT D KKAT SORU verilir. Konvektörlerdeki kanatl borularla direkt temas olmad ndan ve bir kasa içerisinde bulundurulduklar ndan, su s cakl 90 C nin üzerine ç kabilmektedir. D KKAT D KKAT Endüstriyel uygulamalarda konvektörlerde buhar, kaynar su ya da 90 C nin üzerinde s cak su kullan labilmektedir. Uygulamada konvektörler panel radyatörlerde oldu u gibi do al AMAÇLARIMIZ AMAÇLARIMIZ hava sirkülasyonuyla s y yayd klar gibi, fan kullan m yla üflemeli tipte de görülmektedir. AMAÇLARIMIZ K T A P Radyant K s t c lar T A P genel olarak do algazl radyant borular ve s cak sulu radyant paneller AMAÇLARIMIZ olarak iki tipte görülmektedir. Radyant s t c lar genellikle sanayide büyük hacimlerin s t lmas nda kullan lmaktad r. Tavan yüksekli inin 6 metreyi TELEV ZYON K T A P geçti i atölyelerde TELEV ZYON K T A ve P büyük hacimlerde bu tür uygulamaya rastlanmaktad r. Radyant s tma sistemi prensip olarak geçti i hava ortam n s tmaks z n do rudan s - t lacak cismi s t r. Is s nan yüzeylerden tafl n m yoluyla ortam havas na yay lmaktad r. Endüstride TELEV ZYON ço unlukla rastlanan radyant s t c lar aç k alevli ve boru radyant TELEV ZYON NTERNET s t c l tiptedirler. NTERNET Ç plak borular s t c elemanlar n en basit flekli olarak ortaya ç kmaktad r. Düz boru ya da kanatl boru olarak uygulanmaktad r. Düz borular n kolay uygulanabilme ve NTERNET temizlenme avantaj bulunmaktad r. Ç plak boru uygulamas na genel- NTERNET likle seralarda ve baz fabrika alanlar nda rastlanmaktad r. Ç plak boru yüzeyini artt rarak ortama olan s transferini artt rmak amac yla borular üzerine kanatlar yerlefltirilerek kanatl boru uygulamas da yap lmaktad r. Genleflme depolar, s tma sisteminde farkl s cakl klardaki suyun farkl hacimlerde bulunmas nedeniyle, hacmi artt nda suyun depoland yer olarak tasarlanmaktad r. S cak sulu s tma sistemlerinde gidifl ve dönüfl suyu s cakl klar farkl de erlerde bulunabilmektedir. Mevcut uygulamalarda 90/70 lik sisteme yayg n olarak rastlanmakla birlikte düflük s cakl kl s tma sistemlerine geçildikçe 80/60 ve 40/30 gibi sistemler de bulunmaktad r. Sistemin çal flmad zamanlarda, sistemdeki su s cakl ortam s cakl ortam s cakl na kadar düflmektedir. Sonuç olarak suyun s cakl, sistemin çal flmad zamanlardaki ortam s cakl ile siste-

73 3. Ünite - Is tma Sistemlerinde Enerji Ekonomisi 63 min çal flt zamanlardaki maksimum s cakl a kadar yükselebilmektedir. Suyun özgün hacmi, baflka bir de iflle 1 kilogram n n hacmi s cakl a ba l olarak de iflmektedir. Sistem çal flmad zaman tüm sistemi kaplayan su, s n n en yüksek s - cakl k de erine ulaflt nda genleflerek ek bir hacme ihtiyaç duyacakt r. S cak sulu s tma sistemlerinde su, 10 C tan 90 C ye s t ld nda hacmi ilk hacminin %3,55 i kadar artmaktad r. Sistemdeki toplam su hacmi (kazandaki, borulardaki ve radyatörlerdeki) hesaplanarak bu su hacminin genleflece i yüzde oran ile çarp larak genleflme deposu hacmi hesaplan r. Genleflme depolar termal ve hidrolik bir fonksiyon görmektedirler. Termal fonksiyon olarak s cakl k de iflimlerinde; s k flt - r lamayan ak flkan n genleflip büzüflmesi için gereken hacim genleflme deposu taraf ndan sa lan r. Genleflme depolar genelde aç k ve kapal olmak üzere iki tipte bulunmaktad r. Son y llarda aç k genleflme depolar n n yerini kapal genleflme depolar almaktad r. Aç k tip genleflme depolar atmosfere aç kt r. S cak sulu s tma sisteminde, aç k genleflme deposu, boru tesisat n n en üst noktas n n veya en üst noktas ndaki radyatör seviyesinin daha üstündeki bir seviyeye yerlefltirilmelidir. Bafllang çta bütün tesisat bu depo seviyesine kadar su ile doldurulur. Aç k genleflme depolar nda buharlaflma nedeniyle kaybolan ya da çeflitli kaçaklar nedeniyle azalan su takviye edilmelidir. Aç k genleflme deposundaki su seviyesi belli bir de- erin alt na indi inde elle veya otomatik olarak sisteme su bas l r. Aç k genleflme deposu sadece kat yak tl kazanlar için önerilmektedir. Aç k genleflme depolar binan n en üst noktas olan çat ya yerlefltirildi inden, sürekli ortaya ç kan buharlaflma sonucu su ve enerji kayb na neden olurlar. Bunun d fl nda aç k genleflme deposunun di er bir dezavantaj sürekli oksijen ile temas halinde oldu undan korozif etkilere aç kt r. Bu nedenle de korozyon ve çürüme olaylar ortaya ç kmaktad r. Özellikle so uk iklim bölgelerinde genleflme deposundaki suyun donmas, deponun çatlamas na ve buzun çözülmesinden sonra da üst katlarda su s z nt lar na neden olmaktad r. Kapal genleflme depolar kompresörlü ve membranl olmak üzere iki tiptedirler. Kompresörlü (azot yast kl ) kapal genleflme deposunda birbiriyle temasta olan azot ve su bulunmaktad r. Membranl veya diyaframl tip kapal genleflme depolar nda; gaz ile su aras nda elastik bir membran bulunmaktad r. Kapal tip genleflme depolar kazan dairesinde bulunmaktad r. Bu nedenle kolayca denetlenebilme olana bulunmaktad r. Ayr ca kazan dairesinin bulundu u s cakl k nedeniyle depodaki suyun donma olay ortaya ç kmamaktad r. Is tma sistemi tamamen kapal sistemde bulundu undan, kapal genleflme deposu uygulamas nda hava ile temas bulunmamakta ve dolay s yla genleflme deposundan kaynaklanan korozyon ortaya ç kmamaktad r. Ayr ca buharlaflma ile su kayb olmad ndan s z nt lar d fl nda su eksilmesi ve enerji kayb ortaya ç kmamaktad r. Hava ay r c lar, tesisatta bulunan havan n tesisattan at lmas amac yla kullan lmaktad r. Tesisata ilk su dolumu s ras nda hava kabarc klar ortaya ç kmaktad r. Ayr ca tesisatta s k flan havan n d flar ya at lmas gerekmektedir. Tesisattaki havan n d flar ya at lmas pürjör ile sa lanmaktad r. Son zamanlarda tesisattaki havan n otomatik olarak d flar ya at lmas amac yla otomatik pürjörler kullan lmaktad r. Tesisatta hava bulunmas ses, korozyon ve kavitasyon yan nda cihazlarda verim düflüklü ü de ortaya ç karmaktad r. Tesisatta hava bulunmas, tesisat n belirli bölgelerinde s nmama ve sirkülasyon bozukluklar ile kendini göstermektedir. Tesisat içerisinde bulunan hava ayr ca, pompan n verimini ve ömrünü de olumsuz yönde etkilemektedir.

74 64 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi Pislik ay r c lar tesisat içerisinde bulunan kal nt, tortu ve pisli in al nmas amac yla kullan lmaktad r. Tesisatta su ile birlikte kum, pas, kireç gibi maddeler de yer alabilmektedir. Özellikle yeni kurulan tesisatta borular montaj öncesi aç kta bekletildi inde pas oluflmaktad r. Bunun d fl nda aç kta bulunan borular n içerisine pislik de girmektedir. Tesisat içinde bulunan kum, pas ve tortu gibi maddeler pompa, motorlu vana ve çeflitli armatürlerde ar zalara, afl nma ve verim düflüklü- üne neden olmaktad r. Ayr ca tesisatta bak m giderlerinin sürekli olarak artmas - na neden olabilmektedir. Tesisatta pisli in tutulmas için klasik filtreler kullan labilmektedir ancak klasik filtreler çok k sa sürede tesisattaki pislik nedeniyle t kanarak yeterli suyun geçmesine engel olur ve sirkülasyonda problemler ortaya ç - kar. Filtrelerin t kal olmas ndan ortaya ç kan direnç ve bas nç farkl l klar pompalarda problem ortaya ç karabilmektedir. Klasik tipli pislik tutucular n temizlik ve bak m zor olup, zaman nda bak m yap lmamas tesisatta sorunlara neden olmaktad r. Son y llarda filtre yerine pislik ay r c lar kullan lmaktad r. Modern tip pislik ay r c lar pompalarda sorun yaratan küçük partikülleri bile tutabilme özelli ine sahiptirler. Bu tür pislik tutucularda pislik cihaz n alt k sm nda biriktirildi inden boru daralmalar na ve sistem t kanmalar na neden olmaz. Cihaz n alt nda biriken pislik boflaltma vanas ile kolayca d flar ya at labilir. Boru, Vana, Pompa, Kollektörler ve Brülörler Is tma sistemindeki suyun da t m ve kontrolü; boru, pompa ve vanalarla gerçeklefltirilir. Borular, tesisata döflendikten sonra s zd rmazl k testi yap lmal ve ba lant noktalar nda su kaça olup olmad kontrol edilmelidir. S cak sulu s tma sisteminde kullan lan borular n anma bas nc genellikle 10 bard r. Kanallardan ve so- uk ortamdan geçen borular n yal t m son derece önemlidir. Tesisatta farkl boru seçenekleri kullan labilmektedir. Genel olarak bak ld nda s tma tesisat nda çelik boru, bak r boru ve plastik boru kullan lmaktad r. Boru seçimi yap l rken ilk yat - r m bedeli, iflletme flartlar, iflletme maliyeti ve emniyet kurallar göz önüne al nmaktad r. Türkiye de genellikle çelik boru kullan lmakta olup, son y llarda plastik boru tercihinde art fl görülmektedir. Bak r boru kullan m ise di er tercihlere göre daha azd r. Özellikle bireysel sistemlerde plastik boru tercihi ön plana ç kmaktad r. Bunun önemli nedenleri aras nda bu tip borular n; hafif, ucuz, korozyona dayan kl ve montaj n n kolay olmas vard r. Plastik borular n önemli dezavantajlar ise; 80 C yi aflan s cakl klarda kullan lamamas, darbeye ve bas nca dayan m n n düflük olmas ve yüksek genleflme katsay s na sahip olmas d r. Kalorifer sistemindeki s cakl k de iflimleri, borularda boyutsal olarak genleflme ve büzülmeler ortaya ç karmaktad r. Önlem al nmad takdirde söz konusu genleflme ve büzülmeler, özellikle dirsek, vana gibi elemanlar n ba lant noktalar nda e ilme, k r lma ve çatlak gibi sorunlar ortaya ç karabilmektedir. Ortaya ç kan bu s l genleflmeleri karfl - lamak üzere L dirsek, Z dirsek, U dirsek ve körüklü tip kompansatör gibi elemanlar kullan lmaktad r. Vanalar, tesisatta su ak fl n düzenlemek ve tesisat n bir bölümünü di er bölümünden ay rmak amac yla kullan lmaktad r. Vanalar kazan, pompa gibi s tma sistemi elemanlar n n girifl ve ç k fllar na, kolonlara ve branflmanlara yerlefltirilmektedir. Farkl amaçlara yönelik farkl vana kullan mlar söz konusudur. Radyatör girifl ve ç k fllar nda kullan lan radyatör vanalar, radyatöre su giriflini kapat p açmada ve

75 3. Ünite - Is tma Sistemlerinde Enerji Ekonomisi 65 su ak fl n düzenlemede kullan lmaktad r. Radyatörlerde kullan lan ve musluk olarak da adland r lan radyatör vanalar süpapl valf tipindedir. Son y llarda enerji tasarrufu amac yla termostatik radyatör vanas kullan m teflvik edilmektedir. Bu tür radyatör vanalar nda oda s cakl na ba l olarak radyatöre giren su debisi ayarlanmaktad r. Vanan n konstrüksiyonuna ba l olarak 6 C-40 C ye kadar oda s cakl - n n kontrolü sa lanabilmektedir. Sürgülü valfler, s tma tesisat ndaki büyük valf ihtiyac ortaya ç kt nda kullan l r. Bu tür valflerin s zd rmazl klar süpapl valfler kadar iyi de ildir. Sürgülü vanalar fliber vana olarak da an lmaktad r. Bu tür vanalar ak fla daha az direnç gösterirler ve montaj boylar k sad r. Küresel vanalar, kolay aç l p kapanma ve s zd rmazl k özelli i nedeniyle tercih edilmektedir. Kelebek vanalar genellikle büyük çapl su borular nda kullan lmakta olup, küresel vanalara göre daha ucuz olmas nedeniyle fliber vanalar n yerini almaktad r. Çekvalfler, geri dönüflsüz valf olarak da an lmakta olup, içinden geçen s v, gaz, buhar gibi ak flkan n geri dönüflüne engel olmak amac yla kullan l r. Bu tür valfler otomatik olarak ak flkan hareketiyle çal flmakta olup, ak flkan bir yönde akarken klepe aç larak ak flkan n geçifline izin verilir. Ters yönde bir ak fl olmas halinde ise klepe kapanarak ak flkan n geçifline engel olunur. Emniyet ventilleri tesisattaki bas nc n ayarlanan bir de erin üzerine ç kmas na engel olunmas ve tesisat n korunmas amac yla kullan l r. Pompalar, s tma tesisat nda s cak suyun tesisat içerisinde dolaflmas n sa layarak, sudaki enerjinin ortama aktar lmas n sa lar. Sirkülasyon pompas olarak da adland r lan pompalar n seçiminde debi ve basma yüksekli i de erlerinden yararlan l r. Pompa seçiminde, pompadaki suyun debisi ile basma yüksekli i aras ndaki iliflkiyi gösteren ve pompa karakteristik e risi olarak adland r lan e riden yararlan l r. Hermetik sirkülasyon pompalar nda tek bir ünite içinde motor, pompa ve by-pass bulunmaktad r. Bu tür sirkülasyon pompalar nda, pompa çal flm yor durumda olsa bile, do al sirkülasyonla suyun dolafl m gerçekleflir. Özellikle ilkbahar ve sonbahar gibi geçifl mevsimlerinde d fl s cakl k k fl mevsimine göre daha yüksek de erlerde bulunmaktad r. D fl hava s cakl na göre kazan suyu s cakl n otomatik olarak de ifltiren s cak su sistemlerinde, geçifl mevsimlerinde kazana dönen suyun s cakl düflük de erlere inebilmekte, bu durum da kazanda yo uflmaya neden olmaktad r. Bu sak ncay gidermek üzere kazan girifl ve ç k fl aras na flönt pompa yerlefltirilir. Tesisattan dönen so umufl suya kazan ç k fl ndaki s cak su kar flt r larak kazana düflük s cakl klarda su girifli engellenir. Kollektörler s cak sulu s tma tesisat nda, kazandan ç kan ve kazana giren olmak üzere iki hat üzerinde, kazandan ç kan s cak suyun da t m n n kontrolünde ve sistemden gelerek kazana dönecek suyun kontrolünde kullan l r. Is tma sisteminde pek çok cihaz ve armatür kullan lmaktad r. Bunlar n bafll calar yukar da k sa bafll klarla aç klanm flt r. Is tma sisteminde kullan lan baz cihazlar n sembolleri Çizelge 3.1 de verilmifltir. Brülörler, yak t haz rlayarak havayla kar flt r p, yanmas n sa lay p, kazan n yanma odas na sevk edilmesini sa layan cihazlard r. Kat, s v ve gaz yak tlar için farkl brülör tipleri bulunmaktad r. Son y llarda alternatif yak tlar n da gündeme gelmesiyle pelet ve kömür tozu yak lmas n sa layan brülörlerin gelifltirilmesine h z verilmifltir. S v yak t brülörlerinde, s v yak t n yanmas amac yla yak t pülverize edilerek buhar haline getirilir ve uygun oranda hava ile kar flt r larak yak l r ve yanma odas na sevk edilir.

76 66 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi Çizelge 3.1 Is tma Sisteminde Kullan lan Baz Cihaz ve Armatürlerin Sembolleri Kazan Boyler Is De ifltirici Brülör Yatay Düfley Aç k Genleflme Deposu Kapal Genleflme Deposu Filtre Pompa M M Vana Motorlu Vana ki Yollu Motorlu Vana Üç Yollu Motorlu Vana M H Termometre Manometre Hidrometre Pürjör Kalorifer S cak Su Gidifl Panosu Kalorifer S cak Su Dönüfl Panosu Kondenstop U Tipi Düzenleyici Pülverizasyon ifllemi yak t n küçük zerrelere ayr larak yüzey hacmini artt rmak ve daha fazla oksijen molekülüyle karfl laflmas n sa lamak amac yla yap lmaktad r. S v yak t brülörleri motorin ve fuel oil brülörü olarak imal edilebilmektedir. Brülörler; tek kademeli, iki kademeli ve oransal olmak üzere üç ayr tipte imal edilebilmektedir. Tek kademeli brülörler sürekli olarak tam kapasite halinde çal flmakta olup aç ve kapat olmak üzere iki konumu bulunmaktad r. Bu tip brülörler, kazanlarda enerji kayb na neden olmakta olup son y llarda bunun yerini iki kademeli ve oransal brülörler almaktad r. ki kademeli brülörlerde ise brülörün iki çal flma kapasitesi bulunmaktad r. Kazan, üzerinde bulunan termostat ve presostat n belirlenmifl de erlerine göre alt ve üst olmak üzere iki kademede çal flmaktad r.

77 3. Ünite - Is tma Sistemlerinde Enerji Ekonomisi Oransal brülörde ise kapasite ihtiyac na göre kazan n iflletilmesi mümkün olmaktad r. Sistemdeki s ihtiyac artt kça brülör, yak t ve hava ihtiyac n buna uygun olarak artt rmakta ve kapasiteyi buna göre ayarlamaktad r. Enerji tasarrufu aç s ndan en uygun brülör olarak oransal brülör SORU önerilmektedir. 67 SORU Brülörler hakk nda daha fazla bilgi için T. Hikmet Karakoç taraf ndan D KKAT haz rlanm fl olan KTH-Verimli Sistemler, 2011 isimli kitaptan yararlanabilirsiniz. ISITMA S STEMLER, S STEM SEÇ M VE ENERJ EKONOM S nsanlar n kendilerini konforlu hissettikleri ortam s l konfor ortam olarak tan mlanmaktad r. nsanlar n çal flma verimini, bulundu u ortam n s cakl ve nemi büyük ölçüde etkilemektedir. Is l konforu etkileyen dört önemli faktör bulunmaktad r. Bunlardan birincisi ortam s cakl d r. Normal flartlarda ofis K ortam nda T A P ortam s cakl n n C aras nda bulunmas konfor s cakl aç s ndan uygun bulunmaktad r. Ancak konfor s cakl aktiviteye ba l olarak da de iflmektedir. Oturarak ifl yapan ofis çal flan için konfor s cakl ile atölyede bedensel TELEV ZYON olarak çal flan kiflinin konfor s cakl farkl de erdedir. Is l konforu etkileyen ikinci faktör ortam n nemidir. K fl mevsiminde %40-70 lik ba l nem normal bir iç ortam s cakl ile birlikte konfor hissi yaratmaktad r. Ortamdaki hava h z da s l konforu etkileyen NTERNET faktörler aras nda yer almaktad r. Hava s cakl na ba l olarak ortamdaki hava h - z n n 0,15 m/sn civar nda olmas yeterli görülmektedir. Is l konfor aç s ndan, önemli faktörlerden birisi de d fl ortama bakan duvarlar n iç yüzey s cakl ile ortam s - cakl aras ndaki s cakl k fark d r. Söz konusu s cakl k fark 2-3 C aras ndaysa konforlu bir ortam söz konusudur. Bu s cakl k fark 6-8 C lik fark bulduysa çok konforsuz bir ortam ortaya ç kmaktad r. Söz konusu s cakl k fark binan n yal t - m yla do rudan iliflkilidir. Yap lar n s l konfor dikkate al narak yap lmas ve s tma sistemlerinin buna göre tasarlanmas enerji tasarrufunun yan s ra çevre kirlili i anlam nda da olumlu sonuçlar ortaya ç karmaktad r. Is tma sistemleri çeflitli kriterlere göre s n fland r lmaktad r. Suyun faz durumuna göre s tma sistemleri, s cak sulu s tma sistemi ve buharl s tma sistemi fleklinde ikiye ayr lmaktad r. Suyun gidifl dönüfl boru say s na göre s tma sistemleri, çift borulu s tma sistemi ve tek borulu s tma sistemi olarak ikiye ayr lmaktad r. Suyun binadaki da tma ve toplama flekline göre ise s tma sistemleri üçe ayr lmaktad r: Alttan da tmal, alttan toplamal s tma sistemi; üstten da tmal, alttan toplamal s tma sistemi; üstten da tmal, üstten toplamal s tma sistemleri. Suyun dolafl m n sa lama flekline göre ise s tma sistemleri zorlanm fl dolafl ml (pompal ) s tma sistemi ve do al dolafl ml s tma sistemi olarak ikiye ayr lmaktad r. Genleflme deposuna göre ise aç k genleflme depolu ve kapal genleflme depolu olarak s n fland r lmaktad r. Suyun s cakl na göre ise s tma sistemleri üçe ayr lmaktad r. Birincisi düflük s cakl kl s tma sistemi (75/65 C, 55/45 C gibi), klasik s cakl kl s tma sistemi (90/70 C), kaynar sulu s tma sistemi (120 C nin üstünde). Is - n n ortama verilme flekline göre ise s tma sistemleri, s tma elemanl s tma sistemi ve radyant (yerden, duvardan, tavandan) s tma sistemi olarak ikiye ayr lmaktad r. Kazan dairesinin konumuna göre ise çat s merkezleri ve klasik (bodrumda) s merkezleri olarak ikiye ayr lmaktad r. Is l kapasitesine göre ise s tma sistemleri üçe ayr lmaktad r: Bireysel s tma sistemleri, merkezi s tma sistemleri ve bölgesel s tma sistemleri. D KKAT AMAÇLARIMIZ AMAÇLARIMIZ K T A P TELEV ZYON NTERNET

78 68 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi 4 Buhar n konutlarda s nma amac d fl nda endüstrideki kullan m n ve tercih nedenlerini aç klay n. Is tma sisteminin seçiminde pek çok kriter göz önüne al nmaktad r. Bunlar n bafl nda ilk yat r m ve iflletme maliyeti yer almaktad r. Binan n yat r m yat r mc flirket taraf ndan S ORU gerçeklefltirildi inden genellikle iflletme maliyetinden çok ilk yat r m SORU maliyeti göz önüne al nmaktad r. Yat r mc genellikle en düflük maliyetle, en k sa sürede bitecek bir sistem tercih etme e iliminde olmaktad r. Burada as l olan ekonomik ömür D KKAT içerisinde ortaya ç kacak iflletme ve yat r m maliyetleridir. Enerji ma- D KKAT liyetlerinin giderek artt günümüzde, iflletme maliyeti sistem seçiminde en önemli faktörler aras nda yer almaktad r. Sistem seçiminin yan s ra cihaz seçiminde de enerji giderleri ön planda tutulmal d r. Bir kazan y ll k maliyetinin 2-3 kat kadar enerji tüketebilmektedir. Sistem seçiminde en önemli faktörlerden birisi de yukar da aç kland AMAÇLARIMIZ gibi, s l konfor ortam d r. Sistem seçimindeki konfor kriterleri ara- AMAÇLARIMIZ s nda s cakl k, nem, taze hava miktar, gürültü ve hijyen ön planda yer almaktad r. Bu anlamda s l konfor yan nda iç hava kalitesi de önemli faktörler aras nda yer almaktad r. Is tma K T sistemlerinin A P seçiminde servis ve bak m kolayl da dikkat edilen K T A P faktörler aras nda yer almaktad r. TELEV ZYON NTERNET Bireysel TELEV ZYON Is tma Sistemleri Son y llarda bireysel s tma sistemlerine do ru bir tercih kaymas ortaya ç kt görülmektedir. Bu tercihe toplu s nmada s cakl k tercihi yap lamamas ve enerji tasarrufuna iliflkin önlemlere tüm kullan c lar n özen göstermemesi yol açmaktad r. NTERNET Buna çözüm olmak üzere toplu s tma sistemlerinde pay ölçer seçene i ortaya ç km fl ve bunun kullan m nda zorunluluklar olmas gündeme gelmifltir. Bireysel s tma sistemlerinde kat kaloriferi, kombi ve soba kullan lmaktad r. Bir veya birkaç dairenin s t ld bu sistemde genellikle ak flkan olarak s cak su kullan lmaktad r. Yak t olarak do algaz, kömür ve s v yak t seçenekleri bulunmaktad r. Do algaz n il ve ilçelere do ru yayg nlaflmas yla bireysel sisteme geçifller artm flt r. Is nma ihtiyac n kat yak t ve soba ile karfl layan tüketiciler, do algaza geçiflten sonra kat kaloriferi ya da kombiyi tercih etmifllerdir. Kombinin tercih edilmesi durumunda ayn zamanda kullan m s cak suyu elde etme olana da ortaya ç km flt r. Kat kaloriferiyle birlikte boylerin de kullan lmas, tüketicilere konforlu s nman n yan s ra konforlu s cak su elde etme olana da sa lanmaktad r. Bireysel s tma sistemlerinde tercih edilen kombi; çok az yer kaplamas, kolayca duvara monte edilebilmesi, s cak su sa layabilmesi ve otomatik kontrol sistemine uygun olmas avantajlar n sunmaktad r. Belirli bir oda s cakl na set edilen oda termostat yla birlikte kullan ld nda konfor ve enerji tasarrufunu birlikte sunmaktad r. Standart kombiler genelde dur-kalk prensibiyle çal flmaktad rlar. Bu prensiple çal flmada, kombi ya tam kapasiteyle çal flmakta, ya da tamamen durmaktad r. Belirli bir s cakl k düzeyine ayarlanan kombi, bu sistemde s k s k durkalk yapmaktad r. Bu tür kombilerin yerine iki modülasyonlu ya da tam modülasyonlu kombilerin seçimi, enerji tasarrufu aç s ndan büyük önem tafl maktad r. Son zamanlarda yayg nlaflan tam modülasyonlu kombilerden s tma ihtiyac na ba l olarak kombi %10-%100 kapasite aras nda çal flt r labilmektedir. Bireysel s tma sistemlerinde tercih edilen di er bir seçenek kat kaloriferidir. Kat kaloriferi, tam otomatik modelleriyle enerji tasarrufu ve konforu birlikte sa layabilmektedir. Boylerle birlikte iflletilmesi durumunda, istenildi i anda kullan m s cak suyu da sa layabilmektedir. Bireysel s tma sistemlerinde soba tercihi ilk yat r m

79 3. Ünite - Is tma Sistemlerinde Enerji Ekonomisi 69 maliyeti aç s ndan en ucuz olan d r. Evin belli bir odas n n ya da bölümünün s t lmas durumunda tercih edilebilmektedir. Evin tamam nda konforlu s tma sa layamamas ve s cak su elde edilememesi dezavantajlar olarak ortaya koyulmaktad r. Bireysel s tma sistemlerinin tercih edilmesindeki etkenlerden birisi de oda s - cakl n n ve s tma saatlerinin kullan c n n arzusuna göre tespit edilebilmesidir. Bireysel s tma sistemlerinin sundu u di er bir imkan ise s tma ile birlikte kullan m s cak suyunun elde edilebilmesidir. Bireysel s tma sistemlerinin dezavantajlar ise katlar aras yal t m iyi olmad nda, gün boyu s nan dairelerden s nmayan dairelere olan s kayb d r. Bu durum sürekli evde kalan ve sürekli s tma sistemi çal flan kullan c lar aleyhine bir sonuç yaratmaktad r. Bu nedenle bir binada bireysel s tma sistemi tercih edilecekse katlar aras yal t m n çok iyi yap lmas na özen gösterilmelidir. Merkezi Is tma Sistemleri (Bina Alt ndan Is tma) Merkezi s tma sistemleri, bir veya birkaç binan n bir blok alt ndaki bir kalorifer dairesinden s t ld sistemlerdir. Bina alt nda bulunan kalorifer dairesindeki kazanda haz rlanan s cak su, borular vas tas yla dairelere iletilmektedir. fiehirlerde genellikle bina alt na yerlefltirilen s cak sulu kazan ile merkezi s tma sistemi yayg n olarak kullan lmaktad r. Kazandan 90 C de ç kan s cak su, enerjisini dairelere verdikten sonra 70 C de geri dönmektedir. Bu tür sistemler 90/70 lik sistem olarak adland r lmaktad r. S cak sulu merkezi s tma sistemlerinde kullan lan bafll ca cihazlar ve armatürler flunlard r: S cak su kazan, borular, s t c elemanlar (radyatör, konvektör gibi), sirkülasyon pompas, vanalar, genleflme tank, otomatik kontrol cihaz ve di er armatürler. Kazanda s t lan s cak suyun do al yolla yukar ç kar l p afla indi i sistemler do al dolafl ml sistemler olarak adland r l r. S cak sulu s tma sistemleri, ilk kullan lmaya bafllad nda do al dolafl ml sistemler ço unluktayd. Do al dolafl ml sistemlerde kazandaki ve üst katlardaki suyun s cakl na ba l olarak özgül a rl klar ndaki fark nedeniyle suyun yukar do ru ç kmas sa lan yordu. Bu tür tesisatlar n rahat çal flabilmesi için de dirençlerinin minimumda tutulmas gerekmektedir. Bu amaçla da boru çaplar n n büyük seçilmesi zorunlulu u ortaya ç kmaktad r. Tesisata pompa eklenmesi ve su dolafl m n n pompa ile yap lmas boru çaplar n n küçülmesinin yan s ra, büyük dirençli s t c elemanlar n kullan m n da olanakl hale getirmifltir. Daha ekonomik ve konforlu bir s tma sa lamas ndan dolay son y llarda su dolafl m n n pompayla sa land sistemler kullan lmaktad r. Dolafl m n pompayla sa land sistemlerde pompan n gidifl yönüne konulmas önerilmektedir. Pompa gidifle konuldu unda, pompa ç k fl ndaki art fark bas nç, pompan n basma noktas ndan bafllayarak boru hatt boyunca azal r ve bu art fark bas nç, dönüfl güvenlik borusunun tesisata ba land noktada s f rlan r. Yat r m ve iflletme aç s ndan bak ld nda merkezi sistem bireysel sisteme göre daha ekonomik sonuçlar ortaya ç karmaktad r. Daire say s n n artmas merkezi s tma sistemini yat r m maliyeti aç s ndan daha ekonomik hale getirmektedir. Yeni yürürlü e giren Binalarda Enerji Performans Yönetmeli i, merkezi binalarda payölçer sistemini zorunlu hale getirmektedir. Payölçer sisteminin devreye girmesiyle, oda s - cakl n istedi i flekilde ayarlay p kullanmad zamanlarda s tma sistemini devre d fl b rakma gibi avantajlar n ortaya ç kmas kombilerin merkezi sisteme göre üstünlüklerini ortadan kald racakt r. Bireysel s tmada kombi kullan m ile merkezi s tma (bina alt nda kazan ile) baz kriterler göz önüne al narak flu flekilde karfl laflt r labilir. Yak t maliyeti ve cihaz verimlili i aç s ndan bak ld nda; merkezi sistemde kullan lan kazanlar n verimleri genel olarak kombiye göre daha yüksektir. Bunun d fl nda kazanlarda oto-

80 70 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi matik kontrol sistemleri uygulanarak, kullanma verimini daha da artt rmak mümkün olabilmektedir. Tüm yap n n sürekli olarak s t ld durumlarda en az yak t tüketimi merkezi sistemlerde ortaya ç kmaktad r. Kombilerde cihaz verimleri kazanlara göre genelde daha düflük seviyelerdedir. Özellikle modülasyonlu olmayan açkapa (on-off) çal flan kombilerde cihaz n çal flma ve durmas s ras nda yanma çok kötüleflmektedir. Bu flekilde oluflan kötü yanma sonucunda kurum oluflmakta ve yak t sarfiyat da artmaktad r. Son y llarda gelifltirilen modülasyonlu brülörlü kombilerde verim klasik kombilere göre daha yüksektir. Modülasyonlu brülör kullan - m yak t tüketimini azalt p sistem verimlili ini artt rmaktad r. fl saatlerinde, evde kimse bulunmad durumlarda kombinin düflük seviyelerde çal flmas, tamamen kapat l p akflam devreye al nmas durumuna göre konfor ve enerji tüketimi aç s ndan avantajl sonuçlar ortaya ç karabilmektedir. lk yat r m aç s ndan bak ld nda yeni binalarda boru sisteminin ayn maliyette kalaca varsay ld nda, merkezi sistem en ucuz çözüm olarak ortaya ç kmaktad r. Apartman n büyüklü üne ba l olmakla birlikte, her daireye kombi yerlefltirmek bina alt na kazan yerlefltirmeye göre ilk yat r m aç s ndan %40 a kadar fazla yat r m gerektirebilmektedir. Emniyet aç - s ndan bak ld nda merkezi sistemler yaflam alan n n d fl nda bulundu undan daha emniyetlidir. Emniyete iliflkin tüm tedbirler al nd nda kombi kullan m nda da emniyet aç s ndan bir sorun yoktur. Bununla birlikte bacal kombi kullan m her zaman emniyet aç s ndan önemli riskler tafl maktad r. Ömür aç s ndan bak ld nda, kazan cinsine ba l olmakla birlikte, y la kadar bir ömür verilmektedir. On-off sistemli klasik kombili sistemlerde ömür 5-7 y l civar nda iken modülasyonlu kombilerde ömür 20 y la kadar verilebilmektedir. Bölgesel Is tma Çok say daki binan n s tma sisteminin tek bir s merkezine ba l oldu u sistem, bölgesel s tma olarak tan mlanmaktad r. Uzaktan s tma olarak da adland r lan bu sistemde s merkezi ayr bir binaya yerlefltirilmekte, burada üretilen s cak su ya da buhar, boru ve kanallarla binalara kadar da t lmaktad r. Binalar n s merkezine olan uzakl 1 km den azsa, 90 C s cakl ndaki s cak su sisteme do rudan gönderilmektedir. Bölgesel s tma sistemi toplu konut uygulamalar nda, mahalle ya da flehir s tmas gibi büyük ölçekli sistemlerde uygulanmaktad r. Binalar n s merkezine olan uzakl n n birkaç kilometreden daha fazla oldu u durumlarda s merkezinde haz rlanan buhar veya kaynar su birinci ak flkan devresi ile binalara kadar gönderilir. Her binan n alt na bir s de ifltirici yerlefltirilerek kaynar su veya buhar n enerjisi ile ikinci devrede dolaflan s cak su s t l r ve binadaki dairelere gönderilir. Asl nda ikinci devredeki s cak su sistemi merkezi s tma sisteminde kullan lan devredir. Özellikle bir termik santralin %50 ye varan at k s s ndan yararlanabildi i durumlarda, toplu konut veya flehir s tmas n n buhar ya da k zg n suyla yap lmas oldukça ekonomiktir. Do algaz n yayg nlaflmas yla bölge s tmas n n önemini yitirdi ine iliflkin görüfller de bulunmaktad r. Bölge s tmas nda s merkezinde üretilen buhar ya da kaynar su, kanallarla binalar n alt na kadar yollan rken, boru kanallar nda s kay plar ve pompalama bas nç kay plar ortaya ç kmaktad r. Bu kay plar bölgesel sistemin verimini düflürmektedir. Enerji da t m borular n n yal t m çevre flartlar - n n olumsuz etkisiyle, ifllevini tam olarak yerine getirememekte ve kay plar n daha da artmas na yol açmaktad r. Son y llarda gelifltirilen yal t ml borular bu sak ncay k smen ortadan kald rmaktad r. Do algaz n kullan m yla binalara s cak su ya da buhar tafl mak yerine do rudan do algaz tafl man n ve burada merkezi sistem kazan uygulanmas yla daha verimli sistemler ortaya ç kmaktad r. Küçük boyutlu

81 3. Ünite - Is tma Sistemlerinde Enerji Ekonomisi 71 uygulamalarda, bir merkezde üretilen su ile blo un do rudan s t lmas mümkündür. Bu uygulamada kullan m s cak suyu da ayn merkezde üretilip tüm kullan m noktalar na ayr bir hat ile da t l r. Bölgesel s tma sisteminde borularda mutlaka eflit direnç sistemi (Tichelman sistemi) uygulanmal d r. Bölgesel s tma sistemlerinde yo uflmal kazan kullan m, oransal brülör tercihi, frekans kontrollü brülörler ve entegre kojenerasyon sistemleri kullan m bu sistemin daha verimli çal flmas n sa lay p ciddi boyutta enerji tasarrufu ortaya ç karmaktad r. Bölgesel s tma sisteminin bir di er avantaj, merkezi s tma sistemlerinde kazanlardan kaynaklanan gürültü, ses, u ultu ile pompa ve hidrofor sesi gibi sorunlardan konutlar nda oturanlar n etkilenmemesidir. Tek Borulu Da tma Sistemleri Tek borulu da tma sisteminde, kazandan ç kan ana besleme hatt s rayla tüm radyatörleri dolafl r. Her radyatör ihtiyaç duydu u s cak suyu bir branflman vas tas yla ana borudan almaktad r. Ana borudan her radyatöre da t mdan sonra ana borunun çap biraz daral r ve ana borudaki suyun s cakl da biraz düfler. Sistemdeki tüm radyatörleri dolaflan s cak su so uyarak kazana geri döner. Tek borulu da tma sisteminin en büyük dezavantaj dönüfle yak n olan radyatörlere giren suyun s cakl - n n daha az olmas d r. Bu dezavantaj nedeniyle ayn hat üzerine yerlefltirilecek radyatör say s nda s n rlamalar bulunmaktad r. Tek borulu da t m sisteminde ortaya ç kan problemlerden biri de ana borudan radyatöre verilen su debisinin ayarlanmas ndan kaynaklanmaktad r. Tek borulu da t m sisteminin avantaj ilk yat r m maliyetinin düflüklü üdür. Ayr ca hacimde daha az boru dolaflt ndan estetik bir avantaj da bulunmaktad r. Bu sistemin di er avantajlar montaj n n basitli i ve duvarlarda daha az deli e ihtiyaç duyulmas d r. Tek borulu da tma sistemi ile tek borulu sistemlerde radyatörlerde ba lanma flekli, fiekil 3.1(a) ve (b) de görülmektedir. 1" 1/2" 3/4" 1/2" 1" 3/4" 1/2" 1" fiekil 3.1 (a): Yatay Tek Borulu Sistem (b): Yatay Tek Borulu Sistemlerde Radyatörlerin Ba lant fiekli 3/4" 1/2" 3/4" 1" Pompa Genleflme Deposu 1" 1" 3/4" Purjör 1/2" 1" 3/4" Kazan 1" (a) - Minimum 3/4" - By-pass borusu (b)

82 72 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi Alttan Da tma Alttan Toplama Sistemi Bu sistemde bodrum kat na yerlefltirilen s cak su kazan ndan ana besleme hatt ç kmaktad r. Da tma kollektöründen yatay ana besleme borular ile bodrum kat tavan ndaki seviyeden istenilen noktalara do ru s cak suyun da t m yap lmaktad r. Bu noktalardan besleme kolonlar vas tas yla s cak su üst katlara kadar ulaflt - r l r. Radyatörlere s cak suyun girifli kolonlardan yap l r. Radyatör ç k fllar ise yine dönüfle yerlefltirilen kolonlara ba lanarak gerçeklefltirilir. Sonuç olarak gidifl hatt nda bir gidifl kollektörü, dönüfl hatt nda ise bir dönüfl kollektörü bulunmaktad r. Üstten Da tma Üstten Toplam Sistemi Kazan dairesinde borular geçirmek için yeterli mesafe bulunmamas durumunda üstten da tma, üstten toplama sistemi uygulan r. Bu sistem flemsiye sistemi olarak da adland r lmaktad r. Üstten da tma üstten toplama do al dolafl ma karfl çal flt nda pompan n bas nç kayb hesab nda 1 metrelik düfley boru için 12,5 mmss eklenmelidir. Çat Is Merkezleri Çok yayg n olmamakla birlikte son y llarda do algaz n kullan lmaya bafllanmas yla çat s merkezleri uygulamalar da ortaya ç kmaya bafllam flt r. Fuel oil ve kömür kullan m nda s merkezinin çat da olmas, yak t n çat ya ç kar lmas, depolama ve emniyet gibi sorunlar da ortaya ç karmaktad r. Do algaz kullan m nda depolama söz konusu olmad ndan cihaz çat ya yerlefltirildi inde gaz do rudan buraya ba lanabilmektedir. Alan olarak at l vaziyette bulunan çat kat n n de erlendirilmesi aç s ndan avantajl bir çözüm olarak sunulmaktad r. Çat s merkezleri uygulamas bodrum katlar n n otopark ya da çeflitli amaçlarla kullan ma aç lmas n sa lam flt r. Bodrum kat ndaki zemin suyu seviyesinin yüksek olmas veya kayal k temel bulunmas durumunda da çat s merkezleri avantaj olarak ortaya ç kmaktad r. Bu uygulaman n dezavantajl taraf kazan ve pompadan kaynaklanan sesin yap ya geçmesinin önlenmesidir. Çat s merkezi uygulamalar nda, çat da uygun boru geçifl delikleri b rak lmal ve çat kat kazan dairesi donan mlar na yetecek yükseklikte olmal d r. Yak t olarak kömür, fuel oil ve motorin kullan m nda kazan dairesinin bina alt nda olmas daha avantajl d r. Yak t olarak do algaz kullan m nda ise avantaj ve dezavantajlar de erlendirilerek çat s merkezleri uygulamas da söz konusu olabilmektedir. DÜfiÜK SICAKLIKLI ISITMA S STEMLER Enerji maliyetleri artarken s tma sistemlerinde verimi yükseltme ve düflük enerjili sistemlere geçme e ilimi artmaktad r. S cak sulu merkezi s tma sistemlerinde ço- unlukla 90/70 lik sistem uygulanmaktad r. Bu sistemde kazan ç k fl ndaki su s - cakl 90 C olup, kazan dönen su s cakl 70 C dir. 90/70 lik sistem klasik sistem olarak da adland r lmakta olup s tma sisteminin tasar m na yönelik tüm tablo ve çizelgeler bu sisteme göre haz rlanm flt r. Son y llarda s tma sistemlerinde düflük s cakl kl s tma sistemine do ru bir geçifl söz konusudur. 90/70 lik klasik sistem yerine 70/55, 65/45, 55/40 gibi sistemler ortaya ç km flt r. Bu tür sistemlerin en önemli avantaj, suyu daha yüksek s cakl klara kadar s tmak için enerji harcanmamas ve s kay plar ndaki azalmad r. Düflük s cakl kl s tma sistemleri genellikle yerden ve duvardan s tma ile birlikte kullan lmaktad r. Son y llarda düflük s cak-

83 3. Ünite - Is tma Sistemlerinde Enerji Ekonomisi 73 l kl s tma sistemleri, radyatörlü s tmada da kullan lmaya bafllam flt r. Özellikle s pompas, günefl enerjisi ve yo uflmal sistemlerin kullan lmas yla birlikte yerden, duvardan ve tavandan s tma-so utma sistemleri radyatörlü sistemlerle desteklenerek de kullan lmaktad r. Düflük s cakl kl s tma sistemleri, do algaz n kullan m yla daha da uygulanabilir hale gelmifltir. Kömür ya da fuel oil kullan m nda kazandaki s cakl k düflürüldü ünde asit korozyonu sorunu ortaya ç kmaktad r. Asit korozyonu, malzemenin asitle tepkimeye girerek yüzeylerde afl nma ve korozyon ortaya ç kmas d r. Düflük s cakl klarda ortaya ç kan bu yo uflma ve korozyon, özellikle çelik kazanlarda duman borular n n delinmesine neden olabilmektedir. Duman borular ndaki bu hasarlar kazan ömrünü de olumsuz yönde etkilemektedir. Bu soruna çözüm getirebilmek üzere üç ya da dört yollu vana kullan m önerilmektedir. Üç ve dört yollu vana kullan m nda kazan suyu 90 C de tutulmakta, geçifl mevsimlerinde ya da k fl n l k günlerde dönüfl suyu s cakl belli bir oranda gidifl suyuna kar flt r larak sisteme yollanan gidifl suyu s cakl düflürülerek enerji tasarrufu sa lanmaktad r. Dönüfl suyu s cakl n n kar flt r lma oran, d fl hava s cakl na ba l olarak otomasyon sistemi taraf ndan ayarlanmaktad r. Bu tür bir uygulamada asl nda kazan 90/70 lik sistemle çal flt r lmaktad r. Bu durumda da do al olarak baca gaz s cakl yüksek olmaktad r. Baca gaz s cakl n n yüksek olmas, d flar ya at - lan enerjinin de fazla olmas demektir. Düflük s cakl kl s tma sistemlerinde kazan ç k fl suyu s cakl 55 C-70 C mertebelerinde oldu undan, do al olarak bacadan at lan gaz n s cakl da düflmektedir. Bu durum, bacadan at lan gaz n s cakl n n düflmesi anlam na gelmektedir. Düflük s tma sistemlerinin enerji tüketimi aç s ndan verimli olmas ve tercih edilmesinin nedeni de budur. Bacadan at lan gaz s cakl n n düflmesi, enerji tasarrufunun yan s ra emisyonlar n da azalmas anlam na gelmektedir. Baca gaz s cakl - n n düflmesi ile ortaya ç kan önemli bir sorun bacada ortaya ç kan yo uflmad r. Özellikle do algaz kullan m durumunda yak ttaki hidrojen ile havan n oksijeni birleflerek oluflan su yanma s ras nda buhar hale gelmektedir. Baca gaz s cakl düfltü ünde buhar yo uflarak su haline gelmekte bu da bacada korozyon problemi ortaya ç karmaktad r. Düflük s cakl kl s tma sistemlerinde özel baca sistemleri uygulanmaktad r. Düflük s cakl kl s tma sistemleri sonucunda bacada oluflan yo- uflma problemi, yo uflmal s tma sistemlerinin ortaya ç kmas yla ciddi bir avantaj haline gelmifltir. Yo uflmal cihazlar, sonraki bafll klarda aç klanacakt r. Düflük s - cakl kl s tma sistemleri enerji tasarrufu ve emisyonlardaki azalman n yan s ra daha konforlu bir s nma sa lamaktad r. Ayr ca 90/70 lik sistemde, su s cakl n n yüksek olmas nedeniyle radyatör üzerindeki toz zerrecikleri yanarak perde ve duvarlara yap flmaktad r. Düflük s cakl kl s tma sistemlerinde böyle bir problem ortaya ç kmamaktad r. Duvardan ve yerden s tma yerine radyatör kullan lmas durumunda 90/70 lik sistem ile düflük s cakl kl s tma sistemi karfl laflt r ld nda, düflük s cakl kl s tma sistemlerinde radyatör say s n n daha fazla olmas gerekmektedir. Yüzeyden Is tma Sistemleri Son y llarda sa lad enerji tasarrufu nedeniyle yüzeyden s tma sistemlerinin tercihinde art fllar ortaya ç km flt r. Yüzeyden s tma sistemleri, yerden olabilece i gibi duvardan ya da tavandan da gerçeklefltirilebilmektedir. Is pompas, yo uflmal kombi ve günefl enerjisiyle birlikte desteklendi inde hem s tma hem so utma söz

84 74 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi konusu olabilmektedir. Bu durumda borular k smen yerden, k smen duvardan, k smen de tavandan geçebilmekte; s tma halinde yerden ve duvardan, yaz n so- utma halinde ise tavandan ve duvardan ak flkan dolaflt r lmaktad r. Yerden s tma sistemlerinde odan n s kayb na karfl l k gelen s ihtiyac döflemenin alt na yerlefltirilen ve içinden s cak su geçirilen boru demeti ile karfl lanmaktad r. Yerden s tma uygulamas n n tarihi asl nda çok eskilere dayanmaktad r. Yerden ve duvardan s tma fikri ilk olarak bir flöminede oluflturulan s cak baca gaz - n n kanallar yard m yla duvar ve döfleme içinde dolaflt r lmas yla ortaya ç km flt r. Bu uygulamalara, MÖ 1200 y llar nda rastlanmaktad r. Yerden s tmada su s cakl düflük oldu undan daha genifl yüzey alan gerektirmekte ve s cak su yüzey alan daha fazla olacak flekilde borulardan geçirilerek ortam n s nmas sa lanmaktad r. Son y llardaki baz uygulamalarda özellikle banyo gibi slak mekanlarda elektrikli yerden s tma yoluyla konforlu bir ortam yarat lmaktad r. Yerden s tma sistemleri konutlarda, cami, mescit, hangar, spor salonu gibi büyük hacimli mekanlarda, cam yüksekli i fazla olan mekanlarda, kapal yüzme havuzlar n n zemin s tmas nda, hamam s tmada, çat ve buzlanma tehlikesi olan rampalarda ve yollarda kullan lmaktad r. Yerden s tma, konutlarda homojen bir s da l m ve enerji tasarrufu sa lad ndan kullan lmaktad r. Yerden s tma sistemleri özellikle büyük hacimlerin konforlu bir flekilde s tmas nda avantaj sa lamaktad r. Camilerin s t lmas nda son y llarda yayg n bir flekilde yerden s tma sisteminin uyguland görülmektedir. Boydan boya cam uygulamas olan mekanlarda, radyatör yerlefltirilmesinin sorun oldu u durumlarda da yerden s tma sistemleri tercih edilmektedir. Türk hamamlar yerden s tma sistemlerinin uyguland ilk uygulamalar olarak görülmektedir. Bu sistemin çat larda uygulanmas, biriken kar n eritilmesi amac yla gerçeklefltirilmektedir. Baz ülkelerde buzlanarak kazalara neden olan rampalarda buzlanmay önlemek için elektrikli ya da s cak sulu olarak bu sistemin uyguland görülmektedir. Benzer flekilde buzlanan merdivenlerde ve çim kapl alanlar n s t lmas nda da bu sistemin uyguland görülmektedir. Düflük s cakl kta kollektöre gönderilen su, borular vas tas yla odalara da t lmaktad r. Borulardaki suyun enerjisi, boru etraf n tamamen sarm fl olan flap tabakas na iletilmektedir. fiap tabakas n geçerek yüzey kaplamas na aktar lan s, tabandan ortama do ru fl n m ve tafl n m yoluyla aktar lmaktad r. Yerden s tmada genellikle s kayb n n fazla olmas nedeniyle pencere önlerine daha s k boru demeti yerlefltirilir. Uygulamada s kayb n n yüksek oldu u cam kenar bölgesine 175 W/m 2 odan n iç bölgelerine ise 100 W/m 2 lik s yükü verilmektedir. Yerden s tma sisteminde kullan lan borular, kolay bükülebilir olmal, uzun ömürlü ve donma noktas n n alt ndaki s cakl klarda da darbeye dayan kl olmal d r. Ayr ca yerden s tmada kullan lan borular n korozyona dayan kl olmas gerekmektedir. Yerden s tma sisteminin avantajlar ndan birisi de konforlu bir s cakl k da l m sa lamas d r. fiekil 3.2 de çeflitli s tma sistemlerindeki s cakl k da l m görülmektedir. Bu flekil incelendi inde, yerden s tma ve duvardan s tma sistemlerinde daha konforlu bir s cakl k da l m oldu u aç kça görülmektedir.

85 3. Ünite - Is tma Sistemlerinde Enerji Ekonomisi 75 deal Is tma Yerden Is tma fiekil 3.2 Çeflitli Is tma Sistemlerindeki S cakl k Da l m insan boyu 180cm 270cm kat yüksekli i C Konvektörlü Is tma C Radyatörlü Is tma C Tavandan Is tma C Duvardan Is tma C C Yerden s tma sistemlerinin uygulanmas nda, özel ve titiz bir iflçilik gerekmektedir. Yerden s tmaya iliflkin bir uygulama kesiti ve bu kesitteki elemanlar fiekil 3.3 te verilmifltir. fiekil 3.3 D fl S va 1 ç S va Duvar Süpürgelik 8 9 Yap flt rma Katman 1. Zemin Katman 2. Nem Bariyeri 3. Yal t m Yerden Is tma Uygulamas Kesiti Kaplama Folyo Boru fiekillendiriciler Boru 7. fiap Kenar zolasyon Band 9. Döfleme Malzemesi Toprak Zemin

86 76 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi fiekil 3.3 te görüldü ü gibi yerden s tma uygulamas çeflitli katmanlardan oluflmaktad r. Kat betonu, yükü tafl yan yap eleman d r. Çelik konstrüksiyon yap olaca gibi, do rudan toprak temasl uygulama da söz konusudur. Yal t m tabakas öncesi yerlefltirilen nem bariyeri zeminden gelebilecek nemin yal t m tabakas na zarar vermemesi amac yla kullan lmaktad r. Zemin nemli de ilse ve böyle bir risk bulunmuyorsa nem bariyeri kullan lmayabilir. Yerden s tma uygulamalar nda mutlaka iyi bir yal t m yapmak gerekmektedir. Borularda dolaflan s enerjisinin zemine kayb böylece engellenmifl olur. Yerden s tma uygulamas ara katlarda yap lacaksa, borudaki enerjinin bir alt kata geçiflinin engellenmesi için yal t m uygulamas yap lmal d r. Yal t m malzemesinin hemen üzerine flap tabakas uygulamas yap lmamal d r. fiap tabakas ndan gelebilecek nemin yal t m tabakas na zarar vermemesi için araya kaplama bir folyo tabakas yerlefltirilmelidir. Kanall yal t m malzemesi kullan lmas durumunda borular kanallar n aras na kolayca yerlefltirilir. Kanall yal t m malzemesi uygulamas olmamas durumunda borular n zemine sabitlenmesi amac yla plastik malzemeden yap lan ve çengeller yard m yla yal t m malzemesine tutturulan boru flekillendiriciler kullan l r. Yerden s tma sistemlerinde yayg n olarak plastik borular kullan lmakla birlikte çelik ve bak r boru uygulamalar da görülmektedir. Çelik borularda korozyon, bak r borularda ise maliyet dezavantaj bulunmaktad r. Son y llarda yerden s nma amac yla PE-X borular yayg n olarak kullan lmaktad r. Bu borular n kalite, fiyat, dayan kl l k, temin edilebilme, yüksek s cakl k ve bas nca dayan m ile donma s cakl klar na dayan m avantajlar bulunmaktad r. çinden s cak su geçen borular n üzeri çepeçevre bir flap tabakas yla kaplan r. fiap tabakas genellikle 50 mm kal nl ndad r. fiap tabakas içinde hava tabakas kalmayacak ve borunun döflenme fleklini bozmayacak flekilde uygulanmal d r. Borulardan gelen enerji ile s nan flap tabakas ndaki s enerjisinin d fl duvara geçerek s köprüsü oluflturulmas n önlemek amac yla kenar yal t m band kullan lmaktad r. fiap tabakas n n üzerine iste e göre mermer, seramik, parke veya granit gibi bir döfleme malzemesi uygulan r. Yerden Is tma Sisteminin Olumlu Yönleri Yerden s tma sistemi ile odan n tüm yüzeyinde homojen bir s da l m sa land ndan konfor hissi uyand rmaktad r. Klasik s tma sistemlerinde ortam s cakl istenilen düzeyde olsa bile zemin seviyesi daima daha düflük s cakl klarda olur. Yerden s tma sisteminde bu sak nca ortadan kald r lm flt r. Radyatörler zamanla toz tutmaktad rlar. Temizlenmemesi durumunda bunlar yanarak duvar ve perdelere is olarak yap flmaktad r. Yerden s tma sisteminde bak m ve temizlik ihtiyac bulunmamaktad r. Radyatörlü uygulamada radyatör arkas yap lmamas durumunda bu bölgelerden d flar ya ciddi bir s transferi ortaya ç kmaktad r. Yerden s tmada böyle bir sak nca bulunmamaktad r. Spor salonu, cami, kilise gibi yüksek tavanl ve genifl alanl yap lar n klasik sistemle s t lmas zordur. Is ihtiyac n n yüksek de erlere ç kt bu tür mekânlarda yerden s tma sistemi ile birlikte radyatörlü sistemin uygulanmas önerilmektedir. Bu tür uygulamalarda 120 kcal/m 2 h s n r de er olarak önerilmektedir. Is enerjisi zemin seviyesinden verildi inden öncelikli döfleme s n p, s yukar ya do ru yükselecektir. Enerji tüketimi aç s ndan en uygun s yay l m bu sistemle ortaya ç kmaktad r.

87 3. Ünite - Is tma Sistemlerinde Enerji Ekonomisi 77 Aç kta boru, radyatör gibi tesisat elemanlar bulunmad ndan estetik aç dan daha iyidir. Radyatörlü uygulamada, radyatörün kal nl na ba l olmak üzere odada bir daralma ortaya ç kmaktad r. Önünün herhangi bir eflya ile kapat lmamas gerekirken mobilyalar n yerlefltirilmesinde k s tlar ortaya ç kabilmektedir. Radyatör, boru gibi s cak ve metal malzeme olmad ndan ayr ca hijyenik oldu undan, çocuk yuvalar nda ve hastanelerde tercih edilmektedir. Is geçifli radyasyon yoluyla oldu undan di er s tma sistemleriyle karfl laflt - r ld nda 1 C -2 C düflük s cakl klarda bile konfor yakalanabilmektedir. Özellikle kapal yüzme havuzlar ve havuz etraf ndaki yürüme alanlar nda kullan ld nda konforlu bir ortam ortaya ç kmaktad r. Düflük s cakl kl s tma sistemine uygun bir sistemdir. Bu nedenle di er sistemlere göre daha verimlidir. Dolaflan su s cakl n n düflük olmas s kay plar n azaltt ndan, yak t tüketimi daha azd r. Katlar aras nda s geçiflini azaltmak amac yla uygulanan yal t m ayn zamanda ses yal t m aç s ndan da yararl bir sonuç ortaya ç karmaktad r. Is l konforun önemli faktörlerinden birisi ortamdaki hava h z d r. Ortamdaki hava ak m radyatörlü ve konvektörlü sistemlere göre daha azd r. Bu durum daha konforlu bir ortam oluflmas n sa lar. Yerden s tma sistemi döflemede s cak ve kuru bir ortam ortaya ç karmaktad r. Bu durum döflemedeki nemi engelledi inden, döflemede bakteri ve mite oluflumu da engellenmifl olur ve bu da alerjiye hassas bünyeler için uygundur. Yerden Is tma Sisteminin Olumsuz Yönleri Döfleme s cakl n n 22 C-23 C leri geçmemesi gerekmektedir. Döfleme s - cakl n n bu de erlerin üzerine ç kmas durumunda ayaklarda fliflme ve sorunlar ortaya ç kmaktad r. Bu sistemde s l atalet yüksektir. Geç s n p geç so umaktad r. Sistem çal flmaya bafllad ktan sonra, önce zemin ve flap tabakas s nacak, daha sonra odaya enerji aktar lacakt r. Özellikle otel uygulamalar için uygun de ildir. Yerden s tma durumunda s ak m do rudan zeminden yukar ya do ru olmaktad r. Zeminde hal ve benzeri tür malzeme bulunmas durumunda, burada biriken tozlar s ak m yla hareketlenmektedir. Hal kaplanmas durumunda s iletimi de olumsuz etkilenmektedir. Yerden s tma uygulamalar nda döflemede hal kullan lmas önerilmemektedir. Yerden s tma sistemi uygulanan borulara 20 y l gibi bir ömür verilmektedir. Montaj ve imalat hatalar olmas durumunda ya da genleflen borular n sürtünerek afl nmas durumunda boru delinmeleri ortaya ç kabilmektedir. Böyle bir durumda döflemenin k r lmas ihtimali ciddi bir risktir. Odan n en so uk bölümü genelde pencere önleridir. Bu nedenle de radyatörler pencere önlerine yerlefltirilmektedir. Yerden s tma uygulamas nda her ne kadar pencere önüne daha s k boru döflemesi uygulansa bile cam önlerindeki s cakl k oda ortalamas n n alt nda kalabilmektedir. Yerden s tma sisteminin ilk bafllang çta de il de sonradan uygulanmas kaplama malzemesinin sökülmesini gerektirdi inden iflçilik, maliyet ve zaman aç s ndan dezavantajlar ortaya ç karmaktad r.

88 TELEV ZYON TELEV ZYON 78 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi Duvardan Is tma (So utma) Sistemleri Duvardan s tma sistemlerinin geçmifli asl nda çok eski y llara dayanmaktad r. Milattan önceki tarihlerde bile bir flöminede oluflturulan enerjinin duvar içerisinde dolaflt r larak s tma yap ld sistemler bulunmaktad r. Ankara daki eski meclis binas duvardan s tma sistemi ile donat lm flt r. Düflük s cakl kl s tma sistemlerin verimlili inin gündeme gelmesi, duvardan s tma sistemlerinin alternatif enerjiye dayanan birkaç sistem ile birlikte tasarlanabiliyor olmas yla son y llarda uygulama alan na girmifltir. Duvardan s tma sistemi sadece k fl n s tma amac yla de il, yaz n so utma amac yla da kullan labilmektedir. Duvardan s tma-so utma sisteminde, binan n s tma ve so utma ihtiyac n karfl layabilmek üzere duvar yüzeyine boru demetlerinden oluflan paneller yerlefltirilmifltir. Boru demeti içerisinde dolaflt r lan ak flkan ile ortam n so utulmas ya da s t lmas sa lanmaktad r. K fl durumunda boru demeti içerisinden s cak su geçirilmekte böylece ortam s t lmaktad r. Yaz durumunda ise borular içerisinde dolaflt r lan so utulmufl su ortam so utmaktad r. Borularda dolaflan ak flkan olarak genellikle su kullan lmaktad r. Duvardan s tma ve so utma sistemleri ülkemizde yayg n olarak kullan lmaktad r. Duvardan s tmaso utma sistemleri de yerden s tma sistemlerine benzer olarak duvar n iç k sm na yerlefltirilen boru demetleri vas tas yla oluflturulmaktad r. Duvardan s tma-so utma sistemlerinde s n n eflit olarak da t lmas, hava ak m olmamas, havay kurutmamas ve tozlanma ortaya ç karmamas avantajl yönleri olarak ortaya ç kmaktad r. Ayr ca düflük s cakl kl s tma sistemlerine uygun olmas enerji tasarrufu aç s ndan bir avantaj olarak ortaya ç kmaktad r. Son y llarda enerji fiyatlar n n artmas yla enerji tasarrufu sa layan sistemler daha çok tercih edilmektedir. Duvardan s tma sistemlerinin en önemli özelliklerinden birisi di er s tma sistemlerine göre daha düflük s cakl klarda çal flabilmesidir. Duvardan s tma sistemlerinde su gidifl s - cakl 26 C-32 C aras ndad r. Bu sistemlerde su dönüfl s cakl ise 22 C-28 C aras ndad r. Bu özelli i ile di er s tma sistemlerine göre daha düflük s cakl k aral klar nda da çal flabilmektedir. Bu da do al olarak bu sistemin di erlerine göre daha verimli olmas n sa lamaktad r. Duvardan s tma sistemlerinde maksimum çal flma s cakl 40 C-45 C dir. Bu çal flma flartlar günümüzde yayg n olarak kullan lan 90/70 lik sistem ile ve düflük s cakl kl s tma sistemlerinde önerilen 65/55 lik sistemle karfl laflt r ld nda ne kadar verimli oldu u aç kça görülmektedir. Avantajl yönlerinin tan t lmas ile bu s tma sisteminin de önümüzdeki y llarda yayg nlaflaca beklenmektedir. Duvardan s tma SIRA ve S ZDE so utmada kullan labilecek panel tipleri hakk nda bilgi veriniz. 5 Günümüzde yenilenebilir enerji kaynaklar n n kullan m teflvik edilmekte hatta yenilenebilir enerjinin belli oranlarda kullanma zorunlulu u getirilmesine iliflkin haz rl klar yap lmaktad r. Duvardan s tma- so utma sistemleri yenilenebilir enerji SORU kaynaklar yla SORU birlikte kullan labilecek en uygun s tma sistemi olarak da görülmektedir. Duvardan s tma so utma sistemleriyle birlikte çal flt r labilecek bafll ca yenilenebilir enerji D KKAT kaynaklar günefl, rüzgar, jeotermal ve çevre enerjisidir. Çevre ener- D KKAT jisinden yararlanmada toprak kaynakl, su kaynakl ve hava kaynakl s pompalar kullan lmaktad r. Duvardan s tma-so utma sistemlerinde s pompas n n yan s - ra günefl enerjisi de birlikte kullan labilmektedir. Böylece duvardan s tma-so utma sistemleriyle birlikte yenilenebilir enerjinin de kullan m ; enerji tasarrufu, alter- AMAÇLARIMIZ AMAÇLARIMIZ K T A P K T A P

89 3. Ünite - Is tma Sistemlerinde Enerji Ekonomisi 79 natif yak tlar n daha çok kullan lmas ve CO 2 emisyonunda azalmalar ortaya ç karacakt r. Duvardan s tma-so utma sistemiyle yenilenebilir enerji kaynaklar n n ( s pompas, günefl gibi) kullan m ithale dayal enerji kullan m n n azalt lmas n da sa layarak milli ekonomiye katk da bulunacakt r. Duvardan s tma-so utma sistemleri için önerilen en uygun sistem çözümü, günefl, s pompas ve yo uflmal sistemlerin birlikte kullan m d r. Duvardan s tma-so utma sistemleriyle birlikte tavan ve zemin s tmas da yap - labilmektedir. K fl n s tma durumunda duvardan ve yerden s tma panelleri, yaz n ise duvardan ve tavandan so utma panelleri devreye girecektir. Binan n d flar ya bakan yüzü, özellikle büyük cam yüzeylerden olufluyorsa, bu yüzeyler ile iç ortam aras ndaki s cakl k farklar artmaktad r. Bu durum da konforsuzlu a neden olmaktad r. Duvara yerlefltirilen s tma ya da so utma panelleri d fl duvar ile iç ortam aras ndaki s cakl k fark n azaltaca ndan daha konforlu bir ortam hissi ortaya ç - kacakt r. Duvardan s tma ve so utma sisteminin uygulamas na iliflkin baz örnekler fiekil 3.4 te görülmektedir. fiekil 3.4 Duvardan Is tma ve So utma Sisteminin Uygulamas na liflkin Baz Örnekler Duvardan Is tma-so utma Sisteminin Olumlu Yönleri Hem s tma hem so utma yap labilmesi bu sistemin önemli bir avantaj olarak ortaya ç kmaktad r. Duvarlardaki s tma yüzeyi alan n n fazlal ve yaz ve k fl durumuna göre döfleme ve kenar alanlar ndan da yararlan labildi i düflünülürse, daha genifl bir alan kullan labildi inden daha düflük s cakl klarla çal flma olana ortaya ç kmakta ve sistem verimi daha yüksek olmaktad r. Duvardan s tma ve so utmada insan yap s na daha uygun bir s da l m ortaya ç kt ndan çok konforlu bir s tma so utma ortaya ç kmaktad r. So utma durumunda klima sistemlerindeki hava h zlar ; s tma durumunda konvektör ve radyatörlerdeki hava h zlar söz konusu olmad ndan insan rahats z edici bir hava ortam ortaya ç kmayacakt r. Yerden s tma sistemlerinde oldu u gibi duvarda da s cak bir ortam söz konusu oldu undan duvarlarda nem problemi ortaya ç kmayacakt r. Yenilenebilir enerji kaynaklar yla birlikte kullan labilen en uygun düflük s - cakl kl s tma sistemidir. Bu yönüyle fosil yak tlar daha az kulland ndan emisyonlar n azalt lmas aç s ndan da bir avantaj ortaya ç kmaktad r. Suyla çal flt ndan suyla çal flan radyatör gibi di er sistemlerle seri olarak ba lanma olana bulunmaktad r. Bak m onar m kolay olacak flekilde merkezi bir yerde kurulma olana bulunmaktad r.

90 80 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi 6 Duvardan Is tma-so utma Sisteminin Olumsuz Yönleri Yerden s tma sistemlerinde oldu u gibi s ataleti yüksektir. Dolay s yla geç s n p geç so urlar. Otel iflletmecili i için uygun olmayabilir. Borular için uzun ömür süreleri verilmekle birlikte, iflçilik ya da ba lant yerindeki hatalardan dolay ortaya ç kan ar zalarda tüm duvar n yenilenmesi gerekebilir. Elektrikli döflemeden s tma sistemini anlatarak nerelerde kullan ld n aç klay n z. Yo uflmal Sistemler Yo uflmal sistemler, baca gaz içerisinde bulunan buhar n yo uflturulmas yla ortaya ç kan enerjiden yararlanan sistemlerdir. Yak tlar bünyelerinde su bulundurabilmektedirler. SORU Bunun d fl nda, özellikle do algaz gibi bünyesinde hidrojen bulundu- SORU ran yak tlar oksijenle birlefltiklerinde su ortaya ç karmaktad rlar. Gerek yak t n içerisinde bulunan su, gerekse yak ttaki hidrojenin oksijenle birleflmesiyle ortaya ç - D KKAT D KKAT kan su yanma s ras nda buharlaflmaktad rlar. Buharlafl rken de buharlaflma enerjisini yak t n verdi i enerjiden almaktad rlar. Yak t için tan mlanan alt s l de er ve üst s l de er de bu prensip temelinde ortaya ç kmaktad r. Üst s l de er yak t içerisindeki suyun buharlaflmadan önce yak t n sahip oldu u enerjidir. Alt s l de er AMAÇLARIMIZ ise yak tta bulunan veya yanma sonucu oluflan suyun buharlaflmas için harcanan enerjiden sonra AMAÇLARIMIZ yak t n sahip oldu u s l de erdir. Do algaz n bünyesinde bulunan hidrojen nedeniyle ortaya ç kan su miktar na K T A P bakt m zda, K 1 Tkg A do algaz n P yanmas sonucunda 1,5-1,7 kg su ç kt görülmektedir. Motorinin 1 kilogram n n yanmas sonucunda ise baca gaz nda 1,1 kg su oluflmaktad r. 1 kg suyu buharlaflt rmak için, 2255 kj enerji kullan lmaktad r. Bunun anlam, TELEV ZYON yak t içerisinde bulunan suyun her kilogram için yak t n enerjisinden TELEV ZYON 2255 kj kullan lmaktad r. Son y llara kadar verim hesaplamalar nda alt s l de er kullan lmaktayd. Çünkü bu flartlarda, baca gaz s cakl 100 C nin çok üzerinde oldu undan su buhar halde bacadan at lmakta ve sisteme giren enerji olarak alt s l NTERNET de er kabul NTERNET edilmektedir. Zaten baca gaz s cakl n n düflürülmesi, bacada yo uflmalara neden oldu undan, yo uflman n ortaya ç kard korozyon ve hasarlar nedeniyle de istenilmeyen bir durum olarak ortaya konulmaktayd. Düflük s cakl kl s tma sistemlerinin ortaya ç kmas baca gaz ndaki yo uflma ciddi bir avantaj olarak ortaya ç karm flt r. Çünkü bu yo uflma s ras nda da her kg su için 2255 kj lik bir enerji aç a ç kmaktad r. Yo uflmal sistemler aç a ç kan bu enerjiden yararlanabilen sistemlerdir. Yo- uflmal sistemlerin mant baca gaz s cakl n, baca gaz nda bulunan buhar n yo uflma s cakl n n alt na düflürülerek bunun yo uflmas n sa lamak ve bu enerjiden yararlanmaya dayanmaktad r. Yo uflman n gerçekleflti i baca bölümüne bir eflanjör yerlefltirilerek bu eflanjörden kazana s tma sisteminden dönen su hatt geçirilmektedir. Bu eflanjörde baca gaz ndaki buhar yo uflurken enerjisini eflanjöre vermekte, sistemden dönen dönüfl suyu ise bu eflanjörden ön s t larak geçirilerek kazana yollanmaktad r. Böylece kazanda verilecek enerjinin bir k sm bu eflanjörde verilmifl olmaktad r. Yo uflmal sistemlerin tasar m nda iki önemli nokta bulunmaktad r. Birincisi, yo uflmal sistemler düflük s cakl kl s tma sistemlerinde kullan lmal d r. Kazan ya da kombinin çal flma s cakl klar 90/70 de il 45/65 gibi düflük s cakl klarda olmal d r. Yani 65 C de kazandan ç kan su, sistemi dolaflarak enerjisini verirken 45 C de sistemden ç kmaktad r. Bu noktada 45 C de kazana girece ine bacadaki yo uflma bölümüne sokulmakta, burada ön s t ld ktan sonra kazana

91 3. Ünite - Is tma Sistemlerinde Enerji Ekonomisi 81 girmektedir. Yo uflmal sistemlerin tasar m ndaki ikinci önemli nokta ise bacad r. Klasik uygulamalarda baca gaz s cakl 160 C nin üzerinde oldu undan dolay yo uflma meydana gelmemektedir. Bacan n özelli i dolay s yla da yo uflma olmas istenmemektedir. Çünkü mevcut bacalar n yap s yo uflma durumunda tahribatlara yol açabilmektedir. Yo uflmal sistemlerde bacalar paslanmaz çelikten yap lmakta olup korozyona karfl dayan kl d rlar. Benzer flekilde, yo uflmal kazan ve kombilerin malzemesi de yo uflmaya dayan kl olacak flekilde seçilmektedir. Yak t n üst s de erinden yararlan lmakla, yo uflmal sistemlerin verimi klasik sistemlere göre %5-%15 daha fazla ortaya ç kmaktad r. yo uflmal sistemlerde baca gaz düflük s cakl kla at ld ndan d flar ya at lan enerjiden de %5-%7 civar nda bir tasarruf ortaya ç kmaktad r. Bunun d fl nda, baca gaz s cakl n n düflük olmas atmosfere verilen NO X emisyonunda da azalmalar olmas n sa lamaktad r. Bu özelli i dolay s yla Avrupa Birli i ülkelerinde yo uflmas z kazan ve kombilerin sat fl yasaklanm flt r. Yo uflmal sistemler özellikle do algaz n yayg nlaflmas yla daha fazla kullan m aflamas na gelmifltir. Çünkü do algaz motorine göre daha fazla hidrojen içerdi inden baca gaz nda daha fazla su bulunmaktad r. Dolay s yla do algaz n alt s l enerjisi ile üst s l enerjisi aras ndaki fark daha fazla oldu undan, do algaz kullan m nda yo uflma enerjisinden daha fazla yararlan lmaktad r. Üst s l enerjiden yararlanma tekni i bu ve baz baflka nedenlerden dolay do algaz kullan m yla s n rl kalm flt r. Yo uflmal sistemlerde elde edilebilecek yo uflmufl su miktar ile buna ba l olarak elde edilen yo uflma enerjisi pek çok faktöre ba l bulunmaktad r. Is tma sistemi yüksek s cakl klarda çal flt r l rsa baca gaz s cakl da artmakta, dolay s yla yo uflma enerjisinden yararlan lamamaktad r. Yo uflmal sistemlerde kazan dönüfl suyu s cakl olabildi ince düflük olmal d r. Baca gaz s cakl da baca gaz ndaki buhar n yo uflma s cakl ndan daha düflük s cakl kta olmal d r. Kazan dönüfl suyu s cakl ne kadar düflük olursa ve baca gaz s cakl, suyun yo uflma s cakl n n alt nda olmak kayd yla, ne kadar düflük olursa, yo uflma enerjisinden yararlanma miktar o kadar fazla olacakt r. Yo uflmal sistemlerde yo uflman n tam olarak sa lanabilmesi önemli bir kriter olarak ortaya ç kmaktad r. Yo uflmal sistemlerden maksimum yararlanma di er bir deyiflle alt ve üst s l de erler aras ndaki enerjiden maksimum yararlanma tam yo uflma flartlar nda elde edilebilir. Bunun için borudaki s cakl k profilinin tam olarak incelenmesi gerekmektedir. Bu inceleme yap l rken s cak gaz n içinden geçti i borunun merkezindeki ak m s cakl ile s cak gaz n içinden geçti i borunun cidar s cakl büyük önem arz etmektedir. Yo uflman n oluflmas nda kazan dönüfl suyu s cakl n n büyük önemi bulunmaktad r. S cakl k profili incelenirken, s cakl k profilinin su buhar çi noktas do rusu ile iliflkisi incelenerek üç farkl iflletme türü ortaya ç kabilir: Yo uflma hiç olmayabilir, k smi yo uflma olabilir ya da ideal halde tam yo uflma olabilir. Yo uflma olmas için baca gaz s cakl buhar n yo uflma s cakl n n alt nda olmal, su s cakl da çi noktas s cakl n n alt nda bulunmal d r. Yo uflma oluflumuna iliflkin verilen fiekil 3.5(a) incelendi inde gaz n s cakl n n çi noktas s - cakl n n üzerinde oldu u görülmektedir. Dolay s yla gaz n içerisinde bulunan buhar, bu s cakl kta yo uflmayaca ndan buhar olarak d flar ç kacak ve enerjisini vermeyecektir. fiekil 3.5(b) incelendi inde ise s cak gaz n içindeki H 2 O nun s cakl, çi noktas s cakl n n alt nda, ancak merkezdeki ak m s cakl bunun üzerinde bulunmaktad r. Ortaya ç kacak yo uflma miktar s cakl k profiliyle çi noktas do rusunun kesiflme noktas na ba l d r. fiekil 3.5(b) de k rm z çizgiyle gösteri-

92 82 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi fiekil 3.5 Yo uflma Oluflumunun ncelenmesi len s cakl k profilinin boru içinde kalan k sm gaz n, dolay s yla içinde bulunan suyun da s cakl n da göstermektedir. S cakl k profilinin boru içerisindeki k sm incelendi inde, boru cidar ndan itibaren çi noktas ile kesiflme noktas na kadar mavi ile gösterilen bölgede yo uflma olmaktad r. Bu nedenle de k smi bir yo uflma söz konusudur. Tam yo uflma durumunda ise fiekil 3.5(c) den görüldü ü gibi merkezdeki s cakl k profili ve gaz n s cakl çi noktas s cakl n n alt nda kald ndan tam yo uflma sa lanmaktad r. S cakl k Duvar Çi Noktas S cakl k Profili Duman gaz borusu S cakl k Çi Noktas Duvar S cakl k Profili Duman gaz borusu Su Duman Gaz (a) Yo uflma Yok Duman Gaz (b) K smi Yo uflma S cakl k Çi Noktas Duman gaz borusu Duvar S cakl k Profili Duman Gaz (c) Tam Yo uflma ISITMADA GÜNEfi ENERJ S DESTE Günefl enerjisi bafllang çta sadece kullan m s cak suyu amac yla hayat m za girmifltir. Daha sonra s tmaya destek ve elektrik enerjisi üretiminde de günefl enerjisinden yararlanma, uygulamada da kullan ma girmifltir. Özellikle geçifl mevsimlerinde sadece güneflten yararlanarak s t lan konutlarda k fl mevsimi ilerledikçe günefl enerjisinin yetmedi i durumlarda klasik s tma sistemlerinin takviyesi gerekmifltir. Günefl enerjisiyle s tma uygulamas nda, di er s tma uygulamalar nda oldu u gibi yal t m çok önemlidir. Yaklafl k bir de er vermek gerekirse, yal t ml 250 m 2 lik bir ev için 40 m 2 lik düz günefl kollektörü önerilmifltir. Günefl enerjisi s tmada kullan lacaksa mutlaka düflük s cakl kl s tma sistemi kullan lmal d r. Yerden ve duvardan s tma günefl enerjisi kullan m için çok uygun bir seçenek olarak ortaya ç kmaktad r. Günefl enerji sisteminde dolaflan ak flkan n donma riskine karfl gerekli önlemler al narak katk maddeleri eklenmelidir. Is tmada kazanla birlikte günefl enerjisi deste i kullan lan bir sistem için basit bir flema fiekil 3.6 da verilmifltir.

93 3. Ünite - Is tma Sistemlerinde Enerji Ekonomisi 83 fiekil 3.6 Gelifl Kollektörü Is tmada Kazanla Birlikte Günefl Enerjisi Deste i Kullan lan Bir Sistemin fiemas Gidifl Kollektörü Pompa Radyatör Kazan Is tmada destek amac yla uygulanan günefl enerjisi sistemleri kazana gidecek suyun ön s t lmas nda kullan lmas yla enerji tasarrufu sa lamaktad r. Özellikle hafta sonu evlerinde, evin kullan lmad zamanlarda sadece günefl enerjisi ile ev belli bir s cakl k düzeyinde tutularak eflyalar n ve duvarlar n nemden zarar görmemesi de sa lanmaktad r. Günefl enerjisi sistemlerinde; hijyen, donma, kireçlenme, ömür, enerji kayb, verim gibi faktörler göz önüne al narak kapal sistemler tercih edilmektedir. Kapal sistemlerde de pompal dolafl m sistemi tercih edilmelidir. Günefl enerjisi sistemlerinde s nman n yan s ra kullan m s cak suyuna destek sa lanmaktad r. Bu sistemin otomatik kontrol ile donat lmas yla daha verimli ve konforlu iflletilmesi mümkün olmaktad r. Günefl enerjisi sisteminin s tmaya destek amaçl kullan lmas nda etkinli i art rmak için s t c yüzeylerin çok iyi bir flekilde boyutland r lmas gerekmektedir. Is tma tesisat n n dönüfl suyu s cakl ne kadar düflük olursa, kolektörlerdeki ve s tma-depo boylerindeki su s cakl klar aras ndaki fark da o kadar fazla olacakt r. Is tma tesisat ndan dönüfl suyu s cakl n n en düflük oldu u sistem, düflük s cakl kl s tma sistemleridir. Bu nedenle günefl enerjisi sistemlerinin s tma destek amac yla kullan m ndaki en ideal sistem, yerden ve duvardan s tma sistemleridir. Günefl enerjisinin s tmada destek olarak kullan lmas n n avantaj ve dezavantajlar nelerdir? Günefl enerjisinde kullan lan kollektörlerde aranan bafll ca özellikler SIRA nelerdir? S ZDE SORU D KKAT SORU D KKAT 7 8 SORU D KKAT SORU D KKAT

94 84 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi KASKAD S STEMLER Kaskad sistemler, merkezi s tma sistemi kullan lan binalarda, s tma sistemini, mevsime göre ihtiyaç duydu u optimum düzeyde çal flt rarak enerji ekonomisi sa lamaktad r. Son y llarda sa lad avantaj nedeniyle kaskad sisteminin kullan - m nda ve tercihinde art fllar görülmektedir. Is tma sisteminin ihtiyac olan s kapasitesi tek bir kazan yerine birçok duvar tipi cihazdan oluflmaktad r. Geçifl mevsimlerinde binan n s ihtiyac, tam kapasitesnin dörtte biri de erine kadar düflebilmektedir. Geçifl mevsimlerinde s ihtiyac n n düflük olmas nedeniyle kazanlar, ihtiyaca ba l olarak %30-%40 gibi düflük kapasitelerde çal flabilmektedir. Düflük kapasitede çal flmas nedeniyle de çal flma verimleri düflmektedir. Bu sak ncay ortadan kald rmak üzere kaskad sistemleri önerilmektedir. Kaskad kazan sistemi olarak adland r lan bu sistem, birbiriyle mekanik ve elektronik olarak haberleflerek çal flmakta ve ihtiyaca göre s ral olarak devreye girerek yak t tasarrufu sa lamaktad r. Bu sistemde kazan yedeklemeye de gerek bulunmamaktad r. Yo uflmal sistemlerin gelifltirilmesinden sonra, tek bir kazan yerine yo- uflmal olarak çal flan birden fazla duvar tipi kazan kullan larak yüksek verimli bir çal flma sistemi ortaya konulmaktad r. Kaskad sisteminde kullan lan duvar tipi cihazlar n, hem yo uflmal hem de modülasyonlu olmas ve s ral olarak çal flt r lmas sistemin toplam verimi ve ömrü aç s ndan çok olumlu sonuçlar ortaya ç karmaktad r. Modülasyonlu çal flma nedeniyle her bir duvar tipi kazan %10-%100 aras nda modülasyonla çal flabilmektedir. Böylece her kazan n kendi içerisinde kapasitesini ayarlayabilme özelli i sayesinde sürekli olarak tam kapasite çal flma sa lanabilmektedir. Kaskad sisteminde birden çok cihaz birbirine ba lanabilmekte ve birlikte kumanda edilebilmektedir. Çal flma s ras nda kullan lan cihazlar n toplam kapasitesi, sistemin kapasitesi olarak ortaya ç kmaktad r. Tipik bir kaskad sistemi, alt ana bölümden oluflmaktad r. Bunlar s ras yla cihazlar, hidrolik sistem, gaz sistemi, baca sistemi, elektrik sistemi ve kontrol sistemidir. Kaskad sisteminde yüksek verimli ve yüksek kapasiteli (50-60 kw) yo uflma teknolojili duvar tipi cihazlar kullan lmaktad r. Hidrolik sistemler, kaskad sisteminde kullan lan alt sistemlerden biri olup, hidrolik devrede her cihaz n gidifl ve dönüfl hatlar kapama vanas yla donat lmal d r. Böylece bir cihaz ar zaland nda ilgili vanalar kapat larak bu cihaz devre d fl b rak labilmektedir. Gaz sistemi, merkezi bir gaz borusundan cihazlara gaz sa layan boru donan m na sahiptir. Ortak olarak kullan lan gaz borusu duvar tipi kazanlar n maksimum gaz ihtiyac n karfl - layabilecek flekilde boyutland r lm flt r. Boyutland rma yap l rken üretici firma taraf ndan verilen bas nç kay plar dikkate al nmal d r. Buradaki temel kriter, en sondaki cihaz n bile ihtiyaç duydu u bas nç ve kapasitenin sa lanabilmesidir. Kaskad uygulamalar ndaki baca sistemi hermetik cihaz kullan m durumunda ayr bir baca sistemiyle donat l r. Bu sistemde tüm hermetik sistemlerde oldu u gibi yanma için gerekli olan taze hava, d fl ortamdan sa lan r. Yanm fl baca gaz da yine d fl ortama verilir. Kaskad sisteminde kullan lan elektrik sisteminde cihaz besleme voltaj, cihaz özelliklerine uygun olmal d r. Elektrik tesisat, yerel kurallara uygun olarak yap l r. Cihazlar, toprakl prize ba lan r ve sistem topraklan r. Kaskad sistemlerinde geliflmifl bir kontrol sistemi kullan lmaktad r. Üretici firmalar n belirledi i standartlara ba l olarak çeflitli ifllevleri yerine getiren bir kontrol sistemi bulunmaktad r. Kontrol sistemi, önceden set edilen de erleri göz önüne alarak sensörden ald verileri de de erlendirip cihazlar maksimum verimde çal flt r r. Kaskad uygulamalar nda en az iki, en çok yirmibefl cihaz birbirine ba lanabilmektedir. Kaskad sisteminin bafll ca avantajlar flu flekilde ortaya konulabilir:

95 3. Ünite - Is tma Sistemlerinde Enerji Ekonomisi 85 Özellikle geçifl mevsimlerinde tek kazan n düflük kapasitede verimsiz çal flt r lmas yerine; bir, iki ya da üç cihaz tam kapasiteyle çal flt r larak verimli bir iflletme ortaya ç kar. Duvar tipi kaskad cihazlar, kazan dairesinde çok az yer kaplad ndan kazan dairelerinin geri kalan k s mlar farkl amaçlar için kullan labilir. Tek bir kazan söz konusu olmad ndan kullan lan su hacmi daha az olacakt r. Bundan dolay da daha az su kütlesi s t lacak ve dolaflt r lacakt r. Cihaz n su hacminin küçük olmas, suyun daha k sa sürelerde istenilen s - cakl k de erine ulaflt r lmas n sa layacakt r. Kaskad sisteminde kullan lan duvar tipi kazanlar n gövdesi küçük oldu undan fl n m kay plar da do al olarak daha azd r. Kaskad sistemi, uygulanma mant gere i birden fazla duvar tipi kazana dayand ndan, bak m ve ar za durumunda yedeklenme olana vard r. OTOMAT K KONTROL VE ENERJ EKONOM S Kazan iflletmesinin insan inisiyatifinden otomatik sistemlere geçmesi yak t tasarrufu, iflletme kolayl ve konfor gibi avantajlar ortaya ç karmaktad r. Otomatik kontrol sistemlerinin kullan lmas yla uygulan lan yere ba l olarak %40 a varan enerji tasarrufu ortaya ç kabilmektedir. Is tma sistemleri tasarlan rken TS2164 standard dikkate al nmaktad r. TS2164 e göre s kayb hesab yap l rken illerin d fl s cakl klar için verilen çizelge kullan lmaktad r. Bu çizelgede illerin karfl laflabilecekleri en so uk d fl s cakl k de erleri verilmektedir. Dolay s yla kazan, radyatör kapasiteleri ile boru çap hesaplar en kötü flartlar için verilen d fl s cakl k de eri için hesaplanmaktad r. Bu durumda da cihaz kapasiteleri gere inden büyük olarak ortaya ç kmaktad r. Cihazlar, bu maksimum kapasiteyi bazen y lda birkaç gün görmekte, bazen de bir y l boyu hiç görmemektedir. Örne in Eskiflehir için verilen d fl s cakl k de eri -12 C dir. Eskiflehir, bu s cakl k de erini baz y llar k s tl günlerde görmekte, baz y llarda ise hiç görmemektedir. Is tma istemleri çal fl rken, çal flt andaki d fl s cakl k dikkate al narak kapasite buna göre ayarlanmal d r. Ayr ca odalar, daha önce kullan c taraf ndan set edilen konfor s cakl na geldi inde s tma sistemi devreden ç kar lmal d r. Kullan c lar n evde olmad saatlerde ve gece saatlerinde s tma sistemi farkl flartlarda çal flt r lmal d r. Bu istekleri karfl layabilmek üzere çeflitli otomatik kontrol cihazlar ve sistemleri gelifltirilmifltir. Otomatik kontrol sistemlerinin kullan lmas için yap lan yat r m, kendini sa lad enerji tasarrufu ile k sa sürede ödemektedir. Merkezi ve bireysel sisteme ba l olmak üzere farkl kontrol cihazlar kullan lmaktad r. Is tma sistemlerinde kullan lan bafll ca kontrol cihazlar ve sistemleri flunlard r: oda termostat, termostatik radyatör vanas, kazan termostat, pay ölçer, tam otomatik sistemli kazan kontrolü, yakma yönetim sistemleri ve motorlu vanalarla sistem veya zon kontrolüdür. Oda termostat, önceden ayarlanan bir set de erine ba l olarak odan n arzu edilen s cakl kta tutulmas n sa lamaktad r. Genellikle bireysel sistemlerde kombi veya kat kaloriferi ile birlikte kullan lmaktad r. Oda termostat n n yerlefltirilece i oda ile yerlefltirilece i odadaki konumu önemlidir. Daireyi s cakl k aç s ndan en uygun temsil edebilecek oda seçildikten sonra odan n uygun bir konumuna monte edilir. Oda termostat dairenin kuzeye bakan odas n n kuzeye bakan duvar na yerlefltirilirse, tüm daire yüksek s cakl kta s t l r. Tam tersi odan n nispet s cak bir bölgesine yerlefltirilirse bu kez de daire yeterli konfor düzeyinde tutulamayacakt r. Oda termostatlar n n baz tipleri, sadece s cakl k ayar yapabilmektedir. Baz tipler-

96 86 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi de ise, s cakl k ayar n n yan s ra zaman ayar da yap labilmektedir. Zaman ayar yap labilen termostatlarda günlük ya da haftal k program yap labilmektedir. Oda termostat ile s cakl k kontrolü, kat kaloriferi ya da kombinin yan na gidilmeksizin oda termostat üzerinden gerçeklefltirilir. Oda termostat uzaktan kumanda olana- ile de donat labilmektedir. Oda termostat n n s cakl ölçen duyar eleman n n yerlefltirildi i odada s cakl k sabit kalacak flekilde kat kaloriferi ya da kombi çal flt r l r ya da durdurulur. Oda, yeterli s cakl a geldi inde kat kaloriferi ya da kombinin çal flmas durdurulur. Oda s cakl belirli bir s cakl k de erinin alt na indi- inde ise, kat kaloriferi ya da kombi tekrar çal flt r l r. K saca aç-kapa (on-off) prensibiyle çal flan bu sistemin baz dezavantajlar da bulunmaktad r. Bu sistemde cihaz n devreye girme süresi, cihaz n ayar aral ile s n rl d r. Oda termostat kullan - m nda yak t tüketimi, di er kontrol elemanlar kullan m na göre daha fazlad r. Bu sistemle ancak tek zon kontrol edilebilir. S cakl k dalgaland rmalar ortaya ç kt ndan yeterli konforun sa lanamad durumlar ortaya ç kmaktad r. Su s cakl yüksek oldu undan, sistemin y ll k verimi düflmektedir. Termostatik radyatör vanas, oda s cakl n n belli bir düzeyde tutulmas yla sisteme enerji tasarrufu sa layan bir uygulamad r. Mevcut uygulamalarda ço unlukla termostatik radyatör vanas yerine sadece su girifl-ç k fl n ayarlayan basit radyatör vanas kullan lmaktad r. Mevcut uygulamalarda odadaki s cakl k artt nda nadiren radyatör vanas elle k s larak s cak su girifli azalt lmakta, böylece radyatöre s cak su girifli azalt lmakta ve enerji tasarrufu sa lanmaktad r. Genellikle radyatör vanas n n elle k s lmas yerine maalesef pencere aç lmas yoluna gidilmektedir. Oda s cakl n konfor düzeyinde tutarak enerji tasarrufu sa laman n bir yolu da termostatik radyatör vanas kullan m d r. Radyatör vanas, radyatöre su girifl noktas na yerlefltirilir. Oda s cakl ndan kumanda alan termostat set edilen konumuna ba l olarak s cak su giriflini açmakta ya da kapatmaktad r. Oda s cakl n alg layan termostat muslu un kafas na yerlefltirilmifltir. Oda s cakl ndan gelen kumanda ile radyatöre giden su debisi duruma göre art r lmakta ya da azalt lmaktad r. Radyatöre giren su debisinin art r lmas ya da azalt lmas radyatörün s l gücünü art rmakta ya da azaltmaktad r. Böylece odan n s cakl d fl s cakl a ba l olmaks - z n istenilen seviyede tutulmaktad r. Bu uygulama kullan lmad nda havan n nispeten iyi oldu u günlerde odaya boflu bofluna yüksek enerji verilmektedir. Termostatik radyatör vanalar, genellikle küçük çapl s tma sistemlerinde, bireysel s tma sistemlerinde ve villa tipi evlerde kullan lmaktad r. Termostatik radyatör vanalar yla; farkl odalarda, farkl s cakl k seviyeleri ayarlanarak zon kontrolü de yap - labilmektedir. Genel olarak termostatik radyatör vanalar n n avantajlar gözden geçirilirse flu noktalar göz önüne ç kmaktad r: stenilen bir s cakl a ayarlanabildi inden konforlu bir s cakl k ve enerji tasarrufu sa lan r. Her oda için ayr bir s cakl k kontrol olana bulunmaktad r. Radyatörler üzerinde bir radyatör vanas bulunmaktad r. yeni yap lan tesisatlarda klasik radyatör vanas koymak yerine az bir fiyat fark ile termostatik radyatör vanas kullan lmas daha az yat r mla enerji tasarrufu sa lama olana ortaya ç karmaktad r. Montaj kolay olup, herhangi bir iflletme gideri bulunmamaktad r. Termostatik radyatör vanas kullan lmas durumunda, radyatör nifl ile kapat lmamal d r. Böyle bir uygulamada radyatör, radyatör vanas ile birlikte kapat ld ndan termostatik radyatör vanas n n da içinde bulundu u kapal bölmenin s cakl artarak oda s cakl n n do ru alg lanmamas na neden olur. Ayr ca radyatörlerin kapat lmas ; radyatör verimini olumsuz yönde et-

97 3. Ünite - Is tma Sistemlerinde Enerji Ekonomisi 87 kilemekte, enerji kay plar n art rmaktad r. Benzer flekilde termostatik vanan n önü, dolap, perde, koltuk gibi eflyalarla kapat lmamal d r. Kazan termostat, kazandaki su s cakl n ayarlanan sabit bir de erde tutarak enerji tasarrufu sa lamaktad r. Kazan termostat ; brülör tipine ba l olarak iki kontakl, üç kontakl ve oransal tipte uygulanmaktad r. ki kontakl tipler, en basit olanlar d r. Bu tipler, tek kademeli brülörlerin on-off kontrolüne ba lanmaktad r. Sisteme yerlefltirilen basit bir termostat vas tas yla, s cakl k belirli bir de erin alt na düflünce brülör devreye al nmakta, s cakl k belirli bir de erin üzerine ç kt nda brülör durdurulmaktad r. Uygulamada genelikle açma ile kapama aras ndaki s cakl k fark 6K mertebesindedir. Bu s cakl k fark baz termostatlarda de ifltirilebilmektedir. Kazan termostat, enerji tasarrufu sa laman n yan s ra kazan emniyetini de sa lamaktad r. Üç kontakl termostatlar; genellikle iki kademeli brülörlerde kullan lmakta olup, belirlenen iki s cakl k de erine karfl l k brülörün iki çal flma kapasitesi ayarlanm flt r. Oransal termostatlarda sürekli olarak kontrol bulunmaktad r. termostat n duyar eleman ndan al nan sinyale göre orant l olarak bir motorlu vana, kazana gönderilen yak t ve hava miktar n ayarlamaktad r. Oransal termostat ayar ile, hava ve yak t miktar kademeli olarak de iflirken su s cakl da kademeli olarak de iflmektedir. Su s cakl, belirli bir s n r de ere yaklaflt kça oransal termostat hava ve yak t k smaktad r. Böylece kazana verilen enerji de azalt lmaktad r. Payölçerler, merkezi sistemde her dairenin tüketti i s miktar n metrekare esas na göre de il harcad yak t miktar na göre belirleyen bir cihazd r. Avrupa ülkelerinde kullan lan bu sistemde radyatör üzerinde bulunan klasik vanalar n yerine s cakl k ayar yapabilen termostatik vanalar tak lmakta ve radyatör pete inin üzerine de pay ölçer monte edilmektedir. Böylece payölçer sistemiyle merkezi sistem s tmada bireysel sistemdeki gibi kulland enerji kadar fatura ödeme gerçekleflecektir. AB mevzuat na uygun olarak 18 Nisan 2007 tarihinde TBMM genel kurulunda görüflülerek kabul edilmifl olan enerji verimlili i yasas nda payölçer sistemi kullan m yla ilgili düzenlemeler de yap lm flt r. Bu yasada merkezi s tma sistemli yeni binalarda s ve s cak su tüketiminin bireysel olarak ölçümlendi i pay ölçüm sistemine geçifl zorunlu hale getirilmifltir. Bu amaçla 5 y ll k bir geçifl süreci öngörülerek 2 May s 2012 tarihi itibariyle eski ve yeni tüm merkezi sistemli binalar n bu sisteme geçmesi zorunlu hale getirilmifltir. Binalarda Enerji Performans Yönetmeli i gere ince de yeni yap lmakta olan ve mevcut binalar 2000 m 2 ve üzeri kapal alana sahip ve merkezi sistemle s n yorlarsa s paylafl m sisteminin kullan lmas zorunlu hale getirilmifltir. Bu sistemde daire sakinleri her odan n s cakl - n ayr ayr ayarlayabilmekte ve otomatik olarak sabit s cakl kta tutabilmektedir. Evin s cakl n kendisi kontrol etti inden, eskiye göre s tüketimini azaltabilecektir. Sistemin kurulmas basit olup montaj s ras nda herhangi bir k r lma ve tadilat ifllemi olmayacakt r. Mevcut s tma tesisat üzerinde de ifliklik yap lmas gerekmedi- inden mevcut binalar için de kullan ma uygundur. Dairede oturanlar tükettikleri s enerjisi miktar oran nda yak t giderine ortak olmaktad rlar. Is tüketimini en iyi kontrol eden ve dairede yal t m tedbirlerini en iyi alanlar daha fazla yak t tasarrufu yapabileceklerdir. Genellikle merkezi s tma sistemi kullanan mevcut yap larda odan n s cakl artt nda radyatörün k s lmas yerine pencere aç lmas tercih edilmektedir. Oysa bu sistemde oda s cakl artt nda tüketici radyatördeki termostatik vana üzerinden ayarlama yaparak s cakl istedi i konfor düzeyine düflürebilecektir. Örne in, kazan dairesine yak n olan dairelerde s cakl n iyi bir flekilde kontrolü ile eskiye oranla ciddi bir enerji tasarrufu elde edilebilecektir. Bu sistemin uygulanmas yla bina genelinde %20-%40 civar nda bir tasarruf ortaya ç kacakt r.

98 88 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi Bu sistemde her daire ihtiyaç duydu u kadar s enerjisine ekonomik olarak ulafl rken, merkezi kazan n çok yak ld ve az yak ld yönündeki tart flmalar ortadan kald r lacakt r. Cihaza iliflkin s tüketim de erlerinin okunmas daire içerisine girilmeden yap labilece inden, daire sakinleri rahats z edilmeden enerji de erleri belirlenebilecektir. Yakma yönetim ve brülör kontrol sistemlerinin brülörlerde kullan m ile hava/yak t oran çok hassas bir flekilde yap labilmektedir. Böylece brülörün çeflitli flartlarda çal flmas s ras nda tam yanma sürekli bir flekilde sa lanmaktad r. Bununla birlikte oransal çal flma yoluyla, kazan yükü dikkate al narak uyumlu bir çal flma sa lan r ve gereksiz durufllar n önüne geçilir. Yakma yönetim ve brülör kontrol sistemlerinin en önemli özelli i de baca gaz analizinin sürekli kontrol edilmesi ve bu analize ba l olarak brülörün hava/yak t oran n n anl k kontrolü ile emisyon de erleri en iyi noktalarda tutulmas d r. Otomatik trim kontrolü ad verilen ve küçük hava ayar düzeltmeleri yap lan bu sistemde emisyon de erleri sürekli izlenerek yanma ayarlar düzenlenir. Yanma ayarlar düzenlenirken d fl hava flartlar ve yak t özelli i de iflikli i de sürekli alg lanarak kaydedilir. Yakma yönetim ve brülör kontrol sisteminin kullan m ile verim art fl, yak t tasarrufu ve emisyonlarda azalman n yan s ra servis, bak m maliyetlerinde azalmalar ortaya ç kmaktad r. Tam otomatik sistemli kazan kontrolü son y llarda pek çok kazan firmas taraf ndan kullan lmaktad r. Kazana eklenen bir kontrol paneliyle kazan n ekonomik flartlarda iflletilmesi amaçlanmaktad r. Tam otomatik sistemli kazan kontrolü ile y ll k yak t tüketiminde %40 a varan tasarruflar ortaya ç kabilmektedir. Ekonomi panelinin en temel özelli i, sa lanan alg lama ve kumanda sistemleriyle, d fl hava s - cakl ve kazan su s cakl bilgileri al narak brülöre kumanda edilmesi ve kazan suyu s cakl n n ayarlanmas d r. Farkl firmalar taraf ndan tasarlanan kazanlarda birbirinden farkl özellikleri olan ekonomi panelleri kullan lmaktad r. Genel olarak ekonomi paneli ile kazan kontrolünde sa lanan baz özellikler afla da s ralanm flt r: D fl hava ve/veya iç ortam s cakl na göre s tma sistemine giren suyun s - cakl otomatik olarak ayarlanmaktad r. D fl ortam n gün boyunca de iflen s cakl k de erleri ile iç ortamdaki s cakl k de erleri otomatik olarak kaydedilir. Bu de erler dikkate al narak iç ortam ve d fl havaya en uygun olan çal flma e risi ortaya ç kart l r. D fl hava ve iç ortam s cakl klar sürekli olarak izlenerek s tma sistemine giden su s cakl sürekli olarak kontrol edilir. Bununla birlikte boylerde istenen s cakl ktan suyun haz rlanmas n da kontrol eder. Is tma sistemi, günlük ve haftal k olarak programlanabilir. Haftan n her günü için ve günün farkl bölümleri için farkl s tma s cakl klar programlanabilir. Benzer flekilde kullan m s cak suyu için de günlük ve haftal k olarak programlar yap labilir. Kullan c herhangi bir program yapmasa bile fabrika yaz l m n içine standart bir program yüklemifl olup, sistem bu programa göre de etkin bir flekilde çal flabilmektedir. Oda s cakl sürekli kontrol edilerek farkl zamanlarda (gece, gündüz gibi), farkl s cakl klar tan mlanabilir. Yaz k fl çal flma konumlar otomatik olarak belirlenmektedir. Don tehlikesine karfl sistemde koruma mekanizmas bulunmaktad r. Kullan c evde olmasa bile tesisattaki su s cakl +1 C ye düfltü ünde sirkülasyon pompas otomatik olarak çal fl r ve tesisat donmaya karfl korunmufl olur. Is tma veya s cak su haz rlamada baca gaz nda yo uflma riski olmayacak önlemler al n r. Is tma sisteminin 14 saatten fazla çal flt r lmad dönemlerde, kullan lmayan

99 3. Ünite - Is tma Sistemlerinde Enerji Ekonomisi 89 pompalar n s k flma riskini ortadan kald rmak amac yla pompalar otomatik olarak günde bir kez saniye kadar çal flt r l r. Bu s rada kar fl m vanalar da geçici olarak aç l r. Kazan suyunun s cakl alt ve üst limit de erleriyle s n rland r labilmektedir. Brülörün s k s k devreye girmesinin ve sistem veriminin düflmesinin önüne geçilecek önlemler al nm flt r. Lejyoner hastal ndan korunmak ve sistemde bakteri oluflumunu önlemek için boylerde bulunan kullan m suyu haftada bir kez veya haftan n her günü belirlenen bir zamanda, belirli bir süreyle 65 C-75 C lerde tutulur. Bu s - cakl k de eri istendi inde de ifltirilebilmekle birlikte kullan m suyu sisteminde bakterilerin yok edilmesi için bu s cakl k önerilmektedir. Elektrik kesintileri ortaya ç kt nda kontrol ünitesindeki veriler yok olmaz ve kaydedildi i gibi kal r. Arzu edildi i takdirde, cihaz içindeki program bozulmaks z n, program d fl olarak o güne mahsus s tma ve kullan m suyu haz rlanabilir. Yap lan ifllemler ve ölçülen tüm s cakl k de erleri ekrandan takip edilebilir. Ekonomi panelleri s tma sistemine günefl enerji paneli ile birlikte çal flma olana verebilmektedir. Ayr ca kaskad çal flmaya da uygun olarak haz rlanm flt r. Bu amaçla kaskad çal flma için 5 adedi do rudan, 10 adedi kar fl ml olmak üzere 15 adet s tma devresi planlanabilir. Bununla birlikte 5 adet boyler devresi, 5 adet iki kademeli kazan veya 10 adet tek kademeli devre kontrol edilebilir. Mevcut kontrol panelleri kaskad kullan m durumunda genleflme kab, vana gibi tesisat elemanlar n da kontrol edebilir. Ekonomi panelinde bulunan hata menüsü ile sistemde oluflan ar zalar kullan c ya bildirilir. Elektrikli su s t c s ve alarm rölesi kontrol edilebilir. Ekonomi paneli 8 farkl kontrol modu ile ihtiyaca uygun olarak çal flabilmektedir. Ekonomi paneli kontrol ünitesi d fl nda sistem, manuel olarak da çal flt - r labilecek donan ma sahiptir. Motorlu vanalarla sistem ve zon kontrolü s tma sisteminde enerji tasarrufu sa layan ve son y llarda pek çok tesisatta uygulanan bir sistemdir. Bu yöntem, sisteme veya belirli bir zona giden suyun s cakl veya debisi de ifltirilerek kapasite kontrolü yapma prensibine dayanmaktad r. Bu ifllem iki veya üç yollu kontrol vanalar ile gerçeklefltirilebilmektedir. Kalorifer tesisat nda debinin sabit tutulmas tercih edilmektedir. Zon kontrolü ile sistemin belirli bir bölümünün kontrol edilmesi amaçlanmaktad r. Özellikle ifl merkezlerinde farkl zamanlarda farkl s cakl klarda olmas istenen mekanlar bulunmaktad r. Örne in ifl merkezinde sürekli kullan lmayan toplant odalar n n belirli gün ve saatlerde s t l p so utulmas bu yolla sa lanabilmektedir. Özellikle büyük ifl merkezlerinde binan n orta k sm ile d fl k sm ndaki ofislerin s tma ihtiyac birbirinden farkl olabilmektedir. yi bir kontrol sistemi oluflturularak hem sistemin tamam nda d fl s cakl a ba l olarak kapasite kontrolü yap l r, hem de farkl zonlardaki farkl s tma talepleri karfl lanabilir. Bu taleplerin karfl lanmas ancak motorlu kontrol vanalar ile gerçeklefltirilebilmektedir. Bu sistemde radyatöre daha düflük s cakl klarda su gönderilmesi gerekti inde kazandan ç kan s cak su do rudan radyatöre gönderilmemektedir. Kazandan ç kan su ile tesisattan dönen su üç ve dört yollu vanalarda ayar oran na göre istenilen s - cakl a gelecek flekilde kar flt r l r ve ondan sonra radyatöre gönderilir. Böylece radyatöre gereksiz yere s cak su yollanmam fl olur. Üç yollu vanalar bu sisteme göre çal flmaktad rlar. Dört yollu vanalarda ise kar flt r lan suyun bir k s m radyatöre, bir k sm ise kazana yollanmaktad r. Üç ve dört yollu vanalar n tercihinde farkl

100 90 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi avantaj ve dezavantajlar bulunmaktad r. Radyatöre yollanacak suyun s cakl iç ve d fl ortam s cakl na ba l d r. Örne in d fl ortam s cakl 0 C oldu u durumdaki kazan suyu ç k fl s cakl ile -10 C oldu u durumdaki kazan suyu s cakl ayn olmal d r. Ayr ca oda s cakl 20 C olmas arzu ediliyorsa, oda s cakl 20 C ye geldi inde radyatöre kazan suyu gönderilmemelidir. Üç veya dört yollu vana kazan suyu ç k fl borusu ile dönüfl borusu aras na yerlefltirilir. Üç veya dört yollu kontrol vanas otomatik olarak kumanda edilerek radyatöre giden su s cakl ayarlanabilir. Böylece, radyatöre gereken s cakl kta su gitmifl olur. Sonuç olarak radyatörlere yüksek s cakl kta su verilmeyerek ortam istenilen s cakl kta tutulup enerji tasarrufu sa lanm fl olur. ki yollu vanalarda ak flkan debisi de ifltirilerek kontrol sa lan r. Üç ve dört yollu vanalarda ise ak flkanlar kar flt r larak kontrol sa lanmaktad r. ki yollu vanalar, merkezi sistemdeki farkl dirençlerden oluflabilecek su sirkülasyonu farkl l klar n, fazla su geçen yerleri k sarak dengelemektedir. Bu sistemde dönüfl suyu s cakl düflük olaca için, dönüfl borular ndaki s kayb daha az olmaktad r. Eflanjör ba lant lar ndaki vana ve pislik ay r c say s daha az olaca- için servis malzemesi maliyeti azalacak ve daha az yer kaplayacakt r. ki yollu vana ile kontrol yöntemi, debilerin çal flma koflullar na ba l olarak de ifltirilmesi ve azalt lmas prensibine dayand ndan pompalamadaki enerji sarfiyat azalacak, ayr ca elektrik enerjisinden de tasarruf sa lanacakt r. Bunun gerçekleflmesi için de- iflken devirli pompa kullan m gereklili i olup bu da yat r m maliyetini artt rmaktad r. ki yollu vanan n en büyük avantaj üç ve dört yollu vanalara göre daha ucuz olufludur. ki yollu vana kullan m nda vana kapand nda borulardaki su so umaktad r. Vana aç lmaya bafllad nda ise s l atalet nedeniyle s tma sürecinde bir gecikme söz konusu olmaktad r. Sistemde kapanan iki yollu vana say s artt nda, de iflken devirli pompa kullan lm yorsa bas nç da artmaktad r. Genelde aç k olan iki yollu vanalar kapanmaya bafllay nca geçen suyun h z artaca ndan bir miktar ses ve gürültü problemi ortaya ç kabilmektedir. Üç yollu vana kullan m nda ise merkezi sistemde dolaflan su debisi sabit kalmaktad r. Is nma ihtiyac n n az oldu u sürelerde bile borularda afl r so umalar ortaya ç kmamaktad r. Bu nedenle boru flebekesi ani s nmalardan ve dolay s yla s l gerilmelerden etkilenmemektedir. Üç yollu vana tam kapal durumdan itibaren aç lmaya bafllad nda eflanjöre s cak su girifli en k sa sürede etkin olmaktad r. Kullan m yeri ve kontrol sistemi hassasiyetindeki toleranslar ve kullan m amac na ba l olarak iki yollu vana kullan m da önerilmekle birlikte genellikle üç yollu vana kullan m daha çok önerilmektedir. Üç yollu kar flt rma vanas uygulamas nda girifl suyu s cakl, daha so uk olan dönüfl suyuyla, kazandan gelen s cak suyun ortak s tma suyu giriflinde istenen kar fl m oran n sa layan kar flt r c konumuna uygun olarak ayarlanmaktad r. Dört yollu kar flt rma vanas nda, üç yollu kar flt rma vanas n n yan s ra kazan dönüfl suyu s cakl n n yükseltilmesi de söz konusudur. Bu ifllem, kazan ç k - fl ndaki suyun bir k sm n n kazan dönüflüne kar flt r lmas yla gerçeklefltirilmektedir. Üç ve dört yollu kar flt rma vanalar nda oda ve d fl hava termostat bulunmaktad r. Bu sistemde d fl hava s cakl alg lanmakta, iç s cakl alg layan termostat ayarlanarak üç ve dört yollu vanalarla sisteme giden su s cakl ayarlanmaktad r. Üç ve dört yollu kar flt rma vanalar yla -20 C ile +350 C aras nda buhar, s cak su, kaynar su, k zg n ya, so utma s v s ile her türlü bazik ve asitik ortamlarda s kontrolü ile yak t tasarrufu yap labilmektedir. Üç ve dört yollu motorlu kontrol vanas kullan larak oda s cakl belirli bir de ere geldi inde s cak ak flkan boflu bofluna tüketim merkezine yollanmayacakt r. Bununla birlikte farkl d fl ortam s cakl klar n-

101 3. Ünite - Is tma Sistemlerinde Enerji Ekonomisi 91 da kazan ç k fl s cakl otomatik olarak ayarlanarak konforlu bir s nma ve enerji tasarrufu sa lanacakt r. Üç ve dört yollu kar flt rma vanalar na iliflkin çal flt rma prensibi fiekil 3.7 ve 3.8 de görülmektedir. fiekil 3.7 Kazandan Ç k fl 300 h 90 C 1000 h 62 C Sisteme Gidifl Üç Yollu Kar flt rma Vanalar na liflkin Çal flt rma Prensibi 12000kcal/h 700 h 12000kcal/h Kazana Dönüfl 300 h 50 C 1000 h 50 C Sistemden Dönüfl Üç Yollu Kar flt rma Vanas 300 h 700 h 1000 h 52 C Sisteme Gidifl 12000kcal/h fiekil 3.8 Dört Yollu Kar flt rma Vanalar na liflkin Çal flt rma Prensibi Kazandan Ç k fl 1000 h 90 C 1000 h 50 C Sistemden Dönüfl 12000kcal/h 700 h 300 h Kazana Dönüfl 1000 h 78 C

102 92 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi Özet Is tma tesisat ndaki cihazlar denilince ilk baflta kazanlar, kat kaloriferleri, boylerler ve kombi cihazlar s ralanabilir. Is t c eleman olarak radyatörler, konvektörler, radyant s t c lar ve ç plak borulardan söz edilebilir. Is tma tesisat ndaki di er cihazlar olarak genleflme depolar, pompa ve vanalar ile armatürler incelenmifltir. S cak su kazanlar genelde malzeme aç s ndan döküm kazanlar, çelik kazanlar; çal flma sistemi aç s ndan atmosferik brülörlü ve üflemeli brülörlü kazanlar olarak s n fland r lmaktad r. Is t c elemanlar konutlarda ifl merkezlerinde ortam n s t lmas nda kullan lmaktad r. Kazan, kat kaloriferi ya da kombi arac l ile üretilen s cak suyun s t c elemanlara yollanarak s cak suyun enerjisinin ortama verilerek ortam n s t lmas n sa lar. Yayg n olarak kullan - lan s t c elemanlar radyatörlerdir. Bunun d fl nda konvektör, radyant s t c ve nadiren de ç plak borular s t - c eleman olarak kullan lmaktad r. Son y llarda bireysel s tma sistemlerine do ru bir tercih kaymas ortaya ç kt görülmektedir. Bu tercihe toplu s nmada s cakl k tercihi yap lamamas ve enerji tasarrufuna iliflkin önlemlere tüm kullan c lar n özen göstermemesi yol açmaktad r. Buna çözüm olmak üzere toplu s tma sistemlerinde pay ölçer seçene i ortaya ç km fl ve bunun kullan m nda zorunluluklar olmas gündeme gelmifltir. Son y llarda s tma sistemlerinde düflük s cakl kl s tma sistemine do ru bir geçifl söz konusudur. 90/70 lik klasik sistem yerine 70/55, 65/45, 55/40 gibi sistemler ortaya ç km flt r. Bu tür sistemlerin en önemli avantaj, suyu daha yüksek s cakl klara kadar s tmak için enerji harcanmamas ve s kay plar ndaki azalmad r. Düflük s - cakl kl s tma sistemleri genellikle yerden ve duvardan s tma ile birlikte kullan lmaktad r. Düflük s cakl kl s tma sistemlerinde kazan ç k fl suyu s cakl 55 C-70 C mertebelerinde oldu undan, do al olarak bacadan at - lan gaz n s cakl da düflmektedir. Bu durum, bacadan at lan gaz n s cakl n n düflmesi anlam na gelmektedir. Düflük s tma sistemlerinin enerji tüketimi aç s ndan verimli olmas ve tercih edilmesinin nedeni de budur. Son y llarda sa lad enerji tasarrufu nedeniyle yüzeyden s tma sistemlerinin tercihinde art fllar ortaya ç km flt r. Yüzeyden s tma sistemleri, yerden olabilece i gibi duvardan ya da tavandan da gerçeklefltirilebilmektedir. Is pompas, yo uflmal kombi ve günefl enerjisiyle birlikte desteklendi inde hem s tma hem so utma söz konusu olabilmektedir. Bu durumda borular k smen yerden, k smen duvardan, k smen de tavandan geçebilmekte; s tma halinde yerden ve duvardan, yaz n so utma halinde ise tavandan ve duvardan ak flkan dolaflt r lmaktad r. Günefl enerjisi bafllang çta sadece kullan m s cak suyu amac yla hayat m za girmifltir. Daha sonra s tmaya destek ve elektrik enerjisi üretiminde de günefl enerjisinden yararlanma, uygulamada da kullan ma girmifltir. Özellikle geçifl mevsimlerinde sadece güneflten yararlanarak s t lan konutlar k fl mevsimi ilerledikçe günefl enerjisinin yetmedi i durumlarda klasik s tma sistemlerinin takviyesi gerekmifltir. Günefl enerjisiyle s tma uygulamas nda, di er s tma uygulamalar nda oldu u gibi yal t m çok önemlidir. Yo uflmal sistemler, baca gaz içerisinde bulunan buhar n yo uflturulmas yla ortaya ç kan enerjiden yararlanan sistemlerdir. Kaskad sistemler, merkezi s tma sistemi kullanan binalarda, s tma sisteminin, mevsime göre ihtiyaç duydu u optimum düzeyde çal flt rarak enerji ekonomisi sa lamaktad r. Son y llarda sa lad avantaj nedeniyle kaskad sisteminin kullan m nda ve tercihinde art fllar görülmektedir. Is tma sisteminin ihtiyac olan s kapasitesi tek bir kazan yerine birçok duvar tipi cihazdan oluflmaktad r. Geçifl mevsimlerinde binan n s ihtiyac, tam kapasitesnin dörtte biri de erine kadar düflebilmektedir. Geçifl mevsimlerinde s ihtiyac n n düflük olmas nedeniyle kazanlar, ihtiyaca ba l olarak % 30- %40 gibi düflük kapasitelerde çal flabilmektedir. Düflük kapasitede çal flmas nedeniyle de çal flma verimleri düflmektedir. Bu sak ncay ortadan kald rmak üzere kaskad sistemleri önerilmektedir. Is tma sistemlerinde kullan lan bafll ca kontrol cihazlar ve sistemleri flunlard r: oda termostat, termostatik radyatör vanas, kazan termostat, pay ölçer, tam otomatik sistemli kazan kontrolü, yakma yönetim sistemleri ve motorlu vanalarla sistem veya zon kontrolüdür. Oda termostat, önceden ayarlanana bir set de erine ba l olarak odan n arzu edilen s cakl kta tutulmas n sa lamaktad r.

103 3. Ünite - Is tma Sistemlerinde Enerji Ekonomisi 93 Kendimizi S nayal m 1. Afla da sembolü verilmifl olan s tma tesisat eleman n n ad hangi fl kta do ru olarak verilmifltir? a. Kazan b. Brülör c. Kondenstop d. Vana e. Pompa 2. Afla daki fl klarda verilen bireysel s tma yöntemlerinden hangisi di erlerinden daha ekonomik bir s tma yöntemidir? a. Do algaz sobas b. Yo uflmal kombi c. Kat kaloriferi d. Soba e. Radyatör 3. Merkezi s tma sistemi için kazan seçimi yap l rken hangisi dikkate al nmaz? a. Kazan dairesinin yeri b. Kazan tipi c. Kazan kapasitesi d. Kollektör uygulamas e. Kazan dairesinin rengi 4. Klasik s cakl kl s tma sistemine ait gidifl-dönüfl suyu s cakl k de eri afla dakilerden hangisidir? a. 90/70 b. 70/55 c. 65/45 d. 55/45 e. 55/40 5. Hijyenik olmas ve radyatör, boru gibi tehlike oluflturacak eleman olmay fl nedeniyle hastane ve çocuk yuvalar nda kullan lan s tma türü afla dakilerden hangisidir? a. Merkezi s tma b. Bölgesel s tma c. Yerden s tma d. Duvardan s tma e. Radyatörlü s tma 6. Yo uflmal sistemlerde at k gaz n geçti i kazan ve baca bölümleri paslanmaz çelikten yap lmas n n nedeni nedir? a. Verimi art rmak için b. Baca gaz s cakl düflük oldu u için c. Radyatör say s fazla oldu u için d. Gaz hatt nda yo uflmufl su bulundu u için e. Yak t olarak do algaz kullan ld için 7. Merkezi s tma sistemi kullanan binalarda, s tma sisteminin, mevsime göre ihtiyaç duydu u optimum düzeyde çal flt rarak enerji ekonomisi sa layan sistem afla- dakilerden hangidir? a. Kaskad sistemler b. Yo uflmal sistemler c. Tek borulu da tma sistemleri d. Yüzeyden s tma sistemleri e. Konvektörlü s tma sistemleri 8. Afla da hangisi s tma sistemlerinde enerji ekonomisi sa lamak için kullan labilecek bir otomatik kontrol sistemi de ildir? a. Motorlu vanalarla sistem veya zon kontrolü b. Oda termostat c. Hidrofor d. Kazan termostat e. Termostatik radyatör vanas 9. Afla da verilen otomatik kontrol yöntemlerinden hangisi oda s cakl n n belli bir düzeyde tutularak sisteme enerji tasarrufu sa lar? a. ki kollu kontrol vanas b. Üç yollu kontrol vanas c. Zon kontrolü d. Kazan termostat e. Oda termostat 10. Motorlu kontrol vanalar nda kapasite kontrolü yapmak için suya ne yap l r? a. Suyun bas nc n düflürülür. b. Suyun s cakl veya debisi de ifltirilir. c. Suyun yo unlu unu de ifltirilir. d. Suya klor kat l r. e. Suyun rengini de ifltirilir.

104 94 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi Kendimizi S nayal m Yan t Anahtar 1. c Yan t n z yanl fl ise Is tma Tesisat Elemanlar ve Cihazlar bafll kl konuyu yeniden gözden geçiriniz. 2. b Yan t n z yanl fl ise Düflük S cakl kl Is tma Sistemleri bafll kl konuyu yeniden gözden geçiriniz. 3. e Yan t n z yanl fl ise Is tma Sistemleri, Sistem Seçimi ve Enerji Ekonomisi bafll kl konuyu yeniden gözden geçiriniz. 4. a Yan t n z yanl fl ise Is tma Tesisat Elemanlar ve Cihazlar bafll kl konuyu yeniden gözden geçiriniz 5. c Yan t n z yanl fl ise Düflük S cakl kl Is tma Sistemleri bafll kl konuyu yeniden gözden geçiriniz. 6. d Yan t n z yanl fl ise Düflük S cakl kl Is tma Sistemleri bafll kl konuyu yeniden gözden geçiriniz. 7. a Yan t n z yanl fl ise Kaskad Sistemler bafll kl konuyu yeniden gözden geçiriniz. 8. c Yan t n z yanl fl ise Otomatik Kontrol ve Enerji Ekonomisi bafll kl konuyu yeniden gözden geçiriniz. 9. e Yan t n z yanl fl ise Otomatik Kontrol ve Enerji Ekonomisi bafll kl konuyu yeniden gözden geçiriniz. 10.b Yan t n z yanl fl ise Otomatik Kontrol ve Enerji Ekonomisi bafll kl konuyu yeniden gözden geçiriniz. S ra Sizde Yan t Anahtar S ra Sizde 1 Is tma tesisat hesaplan rken s t c cihazlar n seçiminde emniyet katsay lar göz önüne al nmal d r. Emniyet katsay lar n n yüksek seçilmesi, yüksek kapasite de erlerini ortaya ç karmaktad r. Örne in, kazan seçimi yap l rken önce tüm binan n s ihtiyac hesaplanmakta, sonra borulardan d flar ya olan s kaça dikkate al narak bir emniyet katsay s yla çarp lmaktad r. Bunun d fl nda kazan kataloglar ndan seçim yap l rken hesaplanan de ere en yak n ve büyük olan kazan seçimi yap lmaktad r. Bundan dolay da ihtiyac n üzerinde kazan kapasiteleri ortaya ç kmaktad r. Benzer yüksek kapasite seçimi pompa, genleflme deposu, hidrofor ve radyatör seçiminde de görülmektedir. Kapasitesi yüksek seçilen cihaz, ömrü boyunca düflük kapasitede çal flmakta ve düflük verimde iflletilmektedir. Ayr ca kapasitesi büyük seçilen cihaz (kazan, pompa) daha pahal ya sat n al nmakta, ilk yat r m maliyeti artmaktad r. Büyük kapasite seçilmesi durumunda dur-kalk prensibiyle çal flan brülörlerde, cihaz n devreye girip ç kma say s artacakt r. Brülörün her devreye giriflinde eksik yanma kay plar ve durma s ras nda da kazan n fl n m kay plar artacakt r. Bu durum yak t tüketimini artt ran bir faktördür. S ra Sizde 2 Radyatör yerlefltirilirken konuyla ilgili standartlara göre yerlefltirilmesi çok önemlidir. Radyatörün yerden yüksekli i 70 mm, duvardan uzakl ise en az 40 mm olmal d r. Radyatör verimi, yerlefltirme biçimi ile birlikte radyatörün kapat lma flekline de ba l d r. Radyatörün dekoratif amaçlarla kapat lmas %5-%15 aras nda verim düflüklü üne neden olmaktad r. Dekoratif amaçlarla kapat lmas gerekiyorsa, alttan so uk havan n girmesine ve üstten s t lm fl havan n ç kmas na izin verecek bir tasar m yap lmal d r. Ayr ca radyatör önüne perde, dolap, masa türü eflya konulmamal d r. S ra Sizde 3 Radyatör yerlefltirilmesinde en önemli faktör, yerlefltirilmesine iliflkin kurallara uyulmas d r. Bunun yan nda radyatör arkas yal t m da önemle üzerinde durulmas gereken noktalardan birisidir. Radyatörün bulundu u yak n çevredeki s cakl k iç ortam s cakl n n çok üzerindedir. Termodinami in birinci yasas gere i s daima yüksek s cakl kl ortamdan düflük s cakl kl ortama do ru gidece inden, e er radyatör arkas ndaki duvar yal - t lmam flsa ve buradaki yüzey s cakl düflükse, s odaya gelmek yerine öncelikle duvardan d flar kaçacakt r. Bu nedenle radyatör pete i arkas ndaki duvar n yal t lmas s kay plar n azaltmak aç s ndan çok önemlidir. Mevcut binalarda radyatör arkas na konacak yal t m levhas ile %10 a kadar enerji tasarrufu sa lanabilmektedir. Radyatör arkas yal t m levhalar s y yans tma özelli ine de sahip alüminyum folyo ile kaplanmal d r. Radyatör arkas na yerlefltirilen yal t m levhas, iletim yolu ile olan s geçiflini azaltmaktad r. Alüminyum levha ise fl - n mla s geçiflini azalt c yönde etki yapacakt r.

105 3. Ünite - Is tma Sistemlerinde Enerji Ekonomisi 95 S ra Sizde 4 Buharl sistemler s tma amac yla, özellikle bölgesel sistemlerde kullan lmakla birlikte, sanayide de kullan lmaktad r. Sanayide buhar; kimya, ka t, tekstil, malzeme ve g da endüstrisinde yayg n olarak kullan lmaktad r. Bunun d fl nda buhar, temizlik amac yla çamafl rhanelerde ve sterilizasyon amac yla hastanelerde kullan lmaktad r. Güvenilir olarak kullan labilece i bir s cakl kta, büyük miktarda s depolayarak tafl yabiliyor olmas ve her yerde kolay ve bol bulunan sudan üretilebiliyor olmas nedeniyle buhar, sanayi kurulufllar nda ve büyük s tma sistemlerinde kullan lmaktad r. Endüstride buhar kullan m n n tercih edilmesinin bafll ca nedenleri aras nda buhar sistemiyle yüksek ak flkan s cakl klar na ç kabilme ve küçük bir kütle ile büyük miktarda s enerjisinin tafl nmas söylenebilir. Özellikle g da endüstrisinde buhar kullan m hijyenik nedenlerle tercih edilmektedir. Buhar n tafl nmas kendi bas nc yla gerçekleflti inden pompalamaya ihtiyaç duyulmamaktad r. S ra Sizde 5 Duvardan s tma ve so utmada kullan labilecek panel tipleri çeflitli kriterlere göre s n fland r lmaktad r. Mimari kullan m aç s ndan bak ld nda; modüler paneller, köfle paneller, çevre panelleri, tavana gömülü paneller, duvara gömülü paneller ve zemin panelleri görülmektedir. Duvardan s tma ve so utmada kullan lacak panel tipleri ak flkan cinslerine göre s n fland r ld nda; s v ak flkanl paneller (genellikle su), gaz ak flkanl paneller ve elektrikli paneller mevcuttur. Duvardan s tma ve so- utmada kullan lacak panel tipleri, konstrüksiyonuna göre s n fland r ld nda ise, serpantinli paneller ve zgara paneller olmak üzere ikiye ayr lmaktad r. Son olarak, kullan lan malzeme cinsine göre s n fland r ld nda ise, metal paneller ve plastik paneller olmak üzere iki uygulama ortaya ç kmaktad r. S ra Sizde 6 S cak sulu döflemeden s tmada, zemine boru döflenerek s cak sunun enerjisini mekana iletilmektedir. Elektrikli döflemeden s tmada, elektrik enerjisini s enerjisine dönüfltürmek üzere özel olarak üretilmifl s tma kablolar arac l ile s enerjisi odaya aktar larak mekan n s t lmas sa lanmaktad r. Elektrikli döflemeden s tma sistemi tüm daireyi s tmak için kullan labildi i gibi genellikle slak zeminlerin bulundu u banyo, mutfak, balkon gibi, mekanlara s tma ve konfor amac yla kullan lmaktad r. Elektrikli döflemeden s tma sistemi uyguland nda mevcut döfleme yüksekli inde 1-1,5 cm lik bir fark ortaya ç kmaktad r. S cak sulu döflemeden s tma sistemlerinde bu fark daha fazlad r. Elektrikli döflemeden s tma sistemleri konutlarda s tma amac yla kullan ld gibi çat larda buz eritme, buzlu rampalarda buzun eritilmesi amac yla ve merdivenlerde buz eritme amac yla da kullan labilmektedir. S ra Sizde 7 Günefl enerjisinin kullan ld tüm uygulamalarda oldu- u gibi en genel avantaj bol ve tükenmeyen enerji kayna olmas d r. Bunun yan s ra emisyon oluflturmayan temiz bir enerji kayna d d r. Günefl enerjisi yurt d fl na ba ml olmayan bir enerji kayna olup ekonomik ve kullan m kolayd r. flletme maliyeti az olan günefl enerjisi kullan m nda çok farkl alternatifler önerilmektedir. Bu alternatifler aras nda sistem çözümleri ön planda yer almaktad r. Bu sistem çözümlerinde kazan (veya kombi), s pompas, jeotermal ile güneflin birlikte kullan m alternatifleri ortaya koyulmaktad r. Günefl enerjisi kullan m n n dezavantajlar ise depolama olana n n s n rl olmas ve gece kullan m olana bulunmad ndan sürekli bir enerji kayna olmamas d r. Kollektör kullan m nda, kollektörün gölgelenmemesi önemli bir faktördür. Enerjinin pik kullan m n n söz konusu oldu- u akflam saatlerinde günefl enerjisinden yararlan lamamaktad r. Otomatik kontrollü ve yüksek verimli bir iflletme için ilk yat r m maliyeti yüksek olarak ortaya ç kmaktad r. S ra Sizde 8 Günefl enerji sistemlerinde kullan lan kollektörlerden beklenen özelliklerin bafl nda uzun ömürlü olmas ve yüksek verimle çal flt r labilmesi gelmektedir. Kollektörde kullan lan cam n yüksek s geçirgenli ine ve düflük yans ma oran na sahip olmas beklenmektedir. Kollektörün d fl çerçevesinin geri dönüflümlü, hafif cam fiberden üretilmesi önerilmektedir. Günefl enerji sistemlerinde kullan lan kollektörlerden beklenen en önemli özelliklerden birisi de korozyona karfl dayan kl olmas d r. Kollektördeki boru ba lant lar en uygun verimi sa layacak flekilde tasarlanmal d r. Kollektörün montaj ve bak m kolay olmal d r. Genellikle çat ya yerlefltirilen kollektörlerin çat ya zarar vermeyecek kadar hafif, rüzgar ve d fl etkilere dayanacak kadar mukavemetli olmas beklenmektedir. Birden fazla say da kollektör kullan m nda kollektörler aras mesafeler k sa olmal ve ara ba lant lardan dolay s kay plar minimum düzeyde tutulmal d r.

106 96 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi Yararlan lan Kaynaklar ASHRAE (1992), Thermal environmental conditions for human occupancy, ANSI/ASHRAE Standard R. ASHRAE. 2004, El Kitab Sistemler ve Ekipmanlar, Bölüm 6, Panel Is tma ve So utma. Do an, V., Is tma, Vemeks Mühendislik, ISBN: Genceli O. F., Parmaks zo lu. C. (2007), Kalorifer Tesisat, TMMOB MMO Yay n No 352/4. ISISAN (2005), Enerji Ekonomisi, ISISAN Çal flmalar No 351. Karakoç T. H. (1997), Enerji Ekonomisi, Demirdöküm Teknik Yay nlar Teknik Yay n No 2. Karakoç T. H. (2007), Brülörler, Demirdöküm Teknik Yay nlar Teknik Yay n No 7. Karakoç T. H. (2007), KTH: Kalorifer Tesisat Hesab, Demirdökü m Teknik Yay nlar Teknik Yay n No 9. Karakoç, T.H. ve Di erleri, Enerji Ekonomisi (Editör: Karakoç, T.H.), Anadolu Üniversitesi Yay n No:2114, ISBN: , Kas m 2010 K ncay, O., Karakoç, T. H., Duvardan Is tma-so utma Sistemleri ve Tasar m lkeleri, Tesisat Mühendisli i Dergisi, TMMOB, Sayfa: 25-33, Say :124, 07/2011 Watson R., Chapman K., Radiant Heating and Cooling Handbook, McGraw Hill Handbooks, Yararlan lan nternet Kaynaklar

107

108 4ISITMA HAVALANDIRMA VE KL MA S STEMLER NDE ENERJ EKONOM S Amaçlar m z Bu üniteyi tamamlad ktan sonra; Tesisatta s yal t m n n önemini aç klayabilmek, Tesisat yal t m nda kullan lan malzemeleri ve bunlardan istenilen özellikleri tan yabilmek, Tesisatta s yal t m yap labilecek yerleri saptayabilmek için gerekli bilgi ve becerilere sahip olabilirsiniz. Anahtar Kavramlar Tesisat Is Yal t m Yal t m Malzemesi Yal t m Hatalar çindekiler Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi Tesisatta Enerji Ekonomisi G R fi TES SATTA ENERJ EKONOM S N N ÖNEM TES SAT YALITIMINDA KULLANILACAK MALZEMELERDEN BEKLENEN ÖZELL KLER TES SAT YALITIMINDA KULLANILAN YALITIM MALZEMELER TES SATTA ENERJ EKONOM S SA LANAB LECEK YERLER

109 Tesisatta Enerji Ekonomisi G R fi Tesisatta enerji ekonomisi, binalarda enerji ekonomisi kadar önemlidir. Tesisatta enerji ekonomisi öncelikle yal t mdan geçmektedir. Tesisat yal t m n n bina yal t - m ndan en önemli fark, tesisatta karfl lafl lan s cakl k düzeylerinin binalardaki s - cakl k düzeyinden çok yüksek olmas d r. Binalarda iç ortam n s cakl ile d fl ortam n s cakl aras ndaki fark 20 C-40 C aras nda de iflmektedir. Tesisatta ise bu fark çok daha yüksek düzeylerdedir. Bu nedenle tesisatta yap lacak yal t m, enerji tasarrufu aç s ndan büyük önem arz etmektedir. Bina ve tesisatta yal t m yap lmas durumunda tesisat yat r m n n maliyetlerinde önemli düzeyde düflmeler ortaya ç kabilmektedir. Binaya iyi bir yal t m yapmakla binan n toplam s ihtiyac düflece inden binan n kazan kapasitesi, radyatör say s ve boru çaplar nda düflmeler ortaya ç kar. Bu da parasal kazanç anlam na gelmektedir. Benzer flekilde tesisatta yal t m da tesisat kay plar nda azalmalar ortaya ç karabilecektir. TES SATTA ENERJ EKONOM S N N ÖNEM Tesisatta s yal t m, teknik yal t m ya da endüstriyel yal t m olarak da adland r labilir. Yal t m tesisat n olmazsa olmaz bir parças d r. Klima tesisat, s tma tesisat, so utma tesisat gibi tüm tesisat alanlar nda yal t m tamamlanmadan sistem devreye al nmaz. Yal t m yap l rken dikkat edilmesi gereken önemli bir nokta, hangi durumda, hangi yal t m malzemesinin, hangi uygulama ile kullan laca d r. Uygulamada ak flkan s cakl n n da önemi bulunmaktad r. Uygulamada kullan lacak malzeme ve kal nl kta yap lan hatalar baflta yo uflma olmak üzere pek çok ciddi problemi ortaya ç karabilmektedir. Tesisatta yal t m uygulamalar nda genelde borularda yap lan yal t m yayg n olarak kullan lmaktad r. Yal t m sadece borularda de il vana ve çeflitli armatürlerde kullan lmaktad r. Özellikle yüksek s cakl kta çal flan çeflitli cihazlarda yap lan yal t m, ciddi parasal kazançlar n yan nda çeflitli iflletme sorunlar n n da ortadan kald r lmas n sa layabilmektedir. Özellikle borularda yal - t m kal nl n n tespiti büyük önem arz etmektedir. Yal t m kal nl artt kça tasarruf da buna ba l olarak artmaktad r. Ancak bu arada yal t m n maliyeti de artmaktad r. Borularda yal t m yap l rken optimum yal t m kal nl hesab mutlaka yap lmal d r. Optimum yal t m kal nl, s kayb n n en aza indirilmesinin yan s ra yal - t m maliyetinin de olabildi ince düflük oldu u bir yal t m kal nl olarak adland - r lmaktad r. Optimum yal t m kal nl hesab sonucunda yal t m malzemesinin cin-

110 100 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi si ya da kal nl de ifltirilerek en iyi durum ortaya ç kart lmaktad r. Ortam n s cakl k ve nemine ba l olarak boru d fl yüzey s cakl nda öyle bir kritik de er ortaya ç kar ki bu de erin alt na inilmesi durumunda yüzeyde terleme olaylar bafllar. Bu durumda yal t m yap lmamas halinde boru üzerinde yo uflma meydana gelir. Kullan lan yal t m malzemesinin cinsi ya da bunun kal nl uygun de ilse yal t m malzemesinin d fl yüzeyinde veya bünyesinde yo uflma olay ortaya ç kar. Bu durumda da tesisatta kullan lan yal t m malzemesinin difüzyon direnç faktörü (µ) de erinin önemi anlafl lmaktad r. Bu durumlarda difüzyon direnç faktörü yüksek olan malzeme kullan lmal d r. Çünkü difüzyon direnç faktörü düflük olan malzeme kullan l rsa, malzeme içinde yo uflma problemi ortaya ç kabilmektedir. Tesisatta sadece yüksek s cakl k de il düflük s cakl kta ak flkan da dolaflmaktad r. Bu tür tesisatlarda yal t m donma problemleri aç s ndan önemlidir. Örne in; su sayaçlar yal t lmad nda donma problemleri sonucunda patlamalarla karfl lafl labilmektedir. Bu nedenle tüm tesisat n donmaya karfl yal t m önlemi al nmal d r. Is tma sistemlerinde yal t m olmay fl n n ortaya ç kard sorunlar flu flekilde s - ralanabilir: Enerji kayb ve iflletme giderleri artmaktad r. Yüksek s cakl k ve buhar armatürlerinde ifl kazalar ortaya ç kabilmektedir. Yal t m olmamas nedeniyle kazan dairesinin afl r s nmas di er sistemlerin zarar görmesine neden olabilmektedir. Örne in; kazan dairesinin afl r s nmas, hava kompresörlerinde verim düflüklü üne neden olmaktad r. Yal t lmam fl boru ve ekipmanlar yüzey s cakl n n yüksek olmas sebebiyle çeflitli ifl kazalar ortaya ç karabilmektedir. Özellikle buhar ve k zg n su hatlar nda, bu hatlara yanl fll kla dokunulmas sonucu deri yan klar olaylar na s k rastlan lmaktad r. TES SAT YALITIMINDA KULLANILACAK MALZEMELERDEN BEKLENEN ÖZELL KLER Kullan m yerine göre tesisat yal t m nda kullan lacak malzemelerden çeflitli özellikler istenmektedir. Is yal t m n n amac s cakl k fark ndan ortaya ç kan s kay plar - n dolay s yla enerji kay plar n azaltmakt r. Genel olarak bak ld nda s yal t m binalarda, tesisatta ve endüstride uygulanmaktad r. Is yal t m malzemelerinden bu kullan m alanlar na göre farkl beklentiler bulunmaktad r. Di er bir anlat mla tesisat ve endüstriyel uygulamalarda kullan lan yal t m malzemelerinden beklenen özellikler ile yap larda kullan lan s malzemelerinden beklenen özellikler farkl l klar ortaya ç karmaktad r. Tesisat ve endüstri uygulamalar nda, tesisattan geçen ak flkan n s cakl na göre hatlar üçe ayr lmaktad r. So uk hatlar, ak flkan s cakl - n n 6 C den düflük oldu u hatlard r. Ak flkan s cakl 6 C-100 C aras nda olan hatlar l k hatlar olarak adland r lmaktad r. Ak flkan s cakl 100 C nin üzerindeki hatlar s cak hatlar olarak tan mlan r. Tesisatta s yal t m, s cak hatlarda s kay plar n azaltmak amac yla yap lmaktad r. So uk hatlarda ise s kazanc n önlemek amac yla yap lmaktad r. Tesisat ve endüstriyel uygulamalarda yayg n olarak kullan lan s yal t m malzemeleri polietilen köpük, kauçuk köpü ü, cam yünü, poliüretan, cam köpü ü ve kalsiyumsilikatt r. Tesisatta kullan lan s yal t m malzemesi seçilirken aranan temel özellikler; s iletim katsay s, su buhar difüzyon direnç katsay s, yang n dayan m, korozyon riskinin az oluflu, uygulama kolayl ve ekonomikliktir.

111 4. Ünite - Tesisatta Enerji Ekonomisi 101 Is letim Katsay s Is iletim katsay s, s yal t m malzemesinin seçimindeki en önemli özelliktir. (λ), s iletim katsay s n n birimi W/mK olup yal t m malzemesinin 1 metresinden, iki ortam aras ndaki s cakl k fark 1K olmas durumunda geçirdi i s miktar olarak tan mlanmaktad r. Bu tan mlamadan da anlafl laca gibi λ s iletim katsay s ne kadar düflük olursa d flar ya kaçan s miktar o kadar azalacakt r. Yal t m malzemesinin kal nl ve tipi kaçan s miktar n do rudan etkilemektedir. Örne in; 90 C ak flkan s cakl na sahip bir kalorifer sisteminde oda s cakl 22 C iken çeflitli çap borularda 20 mm ve 30 mm lik yal t m uygulanarak elde edilecek tasarruf boyutlar na bak lm flt r. 60 mm (2") lik bir boruda 20mm lik bir yal t m uyguland nda %83,4 lük bir enerji tasarrufu sa lan rken yal t m kal nl 30 mm ye ç kt nda sa lanacak enerji tasarrufu miktar %87 olmaktad r. 89 mm (3") lik bir boruda ise 20mm lik bir yal t m uyguland nda %83,9 luk bir enerji tasarrufu sa lan rken yal t m kal nl 30 mm ye ç kt nda sa lanacak enerji tasarrufu miktar %87,7 olmaktad r. 114 mm (4") lik bir boruda 20mm lik bir yal t m uyguland nda %84,1 lik bir enerji tasarrufu sa lan rken yal t m kal nl 30 mm ye ç kt nda sa lanacak enerji tasarrufu miktar %88 olmaktad r. 169 mm (6") lik bir boruda 20mm lik bir yal t m uyguland nda %84,2 lük bir enerji tasarrufu sa lan rken yal t m kal nl 30 mm ye ç kt nda sa lanacak enerji tasarrufu miktar %88,3 olmaktad r. Burada uygulanacak yal t m malzemesinin fiyat na da bakarak optimum yal t m kal nl belirlenmelidir. Uygulamada küçük çapl borularda genellikle 20 mm büyük çapl borularda ise 30 mm lik bir yal t m kal nl ekonomik yal t m kal nl olarak önerilmektedir. Is iletim katsay s λ kullan l rken laboratuvarlarda ölçülen de er de il, pratik λ de eri verilmelidir. Düflük s iletim katsay s na sahip malzemeler, yüksek s iletim direncine sahiptir. Baz maddelerin s iletim katsay lar karfl laflt rman z amac yla fiekil 4.1 de verilmifltir. Is kayb hesab nedir, niçin yap l r? Su Buhar Difüzyon Direnç Katsay s (µ) fiekil 4.1 Baz Maddelerin Is letkenlik Katsay lar Elastomerik Kauçuk Köpü ü: 0,036 W/mK Polietilen: 0,040 W/mK Camyünü: 0,040 W/mK Taflyünü: 0,040 W/mK Poliüretan: 0,035 W/mK Termodinamik kurallar na göre s daima yüksek s cakl kl ortamdan düflük s cakl kl ortama geçmektedir. Su buhar için de su buhar n n geçifl flartlar içinde bir SORU SORU kural bulunmaktad r. Su buhar, s cakl na ve nemine ba l olarak, k smi buhar bas nc yüksekten düflü e do ru ilerler. Bu ilerleme s ras nda da malzemenin buhar difüzyon direncine ba l olarak bir dirençle karfl lafl r. Her D KKAT yap malzemesi, D KKAT kal nl na ba l olarak, buhar difüzyonuna karfl farkl bir davran fl gösterir. Karfl lafl lan bu direncin, havan n su buhar difüzyon direncine oran, su buhar difüzyon direnç katsay s olarak tan mlanmaktad r. Malzemeden su buhar tama- men geçiyorsa µ=1 olarak al n r. Malzemeden su buhar hiç geçmiyorsa µ=sonsuz AMAÇLARIMIZ AMAÇLARIMIZ 1 K T A P K T A P

112 102 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi fiekil 4.2 Baz Maddelerin Su Buhar Difüzyon Direnç Katsay lar fiekil 4.3 Hatal Uygulamalar Sonucu Korozyona U ram fl Borular Hava : 1 Camyünü : 1,1 Poliüretan Köpük : Beton : Polietilen Köpük : Elastrometrik Kauçuk Köpü ü : Metaller su buhar geçirimsizdirler. olarak al nmaktad r. µ de erinin ile aras nda oldu u malzemeler buhar kesici olarak adland r lmaktad r. Boru hatt ndan düflük s cakl kta ak flkan geçti i durumlarda genellikle borunun d fl yüzey s cakl ortam s cakl n n çok alt nda olmaktad r. Böyle durumlarda boru hatt n n bulundu u ortam n s - cakl na ve nemine ba l olarak öyle bir kritik s cakl k bulunmaktad r ki bu s cakl a terleme s cakl denilmektedir. Boru hatt n n yüzeyindeki s cakl n, terleme s cakl n n alt na düflmesi durumunda boru yüzeyinde yo uflma ortaya ç kar. Bu durumda kullan lan yal t m malzemesi su alabilecek nitelikte ise ve buhar geçifline karfl bir önlem al nmam flsa bu durumda yal t m malzemesinin içi slan r. Bu durum yal t m malzemesinin bozulmas na ve görevini yerine getiremez hale gelmesine neden olabilir. Baz maddelerin su buhar difüzyon direnç katsay lar fiekil 4.2 de verilmifltir. Yo uflma, borularda yal t m yap l p yap lmamas durumuna göre iki flekilde ortaya ç kmaktad r. çinden düflük s cakl kta ak flkan geçen boru hatlar nda s yal t - m n n hiç yap lmamas durumunda yo uflma boru hatt yüzeylerinde oluflur. çinden düflük s cakl kta ak flkan geçen borulardaki yal t m, yo uflmay önleyebilecek kal nl ktan daha az ise bu defa da yal t m malzemesinin d fl yüzeyinde yo uflma ortaya ç kmaktad r. Borularda kullan lan s yal t m malzemesinin su buhar difüzyon direnç katsay s µ nün de erinin önemi bu durumlarda ortaya ç kmaktad r. Özellikle so uk hatlarda, buhar geçiflini önleyecek bir malzeme kullan lmamas durumunda yüzeylerde yo uflma ortaya ç kmamas na karfl n yal t m malzemesinin içine su buhar girerek malzemenin içinde yo uflur ve su haline gelir. D fl ortam s cakl na ba l olarak yal t m malzemesi içerisindeki su donarak buz haline de gelebilir. Is yal t m malzemesinin içerisinde bulunan su, s yal t m malzemesinin s iletkenlik katsay s n artt r r. Bu durum malzemenin yal t m özelli inin ortadan kalkmas na neden olur. Yal t m malzemesi içerisinde su bulunmas korozyona da neden olabilir. Yal - t m malzemesi bünyesindeki su, borunun korozyona u ramas nedeniyle tamamen de ifltirilmesine de neden olabilir. Tesisatta yal t m yap lmamas ya da yanl fl uygulama sonras nda korozyona u ram fl borular n resmi fiekil 4.3 de görülmektedir.

113 4. Ünite - Tesisatta Enerji Ekonomisi 103 Bu tür sorunlar n ortadan kald r labilmesi için su buhar difüzyon direnç katsay s yüksek olan malzemeler kullan lmal d r. Bu tür malzemeler kapal gözenekli malzeme olarak da an lmaktad r. Aç k gözenekli malzeme nedir? So uk boru hatlar nda aç k gözenekli SIRA malzeme S ZDE kullan l rsa nas l önlem al nmal d r? 2 Çeflitli Kuvvetlere Dayan kl l ve Direnci Is yal t m malzemelerinin bas nca, çekmeye, gerilmeye karfl mukavemeti, elastikiyeti, k r lganl ve sars nt ya karfl dayan kl l kataloglar nda verilmelidir. S ORU Is yal - SORU t m malzemesinin korozyon, küflenme, haflarat bar nd rma gibi etkenlere karfl direnci olmal d r. DIN Bölüm 5.3 te belirtildi i gibi yal t m D KKAT malzemelerinden olabildi ince nötr olmas beklenmektedir. Yal t m malzemesinin bünyesindeki suda çözünen klorlar, NH 3 ve NO X belirtilen limitlerden fazla olmamal d r. Bu standarda göre çelik borulardaki klor s n r %0.05, bak r borulardaki nitrat ve amonyak s n r %0.2 olarak verilmektedir. Is yal t m malzemesinin korozyon dayan m yal - t m malzemesinin bünyesine giren su veya su buhar n n çeflitli AMAÇLARIMIZ agresif klorlarla tepkimeye girmesi nedeniyle ortaya ç kmaktad r. Yal t m malzemelerinin korozyon D KKAT dayan m için olabildi ince nötr olmas ve suda çözünen klorlar bünyesinde bar nd rmamas gerekmektedir. Ayr ca yal t m malzemesinin hacimce K T Asu P emme oran n n K T A P fazla olmamas ve su buhar difüzyon katsay s µ nün olabildi ince yüksek olmas gerekmektedir. TELEV ZYON TELEV ZYON Is yal t m malzemelerinin neme karfl duyarl l nedir? 3 Hacimce Su Emme ve Gözenek Yap s NTERNET NTERNET Is yal t m malzemeleri pazarlan rken aç k gözenekli mi, kapal gözenekli mi oldu- u mutlaka belirtilmelidir. Is yal t m malzemelerinin aç k veya kapal gözenekli olma durumuna göre difüzyon yoluyla su emme yüzdeleri de de ifliklik SORU göstermektedir. Is yal t m malzemelerinin difüzyon yoluyla su emme yüzdesinin tespiti test- SORU lerle ortaya konulmaktad r. Bu testlerde malzeme kapal bir test ortam nda %90 ba- D KKAT D KKAT l nemde 24 saat süreyle bekletilmektedir. Malzemenin testten önce ve testten sonraki a rl klar aras ndaki fark n yüzdesi, difüzyon yoluyla su emme yüzdesi olarak tan mlanmaktad r. Havadaki su buhar, aç k gözenekli olan malzemelerin bünyesine kolayca girebilmektedir. Bu durum su buhar n n, malzemenin bünyesinde yo uflarak su haline gelmesine ve çeflitli sorunlar ortaya AMAÇLARIMIZ ç karmas na neden olmaktad r. Is yal t m malzemesinin slanmas sadece difüzyon yoluyla ortaya AMAÇLARIMIZ ç kmaz. Bu durum do rudan suyla temas yoluyla da ortaya ç kmaktad r. Malzemelerin direk suyla temas sonucu bünyelerine su alma yüzdelerini K tespit T A Pamac yla da K T A P testler yap lmaktad r. Bu amaçla içi su dolu bir kab n içerisine malzemenin tamam su alt nda kalacak flekilde bir yerlefltirme yap l r. Belirli bir süre sonra malzeme sudan ç kart l r. Testten önce ve testten sonra malzeme a rl TELEV ZYON aras ndaki fark n TELEV ZYON yüzdesi, malzemenin direk suyla temas yoluyla bünyesine ald suyun yüzdesini vermektedir. NTERNET Is yal t m malzemelerinin, korozyon riskinin az olmas istenmektedir. Bunun nedenini aç klay n? 4 NTERNET SORU SORU D KKAT D KKAT

114 104 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi S cakl a Dayanma ve Yanma S n f Is yal t m malzemesinin hangi s cakl klar aras nda kullan laca ve yang n s n f, kataloglar nda belirtilmelidir. Is yal t m malzemelerinden aleve ve yanmaya karfl dirençli olmas beklenmektedir. Gerek tesisatta gerekse yap da yal t m malzemelerinin yang n güvenli i aç s ndan güvenilir olmas beklenmektedir. Yal t m malzemesinin tutuflmas, alev yaymas, ç kard s, ç kard duman ve toksit yang n güvenli i aç s ndan önemli kriterler olarak ortaya ç kmaktad r. Alman Yang n Standard DIN 4102, malzemeleri A s n f ve B s n f olmak üzere ikiye ay rmaktad r. A s n f malzemeler yanmaz, B s n f malzemeler ise yan c malzemelerdir. A s n f malzemeler ise A1 s n f ve A2 s n f olmak üzere iki alt s - n fta de erlendirilmektedir. A1 s n f malzemeler bünyesinde yan c madde bulundurmayan malzemeler olup; kum, çak l, beton, tu la ve tafl yünü bu s n ftad r. A2 s n f malzemeler bünyesinde az da olsa yan c madde bulunduran malzemeler olup cam yünü ve baz tip tafl yünü bu s n fa girmektedir. B s n f malzemeler ise B1, B2 ve B3 s n f olmak üzere üç alt s n fta de erlendirilmektedir. B1 tipi malzemeler zor yan c olup; alç ve XPS bu s n fa giren malzemelerdir. B2 tipi malzemeler normal yan c olup; ahflap ve EPS bu s n fa giren malzemelerdir. B3 tipi malzemeler kolay yan c olup; ka t ve talafl bu s n fa giren malzemelerdir y l ndan bu yana Avrupa Birli i ülkeleri için yang n güvenli i standartlar - n uygulamak amac yla yang n güvenli i standard oluflturulmufl ve yürürlü e girmifltir. Uygulama Kolayl Is yal t m malzemeleri yap lacak iflin niteli ine göre hafif, kolay tafl n r ve kolay depo edilebilir olmal d r. Ayr ca s yal t m malzemesinden kolay kesilebilir olmas ve az iflçilik gerektirmesi istenmektedir. Is yal t m malzemeleri s köprüsü oluflturmayacak flekilde tam s zd rmaz olarak ve kolayca uygulanabilmelidir. Ekonomiklik Is yal t m malzemelerinin benzerleriyle karfl laflt r ld nda ekonomik bir fiyata sahip olmas beklenmektedir. Ayr ca uygulama maliyetinin de düflük olmas istenmektedir. TES SAT YALITIMINDA KULLANILAN YALITIM MALZEMELER Is Yal t m Malzemesi Çeflitleri Is yal t m malzemelerine genel olarak bak ld nda bina yal t m nda, teknik tesisat yal t m nda ve sanayi tesisat yal t m nda kullan lmaktad r. Bina yal t m nda çat, duvar, döfleme gibi s kayb n n fazla oldu u yerlerde yal t m uygulamalar yap lmaktad r. Teknik tesisat yal t m ; s tma tesisat nda, s hhi tesisatta uygulanmaktad r. Sanayi tesisat ndaki yal t m ise çeflitli endüstri tesislerinde boru, kazan gibi tesisatlarda uygulanmaktad r. Is yal t m amac yla kullan lan malzemeler genelde dört ana bafll kta toplanmaktad r. Bunlar; mineral lifli malzemeler (cam yünü, tafl yünü, seramik yünü), sert plastik köpükler (Expanded Polistiren (EPS) Extruded Polistiren (XPS), fenol köpü ü, polüretan), yumuflak köpükler ve cam köpü ü kalsiyumsilikat türü malzemelerdir.

115 4. Ünite - Tesisatta Enerji Ekonomisi 105 Cam Yünü (Glass Wool) Tesisat yal t m nda kullan lan önemli malzemelerden birisi cam yünüdür. Cam yününün üretimi çeflitli tekniklerle yap lmaktad r. Cam yününün ana hammaddesini silis kumu oluflturur. Asl nda cam yünü ergimifl cam n çeflitli yöntemlerle lif haline getirilmifl fleklidir. Gündelik hayatta gördü ümüz cam k r lgan bir maddedir. Ancak ince lif fleklinde üretildi inde esnek, bükülebilen ve çok yönlü amaca hizmet eden flekle gelebilmektedir. Cam yününün iki türü bulunmaktad r. Birincisi sar renkte olup bakalitli cam yünü olarak an lmaktad r. Kullan lan bakalit, suni bir reçine türü olup, lifleri birbirine yap flt rarak rulo ya da levha fleklinde form verilmesini sa lar. Bakalitli cam yününün kullan m alanlar en çok 250 C ye kadard r. kinci cam yünü tipi beyaz renkte olup bakalitsiz olarak adland r l r. Bu tipteki cam yününe form vermek amac yla kümes teline ya da oluklu mukavva gibi malzemelere dikmek gerekmektedir. Bakalitsiz cam yünü genellikle kazan, tank, boru gibi sanayi yal t m nda kullan lmakta olup maksimum kullan m s cakl 550 C ye kadard r. Bu tipteki cam yünleri yap sektörünün yan s ra flofben, f r n gibi ev cihazlar n n yal - t m nda kullan l r. Bakalitli cam yünü yo unlu u kg/m 3 aras nda olup malzemenin yo unlu una göre levha ya da rulo fleklinde üretilebilmektedirler. Cam yünü ç plak olarak pazarlanabildi i gibi alüminyum folyo, bitümlü karbon veya ka t gibi yard mc malzemelerle yap flt r lm fl olarak da bulunabilmektedir. Cam yününün λ s iletkenlik de eri 0,040 W/mK civar ndad r. Sanayide kullan lan cam yünü λ s iletkenlik de eri kullan laca yerin s cakl na göre al nmaktad r. Tesisat hesab nda s l geçirgenlik direncini hesaplamak amac yla yal t m malzemesinin ortas ndaki s cakl a karfl l k gelen ortalama s iletkenlik de eri esas al nmaktad r. Çizelge 4.1 de 65 kg/m 3 yo unluktaki cam yünü için çeflitli ortalama s cakl klara ait s iletkenli i de erleri verilmifltir. C λ 0,034 0,041 0,047 0,055 0,064 0,074 0,085 Mekanik özellikleri aç s ndan bakt m zda cam yününün çekme, kopma, bas nç dayan m ; yo unlu una göre de iflmektedir. Örne in; rulo halindeki cam yününün yo unlu u az oldu undan bas nç mukavemeti de do al olarak bulunmamaktad r. Cam yününün yo unlu u artt kça belirli bir bas nç mukavemeti de oluflmaktad r. Benzer flekilde cam yününün rulo ya da levha olmas durumuna ba l olarak kopma mukavemeti de de iflmektedir. Cam yününün mekanik özellikleri üretici firmalar n yay nlad kataloglarda bulunmaktad r. Cam yünü suya karfl duyarl l k aç s ndan de erlendirilirse, flu yorum yap labilir: Nas l ki cam slanm yorsa cam lifleri de slanmaz. Cam yününün lifleri aras nda %99 oran nda hava bofllu u bulundu undan, su bu lifler aras na girer. Suyun s iletim katsay s λ = 0,555 W/mK dir. Dolays yla suyun s iletkenlik de eri cam yününden yaklafl k 15 kat daha kötüdür. Bu nedenle cam yününün içine bir flekilde su girmifl olmas onun iletkenlik özelli inin kötüleflmesine neden olmaktad r. Bu yüzden cam yünü gibi bünyesinde hava bofllu u olan yal t m malzemelerinin kuru olarak bulunmas s yal t m özelli ini korumas aç s ndan önemlidir. Cam yününün bünyesine su girmesi s iletim katsay s n kötü etkilemenin d fl nda bakalitin çözünmesine de neden olur. Dolay s yla cam yünü liflerini birbirine ba lama özelli i de ortadan kalkm fl olur. Bunun sonucunda da malzeme kal nl nda azalma ortaya ç kar. Çizelge Kg/m 3 Yo unluktaki Cam Yünü çin Çeflitli Ortalama S cakl klara Ait Is letkenli i De erleri

116 106 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi Her malzemenin özelli ine göre de iflen bir µ buhar difüzyon katsay s bulunmaktad r. E er malzeme buhar tamamen geçiriyorsa µ=1 al n r. Malzeme buhar hiç geçirmiyorsa µ= sonsuz al n r. Is yal t m malzemelerinden beklenen özellikler aras nda, µ buhar difüzyon katsay s n n oldukça yüksek olmas aran r. Bu aç dan bak ld nda cam yününün çok da baflar l oldu u söylenemez. Di er bir anlat mla cam yünü buhar kolayca geçirmektedir. Cam yününün µ buhar difüzyon katsay s 1,2 dir. Buhar difüzyon katsay s nedeniyle cam yününün bu olumsuz özelli ini ortadan kald rmak üzere yal t m n s cak taraf alüminyum folyo, PVC, polietilen, bitümlü karton gibi buhar kesici malzemelerle kaplan r. Bu tür önlemlerle cam yünü malzemesinin sürekli kuru olarak kalmas sa lanmal d r. Cam yünü kimyasal maddelere karfl duyarl l k aç s ndan incelendi inde, genel olarak tüm asitlere karfl dayan kl oldu u söylenebilecektir. Cam yünü genel olarak her türlü yap malzemesiyle kolayca ba daflabilmektedir. Sadece hidroflorik asit bu malzemeye karfl etkilidir. Cam yünü s cakl a dayanma ve yanma durumu aç s ndan de erlendirilirse, bakalitli ve bakalitsiz olma durumuna göre farkl l k gösterdi i ortaya ç kmaktad r. Bakalitli cam yünü maksimum 250 C ye kadar kullan lmaktad r. Bakalitli cam yünü 250 C den daha yüksek s cakl klarda kullan ld nda yanmaya bafllayarak koku ç - karmakta ve liflerin ba lay c l yok olmaktad r. Genellikle bakalitli ve bakalitsiz tüm cam yünü ürünleri 550 C nin üzerinde ergimekte ve cam topa haline gelmektedir. Bu durumdaki cam yününün yal t m fonksiyonu ortadan kalkmaktad r. Genellikle cam yünü yanmaz bir malzeme olarak bilinmekle birlikte yap lacak iflin s cakl na ba l olarak uygun malzeme seçimi önem arz etmektedir. Cam yününe ekonomiklik aç s ndan bakt m zda, di er s yal t m malzemeleriyle karfl laflt r ld nda genel olarak ekonomik ve yüksek s yal t m özelli i olan malzemeler aras nda yer ald n söyleyebiliriz. Bakalitli cam yünü genel özellikleri aç s ndan topluca de erlendirilirse afla daki notlar yaz labilecektir: Yo unlu u kg/m 3 aras nda de iflmektedir. Bakalitli cam yününün yo unlu una göre s iletim katsay s λ de erleri Çizelge 4.2 de verilmifltir. Çizelge 4.2 Bakalitli Cam Yününün Yo unlu una Göre λ Is letim Katsay s De erleri (W/mK) C 16 kg/m 3 48 kg/m 3 80 kg/m Kullan m s cakl 230 C ye kadard r. Yang n karakteristi i BS Bölüme göre yanmaz s n f ndand r. Basma mukavemeti 1 ile 8 kn/m 2 de %5 deformasyon ortaya ç kmaktad r. Piyasada kal nl klar mm aras nda bulunmaktad r. Bakalitsiz cam yünü genel özellikleri aç s ndan topluca de erlendirilirse afla - daki notlar yaz labilecektir: Yo unlu u 130 kg/m 3 de erindedir. Bakalitsiz cam yününün yo unlu una göre s iletim katsay s λ de erleri Çizelge 4.3 de verilmifltir.

117 4. Ünite - Tesisatta Enerji Ekonomisi W/mK C 130 kg/m Çizelge 4.3 Bakalitsiz Cam Yününün Yo unlu una Göre λ Is letim Katsay s De erleri Kullan m s cakl 550 C ye kadard r. Yang n karakteristi i BS Bölüme göre yanmaz s n f ndand r. Piyasada kal nl klar 5 ile 25 mm aras nda bulunmaktad r. Tafl Yünü Tafl yünü de cam yünü gibi lifli bir yal t m malzemesi olup bazalt, kireç tafl, dolomit gibi minerallerden elde edilmektedir. Dolomit kalsiyum ve magnezyumlu karbonat bilefliminde olan bir mineraldir. Tafl yünü ilk olarak 1897 de Amerika da yap lm fl ve yal t m amac yla da 1927 de kullan lmaya bafllanm flt r. Tafl yününün de de iflik üretim yöntemleri olmakla birlikte cam yününe benzemektedir. Tafl yünü koyu gri renkte olup, Avrupa n n yan s ra ülkemizde de üretimi yap lmaktad r. Tafl yününün yo unlu u kg/m 3 aras nda olup lif çaplar 5 mikron civar ndad r. Uygulamaya bakt m zda tafl yününün yo unlu u kg/m 3 aras ndad r. Tafl yünü düflük yo unluklarda rulo fleklinde, yüksek yo unluklarda ise levha fleklinde üretilmektedir. Yo unluklar kg/m 3 aras nda oldu unda optimum s iletkenlik katsay s ortaya ç kmaktad r. Cam yününde oldu u gibi oluklu mukavvaya ya da kümes teline dikili olan flilteleri genellikle sanayi ekipmanlar n n yal t - m nda kullan lmaktad r. Tafl yününün cam yününden bir fark da liflerin konumundan kaynaklanmaktad r. Cam yününde lifler yatay olarak yer almaktad r. Tafl yününde ise lifler her yönde yer al rlar. Bu özelli i dolay s yla tafl yününün bas nç mukavemeti cam yününden daha fazlad r. Is iletkenlik λ de eri aç s ndan bak ld nda, tafl yünü, cam yününe benzer bir de er ortaya koymaktad r. Tafl yününün s iletim katsay s λ de eri 0,040 W/mK dir. Cam yününde oldu u gibi tafl yününde de λ s iletkenlik katsay s için ortalama s - cakl klara karfl l k gelen s iletim katsay s de erleri al nmaktad r. Mekanik özellikleri aç s ndan bakt m zda, tafl yününde kopma mukavemeti, bas nç gibi mekanik özellikleri yo unlu una göre de iflmektedir. Tafl yününün düflük yo unluklu olanlar nda mukavemetler az, do al olarak yüksek yo unluklu olanlar nda mukavemet de erleri fazlad r. Bununla birlikte üretici firmalar lifli malzemelerin yo unlu unu tam bir de er olarak vermekten çeflitli sak ncalar nedeniyle kaç nmaktad rlar. Suya karfl duyarl l k aç s ndan incelendi inde tafl yünü de cam yününe benzer özellikler ortaya koymaktad r. Dolay s yla tafl yünü de gözenekli bir yap ya sahip olup %99 u hava bofllu undan oluflmaktad r. Bu nedenle slanmamas aç s ndan önlem al nmas büyük önem arz etmektedir. Bununla birlikte baz tafl yünü tiplerinde malzemenin içine suyu reddeden silikon tipi malzemeler kat lmaktad r. Bu malzemelerin kat lmas n n tafl yününün slanmas n engelledi i belirtilmektedir.

118 108 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi Kimyasal maddelere karfl duyarl l k aç s ndan bak ld nda, bilefliminde kalsiyum bulunan tafl yünü tiplerinin sert asitlere karfl dayan kl olmad kaydedilmektedir. Tafl yününün bilefliminde kükürt varsa temas etti i yüzeylerde korozyon yapt kaydedilmektedir. Bu özelli i dolay s yla önemli projelerde tafl yününün bileflimi iyi bir flekilde incelenmelidir. Tafl yünü s cakl a dayan m ve yang n durumu aç s ndan incelendi inde, genel olarak s cakl a dayan m aç s ndan cam yününe göre önemli bir avantaj ortaya koymaktad r. Tafl yününün s cakl a dayan m 1000 C ye kadar ç kabilmektedir. Ancak bu özellik bilefliminde bakalit olup olmamas na göre de iflir. Bilefliminde bakalit varsa tafl yününün dayan m s cakl 250 C ye kadard r. Ancak bakalitsiz tafl yününün s cakl 1000 C ye kadar ç kmaktad r. Bu nedenle tafl yünün en önemli özelli i yüksek s cakl klara karfl dayan kl olmas d r. Bununla birlikte malzemede kâ t, mukavva, bitümlü karbon, alüminyum folyo kaplamas kullan - l yorsa bu durumda do al olarak dayan m s cakl kaplama malzemesinin s cakl kadard r. Tafl yününe buhar geçirimsizli i aç s ndan bakt m zda, µ buhar difüzyon katsay s de eri cam yünüyle benzer de erler aras ndad r. Di er bir anlat mla, tafl yününün µ buhar difüzyon katsay s de eri düflük olup 1,1-1,4 aras nda de iflmektedir. Ekonomiklik aç s ndan bakt m zda, tafl yününün maliyeti cam yününün maliyetinden yaklafl k yar yar ya daha düflüktür. Bununla birlikte tafl yününün yo unlu u cam yününe oranla yaklafl k iki kat daha fazlad r. Tafl yünü malzemesi sat n al rken fiyat yla yo unlu unu karfl laflt rarak almakta yarar bulunmaktad r. Tafl yününün özelliklerini topluca de erlendirirken düflük yo unluklu ve yüksek yo unluklu olmak üzere iki s n fa ay rabiliriz. Düflük yo unluklu tafl yünü genel özellikleri aç s ndan topluca de erlendirilirse afla daki notlar yaz labilecektir: Yo unlu u kg/m 3 aras nda de iflmektedir. Düflük yo unluklu tafl yünü yo unlu una göre s iletim katsay s λ de erleri Çizelge 4.4 te verilmifltir. Çizelge 4.4 Düflük Yo unluklu Tafl Yününün Ortalama S cakl klar na liflkin λ Is letim Katsay s De erleri W/mK C 23 kg/m 3 33 kg/m 3 45 kg/m 3 60 kg/m 3 80 kg/m , Kullan m s cakl 0 C ile 800 C ye kadard r. Yang n karakteristi i BS Bölüme göre yanmaz s n f ndand r. Basma mukavemeti, 45 kg/m 3 yo unluk için 3 kn/m 2, 60 kg/m 3 yo unluk için 7,5 kn/ m 2, 80 kg/m 3 yo unluk için 10,5 kn/m 2 Piyasada kal nl klar 20 ile 120 mm aras nda bulunmaktad r. Yüksek yo unluklu tafl yünü genel özellikleri aç s ndan topluca de erlendirilirse afla daki notlar yaz labilecektir:

119 4. Ünite - Tesisatta Enerji Ekonomisi 109 Yo unlu u 100 ile 200 kg/m 3 aras nda de iflmektedir. Yüksek yo unluklu tafl yünü yo unlu una göre s iletim katsay s λ de erleri Çizelge 4.5 te verilmifltir. W/mK C 100 kg/m kg/m kg/m Çizelge 4.5 Bakalitsiz Cam Yününün Yo unlu una Göre λ Is letim Katsay s De erleri Kullan m s cakl 0 ile 800 C ye kadard r. Yang n karakteristi i BS Bölüme göre yanmaz s n f ndand r. Basma mukavemeti, 100 kg/m 3 yo unluk için 13 kn/m 2, 140 kg/m 3 yo unluk için 14,5 kn/m 2, 200 kg/m 3 yo unluk için 16 kn/m 2 Piyasada kal nl klar 20 ile 120 mm aras nda bulunmaktad r. Seramik Yünü Tesisat yal t m nda kullan lan yal t m malzemelerinden birisi de seramik yünüdür. Özellikle tafl yününün kullan lamad 1200 C-1400 C gibi yüksek s cakl klarda seramik yünü kullan labilmektedir. Seramik yünü de cam yünü ve tafl yünü gibi lifli bir malzemedir. Seramik yünü beyaz renkli olup rulo levha ve dökme olarak pazarlanmaktad r. Yo unlu u malzemenin flekline göre kg/m 3 aras nda de- iflmektedir. Seramik yünü yumuflak bir malzeme olup levha tiplerinde dahi bas nç dayan m düflüktür. Seramik yününün 160 kg/m 3 yo unluk için s iletkenlik de erleri Çizelge 4.6 da verilmifltir. C λ (W/mK) 400 0, , ,1376 Çizelge 4.6 Seramik Yününün 160 kg/m 3 Yo unluk çin Is letkenlik De erleri , ,2752 Seramik yünü hidroflorik asit ve fosforik asit d fl nda di er asitlerden etkilenmemektedir. Suya karfl duyarl l k aç s ndan di er lifli malzemelerle benzer bir özellik tafl maktad r. Seramik yününün ülkemizde üretimi bulunmay p ithal yoluyla gelmektedir. Ekonomiklik aç s ndan bak ld nda, di er lifli yal t m malzemelerinden daha pahal d r. Seramik yünü di er lifli malzemelere benzer flekilde, rulo, levha ve halat fleklinde pazarlanmaktad r. Çeflitli seramik yünü malzemeleri fiekil 4.4 te verilmifltir.

120 110 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi fiekil 4.4 Çeflitli Seramik Yünü Malzemeler Seramik yünü genel özellikleri aç s ndan topluca de erlendirilirse afla daki notlar yaz labilecektir: Yo unlu u 64 ile 192 kg/m 3 aras nda de iflmektedir. Seramik yünü yo unlu una göre s iletim katsay s λ de erleri Çizelge 4.7 de verilmifltir. Çizelge 4.7 Seramik Yününün Yo unlu una Göre λ Is letim Katsay s De erleri W/mK C 64 kg/m 3 96 kg/m kg/m Kullan m s cakl 1250 C ye kadard r. Yang n karakteristi i BS Bölüme göre yanmaz s n f ndand r. Basma mukavemeti, 128 kg/m 3 yo unluk için 2,5 kn/m 2 Piyasada kal nl klar 6 ile 50 mm aras nda bulunmaktad r. Genlefltirilmifl Polistren (Expanded Polystrene-EPS) Son y llarda organik içerikli yal t m malzemelerinin kullan m nda da büyük art fl ortaya ç km flt r. Polistren sert köpük yapay bir organik s yal t m malzemesi olup ülkemizde yayg n olarak strafor olarak bilinmektedir. Strafor ilk olarak 1952 y l nda Alman BASF firmas taraf ndan üretilmifltir. Strafor Türkiye de 1960 l y llar n bafl nda buzdolab üreticilerinin ihtiyac n karfl lamak üzere üretilmeye bafllanm flt r li y llara kadar da sadece bu alanda kullan lm flt r. Straforun yayg n olarak s yal t mlar nda kullan lmas n n en önemli nedeni di er s yal t m malzemeleriyle

121 4. Ünite - Tesisatta Enerji Ekonomisi 111 karfl laflt r ld nda daha ucuz olmas ndan kaynaklanmaktad r. Strafor beyaz renkli levhalar halinde üretilmekte olup standart ölçüleri 50x100 cm olmakla birlikte daha farkl ölçülerde de üretilmektedir. 1x10 cm kal nl klar aras nda, yo unlu u 10 ile 30 kg/m 3 aras nda de iflmektedir. Genellikle ülkemizde ç plak olarak pazarlanmakla birlikte, di er ülkelerde çeflitli malzemelerle kaplanm fl olarak pazarlanmaktad r. EPS nin üretiminde polistren kullan lmaktad r. 1 m 3 genlefltirilmifl polistrende milyarlarca adet küçük kapal gözenekli hava bofllu u bulunmaktad r. Bu hava boflluklar s yal t m özelli i sa lamaktad r. Polistren fliflirilme metodu ile üretildi- inde EPS, Expanded Polystrene olarak an lmaktad r. Polistren Exturide metoduyla üretildi inde ise Exturided Polistren (XPS) olarak an lmaktad r. Genlefltirilmifl polistiren EPS nin en önemli özelli i λ s iletim katsay s de erinin di er s yal t m malzemeleriyle karfl laflt r ld nda en düflük olmas dolay s yla en iyisi olmas d r. Genlefltirilmifl polistren EPS nin 10 C deney s cakl ndaki yo- unlu una ba l olarak s etkenli i de erleri fiekil 4.5 (a) daki diyagramda verilmifltir. fiekil 4.5 (b) de ise 20 kg yo unluktaki EPS nin s cakl a ba l olarak s iletkenli i görülmektedir. fiekil 4.5 (a) Genlefltirilmifl Polistiren EPS nin 10 C Deney S cakl ndaki Yo unlu una Ba l Olarak Is Etkenli i De erler (b) 20 kg Yo unluktaki EPS nin S cakl a Ba l Olarak Is letkenli i Is letkenli i (W/mK) 0,045 0,040 0,035 0,030 0, Yo unluk (kg/m 3 ) Is letkenli i (W/mK) 0,05 0,04 0,03 0,02 0, S cakl k ( C) (a) (b) Genlefltirilmifl polistrenin yo unluk de eri 10 ile 30 kg/m 3 aras ndad r. Piyasada genellikle yo unlu u 10 kg/m 3 olan genlefltirilmifl polistren tercih edilmektedir. Genlefltirilmifl polistrenin bas nç dayan m, makaslama dayan m, bükülme dayan - m, çekme dayan m gibi mekanik özellikleri yo unlu una göre de iflmektedir. Çizelge 4.8 de genlefltirilmifl polistren EPS nin mekanik özellikleri verilmifltir. Yo unluk (kg/m 3 ) Bas nç Dayan m (N/nm 2 ) (%10 deformasyonda) Bas nç Dayan m (N/nm 2 ) (<%2 deformasyonda) Makaslama Dayan m (N/nm 2 ) Bükülme Dayan m (N/nm 2 ) Çekme Dayan m (N/nm 2 ) Çizelge 4.8 Genlefltirilmifl Polistren EPS nin Mekanik Özellikleri Genlefltirilmifl polistren EPS genel özellikleri itibariyle tüm yap malzemeleriyle kolayca ba daflmaktad r. Bununla birlikte tiner gibi baz çözücü maddelere ve asitlere karfl dayan ks zd r. Genlefltirilmifl polistren EPS ye s cakl a dayan m ve yan-

122 112 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi ma durumu aç s ndan bakt m zda yan c bir malzeme oldu unu söyleyebiliriz. Bununla birlikte EPS nin içine özel maddeler kar flt r larak zor alev al c tip haline getirilebilmektedir. Bu yal t m malzemesinin 80 C-85 C ye kadar kullan lmas tavsiye edilmektedir. EPS için kullan ld yerde bir süre sonra kendi kendine parçalanarak yok oldu u fleklinde bir kan bulunmaktad r. EPS do ru yerde, do ru yo- unlukta ve iyi bir iflçilik uygulanmas durumunda kendi kendine yok olmas gibi bir durum ortaya ç kmaz. Tüm plastik malzemelerde oldu u gibi genlefltirilmifl polistren de belli bir s cakl k de erinden sonra yumuflamaya bafllar. Bu de er EPS de yaklafl k 85 C dir. Söz konusu yumuflama durumu düflük yo unluklarda daha belirgin bir flekilde ortaya ç kmaktad r. EPS nin bas nç alt nda kullan lmamas gereken en düflük yo unluk de eri 10 kg/m 3 tür. Genlefltirilmifl polistiren EPS ye suya karfl duyarl l k ve buhar geçirimsizli i aç - s ndan bakt m zda, bu malzemenin kapal gözenekli özelli e sahip oldu unu söyleyebiliriz. Dolay s yla küreciklerin çeperleri suyu geçirmedi inden genel olarak bak ld nda su alma yüzdesinin çok düflük oldu u söylenebilir. Malzemenin yo unlu u artt kça küreler de bir birine daha s k yap flmakta ve su alma oran gittikçe azalmaktad r. Genlefltirilmifl polistren hidroskopik ve kapiler de ildir. Genlefltirilmifl polistren EPS ye fiyat aç s ndan bakt m zda genel olarak kullan lan di- er yal t m malzemeleri aras nda en ucuz olan d r. Malzemenin fiyat yo unlu u azald kça azal r. Bu nedenle de en çok kullan lan EPS türü yo unlu u 10 kg/m 3 oland r. Genel olarak bak ld nda bas nc n söz konusu olmad yerlerde yo unlu u düflük olan EPS kullan l rken bas nc n söz konusu oldu u yerlerde yüksek yo unluktaki EPS türleri tercih edilmektedir. SORU 5 Çizelge D KKAT 4.9 Genlefltirilmifl polisiren EPS nin λ Is SIRA letim S ZDE Katsay s De erleri Hidroskopik SIRA ve kapiler S ZDE ne demektir? Genlefltirilmifl polistren EPS nin genel özellikleri aç s ndan topluca de erlendirilirse afla daki notlar yaz labilecektir: Yo unlu u 15 ile 30 kg/m 3 aras nda de iflmektedir. Genlefltirilmifl SORU polistren EPS nin yo unlu una göre s iletim katsay s λ de- erleri Çizelge 4.9 da verilmifltir. D KKAT W/mK C 15 kg/m 3 20 kg/m 3 25 kg/m 3 30 kg/m AMAÇLARIMIZ Kullan m s cakl -100 ile 80 C aras ndad r. Yang n karakteristi i BS Bölüme göre yanabilir s n f ndand r. Basma mukavemeti, 70 kn/m 2 de %10 deformasyon K T A P Piyasada K Tkal nl klar A P 13 ile 610 mm aras nda bulunmaktad r. TELEV ZYON NTERNET Ekstrude Polistren (Extruded Polystrene - XPS) Ekstrude polistren TELEV ZYON XPS in hücre yap lar ve da l m homojen olup, λ s iletim katsay s de erleri EPS ye oranla biraz daha düflüktür. Ekstrude polistren XPS genellikle levha fleklinde üretilmekte olup farkl firmalar taraf ndan farkl renkte üretilmektedir. Üretilen levhalar n yüzeylerinin düz ya da pürüzlü olmalar veya bask l NTERNET olup su alma durumlar EPS ye oranla daha az oldu u söylenebilir. XPS levhalar n yo unluk de erleri 25 ila 50 kg/m 3 aras nda de iflti i söylenebilir. Ekstrude polis-

123 4. Ünite - Tesisatta Enerji Ekonomisi 113 tren XPS in EPS ye göre en önemli özelli i bas nca karfl olan mukavemetinin fazlal ve buhar geçirimsizlik faktörünün yüksek olmas d r. XPS çok s k kapal gözenekli bir yap ya sahiptir. Bu özelli i dolay s yla su alma durumu oldukça düflüktür. Genel olarak bak ld nda su alma yüzdesi de erinin hacminin %1 inin alt nda oldu u söylenebilir. Ters teras çat sistemlerinde su yal t m s yal t m n n alt nda oldu undan bu tür çat sistemleri için iyi bir yal t m malzemesi seçene idir. XPS hidroskopik ve kapiler de ildir. Ekstrude polistren XPS e kimyasal maddelere karfl duyarl l k aç s ndan bak ld nda, plastik esasl olmas nedeniyle birçok kimyasal maddeye karfl duyarl oldu u görülmektedir. Özellikle tiner gibi çözücü maddelerle ve baz yap flt r c larla birlikte kullan lmamas gerekmektedir. Ektrude polistren XPS in λ s etkenlik de erleri yo unlu a ba l olarak de iflmekte olup kg/m 3 yo unluk de erleri için λ lab. = 0,028-0,031 W/mK aras nda de iflmektedir. Genellikle levha fleklinde üretilen ekstrude polistren XPS yüksek bas nç dayan rl na sahip oldu undan otopark hareketli yüklerin bulundu u yerlerin yan s ra üzerinde gezinilen teras çat ve döfleme uygulamalar nda da kullan lmaktad r. Ekstrude polistren XPS e s cakl a dayan m ve yang n durumu aç - s ndan bak ld nda, içerisinde alevlenmeyi önleyici madde bulunmas nedeniyle zor yan c olan B1 s n f nda oldu u görülmektedir. Bununla birlikte nakliye, depolama ve kullan m aflamalar nda atefle ve aleve karfl önlem al nmal d r. XPS uzun süreli olarak aç k depolama fleklinde tutulmamal d r çünkü güneflin direkt ultraviole fl nlar XPS i tahrip etmektedir. Ekstrude polistren XPS in genel özellikleri aç s ndan topluca de erlendirilirse afla daki notlar yaz labilecektir: Yo unlu u 28 ile 45 kg/m 3 aras nda de iflmektedir. Ekstrude polistren XPS in yo unlu una göre s iletim katsay s λ de erleri Çizelge 4.10 da verilmifltir. W/mK C 28 kg/m 3 32 kg/m 3 38 kg/m 3 45 kg/m Çizelge 4.10 Ekstrude polistren XPS in λ Is letim Katsay s De erleri Kullan m s cakl -50 ile 80 C aras ndad r. Yang n karakteristi i BS Bölüme göre yanabilir s n f ndand r. Basma mukavemeti, 28 kg/m 3 de 250 kpa, 38 kg/m 3 de 500 kpa, 45 kg/m 3 de 700 kpa d r. Piyasada kal nl klar mm aras nda bulunmaktad r. Poliüretan Köpük (Polyurethane Foam) Poliüretan köpük genel karakteristikleri aç s ndan incelenirse, poliol ve izosiyonat olarak adland r lan iki kimyasal maddenin kar flt r lmas esnas nda havan n da yard m yla köpürüp sertleflmesiyle elde edilmektedir. Poliüretan köpük genel olarak bak ld nda plastik esasl olup levha halinde üretilmekle birlikte, özellikle tesisat yal t m amac yla boru fleklinde form verilmifl flekilde de üretilebilmektedir. Poliüretan köpük genellikle yerinde püskürtülme yöntemiyle uygulanmaktad r. Genel özelliklerine bak ld nda, sar renkte olup, hücrelerinin %95 i kapal gözeneklidir ve kg/ m 3 yo unluklar nda üretilmektedir. Çeflitli poliüretan köpük malzeme örnekleri fiekil 4.6 da gösterilmektedir.

124 114 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi fiekil 4.6 Çeflitli Poliüretan Köpük Malzeme Örnekleri Çizelge 4.11 Poliüretan Köpük λ Is letim Katsay s De erleri Poliüretan köpük λ s iletkenlik de eri aç s ndan bak ld nda oldukça düflük de erlere sahiptir. Poliüretan köpü ün λ s iletkenlik de- eri için 0,012-0,013 W/mK de erleri verilmektedir. Bu λ de erleri asl nda poliüretan köpü ün bafllang çta yerinde Püskürtüldü ü zamandaki de eridir. Zamanla bu de- er biraz yükselebilmektedir. Bu durum s iletim katsay s de erinin bir süre sonra kötüleflti i anlam na gelmektedir. Poliüretan köpük mekanik özellikleri aç s ndan incelendi inde yo unlu unun kg/m 3 aras nda oldu u görülmektedir. Yal t m amac yla kullan lan poliüretan levhalar n yo unlu- unun 32 kg/m 3 ten az olmamas önerilmektedir. Bu de erin alt na inildi inde flekil de iflimleri ortaya ç kabilmektedir. Poliüretan köpük suya karfl duyarl l k anlam nda incelendi inde, bünyesine su alma durumunun az olmakla birlikte, EPS den fazla oldu u kaydedilmektedir. Poliüretan köpük 24 saat süreyle suya dald r ld - nda hacminin %0,2-%1 i kadar su almaktad r. Birkaç haftal k numunelerde bu oran %3- %5 civar na ç kmaktad r. Poliüretan köpük kimyasal maddelere karfl duyarl l k aç s ndan incelendi inde; benzine, mazota, hafif asitlere, alkalilere ve deniz suyuna karfl dayan kl oldu u ortaya ç kmaktad r. poliüretan köpük s cakl a dayan m ve yang n durumu aç s ndan incelendi inde; levhalar n 110 C-120 C s - cakl a dayan kl oldu u görülmektedir. S cakl a dayan m aç s ndan EPS ye göre farkl sonuçlar ortaya ç karmaktad r. Poliüretan köpük özellikle tesisat yal t m nda -200 C ye kadar kullan labilmektedir. Petrol ürünü olmas nedeniyle yan c olmas - na ra men, üretimi esnas nda, alev almay zorlaflt r c maddeler eklendi inden, Zor alev alabilen yang n aç s ndan B1 s n f bir malzemedir. Rijit poliüretan köpük genel özellikleri aç s ndan topluca de erlendirilirse afla- daki notlar yaz labilecektir: Yo unlu u 35 ile 50 kg/m 3 aras nda de iflmektedir. Rijit poliüretan köpü ün yo unlu una göre s iletim katsay s λ de erleri Çizelge 4.11 de verilmifltir. W/mK C 35 kg/m 3 40 kg/m 3 50 kg/m Kullan m s cakl -180 ile 110 C aras ndad r. Yang n karakteristi i BS Bölüme göre yanabilir s n f ndand r. Piyasada kal nl klar 15 ile 150 mm aras nda bulunmaktad r.

125 4. Ünite - Tesisatta Enerji Ekonomisi Elastomerik Kauçuk Köpü ü Elastromerik kauçuk köpü ünün Türkiye ye gelifli di er yal t m malzemelerine göre daha sonradan olmufltur. Bu malzemenin Türkiye ye gelifli 9-10 y ll k bir geçmifle sahiptir. Elastomerik kauçuk köpü ü kapal hücreli, tamamen esnek olup, genlefltirilmifl siyah sentetik kauçuk boru ya da levha fleklinde pazarlanmaktad r. Elastomerik kauçuk köpü ün son y llarda kullan m gittikçe artmakta olup s cak borularda s kayb n, so uk borularda ise s kazanc n önemli miktarda azaltmaktad r. Elastomerik kauçuk köpü ünün s iletim katsay s λ de erleri kullan ld s cakl - a ba l olarak de iflmektedir. -20 C de λ de eri 0,034 W/mK iken 0 C de 0,036 W/mK de erinde olup 20 C de λ de eri 0,038 W/mK dir. Elastomerik kauçuk köpü ü mükemmel bir esnekli e sahip olup yo unlu u kg/m 3 de erindedir. Elastomerik kauçuk köpü ü suya karfl duyarl l aç s ndan de erlendirildi inde kapal gözenekli olmas nedeniyle bünyesine pratik olarak su almad kaydedilmektedir. Kimyasal maddelere duyarl l k aç s ndan bak ld nda ise; ya, madeni ya gibi kimyasallara dayan kl oldu u kaydedilmektedir. Elastomerik kauçuk köpü ü buhar geçirimsizli i özelli i aç s ndan di er yal t m malzemeleriyle karfl laflt r ld - nda en iyi malzemeler aras nda yer almaktad r. Bu malzemenin su buhar geçirgenli i de eri 0,21-0,07 µgm/na de erinde olup su buhar geçirgenlik direnç katsay s de eri µ, aras ndad r. Bu özelli i ile yo uflma sorunu olan yerlerde kullan lmas önerilmektedir. Elastomerik kauçuk köpü ü yal t m borular fiekil 4.7 de görülmektedir. fiekil 4.7 Elastomerik Kauçuk Köpü ü Yal t m Borular 115 Elastomerik kauçuk köpü ü yal t m borular n özellikleri nelerdir? 6 Yanmaz cam yünü kaplamal kauçuk köpü ü yal t m borular n n özellikleri nelerdir? Elastomerik kauçuk köpü ü genel özellikleri aç s ndan topluca SORU de erlendirilirse afla daki notlar yaz labilecektir: SORU Yo unlu u 60 ile 90 kg/m 3 aras nda de iflmektedir. D KKAT D KKAT Elastomerik kauçuk köpü ün yo unlu una göre s iletim SORU katsay s λ de erleri Çizelge 4.12 de verilmifltir. SORU W/mK D KKAT Çizelge 4.12D KKAT C 60 kg/m 3 (Class 1) 90 kg/m 3 Elastomerik Kauçuk (Class 2) Köpük λ Is AMAÇLARIMIZ SIRA S ZDE AMAÇLARIMIZ letim Katsay s De erleri AMAÇLARIMIZ K T0.040 A P K T A P AMAÇLARIMIZ 7 TELEV ZYON K T A P TELEV ZYON K T A P TELEV ZYON NTERNET TELEV ZYON NTERNET

126 116 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi Kullan m s cakl -40 ile 116 C aras ndad r. Yang n karakteristi i BS Bölüme göre yanabilir s n f ndand r. Piyasada kal nl klar 6 ile 32 mm aras nda bulunmaktad r. Polietlen Köpük Polietilen köpü e genel özellikleri itibariyle bakt m zda; etilen ve propilenden haz rlanan polimerlerden imal edildi ini belirtebiliriz. Ayr ca esnek ve yar esnek gözenekli olup plastik esasl bir malzeme oldu u kaydedilmektedir. Polietlen köpük, ekstrüzyon yöntemiyle, boru ya da levha fleklinde imal edilmekte olup d fl yüzeyi oldukça düzgün olarak elde edilmektedir. Ekstrüzyon yöntemi nedir? 8 Polietilen köpük özellikle tesisat yal t m nda da kullan lmakta olup boru fleklinde 10 ile 138 mm iç çap nda, 5 ile 30mm yal t m kal nl nda ve 2m uzunlu unda üretilmektedir. Polietilen köpük kapal hücre yap l bir malzeme olup dayan kl, SORU güvenilir, ekonomik, SORU kullan m kolay bir yal t m malzemesi olarak bilinmektedir. Tesisat yal t m nda kullan lan borular n kesim yerleri haz r olup çok kolay bir ifllemden sonra k sa bir sürede montaj yap labilmektedir. Polietilen köpük kimyasal D KKAT D KKAT olarak nötr ve kokusuz olup zehirli gaz içermemektedir. Polietilen köpük; düflük yo unlu u, düflük s iletim katsay s de eri, yüksek su buhar difüzyon direnci, bünyesine SIRA su almamas, S ZDE yüksek darbelere dayan m ve esnekli i ile tesisat yal t - m nda kullan lan bir ürün olarak karfl m za ç kmaktad r. Genel olarak polietilen esasl yal t m malzemelerine bak ld nda s yal t m nda, döflemelerde, darbe sisi AMAÇLARIMIZ yal t m nda, AMAÇLARIMIZ su yal t m nda yayg n olarak kullan lmaktad r. K SIRA TS ZDE A P 9 TELEV ZYON SORU NTERNET Çizelge D KKAT 4.13 Polietilen Köpük λ Is letim Katsay s De erleri Tesisat yal t m nda SIRA K TS ZDE Akullan lan P polietilen köpük yal t m borular hakk nda bilgi verin. Polietilen köpük genel özellikleri aç s ndan topluca de erlendirilirse afla daki notlar yaz labilecektir: TELEV ZYON Yo unlu u 30 kg/m 3 de erindedir. Polietilen SORU köpük yo unlu una göre s iletim katsay s λ de erleri Çizelge 4.13 de verilmifltir. NTERNET D KKAT W/mK C 30 kg/m 3 (Standart) 30 kg/m 3 (Gelifltirilmifl) AMAÇLARIMIZ AMAÇLARIMIZ K T A P TELEV ZYON NTERNET K T A P Kullan m s cakl -50 ile 105 C aras ndad r. Yang n karakteristi i BS Bölüme göre yanabilir s n f ndand r. TELEV ZYON Basma mukavemeti, 91 ile 168 kn/m 2 de %25 deformasyon. Piyasada kal nl klar 4 ile 32 mm aras nda bulunmaktad r. NTERNET

127 4. Ünite - Tesisatta Enerji Ekonomisi 117 PVC Köpük PVC köpük genel karakteristik özellikleri aç s ndan incelendi inde polivinilklorid esasl termoplastik bir malzeme olup sert, yar sert veya yumuflak olarak üretilebilmektedir. Gözenek yap s na göre üretim yöntemi de iflebilmektedir. Is iletim katsay s λ de erleri aç s ndan bakt m zda, 40 kg/m 3 yo unluk için λ de eri 0,038 W/mK; 130 kg/m 3 yo unluk için λ de eri 0,051 W/mK olarak görülmektedir. Yo- unlu u 30 ile 300 kg/m 3 aras ndad r. Suya duyarl l aç s ndan bakt m zda kapal gözenekli olup su almad ve µ de erinin 40 ile 80 aras nda oldu u kaydedilmektedir. PVC köpük korozyon ve çürümeye karfl dayan kl olup haflarat bar nd rmaz ve zor yan c özelli e sahiptir. PVC köpük genel özellikleri aç s ndan topluca de erlendirilirse afla daki notlar yaz labilecektir: Yo unlu u 40 ile 300 kg/m 3 de erindedir. PVC köpük yo unlu una göre ve 10 C ortalama s cakl k için s iletim katsay s λ de erleri Çizelge 4.14 te verilmifltir. W/mK Ortalama S cakl k 40 kg/m kg/m kg/m Çizelge 4.14 PVC Köpük çin 10 C Ortalama S cakl a Ait λ Is letim Katsay s De erleri Kullan m s cakl -100 ile 95 C aras ndad r. Yang n karakteristi i BS Bölüme göre yanabilir s n f ndand r. Basma mukavemeti, 40 kg/m 3 için 430 kpa, 100 kg/m 3 için 2000 kpa, 300 kg/m 3 için 8800 kpa Piyasada kal nl klar 13 ile 150 mm aras nda bulunmaktad r. Kalsiyum Silikat Kalsiyum silikat, genel olarak bak ld nda, mineral esasl bir yal t m malzemesi olup, boru, levha, sprey veya form verilmifl özel parçalar olarak kullan lmaktad r. Kalsiyum silikat n su ilavesi ile sertleflen toz halinde olan flekilleri de bulunmaktad r. Kalsiyum silikat tesisatta özellikle yüksek s cakl k yal t mlar nda kullan lmakta olup 1100 C ye kadar dayanan tipleri bulunmaktad r. Yo unlu u 190 ile 200 kg/m 3 aras nda olup bas nç dayan m 8-10 kg/cm 2 dir. Kalsiyum silikat yang n yal t m için de elveriflli bir malzeme olup s iletim katsay s de eri oldukça düflüktür. Kalsiyum silikat prefabrik borular özellikle tesisat yal t m nda kullan lmakta olup baz kalsiyum silikat prefabrik boru yal t m malzemeleri fiekil 4.8 de verilmifltir. fiekil 4.8 Çeflitli Kalsiyum Silikat Prefabrik Boru Örnekleri

128 118 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi Kalsiyum silikat genel özellikleri aç s ndan topluca de erlendirilirse afla daki notlar yaz labilecektir: Yo unlu u 240 kg/m 3 de erindedir. Kalsiyum silikat yo unlu una göre ve çeflitli ortalama s cakl k için s iletim katsay s λ de erleri Çizelge 4.15 te verilmifltir. Kullan m s cakl C Yang n karakteristi i BS Bölüme göre yanmaz s n f ndand r. Basma mukavemeti, 600 kn/m 2 de %1,5 deformasyon Piyasada kal nl klar 25 ile 100 mm aras nda bulunmaktad r. Çizelge 4.15 Kalsiyum Silikat çin Çeflitli Ortalama S cak De erlerine Ait λ Is letim Katsay s De erleri C W/mK 240 kg/m TES SATTA ENERJ EKONOM S SA LANAB LECEK YERLER Tesisatta enerji ekonomisi büyük oranda s yal t m yla gerçeklefltirilmektedir. Bu bölümde tesisatta hangi noktalarda ve nerelerde enerji ekonomisi sa lanabilece i s ralanacak daha sonra bunlar tek tek aç klanacakt r. Genellikle tesisatta s yal t - m konusu endüstride ve di er kullan mda ikinci planda görülmekte buradan sa lanabilecek enerji tasarrufu ihmal edilmektedir. Ayr ca tesisatta s yal t m ve enerji ekonomisi konusu teknik bir konu olup bilinçsiz yap lan bir tesisat yal t m bazen bofla harcanan para anlam na da gelebilmektedir. Özellikle borulardaki yal - t mdan önce mutlaka kritik yal t m kal nl hesab yap lmal d r. Kritik yal t m SIRA kal nl S ZDE nedir? 10 Tesisatta s yal t m yap labilecek yerler s ralan rsa borulardaki yal t m ilk s rada görülebilir. Borulardaki yal t m içinden geçen suyun s cakl na göre üç alt bafll kta incelenmektedir. Bunlar; so uk hatlarda so uk su borular n n yal t m, l k hatlarda s cak su ve SORU kalorifer borular n n yal t m, s cak hatlarda ise buhar, k zg n su bo- SORU rular n n yal t m olarak ortaya ç kmaktad r. Bir önceki bafll kta tesisatta s yal t m amac yla kullan lan s yal t m malzemeleri tan t lm flt. Tesisat yal t m nda kullan - D KKAT D KKAT lan bafll ca s yal t m malzemeleri; prefabrik kauçuk köpü ü, prefabrik EPS veya XPS, prefabrik tafl yünü, prefabrik cam yünü, prefabrik cam köpü ü, prefabrik polietilen köpük, SIRA prefabrik S ZDE poliüretan, prefabrik fenol köpü ü, beyaz cam yünü, tafl yünü fliltesi, enjekte poliüretan ve kalsiyumsiltatt r. Genellikle vana ve armatür yal t m, göz ard edilen noktalardan birisidir. Y llar boyunca ciddi s kay plar na neden olmakla AMAÇLARIMIZ birlikte vana ve armatürler pek çok tesiste yal t m aç s ndan ihmal edi- AMAÇLARIMIZ len noktalar aras nda görülmektedir. Tesisatta önemli bir s kay p noktas da klima kanallar d r. Klima kanallar nda da flartland r lan havada, yal t ms zl k nedeniyle ortaya ç kabilen K T A P K s T A kazanc, P hem para kayb na hem de konfor kayb na neden olabilmektedir. Tesisatta pek çok endüstriyel ekipmandan da kullan m s cakl na göre s kayb ya da s kazanc ortaya ç kmaktad r. Bu nedenle endüstriyel ekipmanlar n yal t m TELEV ZYON da önem arz etmektedir. Tesisat yal t m nda prefabrik yal t m malzeme- TELEV ZYON si ürünleri kullanmak düflük yo unluklu flilte kullan m na göre daha do ru bir uygulama olarak ortaya ç kmaktad r. Düflük yo unluklu flilte tarz s yal t m malzemeleri s k bir flekilde sar ld nda kal nl incelmektedir. Bu tür düflük yo unluklu s NTERNET NTERNET yal t m malzemeleri zamanla kal nl k kaybetmesi nedeniyle sorunlar ortaya ç karmaktad r. Bunun yerine prefabrik türü s yal t m malzemeleri önerilmektedir.

129 4. Ünite - Tesisatta Enerji Ekonomisi 119 So uk Hatlarda So uk Su Borular n n Yal t m So uk hatlarda borular n içerisinden so uk ak flkan geçti inden do al olarak boru yüzeyi so uk olmaktad r. Borunun so uk yüzeyi ile temas eden ortam havas ndaki su buhar bu temastan sonra yo uflarak s v haline gelmektedir. Yo uflan su korozyon, paslanma ve enerji kayb na neden olmaktad r. So uk hatlar n yal t m nda kullan lan malzeme ve uygulama flekli de çok önemlidir. Uygun kullan lan bir yal t m malzemesi ve do ru bir uygulama ile yo uflma ve korozyon sorunu ortadan kald r labilir. fiekil 4.9 Boru Yal t m nda Yal t m Malzemesinin Üzerine Alüminyum Folyo Kaplanmas So uk hatlarda buhar kesicinin kullan lmas gerekti i durumlarda bu yal t m malzemelerinin üzeri alüminyum folyo ile kaplanmal d r. Boru yal t m nda yal t m malzemesinin üzerine alüminyum folyo kaplanmas na iliflkin uygulama fiekil 4.9 da verilmifltir. Son y llarda ülkemizde so uk su hatlar n n yal t m nda sentetik kauçuk esasl s yal t m malzemelerinin kullan m yayg n olarak görülmektedir. Sentetik kauçuk esasl olan elastomerik kauçuk köpü ünün tesisatta kullan m na iliflkin örnekler fiekil 4.10 da verilmifltir. fiekil 4.10 Elastomerik Kauçuk Köpü ü Kullan m na liflkin Örnekler Il k Hatlarda S cak Su ve Kalorifer Borular n n Yal t m Il k hatlarda s cak su ve kalorifer borular n n yal t m tesisatta yayg n olarak karfl - m za ç kan yal t m uygulamalar ndan birisidir. S cak su ve kalorifer borular n n öncelikle s nan mekanlardan geçirilmesi enerji kay plar n aza indirmek aç s ndan oldukça önemlidir. Il k hatlar n yal t m kazanda üretilen s cak suyun enerjisinin son noktaya kadar en az kay pla iletilmesi aç s ndan büyük önem tafl maktad r. Il k hatlar n yal t m nda yüksek s cakl a dayanabilen cam yünü, tafl yünü gibi yal t m malzemeleri flilte ya da genellikle prefabrik boru fleklinde kullan lmaktad r. Bunlar n d fl nda prefabrik olarak polietilen, kauçuk köpü ü ve poliüretan gibi malzemeler de kullan lmaktad r. Is yal t m malzemelerinin prefabrik boru olarak kullan lmas durumunda ek yerlerinin s k bir flekilde yap flt r lmas önemlidir.

130 120 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi SORU D KKAT 11 S cak Hatlarda Buhar ve K zg n Su Borular n n Yal t m S cak hatlarda buhar ve k zg n su borular n n yal t m, boru içerisinden geçen ak flkan s cakl n n yüksek olmas nedeniyle daha büyük önem arz etmektedir. Bu hatlardaki ak flkan s cakl 250 C ile 500 C ye kadar ç kabilmektedir. Borulardaki s cakl k 250 C yi geçmiyorsa prefabrik cam yünü kullan m önerilmektedir. Ak flkan s cakl n n 250 C ile 500 C aras nda olmas durumunda galvanizli telle dikilmifl olan beyaz cam yünü veya tafl yünü kullan lmal d r. Vana ve Armatürlerde Yal t m Uygulamalar Vana ve armatürler genellikle tesisatta s yal t m uygulamalar nda ihmal edilen noktalardan birisidir. Gerek s tma gerekse so utma tesisat nda vana ve armatürlerdeki yal t ms zl k nedeniyle ciddi enerji kay plar ortaya ç kabilmektedir. Bunun baflta gelen nedeni buradan ortaya ç kan kay plar n bilinmemesi nedeniyle konuya gereken önemin verilmeyiflinden kaynaklanmaktad r. Özellikle kazan dairelerinde bazen borular özellikle yal t lmayarak kazan dairesinin bu borulardan kaçan s yla s t lmas öngörülerek yanl fl bir uygulama yap lmaktad r. Baz durumlarda kazan dairesinde boru ve armatürlerin ç plak b rak lmas kazan dairelerinde afl r s nmaya neden olabilmektedir. Buradaki afl r s nma bas nçl hava kompresör gibi baz cihazlarda verim düflüklü üne neden olmaktad r. Bunun d fl nda kazan dairesindeki yal t ms z borular s cak yüzeylerden kaynaklanan ifl kazalar na da yol açmaktad r. Armatürlerin yal t m ndan kaç n l yor olmas n n bir baflka nedeni de vana ceketlerinin tak l p sökülmesi s ras ndaki zorluklardan kaynaklanmaktad r. Yat r mc n n vana ve armatürlerde yal t m yapmamas n n nedenlerinden birisi de maliyeti artt r c bir yat r m olarak görmesindendir. Ayr ca vana ve armatürlerde detay ve ayr nt lar nedeniyle uygulamalar n estetik olmay fl da buralardaki yal t mdan kaç fl n nedenlerinden birisidir. Genellikle s cak hatlardaki yal t m n önemi bilinmekle birlikte so uk hatlardaki yal t m ço u zaman ihmal edilebilmektedir. So- uk hatlardaki vana ve armatürlerde yal t m olmay fl, enerji kayb ve iflletme maliyetinin artmas n n yan s ra özellikle yo uflmadan kaynaklanan ciddi sorunlar ortaya ç karabilmektedir. Vana ve armatürlerdeki yo uflma paslanma ve afl nmaya neden olmakta, bu durum da cihazlar n zarar görmesiyle sonuçlanmaktad r. Özellikle so uk hatlarda yal t m yap l rken yal t m malzemesinin seçimi ve kal nl da sonuçlar itibariyle büyük önem arz etmektedir. Yal t m yap lm fl olsa bile yanl fl malzeme seçimi armatürlerde yo uflmaya ve korozyona neden olabilmektedir. Vana ceketi SIRA nedir? S ZDE Sa lad yararlar nelerdir? So utulmufl Su Tafl yan Borularda ve So utulmufl Hava Tafl yan Kanallarda Is Yal t m Klima kanallar nda, flartland r larak so utulmufl ak flkan kullan m yerine yönlendirilmektedir. So utulmufl SORU su tafl yan borularda ya da so utulmufl hava tafl yan kanallarda s yal t m, s kazanc n önlemek aç s ndan yap lmaktad r. Bu tür boru ve kanallarda yal t m yap lmas n n bir di er nedeni de yo uflmay önlemektir. Bu uygulamalarda yal t m malzemesinin seçimi ile kal nl özellikle yo uflma ve s kazanç- D KKAT lar aç s ndan önemlidir. Is yal t m yo uflmay önleyecek kal nl kta yap lmal d r. Yeteri kal nl kta yal t m malzemesi kullan lmamas yo uflma ve korozyona neden olmaktad r. Bu hatlardaki vana ve armatürlerin yal t lmamas s köprüsü oluflumuna neden olmaktad r. Is köprüleri büyük ölçüde s kazanc veya kayb na yol aça- AMAÇLARIMIZ AMAÇLARIMIZ K T A P K T A P TELEV ZYON TELEV ZYON

131 4. Ünite - Tesisatta Enerji Ekonomisi bilmektedir. Is köprülerine yeterince önem verilmemesine karfl n bu noktalar ciddi enerji kay plar na yol açmaktad r. Is köprülerindeki kay p, boru ve kanallar n yap ya ba lant noktalar amac yla kullan lan mesnetlerden ortaya ç kmaktad r. S cak su ve buhar hatlar ndaki yal t m kal nl klar üzerinde yeterince çal fl lm fl konular aras nda yer almaktad r. Bu konuda da yeterince kural ve standart oluflturulmufltur. So utma hatlar için ayn durum söz konusu de ildir. So utma hatlar ve klima tesisat ndaki yal t m üzerinde daha az duruldu undan bu konudaki çal flmalar da yeterince gelifltirilmemifltir. Özellikle so utulmufl su tafl yan boru ve so- utulmufl hava tafl yan kanallardaki ak flkan n üretim maliyeti pahal oldu undan buradaki kay plar ciddi parasal maliyetlere yol açabilmektedir. So uk yüzeylerdeki ortaya ç kabilecek yo uflma olay nedeniyle de yal t m uygulamalar önemli hale gelmektedir. Yo uflman n önlenmesi amac yla so uk ak flkan tafl yan boru ve hava kanallar d flar dan yal t lmas gerekmektedir. Yal t m tabakas n n yüzeyinin s cakl ortam n çi noktas s cakl ndan yüksek olmal d r. Yal t m tabakas n n kal nl bu s cakl a göre belirlenmelidir. Yetersiz yal t m sonucunda yal t m malzemesinin üzerinde yo uflmadan kaynaklanan su damlalar ortaya ç kmaktad r. Buna iliflkin bir resim fiekil 4.11 de verilmifltir. Uygulamalara genel olarak bak ld - nda so uk ak flkan n s kazanc n n azalt lmas amac yla gerekli olan yal t m kal nl, yo uflman n önlenmesi amac yla gerekli olan yal t m kal nl ndan daha fazla bir de erde ortaya ç kmaktad r. Özellikle düflük s cakl klarda ak flkan tafl yan boru ve armatürlerdeki di er bir sorun donma olaylar d r. Bu tür hatlarda hava s cakl n n 0 C nin alt na düfltü ü dönemlerde boru içerisinde uzun bir süre hareketsiz kalan su donma tehlikesiyle karfl karfl - ya kalmaktad r. Bu sorunlar ortadan kald rmak için de boru ve armatürlerde yal t m önemlidir. Sadece düflük s cakl klarda ak flkan borularda de il yang n tesisat nda oldu u gibi su tafl yan hatlarda da yal t m havan n so uk oldu u günlerde bu hatlarda ve armatürlerde donmaya karfl oldukça önemlidir. Klima kanallar nda kullan lacak s yal t m malzemeleri genellikle elastomerik kauçuk köpü ü, folyo kapl polietilen köpük ve folyo kapl cam yünüdür. Alüminyum folyo kapl olan bu malzemelerin ek yerleri alüminyum folyo bant ile yap flt r l r. 0,8 mm lik galveniz tellerle yaklafl k olarak 1 metrede bir ba lanarak sa lamlaflt r l r. Klima kanallar ndaki yal t mda ço unlukla kullan lan elastomerik kauçuk köpü ü levhalar çeflitli kal nl klarda ve geniflliklerde üretilerek piyasaya sunulmaktad r. Kal nl k ve genifllikteki bu esnek üretim fire oranlar n n düflürülmesini sa lamaktad r. S cak hacimlerden geçen so uk hava kanallar ndaki yo uflman n önlenmesi için klima kanallar nda da alüminyum folyo kapl yal t m malzemeleri kullan lmaktad r. fiekil Yetersiz yal t m sonucu yal t m malzemesinin üzerinde yo uflmadan kaynaklanan su damlalar So uk hatlardaki yo uflma oluflumunu ve sonuçlar n aç klay n. 12 SORU SORU

132 122 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi fiekil 4.12 Elastomerik Kauçuk Köpü ü le Yal t m Uygulamas Yap lm fl Bir Tank Endüstriyel Ekipmanlarda Yal t m Endüstride yüksek s cakl klarda çal flan pek çok cihaz bulunmaktad r. Bu cihazlar n s cakl klar 500 C ye kadar ç kabilmektedir. Sanayideki kazan ve tanklar n yal - t m malzemesinin seçiminde cihaz n s cakl göz önüne al nmal d r. Kazan ve tanklardaki s cakl k 250 C ile 500 C aras ndaysa en uygun yal t m malzemesi olarak tafl yünü ya da cam yünü önerilmektedir. Kazan ve tanklar n yere ve duvara montaj nda kullan lan mesnet ve tutucular s köprüleri oluflturarak ciddi s kay plar na yol açabilmektedir. Bu nedenle kazan ve tanklar n yan s ra bunlar duvara ve yere ba layan tutucular n da yal - t lmas önemlidir. Elastomerik kauçuk köpü ü ile yal t m uygulamas yap lm fl bir tank fiekil 4.12 de görülmektedir. Endüstriyel ekipman n s cakl 500 C nin üzerindeyse yal t m malzemesi olarak seramik elyaf ve tafl yünü önerilmektedir. Endüstriyel ekipmanlar n yal t m nda tafl yününün 750 C ye kadar, seramik yününün ise 1250 C ye kadar kullan lmas önerilmektedir. Endüstride kazan ve tank gibi ekipmanlar n yan s ra yüksek s - cakl klarda çal flan f r n, ocak ve etüv gibi cihazlar da bulunmaktad r. bu tür f r nlar uygulad klar proses gere i çok yüksek s cakl klarda çal flt r lmaktad r. Buna örnek olarak seramik sanayinden kullan lan tünel f r nlar gösterilebilir. Bu kadar yüksek s cakl kta çal flmalar nedeniyle çok ciddi enerji kay plar ile karfl karfl ya kal nmaktad r. Bu nedenle bu tür f r nlar n yal t m enerji tasarrufu aç s ndan büyük bir önem arz etmektedir. Sanayide kullan lan f r n ve ocaklar n duvarlar nda λ s iletim katsay s düflük olan tu lalar kullan lmaktad r. Bu tu lalar n üzerinde de yüksek s cakl klara dayan kl olan tafl yünü ve seramik yünü gibi yal t m malzemelerinin kullan m önerilmektedir.

133 4. Ünite - Tesisatta Enerji Ekonomisi 123 Özet Tesisatta enerji ekonomisi, binalarda enerji ekonomisi kadar önemlidir. Tesisatta enerji ekonomisi öncelikle yal t mdan geçmektedir. Tesisat yal t m n n bina yal t - m ndan en önemli fark, tesisatta karfl lafl lan s cakl k düzeyleri binalardaki s cakl k düzeyinden çok yüksek olmas d r. Binalarda iç ortam n s cakl ile d fl ortam n s cakl aras ndaki fark 20 C ile 40 C aras nda de iflmektedir. Tesisatta ise bu fark çok daha yüksek düzeylerdedir. Bu nedenle tesisatta yap lacak yal t m, enerji tasarrufu aç s ndan büyük önem arz etmektedir. Bina ve tesisatta yal t m yap lmas durumunda tesisat yat r - m n n maliyetlerinde önemli düzeyde düflmeler ortaya ç kabilmektedir. Binaya iyi bir yal t m yapmakla binan n toplam s ihtiyac düflece inden binan n kazan kapasitesi, radyatör say s ve boru çaplar nda düflmeler ortaya ç kar. Bu da parasal kazanç anlam na gelmektedir. Benzer flekilde tesisatta yal t m da tesisat kay plar nda azalmalar ortaya ç karabilecektir. Is tma sistemlerinde yal t m olmay fl n n ortaya ç kard - sorunlar flu flekilde s ralanabilir: Enerji kayb ve iflletme giderleri artmaktad r. Yüksek s cakl k ve buhar armatürlerinde ifl kazalar ortaya ç kabilmektedir. Yal t m olmamas nedeniyle kazan dairesinin afl r s nmas di- er sistemlerin zarar görmesine neden olabilmektedir. Örne in; kazan dairesinin afl r s nmas, hava kompresörlerinde verim düflüklü üne neden olmaktad r.yal t lmam fl boru ve ekipmanlar yüzey s cakl n n yüksek olmas sebebiyle çeflitli ifl kazalar ortaya ç karabilmektedir. Özellikle buhar ve k zg n su hatlar nda, bu hatlara yanl fll kla dokunulmas sonucu deri yan klar olaylar na s k rastlan lmaktad r. Kullan m yerine göre tesisat yal t m nda kullan lacak malzemelerden çeflitli özellikler istenmektedir. Is yal t - m n n amac s cakl k fark nda ortaya ç kan s kay plar - n dolay s yla enerji kay plar n azaltmakt r. Genel olarak bak ld nda s yal t m binalarda, tesisatta ve endüstride uygulanmaktad r. Is yal t m malzemelerinden bu kullan m alanlar na göre farkl beklentiler bulunmaktad r. Di er bir anlat mla tesisat ve endüstriyel uygulamalarda kullan lan yal t m malzemelerinden beklenen özellikler ile yap larda kullan lan s malzemelerinden beklenen özellikler farkl l klar ortaya ç karmaktad r. Tesisat ve endüstri uygulamalar nda, tesisattan geçen ak flkan n s cakl na göre hatlar üçe ayr lmaktad r. So- uk hatlar, ak flkan s cakl n n 6 C den düflük olan hatlard r. Ak flkan s cakl n n 6 C ile 100 C aras nda olan hatlar l k hatlar olarak adland r lmaktad r. Ak flkan s - cakl 100 C nin üzerindeki hatlar s cak hatlar olarak tan mlan r. Tesisatta s yal t m, s cak hatlarda s kay plar n azaltmak amac yla yap lmaktad r. So uk hatlarda ise s kazanc n önlemek amac yla yap lmaktad r. Tesisat ve endüstriyel uygulamalarda yayg n olarak kullan lan s yal t m malzemeleri polietilen köpük, kauçuk köpü- ü, cam yünü, poliüretan, cam köpü ü ve kalsiyumsilikatt r. Tesisatta kullan lan s yal t m malzemesi seçilirken aranan temel özellikler; s iletim katsay s, su buhar difüzyon direnç katsay s, yang n dayan m, korozyon riskinin az oluflu, uygulama kolayl ve ekonomiktir. Tesisatta enerji ekonomisi büyük oranda s yal t m yla gerçeklefltirilmektedir. Bu bölümde tesisatta hangi noktalarda ve nerelerde enerji ekonomisi sa lanabilece i s ralanacak daha sonra bunlar tek tek aç klanacakt r. Genellikle tesisatta s yal t m konusu endüstride ve di- er kullan mda ikinci planda görülmekte buradan sa lanabilecek enerji tasarrufu ihmal edilmektedir. Ayr ca tesisatta s yal t m ve enerji ekonomisi konusu teknik bir konu olup bilinçsiz yap lan bir tesisat yal t m bazen bofla harcanan para anlam na da gelebilmektedir. Özellikle borulardaki yal t mdan önce mutlaka kritik yal t m kal nl hesab yap lmal d r. Tesisatta s yal t m yap labilecek yerler s ralan rsa borulardaki yal t m ilk s rada görülebilir. Borulardaki yal t m içinden geçen suyun s - cakl na göre üç alt bafll kta incelenmektedir. Bunlar; so uk hatlarda so uk su borular n n yal t m, l k hatlarda s cak su ve kalorifer borular n n yal t m, s cak hatlarda ise buhar, k zg n su borular n n yal t m olarak ortaya ç kmaktad r. Bir önceki bafll kta tesisatta s yal t - m amac yla kullan lan s yal t m malzemeleri tan t lm flt. Tesisat yal t m nda kullan lan bafll ca s yal t m malzemeleri; prefabrik kauçuk köpü ü, prefabrik EPS veya XPS, prefabrik tafl yünü, prefabrik cam yünü, prefabrik cam köpü ü, prefabrik polietilen köpük, prefabrik poliüretan, prefabrik fenol köpü ü, beyaz cam yünü, tafl yünü fliltesi, enjekte poliüretan ve kalsiyumsilikatt r. Genellikle vana ve armatür yal t m, göz ard edilen noktalardan birisidir. Y llar boyunca ciddi s kay plar na neden olmakla birlikte vana ve armatürler pek çok tesiste yal t m aç s ndan ihmal edilen noktalar aras nda görülmektedir. Tesisatta önemli bir s kay p noktas da klima kanallar d r. Klima kanallar nda da flartland r lan havada, yal t ms zl k nedeniyle ortaya ç kabilen s kazanc, hem para kayb na hem de konfor kayb na neden olabilmektedir. Tesisatta pek çok endüstriyel ekipmandan da kullan m s cakl na göre s kayb ya da s kazanc ortaya ç kmaktad r. Bu nedenle endüstriyel ekipmanlar n yal t m da önem arz etmektedir.

134 124 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi Kendimizi S nayal m 1. Afla dakilerden kaç tanesi yal t m yap l rken dikkat edilmesi gereken noktalardand r? I. Yal t m malzemesinin uygunlu u II. Malzemenin flefafl III. Ak flkan s cakl IV. Yal t m kal nl V. Ak flkan n yo unlu u a. 1 b. 2 c. 3 d. 4 e Is tma sistemlerinde yal t m yap lmamas halinde ortaya ç kan durumlarla ilgili olarak afla dakilerden hangisi söylenemez? a. Enerji kay plar artmaktad r. b. flletme giderleri azalmaktad r. c. Yüksek s cakl k ve buhar armatürlerinde ifl kazalar ortaya ç kabilmektedir. d. Yal t m olmamas nedeniyle kazan dairesinin afl - r s nmas di er sistemlerin zarar görmesine neden olabilmektedir. e. Yal t lmam fl boru ve ekipmanlar yüzey s cakl - n n yüksek olmas sebebiyle çeflitli ifl kazalar ortaya ç karabilmektedir. 3. Is yal t m malzemesi seçiminde afla dakilerden hangisi göz önüne al nmaz? a. Is iletim katsay s b. Su buhar difüzyon direnç katsay s c. Yang n dayan m d. Üretim yeri e. Korozyon riskinin az oluflu 4. Is yal t m malzemeleri yap lacak iflin niteli ine göre hafif kolay tafl n r ve kolay depo edilebilir olmal d r. Ayr ca s yal t m malzemesinden kolay kesilebilir olmas ve az iflçilik gerektirmesi istenmektedir. Aç klamas verilen ve yal t m malzemelerinde aranan özellik afla - dakilerden hangisidir? a. Uygulama Kolayl b. Ekonomiklik c. S cakl a Dayanma d. Gözenek Yap s e. Çeflitli Kuvvetlere Dayan kl l 5. Cam yünü gibi lifli bir yal t m malzemesi olup bazalt, kireç tafl, dolomit gibi minerallerden elde edilen, dolomit kalsiyum ve magnezyumlu karbonat bilefliminde olan yal t m malzemesi afla dakilerden hangisidir? a. Fenol köpü ü b. EPS c. XPS d. Seramik yünü e. Tafl yünü 6. Ülkemizde yayg n olarak strafor olarak bilinen yal - t m malzemesi afla dakilerden hangisidir? a. Fenol köpü ü b. EPS c. XPS d. Seramik yünü e. Tafl yünü 7. Hücre yap lar ve da l m homojen olup, λ s iletim katsay s de erleri EPS ye oranla biraz daha düflük olan ve levha fleklinde üretilmekte olup, farkl renklerde bulunabilen yal t m malzemesi hangi fl kta belirtilmifltir? a. Fenol köpü ü b. EPS c. XPS d. Seramik yünü e. Tafl yünü 8. Kapal hücreli, tamamen esnek olup, genlefltirilmifl siyah sentetik kauçuk boru ya da levha fleklinde pazarlanmaktad r. Son y llarda kullan m gittikçe artmakta olup s cak borularda s kayb n, so uk borularda ise s kazanc n önemli miktarda azaltmaktad r. Yukar da k saca aç klanm fl olan yal t m malzemesi afla- dakilerden hangisidir? a. Poliüretan Köpük b. Ekstrude Polistren c. Genlefltirilmifl Polistren d. Polietlen Köpük e. Elastomerik Kauçuk Köpü ü

135 4. Ünite - Tesisatta Enerji Ekonomisi 125 Kendimizi S nayal m Yan t Anahtar 9. Mineral esasl bir yal t m malzemesi olup, boru, levha, sprey veya form verilmifl özel parçalar olarak kullan lmaktad r. Ayr ca su ilavesi ile sertleflen toz halinde olan flekilleri de bulunmaktad r. Tesisatta özellikle yüksek s cakl k yal t mlar nda kullan lmakta olup 1100 C ye kadar dayanan tipleri bulunmaktad r. Özellikleri bu flekilde verilmifl olan yal t m malzemesi afla dakilerden hangisidir? a. Kalsiyum silikat b. EPS c. XPS d. Cam yünü e. Fenol köpü ü 10. Kazan ve tanklardaki s cakl k 250 C ile 500 C aras ndaysa en uygun yal t m malzemesi olarak afla dakilerden hangisi önerilebilir? a. Fenol köpü ü b. EPS c. XPS d. Cam yünü e. Kalsiyum silikat 1. c Yan t n z yanl fl ise Tesisatta Enerji Ekonomisinin Önemi konusunu yeniden gözden geçiriniz. 2. b Yan t n z yanl fl ise Tesisatta Enerji Ekonomisinin Önemi konusunu yeniden gözden geçiriniz. 3. d Yan t n z yanl fl ise Tesisat Yal t m nda Kullan - lacak Malzemelerden Beklenen Özellikler konusunu yeniden gözden geçiriniz. 4. a Yan t n z yanl fl ise Tesisat Yal t m nda Kullan - lacak Malzemelerden Beklenen Özellikler konusunu yeniden gözden geçiriniz. 5. e Yan t n z yanl fl ise Tesisat Yal t m nda Kullan - lan Yal t m Malzemeleri konusunu yeniden gözden geçiriniz. 6. b Yan t n z yanl fl ise Tesisat Yal t m nda Kullan - lan Yal t m Malzemeleri konusunu yeniden gözden geçiriniz. 7. c Yan t n z yanl fl ise Tesisat Yal t m nda Kullan - lan Yal t m Malzemeleri konusunu yeniden gözden geçiriniz. 8. e Yan t n z yanl fl ise Tesisat Yal t m nda Kullan - lan Yal t m Malzemeleri konusunu yeniden gözden geçiriniz. 9. a Yan t n z yanl fl ise Tesisat Yal t m nda Kullan - lan Yal t m Malzemeleri konusunu yeniden gözden geçiriniz. 10. d Yan t n z yanl fl ise Tesisatta Enerji Ekonomisi Sa lanabilecek Yerler konusunu yeniden gözden geçiriniz.

136 126 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi S ra Sizde Yan t Anahtar S ra Sizde 1 Bir binan n s t lmas s ras nda iç ve d fl ortamlar aras nda bir s cakl k fark oluflmaktad r. Bu s cakl k fark ndan dolay binadan d flar ya do ru bir s geçifli ortaya ç kmaktad r. Bu s geçifli miktar na ba l olarak mekanlara s t c yerlefltirilecektir. Binadaki her oda için s kayb hesab yap larak gerekli s t c say s hesaplan r. Bununla birlikte boru çap hesab ve kazan seçimiyle di- er tesisat malzemelerinin seçimi yap l r. Bu seçimlerin tamam s kayb hesab na ba l olarak yap l r. S ra Sizde 2 Aç k gözenekli malzemeler, su buhar difüzyon direnç katsay s düflük malzemelerdir. So uk boru hatlar nda aç k gözenekli malzeme kullan l rsa iyi bir buhar kesiciyle korunmas gerekmektedir. Uygulamada buhar kesici kullan lmas sorunlar ç karabilmektedir. So uk boru hatlar nda lifli malzemeler gibi aç k gözenekli malzeme kullan lmas durumunda difüzyona karfl mutlaka önlem al nmal d r. Ancak bu önlemler ciddi bir maliyet getirdi i için uygulanmamaktad r. Önlem al nmamas durumunda s yal t m malzemesinin s iletkenlik katsay s iki kat na kadar ç kabilmektedir. Bu durum da s iletim direncini yar yar ya azaltmaktad r. Ayr ca s yal t m malzemesinin içine giren su yo uflarak korozyona neden olmaktad r. S ra Sizde 3 Is yal t m malzemeleri sudan direkt olarak etkilenmemelidir. Higroskopik ve kapilarite yoluyla slanmamal - d r. Islanmas durumunda s iletim katsay s λ yükselerek s yal t m özelli ini ortadan kald rabilmektedir. S ra Sizde 4 Is yal t m malzemesi içerdi i kimyevi maddeler nedeniyle uyguland metal yüzeylerde korozyona neden olmamal d r. Korozyon oluflumu borular n afl nmas na ve özelli ini kaybetmesine neden olmaktad r. Ayr ca s yal t m malzemesi su buhar geçifline karfl da dirençli olmal d r. Su buhar geçifli metal yüzeylerde korozyona neden olmaktad r. S ra Sizde 5 Hidroskopik madde nem tutma özelli i olan madde anlam na gelmektedir. Kapiler özellik ise çok ince gözenekleri bulunan ve suyu yüzey gerilimi nedeniyle bu gözenekler vas tas yla yukar do ru tafl yabilen malzemelerdir. Baz emici süngerleri kapiler malzeme aras na sokabiliriz. S ra Sizde 6 Elastomerik kauçuk köpü ü malzemeden boru fleklinde imal edilmifl ve çelik borularda 4 inch e kadar kullan labilen tamamen fleksible prefabrik boru yal t m malzemesidir. Küften ve mikroorganizmalardan etkilenmez. So uk hat yal t mlar nda idealdir. Yang n an nda zehirli gaz ç karmaz. Normal tesisat yal t m haricinde, g da endüstrisinde, denizalt ve metrolarda kullan m güvenlidir. Prefabrik kauçuk köpü ü borular; 1/4"-4" anma çaplar aral nda, mm kal nl klar nda üretilmektedir. S ra Sizde 7 2 mm kal nl nda emprenye edilmifl yanmaz cam tülü kaplamal d r. S n rland r lm fl duman emisyonuna ve korozyona karfl maksimum dayan ma sahiptir. Kara, deniz ve hava sistemlerinde, endüstriyel proseslerde, boru hatlar nda, HVAC kanal sistemlerinde, kazan ve tank gibi tesisat elemanlar nda kullan labilir. S ra Sizde 8 Bu imalat yöntemi genellikle hafif metllaer için uygulan r. Metal bir takoz bir al c kovan içine konur ve bir stampa vas tas yla metal takoza bask yap l r. Metla takoz zorla matris ad n verdi imiz kal p içerisinden geçirilir. S ra Sizde 9 2 m boyunda, ekstrüzyon metodu ile üretilen, prefabrik polietilen esasl borulard r. Is tma ve so utma tesisatlar nda kullan l rlar. Yard mc malzemeleriyle uygulamas oldukça pratik olan polietilen borular, korozyona sebep olan klorlar içermez. Yüksek su buhar difüzyon direnci ile yo uflmay önler. Fan-coil tesisatlar nda

137 4. Ünite - Tesisatta Enerji Ekonomisi 127 ve -40 C ile +100 C aras ndaki tüm tesisatlarda rahatl kla kullan labilir. Polietilen borular; 1/2" - 4" anma çaplar aral nda, mm kal nl klar nda üretilmektedir S ra Sizde 10 Borularda kritik yal t m kal nl hesab mutlaka yap lmas gereken bir hesap yöntemidir. Kritik yal t m kal nl, yal t m yap lmak istenen bir boruda ortaya ç kabilecek s kay plar n minimuma indiren ve maliyetlerin de kabul edilebilir düzeyde oldu u bir yal t m kal nl - d r. Bir boru için kritik yal t m yar çap yal t m malzemesinin s iletim katsay s n n d fl ortam n s tafl n m katsay s na oran olarak tan mlanmaktad r. Boruda yap lan bir yal t mda kritik yal t m kal nl ndan daha büyük çapta bir yal t m malzemesi kullanmak yarar yerine zarar ortaya ç karabilmektedir. S ra Sizde 11 Vana ceketi, ç plak vanalardan kaynaklanan s kay plar n azaltmak amac yla kullan lan bir yal t m yöntemidir. Vana ceketleri s cak hatlarda s kay plar n n azalt lmas nda, so uk hatlarda ise s kazançlar n n azalt lmas nda kullan lmaktad r. Vana ceketi uygulamas nda yal t m malzemesi olarak cam yünü, tafl yünü, polietilen ve kauçuk köpü ü gibi malzemeler kullan lmaktad r. Vana ceketinin üretimi titiz bir iflçilik gerektirmektedir. Vana ceketlerinin montaj kolay oldu undan kalifiye elemana ihtiyaç göstermemektedir. Vana ceketi yap flkan bir fermuara sahip olup iki yap flkan yüzey üst üste getirilip yap flt r lmakta, uçtaki iplerle s k ca ba land ktan sonra uygulama tamamlanm fl olmaktad r. Vana ve armatürlerin bak m ya da de ifltirilmesi söz konusu oldu- unda kolayca sökülüp tekrar tak labilmektedir. Vana ve ceketlerin yal t lmamas bu noktalarda s köprüleri oluflturulmas nedeniyle de önem arz etmektedir. Özellikle so uk hatlarda vana ceketi yo uflma ve bunun sonucu ortaya ç kan korozyon sorunlar n ortadan kald rmaktad r. Vana ceketi sa lad enerji tasarrufu ile k sa sürede kendisini amorti edebilmekte olup uzun bir kullan m ömrüne sahip bunulmaktad r. S ra Sizde 12 So uk hatlarda yo uflma, s cak ortamlardan geçen borular n yüzeyindeki s cakl k ortamdaki havan n yo uflma s cakl n n alt na düflmesiyle ortaya ç kmaktad r. So uk hatlarda kullan lan yal t m malzemesi bünyesine su alabilecek özellikte ise bu durum yal t m malzemesinin bozulmas na da neden olabilir. Bu tür hatlarda buhar geçifline karfl bir önlem al nmam fl veya s zd rmazl k uygulamas yap lmam flsa özellikle cam yünü gibi su buhar difüzyon direnç katsay s düflük olan lifli malzemeler kullan ld nda yüzeyde yo uflma olmamas na karfl n yal t m malzemesinin içine su buhar girer ve malzemenin içinde yo uflarak su haline gelir. Is yal t m malzemesinin bünyesinde yo uflan su, malzemenin s iletim katsay s n n artmas na dolay s yla da yal t m özelli inin azalmas na neden olabilir. Cam yünü gibi lifli yal t m malzemelerinde, yal t m malzemesinin içinde su bulunmas s iletim katsay s n üç kat na kadar kötülefltirebilmektedir. Is yal t m malzemesi içinde bulunabilecek su ayr ca, boru malzemesiyle de temasa geçerek korozyona neden olarak borularda çürümelere yol açabilmektedir. Yararlan lan Kaynaklar ISISAN (2005), Enerji Ekonomisi, ISISAN Çal flmalar No: 351 Karakoç T. H. (1997), Enerji Ekonomisi, Demirdöküm Teknik Yay nlar No: 2. Karakoç T. H. ve Di erleri (2010), Enerji Ekonomisi (Editör: Prof. Dr. Hikmet Karakoç), Anadolu Üniversitesi Yay nlar Yay n No: Karakoç T. H., Turan, O., Biny ld z, E., Y ld r m, E. (2011), IY, Is Yal t m, ODE Teknik Yay nlar. Karakoç T.H. (2011), KTH Kalorifer Tesisat Hesab, Verimli Sistemler.

138 5ISITMA HAVALANDIRMA VE KL MA S STEMLER NDE ENERJ EKONOM S Amaçlar m z Bu üniteyi tamamlad ktan sonra; Kazanlar n s n fland r lmas ve özelliklerini aç klayabilmek, Kazan için enerji takibi, emniyet ve kontrol donan mlar n belirleyebilmek, Kazanlarda Sankey diyagram n ve enerji geri kazan m n anlatabilmek, Kazanlarda verimi etkileyen faktörleri saptayabilmek, Ölçüm ve analizlerle enerji ekonomisini analiz edebilmek için gerekli bilgi ve becerilere sahip olabilirsiniz. Anahtar Kavramlar Baca Gaz Analizi Bourdon Manometresi Sankey Diyagram Stikoyomterik Fazla Hava Eksik Yanma Kazan Verimi Alt ve Üst Is l De er Yak t zleme Formlar çindekiler Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi Kazanlarda Enerji Ekonomisi G R fi KAZANLARIN SINIFLANDIRILMASI VE ÖZELL KLER KAZAN Ç N ENERJ TAK B, EMN YET VE KONTROL DONANIMLARI KAZANLARDA SANKEY D YAGRAMI VE ENERJ GER KAZANIMI KAZANLARDA VER M ETK LEYEN FAKTÖRLER ÖLÇÜM VE ANAL ZLERLE ENERJ EKONOM S

139 Kazanlarda Enerji Ekonomisi G R fi Kazanlar, s tma sistemlerinin en önemli elemanlar d r. Özellikle merkezi ve bölgesel s tma sistemlerinde, sistemin vazgeçilmez ekipmanlar d r. Çal flma prensibini, içerisinde bulunan suyu boru demetlerinden geçen s cak gazlarla s tmas fleklinde basitçe ifade edebiliriz. Temelde kazanlarda enerji tüketimlerinin fazla olmas, yanl fl kapasite seçimleri ve sisteme uygun olmayan kazan seçilmesinden kaynaklanmaktad r. lerleyen bölümlerde kazanlar n s n fland r lmas, kazanlar için ek donan mlar, enerji geri kazan m yöntemleri ve kazanlarda enerji ekonomisi konular na genifl bir flekilde yer verilecektir. KAZANLARIN SINIFLANDIRILMASI VE ÖZELL KLER Kazanlar çeflitli özelliklere göre s n fland r lmaktad r. Kullan lan malzemeye göre kazan tipleri; döküm kazanlar ve çelik kazanlar olarak ikiye ayr lmaktad r. Döküm kazanlar, s cak su kazanlar nda ve 0,5 Atü ye kadar alçak bas nçl buhar kazanlar nda kullan lmaktad r. Döküm kazanlar, dilimler halinde dökülerek birbirine ba lanmaktad r. Bu nedenle kazan dairesine dilimler halinde getirilip burada montaj yap labilmektedir. Dilimler halinde olmas nedeniyle, dilim ilavesiyle kapasite art - r m mümkün olmaktad r. Ömürleri için 30 y la kadar süre verilebilmektedir. Döküm kazanlar n s l ataleti daha yüksektir. Bu nedenle döküm kazanlar geç s n rlar, s y bünyelerinde koruduklar ndan dolay geç so urlar. Çelik kazanlar ise çabuk s n p çabuk so urlar. Çelik kazanlarda s cak su, kaynar su ve buhar üretmek mümkündür. Çelik su kazanlar, TS 497 ye göre imal edilmelidir. Çelik buhar ve kaynar sulu kazanlar ise TS 377 ye göre imal edilmektedir. Çelik kazanlar döküm kazanlara göre fiyat olarak daha ucuzdur. Buna karfl n, kullan m flartlar na ba l olmakla birlikte ömürleri döküm kazanlara göre çok daha azd r. Çelik kazanlar n tamir ve bak m daha kolay olmas na karfl n korozyona karfl daha hassast rlar. Kazanlar s l ak flkan n özelliklerine göre s cak sulu kazanlar, kaynar sulu kazanlar, k zg n ya kazanlar ve buhar kazanlar olmak üzere s n fland r lmaktad r. Kazanlar yakt yak t tipine göre ise kat yak tl kazanlar, pelet yakan kazanlar, s v yak tl kazanlar, gaz yak tl kazanlar, çok yak tl kazanlar, at k s kazanlar, at k ve çöp yakan kazanlar ve elektrikle çal flan kazanlar olmak üzere s n fland r lmaktad r. Son y llarda do algaz n yayg nlaflmas yla birlikte kömür ve s v yak t kullan - lan kazanlardan do algaz kullanan kazanlara do ru ciddi bir geçifl ortaya ç km flt r. Buna karfl n fosil yak tlardaki fiyat art fllar ve kaynaklardaki azalmalar nedeniy-

140 130 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi le alternatif yak t kullan m na yönelik çal flmalar da bafllam flt r. Özellikle Do u Avrupa da pelet ve kömür kullan m na yönelik özendirme ve teflvik çal flmalar ortaya ç km flt r. Çok yak tl kazanlar sanayide yayg n olarak kullan lmaktad r. Bu tip kazanlarda do algaz-kömür, do algaz-s v yak t birlikte veya ayr ayr kullan labilmektedir. At k s kazanlar son y llarda sanayide at k s cak gaz n enerjisinden yararlanmak amac yla yayg n olarak kullan ma girmifltir. At k s kazanlar nda bacan n içerisinden borular geçirilmekte, baca gaz so umufl olarak d flar ya ç karken borularda dolaflan su s t lmaktad r. Yanma sonu gazlar n n dolafl m durumuna göre ise kazanlar alev borulu, duman borulu, alev duman borulu kazanlar, su borulu kazanlar ve bu iki tipin kar - fl m kazanlar olarak s n fland r lmaktad r. Ayr ca geçifl say s na göre ise tek geçiflli, iki geçiflli, üç geçiflli ve dört geçiflli kazanlar olarak s n fland r lmaktad r. Yanma odas nda ortaya ç kan yanma sonu ürünlerinin enerjisinden daha fazla yararlanmak amac yla kazanlarda geçit say s artt r larak bugünkü modern kazanlarda uygulanan dört geçifle kadar ulaflm flt r. Geçifl say s artt kça gaz daha fazla enerjisini b rakarak daha düflük s cakl klarda d flar at lmaktad r. Yo uflma teknolojisi ortaya ç kana kadar baca gaz s cakl n n 100 C den afla ya düflmemesi arzu edilmekteydi. 100 C nin alt na inmesi durumunda yo uflma problemleri ortaya ç karak kazanda korozyon ve çürümelere neden olmaktad r. Yo uflma enerjisinden yararlanma fikrinin ortaya ç kmas ndan sonra baca gaz s cakl daha düflük s cakl klara kadar indirilebilmifl, bu sayede baca gaz n n enerjisinden daha fazla yararlan lm fl, buna ek olarak yo uflma enerjisinden de ayr ca yararlan lm flt r. Standart, Düflük S cakl kl ve Yo uflmal Kazanlar Kazan ç k fl suyu s cakl na göre ise kazanlar ikiye ayr lmaktad r: Normal s cak sulu kazanlar ve düflük s cakl kl kazanlar. Normal s cak sulu kazanlar sistemine göre çal flmaktad r. Bu sistemde kazandan ç kan suyun s cakl 90 C, dönen suyun s cakl da 70 C dir. Bu tip kazanlarda kazan dönüfl s cakl n n 50 C nin alt na inmesi istenmemektedir. 50 C nin alt na düflmesi durumunda baca gaz nda yo uflma ortaya ç karak kazanda korozyon meydana gelmektedir. Standart kazanlarda kazan yükünün azalmas durumunda kazan verimi de azalmaktad r. Düflük s cakl kl kazanlarda ise kazan ç k fl suyunun s cakl ve dolay s yla kazan dönüfl s cakl düflürülerek enerji tasarrufu sa lanm flt r. Bu tür kazanlarda dönüfl suyu s cakl C civar nda olmaktad r. Düflük s cakl kl kazanlar, yo uflma teknolojisine uygun olarak çal flabilmektedirler. Düflük s cakl kl kazanlar yerden ve duvardan s tma sistemine uygun kazanlard r. Düflük s cakl k kazanlar nda kazan yükünün azalmas durumunda verimde standart kazanlardaki kadar bir azalma ortaya ç kmamaktad r. Bu tip kazanlarda kazan verimi kazan gücüne ba l olmakla birlikte yüksek güçlü kazanlarda verim daha yüksektir. Düflük s cakl kl kazanlarda kazan dönüfl suyu s cakl yla ilgili bir s n rlama olmay p dönüfl s cakl 35 C ye kadar düflürülebilmektedir. Düflük s cakl k kazanlar çok kademeli brülörlü veya oransal brülörlü olarak tek kazanl veya birden çok kazanl uygulamalara uygundur. S v ve gaz yak t kullan m nda norm kullan m s l verimleri %92-%95 aras ndad r. Kazan dönüfl s cakl n n 50 C den yüksek olmas durumunda yo uflmal kazanda yo uflma olmamaktad r. Böyle durumlarda yo uflmal kazanlar n enerji tasarrufu bak m ndan avantaj sadece düflük baca gaz s cakl nedeniyle bacadan at lan enerjiden kaynaklanm fl olmaktad r. Düflük s cakl k kazanlar n n yo uflmal kazanlara göre en büyük avantaj daha düflük ilk yat r m maliyeti avantaj na sahip olmalar d r.

141 5. Ünite - Kazanlarda Enerji Ekonomisi 131 Duman gaz içindeki su buhar n n büyük bir k sm n n yo uflmas sa lanarak, yo- uflma enerjisinden yararlanacak flekilde tasarlanm fl kazanlara yo uflmal kazanlar denilmektedir. Bu kazanlarda da dönüfl suyu s cakl 30 C ye kadar düflürülebilmektedir. Bu tip kazanlarda amaç mümkün oldu u kadar fazla yo uflma sa lanmas d r. Yo uflma nedeniyle ortaya ç kabilecek korozyon göz önüne al narak kazan malzemesi seçimi buna göre yap lmal d r. Kazan verimi bu kazanlarda da kazan gücüne ba l d r ve büyük güçlü kazanlarda yüksek verim elde edilebilmektedir. Bünyesinde daha fazla hidrojen bulundu undan yo uflmal kazanlar için gaz yak tlar tercih edilmektedir. Do algaz n bulundu u bölgelerde yo uflmal kazanlar n di er kazanlara göre ciddi bir verim avantaj vard r. Bununla birlikte yüksek güçlü kazanlarda, yo uflmadan elde edilen enerji tasarrufu ile yo uflmal kazanlar n ilk yat r m maliyetinin geri ödenmesi uzun süreler alabilmektedir. Yo uflmal kazanlar n dönüfl suyu s cakl 50 C nin alt nda olmas durumunda yo uflma sa lanabilmekte ve yüksek verim elde edilebilmektedir. Yo uflmal kazanlarda 50 C nin üzerinde dönüfl suyu s cakl olmas durumunda yo uflma enerjisinden hiç yararlan lamamakta bu amaçla yap lan ek yat r m bofla gitmifl olmaktad r. Baz uygulamalarda biri yo- uflmal kazan, di eri düflük s cakl kl kazan olmak üzere iki kazan kullan m hem ilk yat r mda hem de kullan m veriminde avantajl sonuçlar ortaya ç karabilmektedir. Bu durumda yo uflmal kazan sürekli çal flmakta, düflük s cakl kl kazan yüksek güç ihtiyac oldu u durum ve dönemlerde devreye girmektedir. KAZAN Ç N ENERJ TAK B, EMN YET VE KONTROL DONANIMLARI S cak sulu ve buharl kazanlarda emniyet ve kontrol amac yla pek çok ölçüm cihaz kullan lmaktad r. Emniyet ve kontrol cihazlar kazanlarda ölçülmesi istenen bafll ca h z, s cakl k, debi, bas nç ve kimyasal analizlerdir. Bu ölçümler kazanlarda kullan lan su, buhar, hava, baca gaz ve yak t gibi ve yak t n çeflitli noktalardaki de erlerini ölçer. Kazanlar n kapasite, tip ve iflletmeci talebine göre bu analizlerden bir k sm veya tamam yap labilir. Bu analizler, kazanlar n emniyetli, verimli, uzun ömürlü ve çevreye zarar vermeden çal flt r labilmesi için gereklidir. Enerji tasarruf ve kontrolü aç s ndan da ölçme ve kontrol çok önemlidir. Sanayideki tüm cihazlarda oldu u gibi kazanlarda da enerji analizi gerçeklefltirebilmek için ölçüm, kontrol ve de erlendirmeler yap lmal d r. Enerji analizine iliflkin de erlendirmeler Sankey diyagram nda yerlefltirilerek giren enerjinin da l m görülmektedir. Ayr nt l bir enerji taramas için pek çok ölçüm bilgisine ihtiyaç duyulmaktad r. Bu amaçla; iflletmede kullan lan yak t miktar ile cihaz verileri, iflletmenin elektrik tüketimini kullanma verimi, buhar, s cak su, hava gibi çeflitli ak flkanlar taraf ndan tafl nan enerji de- eri, çeflitli noktalardan at lan enerji miktar ve sisteme giren enerji miktar bilinmelidir. Bu bilgilerin toparlanabilmesi için çeflitli noktalardan, çeflitli ölçümler yap lmal d r. Yap lan bu ölçümler de erlendirilerek enerji analizi hesaplamalar nda kullan - l r. Böylece iflletmenin enerji analizi ç kart larak enerji tasarrufuna yönelik çal flma bafll klar oluflturulur. Kullan lacak cihazlar n seçiminde çeflitli faktörler göz önüne al nmal d r. Cihaz n tafl nabilir ya da sabit olmas, hassasiyet ve kullan m aral, montaj ve demontaj kolayl, s cakl k, korozyon, bas nç gibi çeflitli flartlarda kullan ma yönelik dayan kl l, cihaz n enerji tüketimi, cihaz n gösterge ve kay t özellikleriyle cihaz n maliyetine etki eden faktörler de erlendirilmelidir. Kazanlarda kullan lan ve enerji verimlili i aç s ndan en önemli cihazlardan birisi gaz analiz ciharlar d r. Son y llarda elektronik teknolojisindeki geliflmeyle, çok fonksiyonlu, yüksek çözünürlüklü dijital renkli ekranl baca gaz analiz cihazlar

142 132 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi fiekil 5.1 Baca Gaz Analizi Amac yla Kullan lan Bir Cihaz piyasada yayg n olarak bulunmaktad r. Bu cihazlarla ölçüm yapman n yan s ra verilerin grafik olarak çizilmesi, kaydedilmesi ve yazd r lmas mümkündür. Baca gaz analizi amac yla kullan lan bir cihaz fiekil 5.1 de verilmifltir. Bu cihazlarla baca gaz ndaki oksijen, karbonmonoksit, karbondioksit, kükürtdioksit, azotoksit emisyonlar ile baca gaz s cakl ve yanma verimi de erleri okunabilmektedir. Kazanlarda yayg n olarak kullan lan di er bir ölçüm cihaz, bas nç ölçüm cihazlar d r. Gerek s cak su gerekse buhar kazanlar nda emniyet aç s ndan kullan lmas zorunlu olan bir cihazd r. Bas nç ölçümlerinde çok say da bas nç birimi kullan lmakla birlikte, uluslararas birim sisteminde bas nç birimi olarak genellikle N/m 2 (pascal) kullan lmaktad r. Bas nç ölçümünde farkl ölçüm cihazlar kullan - labilmektedir. Bas nç ölçümünde yayg n olarak manometreler kullan lmaktad r. S - v sütunlu bas nç ölçme cihaz olarak bilinen manometrenin çeflitleri bulunmaktad r. Bunlar: U tipi manometre, e ik manometre, mikro manometre, barometre ve dairesel daireli manometredir. Bas nç ölçümünde kullan lan bourdon manometresini k saca aç klay n. 1 Emniyet ventilleri, buhar kazanlar nda ayarland klar bas nçta kendili inden aç larak kazandaki fazla buhar d flar atan, böylece kazan emniyetini sa layan elemanlard r. Emniyet ventilleri belirlenen bir karfl bas nca dayan kl yayla donat lm flt r. Kazandaki SORUbas nç bu bas nç seviyesine geldi inde yay hareket ederek bu- SORU har n d fla at lmas n sa lar ve kazan emniyete al r. Su seviye gösterge cihazlar kazanlardaki su seviyesinin tam ve do ru bir flekilde D KKAT D KKAT bilinebilmesi için yerlefltirilen bir emniyet cihaz d r. Su seviyesinin görülebilmesi için bas nç ve s cakl a dayan kl cam, mika veya fleffaf plastik bir malzeme kullan l r. Enerji yönetimine ve emniyete yönelik ölçüm cihazlar n n bafl nda s cakl k ölçümü gelir. S cakl k ölçümünde de pek çok farkl cihaz kullan lmaktad r. S cakl k AMAÇLARIMIZ ölçümünde yayg n olarak kullan lan cihazlardan birisi genifllemeli termometredir. Genifllemeli AMAÇLARIMIZ termometre s v ve gaz türündeki ak flkanlar ile metallerin s cakl klar - na ba l olarak hacimlerinin genifllemesi özelli ine dayanmaktad r. Gaz ak flkanlar K T A P kapal bir kap K içerisinde T A P s cakl klar artt nda hacimsel olarak genifllemelerinin yan s ra bas nçlar nda da art fl ortaya ç kmaktad r. Bafll ca termometre tipleri olarak s v genleflmeli cam termometreler, bimetal termometreler, direnç termometreleri, TELEV ZYON termistörler, TELEV ZYON termo elemanlar, pirometreler, k z lötesi fl n kameralar, s cakl k ölçüm bantlar kullan lmaktad r. Özellikle termal kameralar son y llarda enerji kay p- NTERNET NTERNET

143 5. Ünite - Kazanlarda Enerji Ekonomisi 133 lar ve cihazlar üzerindeki s cakl k da l mlar n belirlemek üzere yayg n olarak kullan lmaktad r. fiekil 5.2 de brülörün çal flt ve çal flmad halde kazan n ön kapa ndaki yüzey s cakl k da l m görülmektedir. 49,4 C fiekil 5.2 Brülörün Çal flt (a) ve Çal flmad (b) Halde Kazan n Ön Kapa ndaki Yüzey S cakl k Da l m 20 17,6 C a)brülör çal fl yor. b)brülör çal flm yor, kazan beklemede Kazanda türbülatör kullan lmas nedeniyle ön kapaktaki gaz s cakl n n yükselmesi nedeniyle s cakl n ciddi flekilde artt ve s kay plar n n ço ald, bu termal kamera görüntüsünden rahatl kla anlafl lmaktad r. S cakl k ölçüm bantlar nedir? KAZANLARDA SANKEY D YAGRAMI VE ENERJ GER KAZANIMI Sankey diyagram enerji girifl ve ç k fl olan tüm cihazlar için çizilen bir diyagram olup, giren enerjinin ne kadar n n faydal enerji olarak kullan ld n, SORUne kadar n n hangi yollarla at ld n görmek aç s ndan önemlidir. Sistemlerin verimli çal flt n n gözlenmesi ve sistemlerde nerelerde enerji tasarrufu yap labilece inin irdelenmesi D KKAT aç s ndan Sankey diyagram çok önemlidir. fiekil 5.3 te örnek bir Sankey diyagram çizilmifl ve üzerinde yak t taraf ndan verilen 100 birimlik enerjinin nas l da ld - gösterilmifltir. Gider Enerji % SORU D KKAT fiekil 5.3 AMAÇLARIMIZ Buhar Kazan AMAÇLARIMIZ çin Örnek Bir Sankey Diyagram K T A P 5 TELEV ZYON 2 K T A P TELEV ZYON Kuru Baca Kayb :%14 2. Nem Kaynakl Kayb :%7 3. Radyasyon ve Konveksiyon Kay plar :%3 4. Blöf Kaynakl Kay p :%3 5. Kazan Verimi :%73 NTERNET NTERNET

144 134 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi Kazanlarda yak t yoluyla giren enerjinin faydal k sm d fl nda kalan kay plar için afla daki noktalar ortaya konulabilmektedir: Kuru baca gaz ile bacadan at lan enerji Yak ttaki su ve yak ttaki hidrojenle havadaki oksijenin birleflmesi sonucunda ortaya ç kan suyun buharlaflmas yoluyla at lan enerji Kazan yüzeyinden radyasyon ve konveksiyon yoluyla at lan enerji Blöf nedeniyle at lan enerji Yanmam fl yak t nedeniyle ortaya ç kan enerji kay plar fiekil 5.3 teki Sankey diyagram incelenerek bu buhar kazan nda verimi artt rmak için neler yap labilece i irdelenebilir. fiekil 5.4 Baca Gaz S cakl na Ba l Olarak Ortaya Ç kan Verim Kayb Kuru Baca Gaz ile Bacadan At lan Enerji Baca gaz d flar ya belirli bir s cakl k de erinde at lmaktad r. Di er bir anlat mla bacadan at lan enerji baca gaz n n s cakl na ba l olarak de iflmektedir. Baca gaz - n n debisi ve s cakl ne kadar fazla ise d flar ya at lan enerji miktar da o kadar fazlad r. Son y llarda özellikle düflük s cakl kl s tma sistemlerine geçiflteki en önemli neden baca gaz s cakl n n düflürülerek bacadan at lan enerjinin azalt lmas d r. Baca gaz s cakl na ba l olarak ortaya ç kan verim kayb fiekil 5.4 te verilmifltir Verim Kayb % C Baca Gaz S cakl ÖRNEK 1 Bir kazana ait bacadan ç kan baca gaz s cakl 150 C olarak ölçülmüfltür. Kazandaki verim kayb ne kadard r? Çözüm: Bu sorunun çözümü için fiekil 5.4 te verilen diyagram kullan lacakt r. Yatay eksenden 150 C seçilip bu noktadan yukar ya do ru dik ç k ld nda ve e riyi kesilen noktadan sola do ru gidildi inde verim kayb % 7,5 olarak okunacakt r.

145 5. Ünite - Kazanlarda Enerji Ekonomisi 135 Bir kazana ait bacadan ç kan baca gaz s cakl 100 C olarak ölçülmüfltür. Kazandaki verim kayb ne kadard r? Örnek 1 deki baca gaz s cakl ve verim kayb de eriyle S ra Sizde 1 deki baca gaz s cakl ve verim kayb de erlerini karfl laflt rarak yorumlay n z. S ORU 3 4 SORU Kuru baca gaz yoluyla at lan enerjinin azalt lmas nda, kazan n büyüklü üne ve D KKAT D KKAT niteli ine göre çeflitli önerilerde bulunulabilmektedir. Bu amaçla ekonomizörler önerilmektedir. Ekonomizörlerde genellikle kazan besleme suyu SORU baca gaz içerisinden geçirilerek ön s t lmaktad r. Kazanda enerjisini verdikten sonra bacadan SORU at lan gazda s cakl na ba l olarak hala enerji bulunmaktad r. Bu D KKAT enerjiden yararlanmak için bacaya bir ekonomizör eklenir ve at k gazdaki enerjinin bir k sm ge- D KKAT AMAÇLARIMIZ ri kazan labilir. E er baca gaz s cakl yüksek, içeride dolaflan besleme suyu s - AMAÇLARIMIZ cakl düflük olursa yo uflma problemleri ortaya ç kabilmektedir. Bunun ortadan kald r labilmesi için ekonomizöre giren kazan besleme suyunun K Tdaha A P yüksek s - K T A P cakl klarda girmesi sa lanmal d r. Buhar kazanlar na yerlefltirilen AMAÇLARIMIZ ekonomizörler giren yak t enerjisinin azalt larak verimin artmas n sa lamaktad r. Son y llarda bacadan at lan s cak duman gazlar ndan yararlanarak su s tmada TELEV ZYON kullan lan bütün ci- TELEV ZYON AMAÇLARIMIZ hazlar ekonomizör olarak adland r lmaktad r. Ekonomizörler K kazan T Abesi P suyunun K T A P s t lmas yan nda s cak su üretiminde ve kalorifer kazanlar nda dönüfl suyu s cakl n n yükseltilmesinde kullan l r. Ekonomizörler kullan m amac na ba l olarak kangal boru demeti, düz boru demeti ve spiral boru demeti fleklinde NTERNET imal edilebilmektedir. Bu tür enerji tasarrufu sa layan yat r mlarda sa lanacak enerji tasarrufu NTERNET TELEV ZYON TELEV ZYON ile yap lan yat r m n ne kadar sürede ödenece ine bak larak yat r m n karl l irdelenmelidir. NTERNET NTERNET Bacadan at lan enerjiden yararlan lmas için önerilen di er bir yol da kazana yanma için verilen taze havan n baca gaz ile s t lmas d r. Bu amaçla kullan lan s geri kazan m cihazlar reküperatör olarak adland r lmaktad r. Reküperatör asl nda gazdan gaza s de ifltiricisidir. Yakma havas n n ön s t lmas yak t tasarrufunun yan s ra daha yüksek alev s cakl klar na ç kmay sa lamaktad r. Bu uygulama yanmam fl yak t miktar n azaltarak yanman n daha h zl ilerlemesini sa lamaktad r. Bacadan at lan duman gazlar ndan yo uflma s cakl na kadar düflürülmeden s n n geri kazan m bir hava s t c s içerisinde gerçeklefltirilebilir. Yakma havas n n s t lmas yla her 50 C lik ilave s tma kazan verimini yaklafl k %2,5 artt rmaktad r. Di er bir anlat mla duman gazlar n n s cakl ndaki her 20 C lik düflüfl kazan verimini %1 artt rmaktad r. Özellikle kömür yakan tesislerde yakma havas n n s t lmas kömürün yanmas n kolaylaflt rmakta ve ocak s cakl n yükselterek daha iyi bir yanma gerçeklefltirilmesini sa lamaktad r. Yak ttaki Su ve Yak ttaki Hidrojenle Havadaki Oksijenin Birleflmesi Sonucunda Ortaya Ç kan Suyun Buharlaflmas Yoluyla At lan Enerji Son y llarda ortaya ç kan yo uflma teknolojisinden yararlanma ile bu enerji büyük ölçüde kullan lmaktad r. Bu amaçla mevcut kazanlara kondenzasyon kazan eklenmektedir. Bu uygulama s cak sulu kazanlarda sonradan eklenilen reküperasyon kazanlar ile uygulanabildi i gibi, kazan n kendisi daha bafllang çta yo uflmal kazan olarak da tasarlanmaktad r. Kondenzasyon kazan, üç s ral serpantin olarak

146 136 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi k vr lm fl borular fleklindedir. Kazandan ç kan ve yaklafl k 150 C lere kadar so utulmufl olan baca gaz kondenzasyon kazan içindeki serpantin borular üzerinden geçerken yo uflma s cakl alt na kadar so utulmaktad r. Bu süreçte baca gaz içerisindeki buhar yo uflaca ndan bünyesindeki gizli s y borular n içerisindeki suya vermektedir. Serpantin borular üzerinde sürekli yo uflma olay olaca ndan bu yüzeyler tamamen paslanmaz çelikten yap lmal d r. Borular üzerinde yo uflan su toplanarak kanalizasyona verilmektedir. Kondenzasyon kazanlar, yak t olarak do- algaz kullan lmas halinde anlaml ve yat r m kolayca geri ödeyecek durumdad r. Kondenzasyon kazanlar nda kazana verilen besleme suyunun ön s t lmas gerçeklefltirilmektedir. Kondenzasyon kazanlar ayr ca kullan m s cak suyu üretimi amac yla boyler olarak da kullan lmaktad r. Kazan Yüzeyinden Radyasyon ve Konveksiyon Yoluyla At lan Enerji Bu enerjinin azalt lmas amac yla önerilen en iyi yol kazan cidar n n en iyi flekilde yal t lmas d r. Yal t m iyi yap lmam fl eski kazanlarda radyasyon ve konveksiyon yoluyla enerji kayb %10 lara kadar ç kabilmektedir. Günümüzdeki modern kazanlarda radyasyon ve konveksiyon yoluyla enerji kayb %1 den daha küçük miktarlardad r. Yal t m yap lm fl kazanlarda kazan yüzey s cakl ile ortam s cakl aras ndaki fark 30 C civar nda olmaktad r. Blöf Nedeniyle At lan Enerji Buhar kazanlar nda buhar olarak kullan lan ya da çeflitli nedenlerle oluflan su kayb n telafi etmek için zaman zaman besleme suyu girifli bulunmaktad r. Buhar kazan na verilen besleme suyu içerisinde karbonat sülfat kökenli çeflitli malzemeler erimifl halde bulunmaktad r. Belli bir süre geçtikten sonra biriken bu malzemeler belli bir miktar n üzerine ç kt nda kazan su yüzeyinde çalkalanma ve köpürmeler ortaya ç kmaktad r. Köpük içerisinde bulunan bu malzemeler buhar ile birlikte tafl narak buhar n kullan ld cihazlara zarar verebilmektedir. Bu problemi çözmek üzere kazan yüzeyindeki köpük tabakas üst blöf vanas vas tas yla al nmaktad r. Köpük ve bu malzemeler d flar al n rken bir miktar da s cak su d flar ya al nm fl olmaktad r. Bu iflleme yüzey blöfü ad verilmektedir. Bunun d fl nda baz kat partiküller de kazan n dibine çökerek s transferini olumsuz yönde etkileyecek sonuçlar ortaya ç karmaktad r. Dipte çöken bu maddelerin tahliyesi için de dip blöfü kullan lmaktad r. Bunun için dip blöf vanas aç larak bu kat partiküllerin d flar ya at lmas sa lanmaktad r. Dip blöfü s ras nda kat partiküllerle beraber bir miktar da s cak su d flar ya al nmaktad r. Bu iflleme de dip blöfü denilmektedir. Blöf ifllemleri s ras nda suyun özelli ine ba l olarak %1 ila %3 civar nda bir verim kayb ortaya ç kabilmektedir. D flar ya at lan bu enerjinin geri kazan lmas amac yla çeflitli yöntemler uygulanmaktad r. Flafl buhardan yararlanma yoluyla at lan enerjinin yaklafl k %80 lik k sm geri kazan labilmektedir. Buhar tesisat nda ortaya ç kan yo- uflmalar nedeniyle biriken yo uflmufl buhar (kondensat) ve kazan blöfü s ras nda al nan s cak suyun enerjisinden yararlanmak için flafl tank kullan l r. Kondensat veya kazan blöfü daha düflük bir bas nçta al nd durumda, s cakl düflük bas nçtaki doyma s cakl na kadar düflme ortaya ç kabilir. S cakl k düflmesi s ras nda ortaya ç kan s enerjisi bir miktar kondensat n buharlaflmas n sa lar. Bu buhara flafl buhar ad verilir ve buhar kullanan sistemlerin verimlili ini artt rarak enerji ekonomisi sa lar.

147 5. Ünite - Kazanlarda Enerji Ekonomisi 137 Yanmam fl Yak t Nedeniyle Ortaya Ç kan Enerji Kay plar Yanma bir maddenin tutuflma s cakl nda havan n oksijeniyle reaksiyonu olarak tan mlanmaktad r. ISO taraf ndan yap lan tan mlamaya göre yanma Genellikle alevlenme ve/veya fl ma ve/veya duman eflli inde bir maddenin s vererek oksijenle reaksiyonu olarak ifade edilmektedir. Maddenin moleküler yap s nda elektronlar düzeyindeki de ifliklikler kimyasal reaksiyon olarak adland r lmaktad r. Reaksiyona giren moleküller reaktant, reaksiyondan ç kanlar ise ürün olarak adland - r lmaktad r. Bir reaksiyon sonucunda s ortaya ç k yorsa bu tip reaksiyonlar egzotermik reaksiyonlar olarak adland r l r. Reaksiyonun oluflmas için çevreden s al nmas gerekiyorsa bu tür reaksiyonlar endotermik reaksiyon olarak adland r l rlar. Karbon, hidrojen, kükürt gibi yan c elemanlar n yanmas için gerekli olan minimum oksijen miktar na teorik oksijen miktar, buna karfl l k gelen havaya ise teorik hava miktar denilmektedir. Reaksiyonda yanma için gerekli olan minimum oksijen kullan l yorsa ve bu oksijenin tamam yanmaya girip reaksiyon sonunda karbondioksit (CO 2 ), su (H 2 O), kükürtdioksit (SO 2 ), azot (N 2 ) gibi ürünler elde ediliyorsa ve oksijenin tamam yanmaya girdi inden ürünler aras nda yanma bulunmuyorsa bu yanmaya teorik tam yanma denilmektedir. Yanma s ras nda her yan c molekülün yak c (oksijen) molekülle birleflme ihtimali olmad için, tam yanmay elde edebilmek amac yla yanma için gerekli teorik hava miktar ndan daha fazla hava verilmesi gerekmektedir. Fazla verilen bu miktar hava fazlal k katsay s ile tespit edilmektedir. Yanma amac yla gerekli olan hava miktar ndan daha fazla hava kullan lmas durumunda reaksiyon sonucunda karbondioksit (CO 2 ), su (H 2 O), kükürt (SO 2 ), azot (N 2 ) ürünlerinin yan s ra verilen fazla havadan kaynaklanan oksijen de yer almaktad r. E er yanma için yeterli oksijen verilmiyorsa ürünler aras nda karbon monoksit (CO) ve hidrojen (H) bulunmaktad r. Bu tür yanmaya eksik yanma denilmektedir. Eksik yanma durumunda verilen hava teorik hava miktar ndan daha azd r. Teorik hava miktar ile hatta fazla hava ile yanma gerçekleflse bile, yanma flartlar ndan kaynaklanan bir eksik yanma söz konusu ise bu duruma da k smi eksik yanma denilmektedir. Eksik yanmada karbondioksit yerine karbon monoksit oluflumu yan s ra yanmam fl karbon ortaya ç kmaktad r. Eksik yanma, kazanlarda ciddi enerji kay plar na yol açmaktad r. Eksik yanma, iyi bir hava fazlal k katsay s belirlenmemifl olmas ndan da kaynaklanabilmektedir. Eksik yanma, so uk yanma havas n n fazla olmas ndan veya alevin so uk yüzeyden geçmesi nedeniyle alev so umas ndan da kaynaklanabilmektedir. Eksik yanman n oldu u kazanda, tam yanmay sa lamak için, mevcut hava yak t oran gereken de erin de üzerine ç kart l rsa bu kez de bacadan at lan enerji miktar artt r lm fl olacakt r. Baca gaz ndaki oksijen seviyesi optimum seviyelerde tutulmal d r. Eksik yanmada yakma sisteminin seçimi yan s ra sistemin bak m da çok önemlidir. Yak t ile hava miktarlar uygun oranlarda olsa bile yanma hacmi buna uygun bir flekilde tasarlanmam flsa, olmas gerekenden küçükse tam yanma sa lanamaz. Bu durumda da yanma bacada devam eder ve yararlan lacak enerjinin bir k sm d flar at lm fl olur. Hava fazlal k katsay s n n artt r lmas baca gaz debisini de artt rmaktad r. Hava fazlal k katsay s ne kadar yüksek ise tam yanma ihtimali artmakla birlikte fazla hava miktar da o derce artmaktad r. Fazla hava miktar artt kça da bu fazla hava da baca gaz s cakl na kadar s t ld ndan dolay d flar ya at lan enerji miktar artmaktad r. fiekil 5.5 te baca gaz ndaki oksijen veya yak ta ba l olarak karbodioksit oran na göre verilmifl olan fazla hava miktar yüzde olarak görülmektedir.

148 138 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi fiekil 5.5 Baca Gaz ndaki Oksijen veya Yak ta Ba l Olarak Karbondioksit Oran na Göre Verilmifl Olan Fazla Hava Miktar CO 2 % Kömür O 2 % Fuel oil Do al Gaz Stokiometrik Fazla Hava (%) SORU D KKAT 5 Fuel-oil yakan SIRA bir S ZDE kazan iflletmesinin baca gaz nda %12 oksijen ölçülmüfltür. Kazana yakma amac yla verilen fazla hava miktar ne kadard r? Baca gaz ndaki karbondioksit miktar ne kadar olacakt r? Yanma sonunda havadaki oksijen ile karbon birleflerek karbondioksit oluflmaktad r. Havadaki SORU azot ise hiç yanmaya kar flmamas na ra men baca gaz s cakl na kadar s t lmas için enerji harcanmakta ve bu enerji de d flar ya at lmaktad r. Dolay s yla kullan lan D KKAT hava fazlal k katsay s artt kça d flar ya at lan enerji miktar da buna orant l olarak artmaktad r. fiekil 5.6 da fazla hava miktar n n yüzdesine ve baca gaz s cakl na ba l olarak yak t kayb miktar yüzde olarak verilmifltir. Çimento, cam, demirçelik gibi enerji yo un sektörlerde yanma için oksijen kullan m na yönelik uygulamalar bulunmaktad r. AMAÇLARIMIZ ÖRNEK 2 Bir kazanda AMAÇLARIMIZ yakma amac yla %130 fazla hava verilmektedir. Baca gaz s cakl 250 C olarak ölçüldü üne göre d flar ya at lan enerji yak t kayb yüzdesi olarak ne K T A P kadard r? K T A P TELEV ZYON NTERNET 6 Çözüm: Çözüm için fiekil 5.6 daki diyagram kullan lacakt r. Diyagram n yatay ekseninden TELEV ZYON %130 fazla hava de erinden yukar ya do ru dik ç k larak 250 C do rusu kesifltirilirse ve sola do ru yak t kayb yüzdesi skalas nda bu nokta iflaretlenirse %27 lik yak t kayb de eri bulunacakt r. Bunun anlam, %130 fazla hava ile ve 250 C lik baca gaz s cakl olmas durumunda yak t kayb yüzdesi miktar %27 olmaktad r. NTERNET Bir kazanda SIRA yakma S ZDE amac yla %110 fazla hava verilmektedir. Baca gaz s cakl 150 C olarak ölçüldü üne göre d flar ya at lan enerji yak t kayb yüzdesi olarak ne kadard r? SORU SORU D KKAT D KKAT

149 5. Ünite - Kazanlarda Enerji Ekonomisi C 400 C fiekil 5.6 Fazla Hava Miktar n n Yüzdesine ve Baca Gaz S cakl na Ba l Olarak Yak t Kayb Miktar Yak t Kayb % C 200 C 100 C Stokiyometrik Fazla Hava % Örnek 2 de bulunan sonuçlarla S ra Sizde 6 da bulunan sonuçlar karfl laflt rarak yorumlay n. 7 Bir kazanda yanma hücresinde iyi bir yanma gerçekleflebilmesi için yak t-hava kar fl m n n yeterli oranlarda ayarlanmas, yeterli ocak s cakl n n sa lanmas ve yeterli yanma zaman n n, di er bir deyiflle yeterli ocak hacminin sa lanmas gerekmektedir. Kazan terk eden baca gaz nda hava-yak t oran na ba l SORU olarak CO, CO 2 SORU ve O 2 iliflkisi fiekil 5.7 de verilmifltir. fiekil 5.7 incelendi inde yakt -hava oran stokiyometrik orandan daha afla lara indi inde eksik yanma nedeniyle karbonmonoksitin artt ve karbondioksitin düfltü ü görülmektedir. Yak t-hava oran stoki- D KKAT D KKAT yometrik orandan normal iflletmeye do ru gitti inde karbonmonoksitin azalma, oksijenin ise artma e iliminde oldu u görülmektedir. Normal iflletmeden fazla havaya do ru geçildi inde ise oksijen miktar nda artma, karbondioksit miktar nda ise azalma ortaya ç kt aç kça görülmektedir. AMAÇLARIMIZ fiekil AMAÇLARIMIZ 5.7 CO EKS K YANMA NEDEN LE CO ARTAR CO2 EKS K YANMA NEDEN LE CO 2 DÜfiER Stokiyometrik Hava Normal flletme FAZLA HAVA K NEDEN T A P LE O 2 ARTAR TELEV ZYON O 2 CO 2 FAZLA HAVAYLA SEYRELME NEDEN NTERNET LE CO 2 DÜfiER Kazan Terk Eden Baca Gaz nda K T A P Hava-Yak t Oran na Ba l Olarak CO, CO 2 ve O 2 liflkisitelev ZYON NTERNET YETERS Z HAVA FAZLA HAVA

150 140 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi KAZANLARDA VER M ETK LEYEN FAKTÖRLER Kazanlar için verim genel olarak tan mlan rsa kazandan al nan enerjinin, yak t yoluyla kazana verilen enerjiye oran olarak tan mlanmaktad r. Di er bir de iflle, kazana yak t yoluyla verilen 100 birimlik enerjinin ne kadar ndan yararlan labildi inin göstergesidir. Örne in bir buhar kazan için verim hesab yap l rken afla daki ifadeden yararlan labilir: Kazandan ç kan buhar n enerjisi-kazana giren besleme suyunun enerjisi = (5.1) yak t n verdi i enerji Bu ifade verilmekle birlikte tesislerde ço u zaman Eflitlik 5.1 de verilen enerji de erlerinin hesab n tam olarak yapabilecek cihazlar bulunmayabilmekte, bulunsa da gerçek sonuçlara ulafl lmayabilmektedir. Özellikle bu ölçümde kullan lan cihazlar n kalibrasyonunun zaman nda ve do ru yap ld na iliflkin tereddütler bulunmaktad r. Bunun yerine sadece kay plardan yola ç karak hesaplar yap lmakta, 100 birimlik enerjiden bu kay plar ç kart larak verim hesab ortaya ç kar lmaktad r. Burada kay plar n ne oldu unu ve nas l hesaplanaca n n bilinmesi gereklidir.kazan verimi kazan üreticileri taraf ndan laboratuvar flartlar nda belirli yük ve s cakl klar için yap lan deneylerle saptanmaktad r. Kazan üreticileri kazan ile ilgili broflürlerinde ve dökümanlar nda bu de erleri kullanmaktad r. Bu verim ve kapasite de eri kazan n uygulanaca sistem için yeterli olup olmamas anlam nda referans olarak kullan labilecek bir parametredir. Kazanlarda çeflitli standartlara göre norm kullan m verimi tan mlanmaktad r. DIN Standard na (DIN Standard Alman Standartlar Enstitüsü k saltmas d r) göre norm kullan m verimi farkl s cakl klardaki s tma tesisat için kazanlar n laboratuvar ortam nda befl farkl yükte tam bir gün çal flt r lmas ile hesaplanmaktad r. Bu çal flma gerçektekinin benzeri olarak bekleme süreleri de dahil edilerek gerçeklefltirilmektedir. Norm kullan m verimleri kazanlar n karfl laflt r lmas nda kullan lan geçerli bir referans de erdir. Genellikle norm kullan m verimi kazan n yanma veriminin %1-2 alt nda gerçekleflmektedir. Bu fark kazan bekleme kay plar n n ne ölçüde ortaya ç kabilece inin bir göstergesidir. Kazan n performans nda kazan veriminin yan s ra brülör verim de önemlidir. Brülör verimi brülör fan n n çal flma performans ile de do rudan ilintilidir. Bununla birlikte, s tma sezonu süresince kazan n ve brülörün çal flt süreler ile beklemedeki sürelerin de önemi bulunmaktad r. Bu durum kazan veriminin yan s ra kullan m veriminin de önemini ortaya ç karmaktad r. Kullan m verimi, kazan n ve brülörün çal flmad sürelerde ortaya ç kan bekleme kay plar n n da hesaba kat ld bir verim olarak tan mlanmaktad r. Beklemeler süresince kazan yüzeyinden fl ma kay plar ortaya ç kmaktad r. Bununla birlikte kazan içerisinde gerçekleflen ve bacaya do ru hareket eden hava hareketleri ihmal edilebilecek düzeyde kalmaktad r. Yukar da aç klanan fl ma kay plar kazan yüzey s cakl klar na ba l olarak de iflen oranlarda ortaya ç kmaktad r. Kazan yüzey s cakl ile ortam s cakl aras ndaki fark ne kadar az ise fl ma kay plar da o kadar az olacakt r. Kazan konstrüksiyonu, kazan kapa na en az yük gelecek flekilde tasarlanmal d r. Kazan kapa ndaki yal t m aleve karfl da dayan kl olan refrakter malzeme ile sa lanmaktad r. ki ve Üç Geçiflli Kazanlar Son y llarda üç geçiflli kazanlar n ortaya ç kmas yla yanma sonu gazlar n enerjisinden daha fazla yararlan lmaktad r. Üç geçiflli bir kazanda birinci ve ikinci geçifllerde s transferinin yaklafl k %85 lik k sm gerçekleflmektedir. ki ve üç geçiflli alev-

151 5. Ünite - Kazanlarda Enerji Ekonomisi 141 duman borulu kazanlar flematik olarak fiekil 5.8 de görülmektedir. fiekil 5.8 incelendi inde üç geçiflli kazanda yanma sonu ürünlerinin iki geçiflli kazana göre borular etraf nda daha fazla yol kat ederek enerjisini daha fazla b rakt görülmektedir. fiekil 5.8 Bacaya Su Ç k fl Bacaya ki ve Üç Geçiflli Alev-Duman Borulu Kazanlar Su Ç k fl Duman Borular (3.Geçifl) Duman Borular (2.Geçifl) Duman Borular (2.Geçifl) Alev Borusu (1.Geçifl) Alev Borusu (1.Geçifl) Su Girifli Su Girifli (a) ki Geçiflli (b) Üç Geçiflli Kazanlarda Türbülatör Kullan m Alev-duman borulu s cak su ve buhar kazanlar nda gerek s v yak t kullan m nda, gerekse do algaz kullan m nda duman borular nda türbülatör uygulamas na gidilebilmektedir. yi bir tasar mla yüksek s cakl klara dayan kl türbülatör yerlefltirilerek verim art fl sa lanabilmektedir. Kömür yakan kazanlarda türbülatör uygulamas çok kullan fll olmamaktad r. Türbülatör uygulamas n n önemli bir dezavantaj, duman kanallar nda, ak fla karfl oluflturdu u direnç nedeniyle bas nç art fl ortaya ç karmas d r. Ortaya ç kan bu bas nç art fl brülör taraf ndan karfl lanmal d r. Türbülatör uygulamas yla baca gaz ndaki enerjiden daha fazla yararlan larak, baca gaz s cakl - n n düflürülmesine katk da bulunulmaktad r. Türbülatörler s transferindeki yüzey alan n artt rmaktan çok s tafl n m katsay s n n artt r lmas na katk da bulunur. Türbülatörler s tafl n m katsay s n artt rmaya katk da bulunmak üzere duman yolunda türbülans oluflturur. Böylece, türbülatör uygulamas yla boru içerisindeki duman gaz n n ak fl ortam bozulmaktad r. Türbülatörler duman borulu buhar ve kalorifer kazanlar nda, borular n içinden geçen duman gaz ile boru iç yüzeylerinin daha fazla temas etmesini sa layarak borudaki s transferini artt rmaya da katk da bulunur. Böylece, yanma sonu ürünlerindeki enerjiden daha fazla yararlan lm fl olur. Türbülatör tasar m için pek çok çal flma yap lmaktad r. En yayg n kullan lanlar spiral ve konik halka fleklinde olanlar d r. Büyük kazan firmalar aras nda türbülatör kullan - m n n sa layaca verim art fl ile ortaya ç karaca sak ncalar konusunda bir tart flma bulunmaktad r. fiekil 5.9 da türbülatör uygulamas görülmektedir. fiekil 5.9 Türbülatör Uygulamas

152 142 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi fiekil 5.10 Kazanlarda Verimi Etkileyen Faktörler Kazan verimini etkileyen pek çok faktör bulunmaktad r. Bunlar; eksik yanma ve is oluflumu, baca gaz ndaki su buhar nedeniyle oluflan s kayb, kuru baca gaz nedeniyle olan s kayb, fazla hava, baca gaz s cakl, sürekli baca gaz analizi ve takibi, yak t cinsi, brülörler, kazan yükü, kazan yüzeyinden olan s kay plar, blöf nedeniyle olan s kay plar, besleme suyu s cakl, yakma havas s cakl, iç so- uma kay plar ile kazan ve tesisat bak m d r. s Tabakas Kal nl n n Baca Gaz Kayb na Etkisi Baca Gaz S cakl ( C) s Tabakas Kal nl (mm) Baca Gaz Kayb (CO 2 %13) Eksik yanma yanman n iyi olmamas sonucunda ortaya ç kan ve kazanlarda verim düflüklü üne neden olan olumsuz durumlardan birisidir. Yanman n iyi olmamas durumunda ortaya ç kan karbon zerrecikleri ve özellikle karbonmonoksit verimi olumsuz yönde etkiledi i gibi çevre aç s ndan da olumsuz sonuçlar ortaya ç - karmaktad r. Kömür ve fueloil yakan kazanlarda ortaya ç kan is s l kay plara ve olumsuz çevresel etkilere sebep olmaktad r. sin ortaya ç kard di er bir olumsuz etki kül ile birleflerek ortaya ç kan kurumun s transfer yüzeylerine birikmesidir. Biriken bu kurum tabakas s transfer yüzeyini olumsuz etkileyerek yanma sonu gazlar ndan suya olacak s transferinin engellenmesine yol açar. Enerjisini suya veremeyen gaz, yüksek s cakl klarda bacadan ç karak d flar ya at lan enerjinin artmas na neden olur. Yanma kay plar n n azalt lmas yak t içindeki karbonun tam yanmas ile sa lanabilir. Bu amaçla hava ile yak t n çok iyi bir flekilde kar flt r lmas gerekmektedir. Bu kay plar n azalt lmas nda brülör tipi ve çal flmas n n büyük önemi bulunmaktad r. s tabakas kal nl n n baca gaz kayb na etkisi fiekil 5.10 da görülmektedir. fiekil 5.10 incelenirse, is kal nl artt kça baca gaz s cakl n n art fl, dolay s yla baca gaz yla olan enerji kayb n n art fl aç kça görülmektedir. Baca gaz ndaki su buhar nedeniyle ortaya ç kan s kayb son y llarda gelifltirilen yo uflma teknolojisiyle geri kazan lm flt r. Gerek yak t içerisindeki su, gerekse yanma olay sonunda hidrojen ile oksijenin birleflerek oluflturdu u su, yanma s - ras nda buharlaflmaktad r. Buharlafl rken de yak t n bir miktar enerjisini almaktad r. Yanma sonu at lan gazlar n s cakl düflürülerek, baca gaz içerisindeki suyun yo- uflma s cakl alt na indirilmekte böylece baca gaz içerisindeki buhar yo uflarak su haline dönmektedir. Bu s rada da yo uflma enerjisini geri vermektedir. Daha önceleri alt s l de ere göre verim hesaplar, yo uflma teknolojisinin gelmesiyle üst s l de ere göre yap lmaya bafllanm flt r.

153 5. Ünite - Kazanlarda Enerji Ekonomisi 143 Alt s l de er ve üst s l de er nedir? 8 Kuru baca gaz nedeniyle ortaya ç kan s kayb, baca gaz n n s cakl ve debisine ba l olarak de iflmektedir. Baca gaz s cakl ndaki ve debisindeki düflme ile d flar ya at lan enerji miktar da azalt labilmektedir. Baca gaz s cakl kazan verimini önemli ölçüde etkileyen SORU parametrelerden SORU birisidir. Baca gaz s cakl nda normal çal flma standartlar d fl nda her 17 C lik art fl verimde yaklafl k %1 lik düflüfle neden olmaktad r. Bacadan at lan enerjinin yüksek olmas ndaki nedenlerden birisi kazandaki s transferi yüzeyinin küçük olma- D KKAT D KKAT s d r. Böyle bir durumda gaz enerjisini suya veremeden d flar ya at lmaktad r. Modern üç geçiflli kazanlarda gaz, kazan içerisinde daha fazla dolaflt r ld ndan s cak- l di er tip (bir ve iki geçiflli) kazanlara göre daha fazla düflürülerek d flar at lmaktad r. Bu da yeterli olmazsa bacaya s geri kazan m cihaz yerlefltirilmelidir. Bu AMAÇLARIMIZ yolla yakma havas n n s t lmas veya kazan besleme suyunun ön s t lmas gerçeklefltirilebilir. Baca gaz s cakl n n yüksek olmas n n di er bir nedeni ise s trans- AMAÇLARIMIZ fer yüzeyindeki kurum tabakas ve kirlilikler nedeniyle gazdaki K enerjinin T A P suya aktar lamadan d flar ya at lmas d r. Buna engel olmak için kazan bak m periyodik K T A P olarak yap lmal ve kazan borular düzenli bir flekilde temizlenmelidir. Sürekli baca gaz analizi ve takibi, kazan verimini izleyebilmenin TELEV ZYON en basit yollar ndan birisidir. Analizler günde en az bir kere yap lmal ve sürekli olarak kayde- TELEV ZYON dilerek gerekli önlemler al nmal d r. yi bir bak m ve iyi bir yanma ayar ile bir kazan %2-3 O 2 oran ile çal flt r labilmektedir. Baca gaz ndaki O 2 miktar n n %3 ün üzerine ç kmamas na dikkat edilmelidir. Baca gaz ndaki oksijen NTERNET miktar n n %3 ün NTERNET üzerine ç kmas yanma için verilen fazla hava miktar n n artmas anlam na gelmekte bu da d flar ya at lan enerji miktar n n fazla olmas na neden olmaktad r. Baca gaz analizi ve takibi ile kazan verimi aras nda yak n bir ilgi bulunmaktad r. Baca gaz analiz cihaz kullan larak ve yakma havas n n sürekli olarak kontrolü ile %4 e varan yak t tasarrufu sa lanabilmektedir. Sa lanacak yak t tasarrufu ile bu cihaza yap lan yat r m yaklafl k olarak kendini iki ayda geri ödeyebilmektedir. Yak t cinsi ile kazan verimi aras nda yak n bir ilgi bulunmaktad r. Bu anlamda en iyi verim gaz yak tlarda, en kötü verim ise kat yak tlarda ortaya ç kmaktad r. Bunun nedeni gaz yak tlarda yan c ve yak c moleküller gaz halinde oldu undan en iyi flekilde birleflip yanma olay gerçekleflebilmektedir. Kat yak tlarda her ne kadar plüverizasyon yöntemleri uygulansa da gaz yak tlar kadar verimli bir yanma ortaya ç kmamaktad r. Genel olarak s v yak t kazanlar n n verimi kat ve gaz yak t kazanlar n n verimlili inin aras nda ortaya ç kmaktad r. Brülörler, kazan verimini etkileyen ana elemanlardan birisidir. Brülörün verimini etkileyen en önemli faktör ise brülörün çal flma flartlar d r. Brülörlerdeki hava yak t oranlar n ayarlayan mekanizmalarda zamanla ortaya ç kan deformasyonlar, hava yak t oranlar n n bozulmas na, sonuç olarak da kazan veriminin düflmesine neden olmaktad r. Ayr ca yak t n bas nç ve s cakl ile iyi bir flekilde atomizasyonu brülör verimini etkilemektedir. Brülörler çal flma tipine göre genelde üçe ayr lmaktad r: Aç-kapa (on-off) brülörler, iki kademeli brülörler ve oransal brülörler. Aç-kapa brülörler, brülörün tam kapasitede çal flmas ya da durmas prensibine dayanmaktad r. Kazana yerlefltirilen sensörler arac l ile al nan bilgiyle kazan ç k fl suyu istenilen s cakl a geldi inde brülör durmakta, belirli bir hassasiyet derecesine ba l olarak kazan ç k fl suyu s cakl belirli bir seviyenin alt na indi inde ise brülör çal flmaktad r. On-off sistemiyle çal flan brülörler ileride aç klanacak olan

154 144 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi süpürme kay plar na neden oldu undan kazan verimini olumsuz yönde etkilemektedir. ki kademeli brülörlerde, brülör belirlenen minimum ve maksimum iki seviyede çal flmaktad r. Oransal brülörlerde ise brülör ihtiyaca ba l olarak küçük ad mlarla art p azalarak istenilen gücü sa lamaktad r. Bu üç tip brülörden verim aç s ndan en iyisi oransal brülörlerdir. Kazan yükü ve kapasitesi de kazan n verimini etkileyen faktörler aras ndad r. Gerek düflük yükte gerekse afl r yükte kazan iflletimi kazan verimini olumsuz yönde etkilemektedir. Bu anlamda s kayb hesab sonucunda kazan seçimi yap l rken emniyet katsay lar yüksek tutularak yüksek kapasiteli kazanlar seçilmemelidir. Bu durumda kazan tüm iflletim ömrü boyunca düflük verimle çal flt r lmaktad r. Özellikle geçifl mevsimlerinde s ihtiyac daha az oldu undan kazanlar %25-30 kapasitelerle çal flt r lmakta, bu da verimi olumsuz yönde etkilemektedir. Is tma tesisat hesaplamalar nda kapasite seçimi yap l rken, konforu bozmadan minimum kapasite seçimi yap lmal d r. Son y llarda bu sorunu ortadan kald rmak üzere KASKAD sistemi gelifltirilmifltir. Kaskad sistemi SIRA nedir? S ZDEAç klay n. 9 Kazan yüzeyinde olan s kay plar, kazan n izolasyonuna ba l olup modern kazanlarda %1 e kadar düflürülmüfltür. Blöf nedeniyle olan s kay plar, dip ve yüzey blöfü s ras nda ortaya ç kmaktad r. Dip ve yüzey SORUblöfü bilinçli olarak yap lmal d r. Otomatik kontrol cihazlar ile SORU kazanda blöf yap lmas gereken durumlar saptanmal ve gereksiz blöf yap larak enerji kayb na yol aç lmamal d r. Ayr ca blöf sular toplanarak flafl buhar elde edilmesi yoluyla da enerji geri kazan m yap lmal d r. D KKAT D KKAT Besi suyu s cakl da kazan verimini etkileyen faktörlerden birisidir. Kazandaki su prosesteki ihtiyaçlar veya buharlaflmalar nedeniyle azalmaktad r. Bunun d - fl nda, blöf nedeniyle de kazan suyunda azalmalar olmaktad r. Kazana azalan su miktar kadar su ilave edilmelidir. Eklenen bu suya besi suyu ad verilmektedir. AMAÇLARIMIZ Besi suyu, AMAÇLARIMIZ olabildi ince sistemli yo uflan kondens sular ndan sa lanmal d r. Yetmedi i durumlarda taze su ilavesi yumuflatma iflleminden geçirildikten sonra yap lmal d r. Böyle K Tdurumlarda A P besi suyu s cakl n n önemi ortaya ç kmaktad r. Besi K T A P suyunun kazana so uk girmesi, enerji kayb na ve so uk suyun aniden yüksek s - cakl a s t lmas s ras nda içindeki minerallerin tortulaflarak kireç tafl oluflturmas - TELEV ZYON na neden TELEV ZYON olmaktad r. Kazana verilen besi suyunun so uk olmas n n ortaya ç kard di er bir problem ise so uk su içerisinde bulunan çözünmüfl oksijenin yüksek s cakl kta aç a ç karak korozyona neden olmas d r. Bu sak ncalar ortadan kald rmak üzere, besi suyu at k s cak gazdan yararlan larak ön s t lmal ve kazana öyle NTERNET verilmelidir. NTERNET Böylece hem d flar ya at lan at k gaz n enerjisinden yararlan lm fl, hem de kazana verilen besi suyunun s cakl artt r lm fl olacakt r. Besi suyunun bileflimi ve ar t lmas da kazandaki enerji tüketimini ve verimini etkilemektedir. Su kullanan tüm tesislerde oldu u gibi s cak su ve buhar kazanlar nda da kazan besleme suyu kullan m amac na uygun olarak ar t lmas gerekmektedir. Ar t lmam fl sert su; kazan, boyler ve borularda kireç tabakas meydana getirmekte, bu kireç tabakas s yat l m etkisi yaparak gazdaki enerjinin suya iletilmesine engel olarak enerjisini veremeden yüksek s cakl kta d flar ya at lmas na neden olmaktad r. Kazan yüzeyinde farkl kal nl klarda meydana gelen kireç tabakas, kazan yüzeyinde farkl s cakl k bölgeleri oluflturarak ciddi deformasyonlara, y rt lmalara, hatta kazalara neden olmaktad r. Kimyasal olarak alkali derecesi ve silika ora-

155 5. Ünite - Kazanlarda Enerji Ekonomisi 145 n yüksek su, kazandaki blöf say s n artt rarak enerji kayb na neden olmaktad r. Suyun s t ld bütün durumlarda besi suyu analizleri yap larak optimum su flartland rma sistemi tespit edilmelidir. Önceki y llarda manuel çal flan yumuflat c lar, kullan mdaki zorluk ve problemler nedeniyle giderek terk edilmektedir. Bunun yerine zaman, debi ya da sertlik kontrolüne dayanan otomatik sistemlerle kontroller yap lmaktad r. fiekil 5.11 Oda Ç k fl S cakl C Hava S cakl C Yak t Tasarrufu (%) Yakma Havas S cakl n n Yak t Tasarrufuna Etkisi 200 Do algaz Fuel-oil Yakma havas s cakl ile yak t tasarrufu aras nda yak n bir iliflki bulunmaktad r. Yakma havas olarak kazana verilen havan n s cakl artt kça kazan verimi de artmaktad r. Bu amaçla yakma havas n n ön s t lmas baca gaz ndan at lan enerji ile yap lmaktad r. Yakma havas n n s t lmas ndaki her 28 C lik s cakl k art fl, kazan verimini yaklafl k olarak %1 düzeyinde artt rmaktad r. Yakma havas s cakl - n n yak t tasarrufuna etkisi, fiekil 5.11 de görülmektedir. Bu diyagramda, yakma havas n n 200, 400, 600 C verilmesinin ocak s cakl na ba l olarak yak t tasarrufuna etkisi görülmektedir. Bu diyagram fazla hava miktar n n 1,1 ila 1,2 aras nda olmas durumu için haz rlanm flt r. ç so uma kay plar, kazanda enerji kayb na ve verim düflüklü üne neden olan olaylardan birisidir. Kazan verimleri, genellikle y ll k verim ile gösterilmektedir. Y ll k verim kazan n bir iflletme sezonu içerisinde çal flma ve bekleme zamanlar n n toplam ndan ortalama olarak gerçeklefltirdi i bir verimdir. Brülörün çal flma sürecinde ortaya koydu u verim ise bekleme zamanlar nda kazan n iç so uma kay plar n n etkisiyle y ll k ortalamada daha küçük bir de er olarak ortaya ç kmaktad r. Brülörün iflletmede kalma süresinin fazlal, do al olarak y ll k verimi olumlu yönde etkilemektedir. Kazan ve brülörün niteli inden kaynaklanan hava kaçaklar, y ll k verimi olumsuz etkileyen faktörlerdendir. Tek kademeli brülörlerde genel olarak bir emifl hava damperi yerlefltirilmektedir. Kazan durufl zaman na geçti inde bu damper aç k kalmaktad r. Durma süresi boyunca kazan içerisindeki s nm fl hava aç lan damper vas tas yla bacadan d flar at lmaktad r. Damperin bu flekilde aç k kalmas kazan içerisine so uk hava girmesine neden olmaktad r. Enerji harcanarak s nm fl olan hava böylece d flar at lm fl olmaktad r. Bu enerji kayb süpürme kay plar olarak da adland r lmaktad r. ki kademeli ve oransal kontrollü brülörlerde hava damperi, durufl süresince kapal d r. ki kademeli ve oransal brülörlerde, brülör

156 146 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi ana flalterden kapand nda damper aç lmaktad r. ç so uma kay plar ve süpürme kay plar nedeniyle tek kademeli brülörler, iki kademeli oransal brülörlere göre daha fazla enerji kayb na neden olmaktad r. Kazanlarda iç so uma kay plar n n di er bir nedeni de hava kaçaklar d r. Kazanlarda hava kaçaklar n n önlenebilmesi için ön duman kapaklar contal ve tam s zd rmaz olmal d r. Ayr ca ön duman kapaklar kapand nda tüm kapak profili kazana düzgün flekilde basmal d r. Brülör ba lant flanfl n n contal ve düzgün olmas na özen gösterilmelidir. Gözetleme delikleri kullan m d fl nda oldu u sürelerde kapal tutulmal d r. Patlama kapaklar kas nt l olmamal, contal olmal d r ve tam olarak kapat labilmelidir. Bunlar n d fl nda kazan ve brülör kapasiteleriyle baca kesitleri gere inden büyük olmamal, brülör seçiminde çift kademeli ve modülasyonlu brülörler tercih edilmelidir. Kazan ve tesisat n bak m için gösterilecek özen kazan iflletmesi kadar önemlidir. Kazan ve tesisat bak m kazan n verimli iflletilmesi kadar, emniyeti aç s ndan büyük önem arz etmektedir. Duman borular ndaki kurum ve isin periyodik bak mlarla temizlenmesi kazan verimi aç s ndan çok önemlidir. Kazanlarda su taraf nda kazan tafl oluflumunun önlenmesiyle küçük kazanlarda bile enerji ekonomisi sa lanabilmektedir. Kazan borular ndaki tafllaflma, borular n s transferine karfl direncini artt rmaktad r. Bu art fl do al olarak baca gaz s cakl n n yükselmesine, sonuç olarak da bac gaz yla ortaya ç kacak enerji kay plar n n art fl na neden olmaktad r. Bu sorunu ortadan kald rmak için tafllaflma kal nl ve birikimin kimyasal bileflimi sürekli olarak kontrol edilmelidir. Bir milimetreden daha az olan tafllaflma buhar kazanlar nda kabul edilebilir bir seviyedir. Buhar s cakl ve baca gaz s - cakl aras ndaki s cakl k fark n n C den fazla olmamas beklenmektedir. Tafllaflman n yaratt yal t m direnci, besleme suyundaki kimyasal maddelerin içeri ine ba l d r. Tafllaflma kal nl na ba l olarak baca gaz ndaki s cakl k art fl 100 C ye kadar ç kabilir. Bu durum %3 ila 4 lük bir enerji kayb na karfl l k gelmektedir. Tafllaflman n baca gaz s cakl n bu kadar yükseltmesi tehlikeli sonuçlar ortaya ç kartabilir. Bu sorunun azalt lmas ve ortadan kald r lmas için besi suyunun sürekli kontrolünün yan s ra kazan bak m n n da büyük önemi bulunmaktad r. Bu amaçla y lda en az bir kez kazan iç yüzeyleri gözden geçirilmelidir. Baca gaz s - cakl klar sürekli olarak izlenerek baca gaz s cakl klar n n yükselmesi durumunda gerekli önlemler al nmal d r. Bu amaçla al nacak ilk önlem baca temizli idir. Baca temizli i yap lmas na ra men baca gaz s cakl artmaya devam ediyorsa, bunun nedeni boru iç yüzeylerinde ortaya ç kan tafllaflmad r. ÖLÇÜM VE ANAL ZLERLE ENERJ EKONOM S Mühendisli in temel prensiplerinden birisi ölçüm ve kontroldür. Çünkü ölçemedi- iniz bir fleyi kontrol edemezsiniz. Kazanlarda da enerjiyi kontrol etmek ve enerji tasarrufu sa lamak için çeflitli ölçüm sistemleri kullan lmaktad r. Kazanlardaki enerji tüketiminin takibi amac yla uygulanan en basit yöntem yak t izleme formu oluflturulmas ve kullan lmas d r. Kazanlarda enerji tüketiminin takibi ve emisyonlar n kontrol alt nda tutulmas için kullan lan yayg n yöntemlerden birisi de baca gaz analizidir. Baca gaz analiz cihazlar son y llarda gittikçe yayg nlaflmaya bafllam fl ve pek çok iflletmede enerji ve emisyonun kontrolü amac yla kullan m alan - na girmifltir. Elektronik sistemlerdeki geliflmeyle yakma yönetim ve brülör kontrol sistemleri gelifltirilmifltir. Bu sistemlerin kullan lmas yla ciddi enerji tasarruf de erleri ortaya ç kmaktad r.

157 5. Ünite - Kazanlarda Enerji Ekonomisi 147 Yak t zleme ve Takibiyle Enerji Ekonomisi Is tma tesisat nda ve endüstride kullan lan kazanlarda tüm verilerle birlikte yak t tüketiminin de sürekli olarak izlenmesi gerekmektedir. Bu amaçla buhar ve s cak sulu kazanlar için günlük ve haftal k yak t izleme formlar oluflturulmufltur. Her bir kazan için enerji tüketiminin ve birim buhar bafl na tüketilen enerjinin belirlenmesi ve sürekli olarak kontrol edilmesi gerekmektedir. Böylece ayn kazanlar aras nda, ayn kazan için farkl d fl s cakl k de erleri için ve ayn d fl s cakl k de erinde fakat farkl günlerdeki enerji tüketimleri için karfl laflt rmalar yap labilecektir. Her kazan n günlük enerji tüketim de erleri s cakl a ba l olarak tablo ve grafik haline getirilebilecektir. Bu tablolar incelenerek iflletici hatalar ndan ve kazandan kaynaklanan verimsizlikler kolayca görülerek gerekli e itim, bak m ve düzenlemeler yap labilecektir. Çizelge 5.1 de buhar kazanlar için günlük yak t izleme çizelgesi, Çizelge 5.2 de s cak sulu kazanlar için günlük yak t izleme çizelgesi verilmifltir. Çizelge 5.3 te buhar kazanlar için haftal k yak t izleme çizelgesi, Çizelge 5.4 te ise s - cak sulu kazanlar için haftal k yak t izleme çizelgesi verilmifltir. Çizelge 5.1 Buhar Kazanlar çin Günlük Yak t zleme Çizelgesi Çizelge 5.2 S cak Sulu Kazanlar çin Günlük Yak t zleme Çizelgesi

158 148 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi Çizelge 5.3 Buhar Kazanlar çin Haftal k Yak t zleme Çizelgesi Çizelge 5.4 S cak Sulu Kazanlar çin Haftal k Yak t zleme Çizelgesi

159 5. Ünite - Kazanlarda Enerji Ekonomisi 149 Baca Gaz Analizi ve Enerji Ekonomisi Kazanlarda enerji verimlili ini izlemede en yayg n kullan lan yöntemlerden birisi baca gaz analizidir. Baca gaz analiz sonuçlar n de erlendirmek için yanma analizi ve yanma denklemlerini ayr nt l bir flekilde incelemek gerekmektedir. Yanma denklemleri incelendi inde tam yanmada karbon ile oksijen birleflerek karbondioksit (CO 2 ) oluflturup 8113 kcal/kgc enerji aç a ç karken, eksik yanmada karbon ve oksijen birlefltirildi inde karbonmonoksit (CO) oluflturarak 2467 kcal/kgc enerji aç a ç kmaktad r. Karbon ve oksijenin tam yanma ile eksik yanma durumu için afla daki eflitlikler yaz labilir: Tam yanma: C + O 2 CO Kcal / kgc (5.2) Eksik yanma: 2C + O 2 2CO Kcal / kgc (5.3) Eflitlik 5.2 ve Eflitlik 5.3 incelendi inde oksijenin yeterli miktarda olmamas sonucunda karbonun karbondioksite dönüflemeden karbonmonoksit halinde kalmas yla kaybedilen enerji miktar %70 mertebesindedir. Bu nedenle baca gaz sürekli olarak kontrol edilmeli, karbonmonoksit oluflumu bafllay p yanma bozuldu unda yak t-hava ayar kontrol edilerek gerekli düzenlemeler yap lmaktad r. Eksik yanma olmamas için hesaplanan stokiyometrik hava miktar ndan daha fazla hava verilmelidir. Belirlenen hava fazlal k katsay s göz önüne al narak verilen fazla hava ile verimli bir yanma ifllemi sa lanabilecektir. Daha önce bahsedildi i gibi hava fazlal k katsay s n n fazla olmas yanmay iyilefltirirken bacadan at lan enerji miktar n n artmas na neden olmaktad r. Bacadaki karbonmonoksit, oksijen ve azot miktarlar n n sürekli kontrol edilmesiyle iflletme s ras nda optimum bir yanma sa lanmas baca gaz analizörü yard m yla gerçeklefltirilir. Baca gaz analizlerinde oksijen, karbondioksit, karbonmonoksit, kükürtdioksit, azotoksitler, baca gaz s cakl - ve yanma verimi gözlenmekte ve bu de erler ç kt olarak al nabilmektedir. Baca gaz analizindeki oksijen (O 2 ), hava fazlal k katsay s nedeniyle verilen fazla havadan kaynaklanmaktad r. Yakt n yanmas için gereken stokiyometrik hava miktar ndan daha fazla verilen hava içerisinde oksijen ve azot da bulunmaktad r. Dolay s yla yanma sonu ürünlerin içerisinde bulunan oksijen miktar verilen fazla hava miktar için de bir gösterge niteli indedir. Yanma s ras nda her yan c molekülün yak c molekülle bir araya gelme ihtimali bulunmayabilir. Verilen fazla hava ile karbonmonoksit oluflumu önlenerek tam karbondioksit oluflumu sa lanmaya çal fl lmaktad r. Baca gaz içerisinde fazla oksijen bulunmas enerji israf anlam na da gelmektedir. Çünkü verilen fazla havadaki oksijen de yanma s cakl na kadar s t l p d fla at lmaktad r. Baca gaz içerisindeki ideal oksijen de erleri, do algaz kullan m nda %2-3, s v yak t kullan m nda %3-4, kat yak t kullan m nda ise %5-6 civar ndad r. Baca gaz analizindeki karbondioksit (CO 2 ), yak ttaki karbon ile havadaki oksijenin yanmas ndan ortaya ç kmaktad r. Baca gaz analizlerinde karbondioksitin yüksek oranlarda bulunmas istenmektedir. Yanma sonu ürünlerinde karbondioksitin maksimum oranda istenmesinin nedeni tam yanma olmas ve karbonmonoksitin azalt lmas amac ylad r. Karbondioksit oluflumu, karbondioksitten kaynaklanan emisyonlar n art fl ve sera gaz etkisiyle çevresel faktörler aç s ndan istenmeyen bir durumdur. Buna çözüm olmak üzere düflük karbonlu yak tlara ve alterna-

160 150 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi tif enerji kullan m önerilmektedir. Baca gaz içerisinde ideal karbondioksit de erleri için, do algaz kullan m nda %11, s v yak t kullan m nda %14, kat yak t kullan m nda ise %16 civar ndad r. Baca gaz analizindeki karbonmonoksit (CO), eksik ve kötü yanman n bir göstergesidir ve baca gaz analizlerinde istenmeyen bir üründür. Baca gaz analizinde karbonmonoksit olmas enerji kayb ve emisyonlar aç s ndan kötü bir durumdur. Baca gaz nda karbonmonoksit oluflumunun önlenmesi için, yakma amac yla verilen havan n artt r lmas önerilmektedir. Baca gaz analizlerinde izin verilen karbonmonoksit oran 100 ppm civar ndad r. ppm nedir? 10 Baca gaz analizindeki kükürtdioksit (SO 2 ), yak t bileflimindeki kükürdün oksijenle reaksiyonu sonucu ortaya ç kmaktad r. Kükürtdioksit çevre aç s ndan istenme- yen bir emisyondur. Do algaz kullan m nda kükürtdioksit çok az düzeydedir. Kömür kullan m nda SORU%0,5 kükürt olmas durumunda baca gaz ndaki kükürtdioksit de- SORU eri ppm e kadar ç kabilmektedir. Yak t bilefliminde kükürt olmas ndan D KKAT kaynaklanan D KKAT problemlerden birisi de özellikle düflük s cakl klarda su buhar ile birleflerek sülfürik asit ortaya ç karmas d r. Sülfürik asit oluflumu kazanlarda çeflitli tahribatlara neden olabilmektedir. Sülfürik asit oluflumu kazan iç yüzeyinde afl nma, korozyon gibi sorunlar ortaya ç karmaktad r. Ortaya ç kan kimyasal reaksiyonlar, kazan içerisindeki su ya da buhar n kalitesini de olumsuz yönde etkilemektedir. AMAÇLARIMIZ Baca gaz analizindeki azotoksit (NO X ), çevreye zararl emisyonlar aç s ndan AMAÇLARIMIZ istenmeyen bir gazd r. Azotoksit oluflumu, yak t cinsine, brülör ve kazan tasar m ile hava fazlal k katsay s na ba l d r. Son y llarda gelifltirilen düflük azotoksit (Low K T A P K T A P NO X ) brülörleri azotoksit emisyonlar n n azalt lmas na katk da bulunmaktad r. Baca gaz analizindeki baca gaz s cakl (T), d flar ya at lan enerji miktar n etkiledi inden düflük olmas istenen bir parametredir. Kazan ç k fl ndaki baca gaz TELEV ZYON TELEV ZYON s cakl n n yüksek olmas yak t cinsine, yak t miktar na ve kazan s tma yüzeyinin yeterli olmay fl na ba lanmaktad r. Yak t miktar n n yüksekli i ve kazan s tma yüzeyinin yetersizli i, duman borular nda kurum tabakas oluflturdu undan baca gaz s cakl n NTERNET artt rmaktad r. Baca gaz analizindeki baca gaz s cakl n n yüksek ol- NTERNET mas d flar ya at lan enerjinin yüksek olmas anlam na gelmektedir. Baca gaz s cakl n düflürmedeki s n r de er, baca gaz içerisindeki su buhar n n yo uflma s cakl d r. Yo uflmal olmayan sistemlerde önerilen baca gaz s cakl do algaz kullan m nda 130 ila 150 C, kat ve s v yak t kullan m nda ise 130 ila 155 C civar ndad r. Yo uflmal sistemlerde ise baca gaz s cakl n n 50 C nin alt nda olmas istenmektedir. Baca gaz s cakl ndaki her 20 C lik düflüfl, verimde %1 lik bir art fla karfl l k gelmektedir. SORU D KKAT 11 Baca gaz analizlerinde ekranda veya ç kt olarak verilen yanma verimi ne anlama gelmektedir? Makine Mühendisi Abdullah Bilgin taraf ndan yap lan ve yorumlanan baz baca gaz analiz sonuçlar afla da verilmektedir. Uygulama 1: Kömür Yakan Hareketli Izgaral Q k =2 x kcal/h kapasiteli, 750 konuta SORU enerji veren Ankara Bat kent teki merkezi s tmal bir kazan n gaz analiz sonuçlar fiekil 5.12 de verilmifltir. D KKAT AMAÇLARIMIZ AMAÇLARIMIZ

161 5. Ünite - Kazanlarda Enerji Ekonomisi 151 fiekil 5.12 Q k =2 x kcal/h Kapasiteli Bir Kazan n Gaz Analiz Sonuçlar Yorum: Gaz analizi tam otomatik, hareketli zgaral, endüstriyel kömür yak tl bir kazan için yap lm flt r. Kazan cebri yakmal bir sistemle çal flmaktad r. ki ayr zamanda yap lan gaz analizi sonuçlar incelenirse oksijen %10,7 ve %11,7 olarak ç km flt r. Karbondioksit de erleri ise %9 ve %8,1 dir. CO emisyonlar 16 ppm ve 13 ppm gibi çok düflük de erlerde ç km flt r. Baca gaz s cakl klar 84 ve 88 C gibi minimum de erlerde elde edilmifltir. Baca gaz s cakl n n düflük olmas n n nedeni kazan ç k fl nda ekonomizör kullan lm fl olmas d r. Sonuçlar de erlendirildi inde ekonomizör kullan m n n baca gaz s cakl n 84 C lere kadar düflürebildi i aç kça görülebilmektedir. Oksijen, karbondioksit, karbonmonoksit, SO 2 ve NO x de erlerinin düflüklü ü yan s ra baca gaz ç k fl s cakl n n düflürülerek enerjiden maksimum yararlan lmas verim de erini %93,8 ve %92,8 de erlerine yükselmektedir. Uygulama 2: Do al Gazl Q k =2 x kcal/h kapasiteli, 700 konuta enerji veren Ankara Bat kent teki merkezi s tmal bir kazan n gaz analiz sonuçlar fiekil 5.13 te verilmifltir. Yorum: Bu s tma sistemindeki kazanlar için iki ayr zamanda iki ayr analiz gerçeklefltirilmifltir. Birinci analizde baca gaz s cakl 292 C gibi yüksek bir de erdedir. kinci analizde ise baca gaz n n ç k fl s cakl de eri 221 C ye düflürülmüfltür. Baca gaz s cakl n n düflmesiyle, ve- fiekil 5.13 Q k =2 x kcal/h Kapasiteli Bir Kazan n Gaz Analiz Sonuçlar

162 152 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi fiekil 5.14 Q k = kcal/h Kapasiteli Bir Kazan n Gaz Analiz Sonuçlar rim de eri %87,3 ten %90,6 ya yükselmifltir. Bu verim art fl kazandaki kazan borular na yerlefltirilen türbülatörlerin de ifltirilmesiyle ve hava fazlal k katsay s n n azalt lmas yla sa lanm flt r. Verimdeki art fl %3,3 düzeyindedir. Baca gaz ndaki oksijen yüzdesinin %3,1 den %2,9 a düflürülmesinin hava fazlal k katsay s n n %12,7 den %9,4 e düflürülmesiyle gerçeklefltirildi i aç kça görülmektedir. Baca gaz s cakl n n hala 221 C olmas, do algazl bir sistem için oldukça yüksek bir de erdir. Bu de er yanman n kötü oldu unun göstergesidir. Kazan iflletiminde otomasyon sayesinde oda s cakl n n 22 C den 18 C ye düflürülmesinin di er etkenlerle birlikte enerji tüketimini de azaltaca aç kt r. Her iki analizde de karbonmonoksit ve karbondioksit de erleri do algaz kullan m için kabul edilebilir seviyelerdedir. Uyguluma 3: Do algazl Q k = kcal/h kapasiteli, 10 konuta enerji veren Ankara Çankaya daki bir kazan n gaz analiz sonuçlar fiekil 5.14 te verilmifltir. Yorum: Gaz analiz sonuçlar incelendi inde baca gaz ç k fl s cakl n n 169 C oldu u görülmektedir. Bu do algazl bir kazan için kabul edilebilir bir s cakl k de- eridir. Yanma sonu ürünlerine iliflkin analiz de erleri son derece kötü olarak gerçekleflmifltir. Oksijen de eri %12,8 olup kabul edilemez bir düzeydedir. Buna karfl n karbonmonoksit emisyonu 3518 ppm gibi kabul edilemez bir düzeydedir. Karbondioksit % 6,6 ile kabul edilebilir bir düzeydedir. Oksijen yüzdesinin fazla olmas hava fazlal k katsay s de erini de % 14,4 gibi kabul edilemez bir düzeye ç karm flt r. Hava fazlal k katsay s n n, dolay - s yla oksijen yüzdesinin bu kadar fazla olmas na ra men CO emisyonunun bu kadra yüksek olmas ciddi bir çeliflkidir. Bu analiz incelenerek sorunun nerede oldu- u araflt r lm flt r. Yap lan incelemede kazana yanma bölgesi d fl nda hava girdi i fark edilmifltir. Kazan iflleticisi yanma bölgesi d fl ndan bu hava giriflini fark etmedi inden karbonmonoksit ile ilgili de erin yüksekli ine bakarak havay k sm fl ve yanma kötüleflmifltir. Asl nda gerçek hava fazlal k katsay s çok düflük de erlerdedir ve eksik yanma söz konusudur. Çünkü yanma bölgesi d fl ndan giren hava yanmaya kar flmad ndan yanma performans - n etkilememekte ancak bacadan görünerek oksijen ve hava fazlal k katsay s n yüksek de erlerde göstermektedir. Yanma bölgesi d fl ndan giren hava kaça önlenip, brülörün hava-yak t ayar yeniden yap l nca bu kazan için normal sonuçlar elde edilmifltir.

163 5. Ünite - Kazanlarda Enerji Ekonomisi 153 Do al gazl Q k = 2x kcal/h kapasiteli, 350 konuta enerji SIRA veren S ZDEAnkara Bat - kent teki merkezi s tmal bir kazan n gaz analiz sonuçlar fiekil 5.15 te görülmektedir. Bu sonuçlar yorumlay n z. fiekil 5.15 Q k = 2x kcal/h Kapasiteli Bir Kazan n Gaz Analiz Sonuçlar 12 fiekil 5.16 Q k = SORU kcal/h Kapasiteli Bir Kazan n SORU Gaz Analiz Sonuçlar D KKAT D KKAT AMAÇLARIMIZ AMAÇLARIMIZ K T A P K T A P TELEV ZYON TELEV ZYON NTERNET NTERNET Uygulama 4: Do al Gazl Qk= kcal/h Kapasiteli, 350 Konuta Enerji Veren Ankara Ümitköy deki Yo uflmal Bir Kazan n Gaz Analiz Sonuçlar fiekil 5.16 da görülmektedir. Yorum: Gaz analiz sonuçlar incelendi inde baca gaz ç k fl s cakl 89,4C dir. Bu s cakl k normal kazanlar için oldukça iyi olmakla birlikte, yo uflmal bir kazandan biraz daha düflük s cakl klar beklenebilir. Oksijen de eri %2,2 ile düflük bir de- erdedir. Bu sonuç hava fazlal k katsay s n n da 1,12 gibi düflük de erlerde olmas - n sa lam flt r. Karbondioksitin %10,7 ile yüksek bir de erde olmas CO nun ise 23 ppm gibi oldukça düflük bir de erde olmas, yanman n çok iyi oldu unun bir göstergesidir. Sonuç olarak %97,1 gibi mükemmel bir verim de eri ortaya ç km flt r. Yakma Yönetim ve Brülör Kontrol Sistemleri ile Enerji Ekonomisi Yakma yönetim sistemleri, yak t-hava oran n çok hassas ayarlayarak yak t ve d fl orta s cakl na ba l olarak tam yanman n ve süreklili in sa lanmas ve ayn zamanda kazan yüküne ba l olarak oransal çal flma ile gereksiz durufllar n önlenerek verimli kazan iflletiminin sa lanmas d r. Yakma yönetim sisteminde, emisyon de erleri, O 2, CO, CO 2 ye ba l üç parametreli olarak trim kontrolü (küçük hava ayar düzenlemeleri) ile yanma ayar n n, yak t özelli inden ve d fl hava flartlar ndan etkilenmeden sa lanmaktad r. Asl nda yakma yönetim sisteminin en önemli parças, bütün kontrolü elektronik olarak sa layan mikroifllemci denetimli ana kontrol

164 154 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi modülüdür. Elektronik kontrol modülü, brülöre gönderilen yak t ve hava giriflini ayarlayan yak t ve hava servo motorlar n kumanda etmektedir. yak t ve hava servo motorlar kumanda edilerek yak t-hava oran ayarlar çok hassas olarak gerçeklefltirilebilmektedir. Yakt -hava oran n n bu flekilde çok hassas olarak gerçeklefltirilmesi, optimum flartlarda tam yanma sa lamaktad r. Bununla birlikte ana kontrol modülü, kazandan istenilen kapasite bilgisini de kontrol ederek kazanda olmas gereken s cakl k ve bas nç de erlerini belirler. Belirlenen bu bas nç ve s cakl k de- erlerine ba l olarak ihtiyaç duyulacak yak t-hava miktar n n tam ve do ru olarak bileflimini ve yak lmas n sa lar. Di er bir anlat mla, istenilen kapasiteye ba l olarak ihtiyaç duyulan bas nç ve s cakl k de erlerine karfl l k gelen yak t-hava oranlar oransal olarak tespit edilir. Yakma yönetim sistemlerinin önemli modüllerinden birisi de baca gaz analiz cihaz d r. Bu modül ile O 2, CO, CO 2 de erleri sürekli olarak ölçülmekte, kulland yak t cinsi ve kapasite de erlerine ba l olarak kendi haf zas ndaki mevcut iflletme emisyon de erleri ile sürekli olarak karfl laflt rmaktad r. Bu karfl laflt rmalardan sonra modül, gerekli ikazlar yaparak hava-yak t ayar nda istenilen düzeltmeleri gerçeklefltirir. Bu sistemde emisyon de erleri sürekli olarak kontrol edilmektedir. Emisyon de erlerinde cihaz n haf zas ndaki bulunan de- erlerle karfl laflt rd nda bir sapma meydana gelmiflse trim kontrol metoduyla yak t-hava ayar n kumanda ederek emisyon de erlerinin belirlenen s n rlar içerisinde kalmas n sa lar. Yakma yönetim sistemindeki di er bir modül, frekans kontrol modülüdür. Bu modül ile brülöre hava sa layan vantilatör motoru ile baca aspiratörünün istenilen kapasite flartlar na ba l olarak devirlerinin de ifltirilmesiyle sürekli tam kapasitede çal flmalar sa lan r. Frekans kontrol cihazlar günümüzde pek çok alanda kullan larak elektrik enerjisi tasarrufu sa lamaktad r. Yakma yönetim ve brülör kontrol sisteminin ana kontrol modülünde yak t hava oran kontrolü, kazan yük kontrolü ve brülör yönetimi gerçeklefltirilmektedir.

165 5. Ünite - Kazanlarda Enerji Ekonomisi 155 Özet Kazanlar çeflitli özelliklere göre s n fland r lmaktad rlar. Kullan lan malzemeye göre kazan tipleri döküm kazanlar ve çelik kazanlar olarak ikiye ayr lmaktad r. Kazanlar s l ak flkan n özelliklerine göre s cak sulu kazanlar, kaynar sulu kazanlar, k zg n ya kazanlar ve buhar kazanlar olmak üzere s n fland r lmaktad r. Kazanlar yakt yak t tipine göre ise, kat yak tl kazanlar, pelet yakan kazanlar, s v yak tl kazanlar, gaz yak tl kazanlar, çok yak tl kazanlar, at k s kazanlar, at k ve çöp yakan kazanlar ve elektrikle çal flan kazanlar olmak üzere s - n fland r lmaktad r. Yanma sonu gazlar n n dolafl m durumuna göre ise kazanlar alev borulu, duman borulu, alev duman borulu kazanlar, su borulu kazanlar ve bu iki tipin kar fl m kazanlar olarak s n fland r lmaktad r. Ayr ca geçifl say s na göre ise tek geçiflli, iki geçiflli, üç geçiflli ve dört geçiflli kazanlar olarak s n fland r lmaktad r. Yo uflma enerjisinden yararlanma fikrinin ortaya ç kmas ndan sonra baca gaz s cakl daha düflük s - cakl klara kadar indirilebilmifl, bu sayede hem baca gaz n n enerjisinden daha fazla yararlan lm fl, buna ek olarak yo uflma enerjisinden de ayr ca yararlan lm flt r. Enerji tasarruf ve kontrolü aç s ndan da ölçme ve kontrol çok önemlidir. Sanayideki tüm cihazlarda oldu u gibi kazanlarda da enerji analizi gerçeklefltirebilmek için ölçüm, kontrol ve de erlendirmeler yap lmal d r. Enerji analizine iliflkin de erlendirmeler Sankey diyagram nda yerlefltirilerek giren enerjinin da l m görülmektedir. Ayr nt l bir enerji taramas için pek çok ölçüm bilgisine ihtiyaç duyulmaktad r. Bu amaçla; iflletmede kullan lan yak t miktar ile cihaz verileri, iflletmenin elektrik tüketimini kullanma verimi, buhar, s cak su, hava gibi çeflitli ak flkanlar taraf ndan tafl nan enerji de eri, çeflitli noktalardan at lan enerji miktar ve sisteme giren enerji miktar bilinmelidir. Kazan verimini etkileyen pek çok faktör bulunmaktad r. Bunlar; eksik yanma ve is oluflumu, baca gaz ndaki su buhar nedeniyle oluflan s kayb, kuru baca gaz nedeniyle olan s kayb, fazla hava, baca gaz s cakl, sürekli baca gaz analizi ve takibi, yak t cinsi, brülörler, kazan yükü, kazan yüzeyinden olan s kay plar, blöf nedeniyle olan s kay plar, besleme suyu s cakl, yakma havas s - cakl, iç so uma kay plar ile kazan ve tesisat bak m - d r. Eksik yanma yanman n iyi olmamas sonucunda ortaya ç kan ve kazanlarda verim düflüklü üne neden olan olumsuz durumlardan birisidir. Yanman n iyi olmamas durumunda ortaya ç kan karbon zerrecikleri ve özellikle karbon monoksit verimi olumsuz yönde etkiledi i gibi çevre aç s ndan da olumsuz sonuçlar ortaya ç karmaktad r. Baca gaz ndaki su buhar nedeniyle ortaya ç kan s kayb son y llarda gelifltirilen yo uflma teknolojisiyle geri kazan lm flt r. Kuru baca gaz nedeniyle ortaya ç kan s kayb, baca gaz n n s cakl ve debisine ba l olarak de iflmektedir. Baca gaz s cakl - ndaki ve debisindeki düflme ile d flar ya at lan enerji miktar da azalt labilmektedir. Baca gaz s cakl kazan verimini önemli ölçüde etkileyen parametrelerden birisidir. Baca gaz s cakl nda normal çal flma standartlar d fl nda her 17 C lik art fl verimde yaklafl k %1 lik düflüfle neden olmaktad r. Sürekli baca gaz analizi ve takibi, kazan verimini izleyebilmenin en basit yollar ndan birisidir. ç so uma kay plar, kazanda enerji kayb na ve verim düflüklü üne neden olan olaylardan birisidir. Mühendislikte temel prensiplerden birisi ölçüm ve kontroldür çünkü ölçemedi iniz bir fleyi kontrol edemezsiniz. Kazanlarda da enerjiyi kontrol etmek ve enerji tasarrufu sa lamak için çeflitli ölçüm sistemleri kullan lmaktad r. Kazanlardaki enerji tüketiminin takibi amac yla uygulanan en basit yöntem yak t izleme formu oluflturulmas ve kullan lmas d r. Kazanlarda enerji tüketiminin takibi ve emisyonlar n kontrol alt nda tutulmas için kullan lan yayg n yöntemlerden birisi de baca gaz analizidir. Baca gaz analiz cihazlar son y llarda gittikçe yayg nlaflmaya bafllam fl ve pek çok iflletmede enerji ve emisyonun kontrolü amac yla kullan m alan - na girmifltir. Elektronik sistemlerdeki geliflmeyle yakma yönetim ve brülör kontrol sistemleri gelifltirilmifltir. Bu sistemlerin kullan lmas yla ciddi enerji tasarruf de erleri ortaya ç kmaktad r.

166 156 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi Kendimizi S nayal m 1. Kazanlar s alan ak flkan n özelliklerine göre s n fland r ld nda afla dakilerden hangisi d flar da kal r? a. s cak sulu kazanlar b. kaynar sulu kazanlar c. çelik kazanlar d. k zg n ya kazanlar e. buhar kazanlar 2. Baca gaz ndaki su buhar nedeniyle ortaya ç kan s kayb n geri kazanmak suretiyle baca gaz n n enerjisinden daha fazla yararlan lan teknoloji hangisidir? a. biyoteknoloji b. yo uflma c. buharlaflma d. filtrasyon e. genleflme 3. Ayr nt l bir enerji taramas için afla daki ölçüm bilgilerinden hangisine ihtiyaç duyulmaz? a. sisteme giren enerji miktar b. çeflitli noktalardan at lan enerji miktar c. iflletmede kullan lan yak t miktar ve cihaz verileri d. iflletmenin elektrik tüketimini kullanma verimi e. iflletmenin borç bilgilerine 4. Hangisi kazan verimini etkiyen faktörlerden de ildir? a. kazan n esnekli i b. fazla hava c. yak t cinsi d. iç so uma kay plar e. eksik yanma ve is oluflumu 5. Afla daki maddelerden hangisi eksik yanmada oluflur? a. propan b. su c. metan d. CO e. asfalt 6. Kazanlarda enerji tüketiminin takibi ve emisyonlar n kontrol alt nda tutulmas için kullan lan yöntem afla - dakilerden hangisdir? a. yak t izleme formu b. brülör kontrol sistemi c. baca gaz analizi d. yakma yönetim sistemi e. blöf kay plar 7. Bir kazanda yakma için % 100 fazla hava verilmektedir. Baca gaz s cakl, 500 C olarak ölçüldü üne göre d flar ya at lan enerji, yak t kayb yüzdesi olarak kaçt r? a. % 10 b. % 20 c. % 30 d. % 40 e. % Yanma sonunda oluflan suyun buhar haline dönüfltürülmesi için harcanan enerji düflürülmeksizin yak t n sahip oldu u toplam enerji miktar na ne denir? a. alt s l de er b. entropi c. ekserji d. iç enerji e. üst s l de er 9. Fuel-oil yakan bir kazan iflletmesinin baca gaz nda %8 oksijen ölçülmüfltür. Kazana yakma amac yla verilen fazla hava miktar ve baca gaz ndaki karbondioksit miktar s ras yla ne kadar olacakt r? a. %60, %10 b. %110, %4 c. %100, %8 d. %100, %12 e. %80, % Bir kazana ait bacadan ç kan baca gaz s cakl 50 C olarak ölçülmüfltür. Kazandaki verim kayb ne kadard r? a. 1,0 b. 2,5 c. 3,6 d. 4,5 e. 6,0

167 5. Ünite - Kazanlarda Enerji Ekonomisi 157 Kendimizi S nayal m Yan t Anahtar 1. c Yan t n z yanl fl ise Kazanlar n S n fland r lmas ve Özellikleri konusunu yeniden gözden geçiriniz. 2. b Yan t n z yanl fl ise Kazanlar n S n fland r lmas ve Özellikleri konusunu yeniden gözden geçiriniz. 3. e Yan t n z yanl fl ise Kazanlarda Sankey Diyagram ve Enerji Geri Kazan m konusunu yeniden gözden geçiriniz. 4. a Yan t n z yanl fl ise Kazanlarda Verimi Etkileyen Faktörler konusunu yeniden gözden geçiriniz. 5. d Yan t n z yanl fl ise Kazanlarda Sankey Diyagram ve Enerji Geri Kazan m konusunu yeniden gözden geçiriniz. 6. c Yan t n z yanl fl ise Kazan çin Enerji Takibi, Emniyet ve Kontrol Donan mlar konusunu yeniden gözden geçiriniz. 7. d Yan t n z yanl fl ise Kazanlarda Sankey Diyagram ve Enerji Geri Kazan m konusunu yeniden gözden geçiriniz. 8. e Yan t n z yanl fl ise Ölçüm ve Analizlerle Enerji Ekonomisi konusunu yeniden gözden geçiriniz. 9. a Yan t n z yanl fl ise Kazanlarda Sankey Diyagram ve Enerji Geri Kazan m konusunu yeniden gözden geçiriniz. 10.b Yan t n z yanl fl ise Kazanlarda Sankey Diyagram ve Enerji Geri Kazan m konusunu yeniden gözden geçiriniz. S ra Sizde Yan t Anahtar S ra Sizde 1 Bourdon manometresi elastik elemanlarda bas nç ölçümü yapan manometreler tipindedir. Baz elastik malzemelerin bas nç alt ndaki flekil de iflimlerinin ölçülmesiyle bas nç ölçümü yap labilmektedir. Uygulamada, statik bas nç ölçümünde yayg n olarak kullan lmaktad r. Piyasada de iflik boyut ve hassasiyette temin edilmekte olup fiyat di er bas nç ölçüm cihazlar na göre daha ucuzdur. Bourdon manometresi eliptik kesitli C fleklindeki bir borudan yap lm flt r. Borunun bir ucu sabit olarak bas nç ölçülecek yere ba lan r. Di er ucu ise bofltad r. Boruya bas nç uyguland nda elastik bir flekil de iflimi ortaya ç kar. Borunun bofl ucu yay ve diflli mekanizmas ile dönen bir ibreye ba l d r. Bas nç artt kça boru flekil de ifltirirken ibre hareket ederek bas nc gösterir. S ra Sizde 2 S cakl k ölçüm bantlar yönteminde, çeflitli madeni tuzlar n belirli s cakl ktaki renk de iflimi özelli inden yararlan lmaktad r. S cakl k ölçüm bantlar yap flkan flerit fleklinde imal edilmifllerdir. S cakl ölçülecek yüzeye uygulanan yap flkan flerit temas etti i yüzeyin s cakl - na ba l olarak renk de ifltirir. Katalogdan bu renge karfl l k gelen de ere bakarak s cakl k belirlenir. Bu tür malzemelerin, ucuz olmalar na karfl n, dezavantaj bir kullan ml k olmalar d r. S ra Sizde 3 Bu sorunun çözümü için fiekil 5.4 te verilen diyagram kullan lacakt r. Yatay eksenden 100 C seçilip bu noktadan yukar ya do ru dik ç k ld nda ve e riyi kesilen noktadan sola do ru gidildi inde verim kayb % 5 olarak okunacakt r. S ra Sizde 4 Örnek 1 de baca gaz s cakl 150 C iken verim kayb %7,5 olarak okunmufltur. S ra sizde 3 te ise baca gaz s - cakl 100 C iken verim kayb %5 olarak okunmufltur. Bu sonuçlara göre baca gaz s cakl düfltükçe verimdeki kay p da bariz bir flekilde azalmaktad r. Buna göre kazanlarda baca gaz s cakl düflürülerek verim de- eri artt r labilecektir.

168 158 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi S ra Sizde 5 Çözüm için fiekil 5.5 teki diyagram kullan lacakt r. Diyagram n dikey ekseninden %12 de erinin oksijen e risini kesti i noktadan yatay eksene dik inilirse fazla hava miktar %140 olarak okunacakt r. Baca gaz ndaki karbondioksit miktar n bulmak için de hava fazlal k katsay s ile oksijen e risini birlefltiren do runun yak t olarak fuel-oil kullan lmas durumundaki karbondioksit e risini kesti i noktadan yatay eksene bir do ru çizilirse karbondioksit miktar %6,5 olarak ölçülecektir. S ra Sizde 6 Çözüm için fiekil 5.6 daki diyagram kullan lacakt r. Diyagram n yatay ekseninden %110 fazla hava de erinden yukar ya do ru dik ç k larak 150 C do rusu kesifltirilirse ve sola do ru yak t kayb yüzdesi skalas nda bu nokta iflaretlenirse %19 luk yak t kayb de eri bulunacakt r. Bunun anlam %110 fazla hava ile ve 150 C lik baca gaz s cakl olmas durumunda yak t kayb yüzdesi miktar %19 olmaktad r. S ra Sizde 7 Örnekler incelenirse fazla hava miktar yüksek seçilirse (%130), baca gaz s cakl da yüksektir. Do al olarak bacadan at lan yak t kayb yüzdesi de %27 olarak yüksek ç km flt r. S ra Sizde 6 sorusunda ise fazla hava miktar %110, baca gaz s cakl da 150 oldu undan do al olarak bacadan at lan yak t kayb yüzdesi %19 lara düflmüfltür. Fazla hava miktar n n gereksiz olarak yüksek seçilmesi ve baca gaz s cakl n n yüksek oluflu d flar - ya at lan enerji miktar n artt rmaktad r. S ra Sizde 8 Yak t n bünyesinde küçük oranlarda da olsa su bulunabilmektedir. Ayr ca yak tta bulunan hidrojenle havan n oksijeni birleflerek su oluflturmaktad rlar. Yanma s ras nda bu su buhar haline gelir. Buharlafl rken de yak t n bünyesinden bir miktar enerjiyi al rlar. Yak t n alt s l de eri yanma sonunda suyun buhar haline gelebilmesi için harcanan enerji de düflülerek kalan enerji miktar - d r. Üst s l de er ise yanma sonunda oluflan suyun buhar haline dönüfltürülmesi için harcanan enerji düflürülmeksizin yak t n sahip oldu u toplam enerji miktar d r. Yo uflma teknolojisinin kullan lmas ndan sonra yak tlar n s l de eri kullan l rken alt s l de er yerine art k üst s l de er kullan lmaktad r. S ra Sizde 9 KASKAD sistemi büyük kapasiteli tek kazan yerine toplamda ayn kapasiteyi verecek üç-dört kazan kullanarak özellikle geçifl mevsimlerinde kazanlar n düflük verimde çal flmalar n önleyen bir sistemdir. S ra Sizde 10 Bir kar fl m içerisindeki toplam madde miktar n n bir milyonda birlik k sm d r. ngilizce Part per million kelimesinin k salt lmas d r. S ra Sizde 11 Baca gaz analizlerinde ekranda veya ç kt olarak oksijen, karbondioksit, karbonmonoksit, kükürtdioksit, azotoksit yüzdelerinin yan s ra baca gaz s cakl ve yanma verimi de erleri de verilmektedir. Baca gaz nda ölçülen oksijen, karbondioksit, baca gaz s cakl ve ortam s cakl gibi parametreler de erlendirilmekte ve hesaplamalar yap larak yanma verimi ç kart lmaktad r. Yanma verimi konusunda iflletmeci taraf ndan yorum yap l rken, sonuca etki eden faktörler irdelenmelidir. Baca gaz analizleriyle elde edilen yanma verimi; kazan verimini tescilleme anlam na gelmez. Kazan n o andaki ölçülen de erlerinden hareketle, o çal flma flartlar na ait yanma verimini ortaya koyar. S ra Sizde 12 Baca gaz analiz raporu incelendi inde baca gaz s cakl 130,7 C gibi do algazl, yo uflmas z kazanlar için oldukça makul bir düzeyde oldu u görülmektedir. Oksijen yüzdesi %1,6 olup hava fazlal k katsay s 1,08 dir. Bu sonuçlar do algazl bir kazan için çok iyidir. Karbondioksit %11 gibi maksimum seviyede, karbonmonoksit ise %0 gibi mükemmel bir seviyededir. Genel olarak bak ld nda minimum oksijen, maksimum karbondioksit, %0 gibi karbonmonoksit de eri ile mükemmel bir yanma gerçekleflmekte ve %95 lik yüksek verim de eri elde edilmektedir.

169 5. Ünite - Kazanlarda Enerji Ekonomisi 159 Yararlan lan Kaynaklar Uralcan, Y., I. (2004), S cak Su Kazanlar, SKAV (Is tma So utma Klima Araflt rma ve E itim Vakf ) Teknik Kitaplar Dizisi, No:03 Böke, E., (2004), Endüstri Kazanlar, SKAV (Is tma So utma Klima Araflt rma ve E itim Vakf ) Teknik Kitaplar Dizisi, No:04 Buyruk, H. (2006), Kazanlarda Enerji Verimlili inin Artt r lmas, Elektrik flleri Etüt daresi, Enerji Tasarrufu E itim Yay nlar No:2 Karakoç, T., H. ve di erleri (2010), Enerji Ekonomisi (Editör: Karakoç, T., H.), Anadolu Üniversitesi, Yay n no: 2114 Karakoç, T., H. (2011), KTH Kalorifer Tesisat Hesab - Verimli Sistemler, Nobel Da t m. TMMOB MMO (1978), Sanayi Kazanlar ve Ek Donat m flletme Kitab, TMMOB Yay n no:110. Küçükçal, R. (2000), Is tma Tesisat Kitab, Is san Çal flmalar, No: 265 Küçükçal, R. (2005), Enerji Ekonomisi, Is san Çal flmalar, No: 351 Enerji ve Tabi Kaynaklar Bakanl (2007), Is tma Sistemleri, Binalarda Enerji Yöneticisi E itimi, Cilt 2 Do an, V. (2011), Is tma, Vemeks Yay nlar. Genceli, O., F., Buhar Kazanlar -Konstrüksiyon ve Yard mc Elemanlar, Birsen Yay nevi

170 6ISITMA HAVALANDIRMA VE KL MA S STEMLER NDE ENERJ EKONOM S Amaçlar m z Bu üniteyi tamamlad ktan sonra; Pompalar ile ilgili temel kavramlar tan mlayabilmek, Bir pompa için verimlilik kavram n aç klayabilmek, Pompa türleri ve bunlar n çal flma prensiplerini aç klayabilmek, Pompalarda verimlili i etkileyen faktörleri tan mlayabilmek, Pompalarda enerji ekonomisini etkileyen parametreleri belirleyebilmek, Pompalarda debi kontrolünü ve yöntemlerini aç klayabilmek, Pompalarda frekans inventörlerin etkilerini aç klayabilmek için gerekli bilgi ve becerilere sahip olabilirsiniz. Anahtar Kavramlar Pompa Enerji Debi Kontrolü Pompa Türleri Enerji Verimlili i Enerji Maliyetleri çindekiler Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi Pompalar G R fi TEMEL KAVRAMLAR POMPA ÇEfi TLER ÖMÜR DEV R MAL YET N N HESAPLANMASI POMPA SEÇ M

171 Pompalar G R fi Günümüzde sanayi prosesleri baflta olmak üzere yayg n olarak kullan lan pompalar; bir s v ak flkana ba l çal flan tüm sistemlerde birincil bir enerji kayna na ba l olarak ak flkan n kinetik veya potansiyel enerjisini yükseltmeye yarayan elemanlard r. K saca pompa; bir s v ak flkan bir yerden baflka bir yere sevk eden cihaz olarakta tan mlan r. Pompalar sadece s v ak flkanlarda kullan l rlar, pnömatik veya gaz ak flkanlarda kullan lmazlar. Pompalar n süreci incelendi inde; ilk uygulamalarda enerji kullan m yerine el yard m yla pompalama yap ld görülür. Bu süreçlerde s v ak flkan n nakledilmesi için kullan lan cihazlara ise tulumba ad verilmifltir. Tulumba ço unlukla s n rl hacimsel ak flkan n bas lmas ifllevini yerine getiren basit hacimsel pompalard r. Günümüzde ise ak flkan n bu ifllevi için elektriksel bir güç kullan ld pompalar tercih edilmifltir. nsano lunun pompa ile tan flmas ve kullan m oldukça eski bir geçmifle dayan r. Bunun ilk örnekleri M.Ö y llar na dayanan M s r ve Çin de yap lan kaz lara dayan r. Burada bulunan figürlerde bir tür koval konveyör özelli i gösteren toprak kovalar n as ld bir tekerlek yard m yla suyu alt noktadan üst noktaya tafl d yap lar göze çarpm flt r. Günümüzde su de irmenleri için örnek kabul edilen bu yap lar n gelifltirilmifl ilk uygulamalar ise yine Çin de görülmüfltür. fiekil 6.1 de Çin Su De irmeni gösterilmifltir. Bir baflka uygulama olarak, geçmiflin büyük bilim adam Arsimet in (M.Ö ) kendi ad verilen ve borunun içinde bulunan sonsuz difllinin dönerek suyu kald rmas prensibiyle çal flan bir vida tasar m say labilir. Santrifüj pompalar n n tasar m na benzeyen bu tasar mda, debiyle vidan n e imi aras nda bir iliflki vard r. Suyun daha yükse e mi yoksa daha çok miktarda m tafl nmas aras nda seçim yap labilmektedir. Vidan n e imi diklefltikçe debi azalmakta, basma yüksekli i artmaktad r. Ancak o zamanlar s zd rmazl k elemanlar bilinmedi inden, transfer edilmesi istenen suyun bir k sm n n geri kaçmas önlenememifltir. Daha sonra 1724 de Jacob Leupold ( ) taraf ndan tekerle e dirsekli borular tak larak yap lan tasar mla günümüzdeki santrifüj pompalara fl k tutulmufltur. Santrifüj pompa çal flma prensibini and ran benzerli e sahip tasar mda tekerle i döndürerek su, en üst noktaya kadar tafl nm fl ve nehirdeki su ak fl güç sa lay c olarak kullan lm flt r.

172 162 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi fiekil 6.1 Çin Su De irmeni (MÖ 1000) Daha sonra Arflimet (M.Ö ) taraf ndan tasarlanan ve fiekil 6.2 de gösterilmifl olan Arflimet vidas göze çarpmaktad r. Bu tasar m bir borunun içinde bulunan sonsuz difllinin dönerek suyu alt noktadan yukar kald rmas prensibiyle çal - flan bir vida yap s fleklindedir. Tamamen mekanik yap da tasarlanan düzenekte s zd rma elemanlar bulunmad için çekilen suyun bir k sm geri kaçmakta ancak yine de su transferi gerçekleflmektedir. Tasar mda çekilen suyun debisiyle, vidan n e imi aras ndaki iliflki göze çarpmaktad r. Günümüzde özellikle santrifüj pompalar içinde bir ilham kayna olan bu yaklafl mda; vidan n e imi artt kça debi azalmakta, basma yüksekli i artmaktad r. Baz kaynak bilgileri, Arflimet vidas n n 37 ve 45 e imlerde çal flt n ve 10 m 3 /h debi, 2-6 m basma yüksekli ine ulaflabildi ini göstermektedir. fiekil 6.2 Arflimed Vidas Döndürme Mekanizmas Sonsuz Diflli Tafl nan Su Günümüz pompa teknolojisinin temelleri ise 1200 y llar ndan itibaren baz su tafl n m cihazlar n n yap lmas na dayanmaktad r y l nda Ramelli taraf ndan kayar kanatl pompa icad ile birlikte pompa kavram kullan lm fl, günümüze kadar pek çok teknolojik yenilik ve geliflmelerle birlikte, pompa teknolojisinde yüksek performanslara ulaflm flt r. Ak fl sürecinde s v ak flkanlar n temel özellikleri pompalar aç s ndan önemlidir.

173 6. Ünite - Pompalar 163 TEMEL KAVRAMLAR Bas nç Pompa sistemlerinde bir ak flkan n birim alana etkisi olarak tan mlanabilir. S v lar içinde bulunduklar kab n yüzeylerine derinlikle do ru orant l olacak flekilde bas nç yaparlar. Bu bas nç do rudan do ruya s v n n kendi a rl ndan veya bu a rl a etki eden d fl kuvvetlerden meydana gelir ve bu bas nca statik bas nç denir. Hidrostatikte, hidrodinamikte ve genel olarak endüstriyel sistemlerde atmosfer bas nc dikkate al nmaz. Bundan dolay manometreler, atmosfer üstü bas nç de erlerini gösterirler. Örne in bas nçl tanklar n veya boru hatlar n n içinde bulunan gazlar n bas nc ise atmosfer bas nc na göre göreceli olarak ölçülen bas nçt r. Manometrik bas nc n etkisi fiekil 6.3 te görülebilir. Mutlak bas nç ise bir ortamdaki toplam (manometre+atmosfer) bas nc ifade eder. Termodinamikte gazlar n hâl özelliklerinde ve birçok bilimsel araflt rmalarda mutlak bas nç kullan l r. Pompa sistemlerinde bas nç ak fl bas nc, pompa bas nc, bas nç fark gibi pompal sistemlerde s k karfl lafl lan kavramlard r. Bir ak flkan için bir borulu sistem içinde ak fl koflullar n tan mlayan bas nç ak fl bas nc d r. Ak fl bas nc pompal bir ak flta dinamik bas nç ile sistemde oluflan bas nç kay plar n n fark olarak tan mlan r. Bir pompan n basma hatt nda oluflan bas nca pompa bas nc denir. Pompa bas nc emme ve basma hatlar ndaki bas nç fark olarak da tan mlan r. fiekil 6.3 Bas nç Da l mlar P m (Mutlak Bas nç) P etkin (Manometrik Bas nç) P atm (Atmosferik Bas nç) P m (Mutlak Bas nç) P v (Vakum Bas nc ) P=0 Vakum Sistemler Debi Ak flkanlarda ak fl özelli ini tan mlayan en önemli parametredir. Gerek mekanik tesisatlarda, gerekse endüstriyel uygulamalarda de erlendirilen ak flkan için süreklili e ba l bir de ere ihtiyaç vard r. Bu de er ak fl sürecinde pompalara iliflkin analiz ve de erlendirmelerin yap lmas için kesit özelli ine ba l olarak tan mlanan debi kavram yla tan mlan r. Debi kavram n en genel flekilde birim zamanda birim kesitten geçen ak flkan miktar olarak tan mlan r. Debi bilimsel anlamda hacimsel debi ve kütlesel debi olmak üzere iki formda ele al n r. Hacimsel Debi Özellikle gaz ak flkanlarda ve vakum alt nda çal flan sistemlerde ak flkan n ak fl miktar hacimsel debiyle tan mlan r. Hacimsel debi, birim kesitten birim zamanda

174 164 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi fiekil 6.4 geçen ak flkan miktar n tan mlar. Birim kesitten geçen ak flkan n ak fl h z n n kesit alan ile çarp m na eflittir. Hacimsel debi literatürde (Q.,. ) sembollerinden biriyle tan mlan r. Kullan m özelli ine göre (m 3 /s, lt/s, lt/dk. veya m 3 /h) birimleriyle tan mlan r. fiekil 6.4 te verilen de iflen kesite sahip borulu bir ak fl üzerinde hacimsel debi incelenmifltir. Farkl Keside Sahip Borulu Ak fl 1 A C B D E Farkl kesit özelli ine sahip flekildeki borulu sistem için hacimsel debi özelli ini ele alal m. Ak flkana ait herhangi bir özelli in zamana ba l de iflimini incelenmeyecekse, ele al nan yap üzerinde s n rlar belirli alanlar oluflturulur. Bu alanlara denetim hacim bölgesi denir. Belirlenen her bölge için ak flkan özelli i denetim hacminin girifl ve ç k fl kesitleri dikkate al narak ele al n r. Süreklili in dikkate al nd bu durum için ak flkan özelli inin denetim hacmi içinde de iflimleri dikkate al nmaz. fiekil 6.4 de farkl keside sahip bir borulu ak fl A-E denetim hacim bölgelerine ayr larak incelenmifltir. Bu özelliklere sahip bir yap için ak flkan n hacimsel debisi; d. = V.dt.dA.Cos i (6.1) olarak tan mlan r. Burada (Cos i) n yüzey vektörüyle tan mlan r ve bu vektör birim vektör özelli indedir. Bu durumda hacimsel debi; d. = V(n).dt.dA (6.2) olur. Burada V ortalama h z de erini, da kesit alan de iflimini ve dt zamana ba l de iflimi tan mlar. Süreklili e ba l olarak sabit kesit için zamana ba l de iflim s - f r kabul edilirse, her bir denetim hacmi için hacimsel debi;. = VA. =. A =. B =. C =. D =. E. =V 1 A 1 =V 2 A 2 =V 3 A 3 =...= V n A n (6.3a) (6.3b) (6.3c) fleklinde hesaplan r. Kütlesel Debi Is l etkilerin oldu u özellikle s v ve kat madde transferlerinde, pozitif bas nc n aktif oldu u durumlarda sistemlere yönelik analiz ve de erlendirmelerde her zaman kütle esas al n r. Süreklili e ba l olarak ak fl özelli inin oldu u sistemlerde bu kavram kütlesel debi olarak tan mlan r. K saca birim kesitten geçen kütle miktar olarak tan mlan r. Kütlesel debi, birim kesitten geçen ak flkan n hacimsel debisinin ak flkan yo unlu u ile çarp m na eflittir. Kütlesel debi (m. ) sembolü ile tan mlan r ve birim olarak (kg/s veya kg/h) ifade edilir. fiekil 6.4 de tan mlanan bir ak fla sahip ak flkan için zamana ve keside ba l de iflim dikkate al nd nda kütlesel debi;

175 6. Ünite - Pompalar 165 m= S t (V.n).dA= tv n.da (6.4) olarak tan mlan r. Burada n birim yüzey vektörünü, t ak flkan n yo unlu unu tan mlar. Süreklili e ba l olarak sabit kesit için zamana ba l de iflim s f r kabul edilirse, her bir denetim hacmi için kütlesel debi; ṁ = t.v.a ṁ =ṁ 1 =ṁ 2 =ṁ 3 =... = ṁ n t.va = t 1.V 1.A 1 = t 2.V 2.A 2 = t 3.V 3.A 3 =... = t n.v n.a n t.. = t = t = t =...= t n.. n (6.5a) (6.5b) (6.5c) (6.5d) V 1 d1 d 2 V 2 Denetim Hacim Sürekli bir ak ma sahip afla daki flekilde verilen bir ak flkan 3 m/s h zla çap 40 mm olan A kesitinden seçilen denetim hacmine girmektedir. Denetim hacminin ç k fl kesit çap 70 mm ise ak flka- n n sahip oldu u (a) hacimsel debiyi, (b) ç k fl h z n bulunuz. SORU 1 SORU Afla daki flekilde kesit ak fl SIRA verilen S ZDEbir kollektör D KKAT D KKAT V 2 sistemi görülmektedir. 1 nolu ve 2 nolu borular n 2 çaplar s ras yla cm dir. 3 ve 4 nolu bo- V 1 V SIRA S ZDE 3 rular eflit çapta olup, her bir borunun çap 30 cm V 4 ve bu borulardan ç kan suyun h z 2 m/s dir. Yap lan ölçümlerde 1 nolu borudan SORU AMAÇLARIMIZ saatte 200 m 3 ak flkan geçti i tespit edilmifltir. 2 nolu boru toplam AMAÇLARIMIZ SORU hacimsel debinin %40 tafl n yorsa; 2 nolu borudan ak flkan n ç k fl D KKAT h z n ve kütlesel debisini, 3 ve 4 nolu borular n her birinden ç kan kütlesel debileri K bulunuz. T A P D KKAT K T A P Süreklilik Sistem dizayn ve uygulamalara yönelik hesaplamalar için yap lan mühendislik çal flmalar nda ak fl sürecini etkileyen temel özelliktir. Özellikle hareketli sistemlerde kütlenin korunumu prensibinden hareketle, debisel ak fllarda kesit de iflimi olsa bile ak fl debisinin zamana ba l de iflmedi ini tan mlar. fiekil 6.5 te bas nçl bir etki alt nda s v ak fl görülmektedir.. A 1 TELEV ZYON 2 NTERNET K T A P TELEV ZYON. A fiekil SIRA 6.5 S ZDE Sürekli TELEV ZYON Ak fl AMAÇLARIMIZ AMAÇLARIMIZ. A 3 NTERNET K T A P TELEV ZYON. 1 = NTERNET (6.6) ṁ 1 =ṁ 2 + ṁ 3 (6.7) t = 0 (zamana ba l de iflim s f ra eflittir.) NTERNET S v ak flkanlarda borulu ak fllarda kesit daralmas na ba l olarak h zda de iflimler olur. Süreklili in temeli kütlesel debiyle iliflkilidir. Kesit de iflimi olsa dahi süreklili i ifade eden yap larda ak fl debisi sabit kal r.

176 166 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi fiekil 6.6 Pompalarda Statik Yükseklik Manometrik Yükseklik Bir pompa s v ak flkanlar sahip oldu u a rl a ve sahip oldu u enerji yüküne ba l olarak basar. Bu kavram manometrik yükseklik olarak tan mlan r ve s v n n birim a rl ktaki pompa girifli ve ç k fl aras nda kazand enerji olarak ifade edilir. Bu enerji pompa girifli ve ç - k fl aras ndaki fark bas nc 1 2 H P V P V h H h ρ. g + 2g + = + ρ. g + 2g 2 2 olarak ta tan mlan r. Uygulamalarda bu bas nç fark, pompa girifli ve ç k fl noktalar na birer manometre ba lanarak ölçülebilir. S v ak fll bir noktadan yüksek bir noktaya pompalanacak olan ak flkan, Bernolli denklemiyle tan mlan r. fiekil 6.6 da tan mlanan ak fl özelli- i bernolli denklemiyle afla- daki gibi tan mlan r. (6.8) Burada H m cinsinden manometrik yüksekliktir. fiekil 6.6 da referans al nan iki noktada bas nç etkileri ve h z de erleri eflit oldu una göre; h 1 + H = h 2 H = h 2 - h 1 (6.9) olur. Manometrik yükseklik ayn zamanda statik yükseklik olarak da de erlendirilebilir. K saca bir pompan n suyu emdi i nokta ile bast nokta aras ndaki farkt r. SORU D KKAT 3 Kuyu ile beslenen bir sistemde pompa yerin 18 m alt nda bulunan bir kuyu haznesinden sondaj yard m yla ald suyu, 9 m yükseklikteki atmosfere aç k bir depoya basmaktad r. Kay plar ihmal ederek pompan n manometrik yüksekli ini hesaplay n z. Hidrolik Güç Mühendislik SORU hesaplamalar nda pompa ihtiyac n n hesaplanmas için basma yüksekli i dikkate al narak bir teorik güç hesaplan r. Bu güç de eri pompan n teorik gücü olarak de erlendirilir ve hidrolik güç olarak tan mlan r. Bir pompan n hidrolik gücü (P h ); ak fl debisine, basma yüksekli ine ve ak flkan n yo unlu una ba l - D KKAT d r. Hidrolik güç (P h ); P h = ṁ.g.h (W) (6.10) AMAÇLARIMIZ olarak ifade edilir. Burada ṁ ak flkan n kütlesel debisini, g yer çekimi ivmesini, H AMAÇLARIMIZ ise basma yüksekli ini tan mlar. K SIRA TS ZDE A P TELEV ZYON 4 5 m derinli e SIRA K sahip TS ZDE A bir P kuyudan beslenen 10 katl bir binada çal flan bir santrifüj pompa suyu çat noktas na kadar basmaktad r. Pompan n debisi 20 m 3 /h binada kat yüksekli i 3 m ise pompan n hidrolik gücünü hesaplay n z (suyun yo unlu u, t su = 1000 kg/m 3 ). TELEV ZYON SORU NTERNET D KKAT SORU NTERNET D KKAT

177 6. Ünite - Pompalar 167 Pompalarda Verim Bir pompan n etkinlik derecesini tan mlamada farkl yaklafl mlar vard r. Bir sistemde ak fl özelli inin sa lanmas nda kullan lan pompalar n etkin ve verimli kullan m öncelikle çal flt r ld klar sistem veya yap n n verimlili ini do rudan etkileyecektir. Mühendislik hesaplamalar nda pompa verimi hacimsel ve mekanik özelliklere ba l ayr ayr de erlendirilir. Hacimsel Verim Bir pompadan beklenen en önemli özellik, çal flma sürecinde ayar debi de erinde süreklili in sa lanmas d r. Ancak pompalar n çal flma süreçlerinde; disk yüzeylerinde, çark girifllerinde oluflan vuruntular, ak flkan n yo unlu a ba l kanatlarda sürtünme etkileri ve kavitasyon gibi sebepler nedeniyle teorik debinin sa lanmas daima zordur. Di er bir ifade ile pompalarda teorik debi ile gerçek debi aras nda her zaman fark vard r ve bu fark sürece ba l olarak sürekli artar. Teorik debi ile gerçek debi aras ndaki fark hacimsel (volumetrik) verim olarak tan mlan r. Bir pompada hacimsel verim (h V ): η V g = t (%) (6.11) olarak tan mlan r. Burada. g gerçek ak fl debisini,. t teorik ak fl debisini tan mlar. Hacimsel debi bir pompa için % ile tan mlanan bir de erdir. Genel Verim Pompa katologlar nda pompa üreticileri taraf ndan karekteristik e rileri ile birlikte genel verim e rileri de tan mlan r. Genel verim; hidrolik gücün, pompa milinden verilen motor girifl gücüne oran d r. Bu verim de eri deneysel olarak da bulunabilir. Bir pompan n debisi ve basma yüksekli i bilinirse o noktadaki verimi de kolayca bulunabilir. Genel verim: η = P h P η η η = V m veya (6.12a) (%) (6.12b) dir. Burada h genel verimi, P h hidrolik gücü, P ise pompaya verilen elektrik gücünü tan mlar. Pompalar n performans e rileri: Bir pompan n debisiyle basma yüksekl ine ve genel verime ba l tan mlanan e rilerdir. Bir pompan n optimum çal flma noktas performans e risi ile hacimsel debinin kesiflim noktas d r. Performans e rileri (fiekil 6.7), basma yüksekli ine gore pompa seçiminde kullan l r.

178 168 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi fiekil 6.7 Pompa Performans E rileri (Çengel Y., Cimbala J.M. 2007) H(m) Paralel Pompa Sistem E risi Çal flma. A (m 3 /h) SORU D KKAT fiekil 6.8 Mekanik Verim Pompalar; elektriksel gücü mekanik güce çevirerek çal flan cihazlard r. Mekanik gücün etkisiyle sistemde ak flkan bir noktadan di erine iletilir. Bu süreçte pompa mili ile yataklar aras nda sürtünmelere ba l olarak kay plar oluflur. Bu kay plar pompan n verimini etkiler. Bu kay plar n etkiledi i verime ise mekanik verim ad verilir. Mekanik verim, genel verimin hacimsel verime oran ile bulunur. Mekanik verim (h m ); h m = h g /h V [%] (6.13) Bir pompa flebekeden 3 kw güç çekmektedir. Ak fl debisi 5 L/s, olan 21 m yüksekli inde bir ak fl için kullan lan pompan n genel verimini hesaplay n z. (suyun yo unlu u, t su = 1000 kg/m 3 ). Vizkozite Bir ak flkan n SORU ak fl özelli ini mekaniksel olarak ifade eden özelliklerin en önemlisi viskozitedir ve hareket halindeki ak flkanda oluflan lokal gerilmelerle, ak flkan n D KKAT flekil de ifltirme h z aras ndaki iliflkiyi tan mlar. fiekil 6.8 de kesit ak fl verilen bir u. t t s v ak fl nda; ak flkana kayma gerilmesi uyguland nda, ak flkan, µ viskozite katsay - t u= u Ak fl Levhas s olarak adland r lan bir özelli i ile ters y orant l bir flekil de ifltirme h z nda hareket K t T A P x TELEV ZYON u=0 etmeye bafllar. τ kayma gerilmesinin etkisinde olan bir ak flkan ak fl sürecinde bir ak fl düzlemini τ kayma gerilmesi etkidi i sürece, üst yüzey alt yüzeyden δu kadar daha h zl hareket edecektir ve δθ flekil de- ifltirme aç s devaml olarak artacakt r. Bir ak flkan için uygulanan kayma gerilmesi ile flekil de ifltirme h z aras nda do rusal bir iliflki vard r. Bu iliflki aradaki aç n n zamana ba l de iflimi olarak tan mlan r. Kayma gerilmesi; NTERNET Ak flkanlarda fiekil SIRA De ifltirme S ZDE H z ve Kayma Gerilme Etkisi AMAÇLARIMIZ AMAÇLARIMIZ K T A P TELEV ZYON NTERNET 5

179 6. Ünite - Pompalar 169 δθ δut δ τ = tan δθ = δt δ y (6.14) ba nt s elde edilir. Ak fl süreci göz önüne al nd nda; sonsuz küçük de iflimler için limit al n rsa, kayma gerilmesi, yüksekli e ba l de iflimle de tan mlanabilir. Bu ise h z gradyeni ile flekil de ifltirme h z aras ndaki iliflkiyle ifade edilir. d dt θ = dy dt (6.15) Bir ak fl sürecinde ak fl düzlemine uygulanan kayma gerilmesi, do rusal karakterdeki yayg n ak flkanlar için, h z gradyeni ile orant l oldu u görülür. Her ak flkan için farkl parametrik de ere sahip olan bu orant sabiti viskozite katsay s olarak (n) tan mlan r. Kayma gerilmesi flekil de ifltirme h z n n vizkozite katsay s ile çarp m na eflittir. Bir ak flkan için vizkozite dinamik ve kinematik olmaka üzere iki farkl kavramla tan mlan r. Ak flkan için kayma gerilmesi, dinamik viskoz etkiye ba l bir de erdir. Dinamik vizkozite; d τ = µ θ du = µ dt dy (6.16) dir. Gerçek ak flkanlarda viskozite s cakl k ve bas nç de erlerine ba l olarak de iflen önemli bir termodinamik özelliktir. Bunula birlikte özellikle gaz ak flkanlarda vizkozite s cakl n bir fonksiyonu olarak de iflir. S v larda vizkozite bas nçtan ba- ms zd r ancak s cakl k artt ça artar. Gazlarda ise s cakl k artt kça dengesiz molekülerde hareket artacakt r. Bu da viskoziteyi olumsuz etkileyecektir. Ak flkanlarda ak fl özelli i birbiri üzerinde kayma ifllevi gerçeklefltirilen levha tipi ak flt r. Borulu ak fllarda ak fl h z n n en yüksek oldu u nokta kesit çap d r. Ak fl n bir boru kesitinde oldu u bir yap y inceleyelim. fiekil 6.9 da borulu laminer bir ak fl n kesit detay verilmifltir. Viskoziteyi en k sa anlamda nas l tan mlar z? 6 Sabit bir alt levha ile V h z nda daimi olarak hareket eden bir üst levha aras nda oluflan ak flt r. Levhalar aras ndaki aç kl k h dir, ak flkan, newton tipi bir ak fl- kand r ve her iki levha üzerinde de kayamaz. E er levhalar büyükse söz konusu olan daimi kayma hareketi, gösterildi i gibi, v = w = 0 olan, u(y) SORU fleklinde bir h z SORU da l m n n oluflmas na yol açacakt r. Ak flkan ivmesi her yerde s f rd r. Gerçek ak fllarda ak fl D KKAT fiekil 6.9 D KKAT özelikleri laminer (do rusal) y Kesit Borulu veya türbülansl olarak s n fland r l r. Gerçek ak fllarda Hareketli Levha Etki V=u Ak fllarda Vizkoz Reynolds say s n n bir baflka bir ak flkan n ak fl türünü tan mlamak için kullan lan kavram Reynolds say s d r. h u, (y) AMAÇLARIMIZ AMAÇLARIMIZ formu kinematik vizkoziteyi K T A P Sabit Levha K T A P tan mlar. Bir ak fl ifllevi için Reynolds say s : TELEV ZYON TELEV ZYON NTERNET NTERNET

180 170 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi 7 ρvl VL Re = = µ ν (6.17) d r. Burada V ve L ak fla ait ortalama h z ve ak fl boyunu veya kesitini tan mlar. Her ak fl özelli i için tan mlanm fl kritik Reynolds say s vard r. Hesaplanan Reynolds say s bu de erden küçükse ak fl laminer, bu de erden büyükse ak fl türbülansl - d r. Re say s n n ikinci flekli olan kinematik vizkozite dinamik vizkozitenin yo unlu a oran olarak ifade edilir. ν µ = ρ (6.18) fiekil 6.8 de SIRA 25 C deki S ZDE bir ya ak flkan için, ortalama ak fl h z 6 m/s, levhalar aras ndaki uzakl k 12 mm ise, üstteki levhay hareket ettirmek için gerekli olan kayma gerilmesini (Pa) olarak bulunuz. L levhalar aras ndaki uzakl k olarak al n rsa Reynolds say s kaçt r? (µ: 1,5 kg/ms, Re kritik :38, t ya :840 kg/m 3 ) Kavitasyon SORU SORU Kavitasyon; bir s v n n pompalanmas sürecinde ak fl kaynakl kaynamay tan mlayan boyutsuz parametredir. Ak fl sürecinde s v bünyesinde s v n n h z na ba l olarak lokal bölümlerde buharlaflma gözlemlenir. Buharlaflma bas nc s v n n buharlafl- D KKAT D KKAT t ve kendi buhar yla dengede oldu u bas nçt r. Her s v için buharlaflma bas nc farkl d r. Örne in su için buharlaflma bas nc 2346 Pa iken civan n buharlaflma bas nc 0,168 Pa d r. Ak fl sürecinde s v bas nc buhar bas nc ndan büyükse s v ile buhar aras nda de iflim sadece ara kesitte olur. S v bas nc buhar bas nc n n alt na düflerse AMAÇLARIMIZ buhar kabarc klar AMAÇLARIMIZ s v n n içerisinde belirmeye bafllar ve bas nç düfltükçe h zl bir buharlaflma oluflur. flte ak fl nedeniyle s v bas nc buhar bas nc n n alt na düfltü ünde meydana gelen olaya kavitasyon denir. Kavitasyon olgusunun en önemli göstergesi buhar cepleridir. Örnek olarak; flayet su durgun halden 15 m/s h za ulafl rsa, ba- K T A P K T A P s nc yaklafl k 101 kpa veya 1 atm düfler. Bu bas nç düflüflü ak flta kavitasyona yol açabilir. Ak fl alan içerisinde herhangi bir noktada yerel h z yükselir ve buna ba l TELEV ZYON olarak bas nç TELEV ZYON doymufl buhar bas nc n n alt na düflerse çabuk buharlaflma bafllar ve çok say da buhar cepleri meydana gelir. Bunlara kavitasyon kabarc klar denir. fiekil 6.10 da bir geminin pervanesinde oluflan kavitasyon kabarc klar görülmektedir. NTERNET fiekil 6.10 Kavitasyon Kabarc klar NTERNET

181 6. Ünite - Pompalar 171 Kavitasyon kabarc klar nas l oluflur tan mlay n z? 8 Kavitasyon olgusunun en önemli etkisi metal yüzeylerde malzeme kayb d r. Kavitasyon s v n n lokal olarak buharlaflmas ve yo uflmas çevrimi olarak da düflünülebilir. Bu çevrim saniyede kez tekrarlan r. Bu olay kat yüzeylerde oldukça yüksek bir bas nç oluflturur. Büyük bir h zla hareket eden SORU su molekülleri kat yüzeyi 7 atm. bas nca SORU fiekil 6.11 varan bir bas nçla adeta bombard mana tutar. Bu durum kat yüzeylerde zamanla erozyona neden D KKAT Pompa Çark nda D KKAT Kavitasyon Etkisi olur. Kavitasyon olay metal yüzeyleri h zl bir biçimde parçalar, afl nd r r ve yok eder. Afl nma sonucu sünger gibi bir malzeme yap s ortaya ç kar. Bu kötü durum pompalarda hidrolik performans n bozulmas na neden olur. fiekil 6.11 de kavitasyon etkisiyle afl nan bir pompa çark görülmektedir. AMAÇLARIMIZ K T A P TELEV ZYON NTERNET AMAÇLARIMIZ K T A P TELEV ZYON NTERNET 2 P V P ENPY = + b P g ρg (6.19) Burada P 1 Emme a z nda s v n n mutlak bas nc (Pa), V 1 ak fl h z (m/s), P b s v - n n buharlaflma bas nc d r (Pa). Pompan n kavitasyonsuz çal flabilmesi için emme derinli i, pompa için hesaplanan maksimum emme derinli inden küçük olmal d r. Her ak flkan için tan mlanm fl kritik bir kavitasyon say s vard r. Ak fl sürecinde ak fl h z bu parametre üzerinde etkilidir. Ak fl h z na ba l hesaplana kavitasyon say s s v için tan mlanm fl kavitasyon say s ndan büyük olmal d r. Aksi takdirde mutlaka kavitasyon oluflur. Kavitasyon katsay s s v n n buharlaflma bas nc, s v n n yo unlu u ve h z na ba l bir parametredir. Kavitasyon katsay s ; Ca = 2( ) Pa Pv 2 ρv (6.20) d r. Burada P a ortam bas nc n, P v buharlaflma bas nc n, V ak fl h z n, t s v n n yo- unlu unu, Ca ise kavitasyon katsay s n tan mlar. Küçük bir denizalt 20 C deki temiz su içinde 2 m derinlikte V h z ile SIRA hareket S ZDEetmektedir. Denizalt ya ait kritik kavitasyon katsay s Ca=0,26 oldu u bilinmektedir. Hangi h zda kavitasyon kabarc klar gövde üzerinde oluflmaya bafllar. H z n 35 m/s ve suyun 5 C olmas durumunda kavitasyon oluflur mu? (20 C için Pv=2,337 kpa, t su =998 kg/m 3 ; -5 C için t su = 1000 kg/m 3, Pv= 863 P 2 ) SORU 9 SORU D KKAT D KKAT

182 172 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi Çizelge 6.1 Pompa Çeflitleri POMPA ÇEfi TLER Evsel ihtiyaçlar, ticari ve tar msal gereksinimler, g da, kimya, petrokimya, ilaç, mekanik ve altyap gibi bina, ulafl m ve sanayi sektörlerin pek çok ifllevlerinde yo un olarak kullan lan pompalar n, literatürde pek çok s n fland rmayla ifade edildi i görülür. Bu çal flmada literatürdeki pek çok s n fland rman n fl nda özel bir s n fland rma yap lm fl ve bu s n fland rma Çizelge 6.1 de verilmifltir. Ayr ca bu bölümde pompalar ve özellikleri ayr ayr incelenmifltir. Pompalar Enerji De iflimine göre pompalar Salyangoz pompalar Difizör pompalar Kademe say s na göre pompalar Tek kademeli pompalar Çok kademeli pompalar Çark Tipine göre pompalar Aç k çarkl pompalar Yar aç k çarkl pompalar Kapal çarkl pompalar Dönme Eksenine göre pompalar Yatay eksenli pompalar Dikey eksenli pompalar Çark Emifl Tipine göre pompalar Tek emifl çarkl pompalar Çift emifl çarkl pompalar Diferansiyel pompalar Ba lant tipine göre pompalar Uçtan emiflli pompalar In-line pompalar Dönüfl yönüne göre pompalar Sa a dönüflülü pompalar Sola dönüfllü pompalar Özgül h z na göre pompalar Tam santrifüj pompalar Eksenel pompalar Francis pompalar Yar eksenel pompalar Helisel (Hilal tip) diflli Difl yap lar na göre D fltan diflli çten diflli Çapraz (Gerotor tip) diflli Debi özelli ine göre pompalar Sabit Debili pompala Diflli çarkl pompalar Paletli pompalar Piston yaps na göre pompalar Eksenel pistonlu pompalar Radyal pistonlu pompalar Pistonlu el pompalar malat yap lar na göre pompalar Kullan m amaçlar na göre pompalar Santrifüj pompalar Ya pompalar Pistonlu pompalar Dozajlama pompalar Diflli pompalar S cak su haz rlama pompalar Vidal pompalar So uk su pompalar Pervaneli pompalar At k su pompalar Diyaframl pompalar Dalg ç pompalar Pistonlu Pompalar Pistonlu pompalar; bir pistonun ileri geri hareketine ba l ak flkan n iletilmesi prensibine dayan r. Silindir piston düzene iyle ak flkan n emilmesi ve bas nçland - r lmas sa lan r. Pistonlu pompalarda ileri geri hareket, silindiri içinde bulunan pompa pistonu ve s zd rmazl k elemanlar ile gerçekleflir. Pompan n bir taraf nda bas nç ventili ve bas nç borusu, di er taraf nda ise emme ventili ve emme borusu bulunur. Ayr ca pistonlu pompalarda emme giriflinde mutlak pislik tutucu konur. Pistonlu pompalarda emme ve basmada hatt nda bas nç da l m oldukça de iflkendir. Silindir piston düzeneklerinde her bas nçlamadan sonra emme h z na ba l olarak sistemde kesik ak fl oluflur. Sistemde ak fl n süreklili ini sa lamak ad na piston say lar artt r larak emme ve basma peryodlar ayarlan r. Krank mil hareketiyle de bu ak fl süreklili i sa lanm fl olur. Bu yolla yüksek bas nçlamada bu tür pompalar rahatl kla kullan labilir. Endüstriyel uygulamalarda pistonlu pompalar; petrol üretim tesislerinde, gübre tesislerinde, makina endüstrisinde, LPG tesislerinde, su tahliye ifllemlerinde, ya lar n bas nçl iletiminde ve çamurumsu madde boru hatlar nda, yayg n olarak kullan l rlar. Pistonlu pompalar; bünyelerindeki pistonlar n dizilifl flekline göre üç s n fa ayr l rlar. Pistonlu pompalar n; eksenel pistonlu pompalar, radyal pistonlu pompalar ve pistonlu el pompalar olmak üzere 3 farkl tipi vard r.

183 AMAÇLARIMIZ AMAÇLARIMIZ 6. Ünite - Pompalar 173 Pistonlu pompalar n çal flma prensibini aç klayarak s n fland r n z. Eksenel Pistonlu Pompalar Tarihte kullan lan eksenel pistonlu pompalar; pistonlar n piston eksenine paralel flekilde tasar m n gerçeklefltirildi i pompalard r. Bu tür pompalar esas olarak, silindir blo u, pistonlar, piston pabucu e im plakas, pabuç plakas, SORU pabuç plakas bask yay ve da t m plakas ndan oluflur. Bu tür pompalarda bir gövde içinde paralel flekilde yataklanm fl olan pistonlar mevcuttur. Bu pistonlar; dönme D KKAT hareketleri yapan bir piston blo u içerisinde hareket ederek çal fl rlar. Ak fl debileri piston kurslar n n büyüklü üne ba l d r. Debi ayarlar piston kursunun büyütüp küçültülmesiyle sa lan r. Uygulamalarda eksenel pistonlu pompalar n bas nç de erlerinin 1200 atm (yaklafl k 122 MPa) kadar ç kabildi i görülmüfltür. Bir eksenel pistonlu pompan n flematik görüntüsü fiekil 6.12 de verilmifltir. SORU D KKAT AMAÇLARIMIZ AMAÇLARIMIZ K T A P 10 fiekil 6.12 Eksenel Pistonlu K Pompa T A P Hareketli Plaka Alçak Bas nç Girifl TELEV ZYON Yüksek Bas nç Ç k fl TELEV ZYON Mil NTERNET Piston NTERNET Piston Eksenel pistonlu pompalarda çal flma prensibi bir silindir blo u ve silindirlerden birine yerlefltirilmifl pistona ba l d r. Pistonlar n içinde bulundu u kontrol plakas düfleyle aç yapacak flekilde ba lanm fl olup, pistonlar e im plakas üzerinde hareket ederler. Silindir blo u döndürüldü ünde piston kurslar e im plakas n n yüzeyini izler. Kontrol plakas n n aç l olmas piston kurslar n n silindir içindeki emme basma hareketi yapmas n sa lar. Dönme hareketine ba l olarak bir piston emme ifllevini gerçeklefltirirken di er piston basma ifllevini gerçeklefltirir. Eksenel pistonlu pompalarda ak fl debileri nas l ayarlan r? Pompan n kapasitesine ba l olarak kontrol plakas üzerinde silindir blo una ba l çok say da piston vard r. Piston kurslar, ba l olduklar kontrol plakas ve yay yard m yla ak flkan basarlar. Emilen ak flkan ile bas lan ak flkan n kar fl m n n engellenmesi için araya bir da t m plakas yerlefltirilir. Silindir SORU blo unu harekete geçirecek birinci enerji kayna na ba l elektrik (tahrik) motorunu silindir blo u- D KKAT 11 SORU D KKAT

184 174 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi fiekil 6.13 Radyal Pistonlu Pompalar na ba lamak için plakaya bir mil ba lan r veya mil ve silinidir blo u tek parça olarak üretilir. Bu pompalar; kullan m özelliklerine ba l olarak e im plakal sabit bloklu eksenel pistonlu pompalar, de iflken debili eksenel pistonlu pompalar, bas nç kontrollü eksenel pistonlu pompalar, merkezcil pistonlu eksenel pistonlu pompalar olmak üzere dört farkl türde imal edilirler. Radyal Pistonlu Pompalar Yüksek bas nçta çal flma koflullar na sahip olan radyal pistonlu pompalar hidrostatik güç iletiminde kullan l rlar. A r hizmet tipi pompalar olarak da de erlendirilen radyal pistonlu pompalar, uygulamalarda 750 bar bas nç de erlerine kadar kullan lmaktad rlar. Radyal pistonlu pompalar radyal olarak d fla do ru çal flacak flekilde, eksantrik krank mili ile tahrik edilmifllerdir. Bu pompalarda pistonlar eksantrik krank miline dik monte edilmifllerdir. Rotorun her dönme hareketinde blok içinde ileri geri hareket eden pistonlar ak flkanda emme ve basma ifllevini yerine getiriler. Pompalarda silindirlerin dolmas, krank milinden gelen ak flkan n pistonlar n kapanmam fl a zlar n n girifle izin vermesi ile sa lan r. Pompalama stroku esnas nda, her silindirdeki ak flkan, düz çek valf taraf ndan d flar at l r. Bu pompalarda, üç veya daha fazla silindir olabilir. Silindirlerin ç k fllar bileflik olabildi i gibi, sabit ak fll da olabilir. fiekil 6.13 de radyal pistonlu pompa flemas verilmifltir. Kullan ld ak fl özelliklerine ba l olarak radyal pompalarda da debi kontrolü önemli bir ifllevdir ve eksen kaç kl ölçüsü azalt larak veya artt rarak yap l r. Bu özelli e ba l olarak radyal pompalar; bask bilezi i tahrikli radyal pistonlu pompa ve sabit debili radyal pistonlu pompalar olmak üzere iki s n fta imal edilirler. Bask bilezi i tahrikli radyal pistonlu pompalar, temel yap olarak sabit enjektör bir mile ba l dönen bir silindir blo unun ba l oldu u pompalama pistonlar ndan oluflurlar. Bask Yay Tahrik Mili Yak t Haz rlama Bölmesi Pompa Pistonu Eksenter Pompa Muhafazas (Kesiti) Diflle Pompas na Geri Dönüfl Da t c Çubuktan Geri Dönüfl Diflli Pompas ndan Yak t Dozaj Solenoid Valf Da t c Çubu u

185 6. Ünite - Pompalar 175 Ak flkan debilerinin de kontrol edildi i enjektör vas tas yla piston stroku ayarlanarak kam bilezi i (bask veya reaksiyon halkas ) mesnet blo u ile birlikte eksantrik olarak hareketi sa lan r. Silindir blo u döndü ünde, merkezkaç kuvvet bas nç yükler veya bazen yaylar n, pistonlar n kam bilezi inin iç yüzeyini takip etmesini sa lar. D flta gezen pistonlar, enjektör i nesinin iç hilalini geçtiklerinde, ak flkan içeri çeker. Bunun tersine olarak, içte gezen pistonlar da enjektör i nesinin d fl hilalini geçerken, ak flkan sisteme basar. El ile Çal flan Pistonlu Pompalar Pistonlu pompalar n ilk uygulamalar olan el ile çal flt r lan pistonlu pompalar; emme ve basma ifllevi için ihtiyaç duydu u enerjiyi el gücü yani insan gücü kullanarak sa larlar. Bu tür pompalar n ilk uygulamalar genellikle k rsal yerleflim alanlar nda, bahçelerde, sondaj noktalar nda lokal su ihtiyaçlar n n oldu u alanlarda kullan l rlar. fiekil 6.14 de el ile çal flt r lan pompan n ilk uygulamas olan ve tek etkili pompalar olarak da tan mlanan pompa flemas verilmifltir. fiekil 6.14 El ile Çal flt r lan Pistonlu Pompalar Ak flkan Ç k fl A z Basma Kolu Piston Kolu Kovan Piston Çekvalf Oring S zd rmaz Conta Çekvalf (Tek Yönlü Kapak) Ak flkan Emifl Hatt Ak flkan Bu pompalarda, pompa kolu gövdeye yataklanm fl bir kald raç olup ucuna pompa pistonunun kolu tak lm flt r. Bu kol, pistona silindirik gövde içerisinde eksenel hareket yapt r r. Pistonun ortas ndaki delikte aç l p kapanabilen oturtmal bir çek valf mevcuttur. Emme borusunun gövdeye birleflti i yerde suyun geri kaçmas n engelleyen bir supap (klape) tak lm flt r. Bu tür pompalarda pompan n emme ifllevine bafllayabilmesi için pistonun bulundu u silindir içine su ilâvesi yapmak gerekir. fiekil 6.15 de de görülebilece i gibi piston, pompa kolu yard m yla afla ya do ru inerken pistondaki çek valf aç k konumda olup suyun pistonun üst taraf na geçmesine izin verir. Bu esnada klape kapal oldu undan gövde içindeki su seviyesi sabittir. Piston yukar ya do ru hareket ettirildi inde çek valf kapan r ve oluflan vakum ile klape aç larak pompa gövdesi içine su emilir.

186 176 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi fiekil 6.15 Pistonlu Pompalarda Ak flkan Hareketi fiekil 6.16 Diflli Pompalar Tek etkili pompalar n hem emme hem de basma yapabilen tipleri mevcuttur. Bu pompalar n ticari kullan mlar ise gelifltirilmifl ve özellikle elektrik kesintilerine ba l bir tezgah veya sistemin kesintiye ba l etkilenmemesi için yard mc eleman olarak kullan l r. Bu pompalar diflli çarkl pompalara paralel olarak tak l rlar. En yayg n kullan mlar ise diflli çarkl pompaya ba l çal flan tezgâhlar, uçaklarda inifl tak mlar, kriko, el presleri ve çeflitli basit mekanik uygulamalar say labilir. El pompalar basit çal flma sistemine sahiptirler. Temel çal flma ifllevleri emme-basma esas na göredir. El pompalar n n kolu hareket ettirildi i zaman emifl hatt ndan gelen s v bilyenin aç lmas ile bas nç hatt na geçerek oradan bas nçla gönderilir. Diflli Pompalar Sanayide bas nçland rma, ya lama, s v transferi gibi tezgah uygulamalar nda, yak t sistemlerinde, kazanlar n yak t püskürtme sistemlerinde, dizel motorlarda diflli kutular n ya lanma ifllevlerinde yayg n olarak kullan lan pompalard r. Birbirleriyle beraber çal flan iki düz diflli çarktan ibaret olup yap lar basittir. Elektrik motorundan ald hareketle depodan emdi i ak flkan difllilerin diflleri aras ndan geçirerek büyük bir bas nca dönüfltürme prensibi ile çal fl rlar. Bir diflli pompa kesidi ve difl hareketleri fiekil 6.16 da verilmifltir. Alçak Bas nç Yüksek Bas nç Girifl Ç k fl Diflli

187 6. Ünite - Pompalar 177 Diflli pompalar n ak flkan emme yetenekleri ve verim ile çal flma kapasiteleri oldukça yüksektir. Bu pompalar n küçük yap larda olmalar, bast klar s v lar ile ya lanmalar ve harici bas nç kontrolüne imkân tan mas üstünlükleri olarak say labilir. Diflli pompalar kullan m amaçlar na ba l olarak d fltan diflli, içten diflli olmak üzere iki s n fa ayr l r. çten diflli pompalar ise helisel (hilal tip) diflli, çarpraz (Gerotor tip) diflli olarak s n fland r l rlar. D fltan Diflli Pompalar Hidrolik güç iletim sistemleri, tak m tezgâhlar nda ya lama ifllevleri, araç ya pompalar gibi günümüzde endüstriyel uygulamalar n pek çok alan nda kullan lan pompalard r. Bir gövde içinde ak fl hatt na ba l çal flan d fltan diflli pompalar, birbirine ba l çal flan iki difllinin emme a z ndan ald ak flkan, basma a z ndan bas nçland rarak gönderme prensibiyle çal fl rlar. fiekil 6.17 de d fltan diflli pompa kesidi görülmektedir. Birbirini kavrayan difllilerin ileri hareketi ak flkan n geriye ak - fl n önler. Bu tür pompalar, düz diflli, helis diflli ve çavufl diflli modellere sahiptir. Helis ve çavufl diflli pompalar, düz difllilere nazaran daha düzgün bir güç iletimi sa larlar. Bu nedenle d fltan diflli pompalar yüksek debi ihtiyac n n oldu u sistemlerde tercih edilirler. D fltan diflli pompalar demir döküm ya da çelik dökümden yap lm fl bir gövde içinde diflli sistemden oluflmufltur. Diflli mekanizmalar n ya lanma ihtiyaçlar bas lan ak flkanla sa lan r. Pompalarda kullan lan mil s zd rmazl k elemanlar salmastra ya da s kma somunlu salmastra tipidir. Kullan lan salmastra tipi ise ak flkan n türüne ve pompa tasar m na ba l d r. Yüksek Bas nç Ç k fl Diflli fiekil 6.17 D fltan Diflli Pompalar Diflli Girifl Alçak Bas nç Diflli pompalar nerelerde kullan l r? çten Diflli Pompalar Bu tür pompalar yap sal özellikleri yönüyle d fltan diflli pompalardan ayr l rlar. Birbirine paralel iki diflli den oluflan pompa mekanizmas nda d fl diflli tahrik difllisi görevini yapar ve iç diflliyi tahrik eder. fiekil 6.18 de görüldü ü gibi SORU pompa difllileri hilal mekanizmas, difllileri birbirinden ayr tutar ve ak flta girdap ak mlar n n oluflmas n engeller. Bu durum ak flta süreklili i sa lar ve pompan n verimini artt r r. D KKAT 12 SORU D KKAT AMAÇLARIMIZ AMAÇLARIMIZ

188 178 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi fiekil 6.18 çten Diflli Pompalar çten diflli pompalarda iç diflli hareketi ile her iki difl bofllu una ba l olarak ak flkan içeri al r ve ak flkan hilal bölgesinden geçirir. Ç k fl a z na yak n diflli hareketi ile birlikte ak flkan d flar bas nçland r larak gönderilir. ç diflli d fl diflliye nazaran daha az difle sahiptir. Pompa yap s ; yuvarlak bir yap ya sahip demir döküm veya çelik bir gövde içinde toplanm fl diflli sistemidir. Pompada tahrik difllisi çelik di er diflli daha yumuflak bir malzemedir. Ç k fl ç Diflli Girifl Rotor Pervaneli ve Türbin Pompalar Pervaneli ve türbin pompalar 500 m 3 /h den yüksek debilerde basma yüksekli inin fazla olmad durumlar için kullan lan pompalard r. Bu pompalar kuyular, jeotermal uygulamalar, zemin alt su kaynaklar n n kullan m, yer alt depolar nda ak flkan pompalama gibi pek çok uygulamalarda kullan maktad rlar. Bu tür pompalar fiziki yap lar ve ak fl özelliklerine göre düfley milli türbin pompalar, hermetik kovanl türbin pompalar, dalg ç pompalar ve pervaneli türbin pompalar olmak üzere dört farkl türe sahiptir. Düfley Milli Türbin Pompalar Derin kuyu pompalar olarak kullan lan pompalar, yüksek bas nç kapasitesine sahip pompalard r. Pompalama ünitesine emme çark ndan giren ak flkan bir çark yard m yla çana a gönderilir. Çanakta ak flkan, çana n bir tür salyangoz etkisiyle bas nçland r l r. Düfley milli türbin pompalar nda bas nç etkisi çanak say s ile do rudan orant l d r. Örnek olarak bas nç ihtiyac 10 atm olan bir sistemde kullan lacak pompan n çanak etkisi 2,5 atm ise pompa çanak say s 4 olmal d r. Bu pompalarda debisel ak fl çanak say s ndan ba ms zd r. Sistemde bas lan ak flkan miktar birinci çark n kapasitesine eflittir. fiekil 6.19 da düfley milli türbin pompa gösterilmifltir.

189 6. Ünite - Pompalar 179 fiekil 6.19 Elkt. Motor Düfley Milli Türbin Pompalar Mil Türbin K sm Düfley milli pompalar çark n yer ald pompalama ünitesi, su sütun borusu, ç - k fl bafll ve tahrik motoru olmak üzere 4 k s mdan oluflur. Bu pompalarda pompa ünitesi tamamen ak flkan içine dald r l r. Pompalama ünitesinde çanaklar yard - m yla bas nçland r lan ak flkan, tahrik mili ve kaymal radyal yataklardan oluflan sütundan ilerleyerek ç k fl bafll ndan bas nçland r larak d flar at l r. Düfley milli türbin pompalarda suyun bas nçland r lmas nas l olur? Düfley milli türbin pompalarda yüksek bas nç nedeniyle uzun ömürlü olan metal çekirdekli ya da fiber kar fl ml salmastra kullan l r. Motor ç k fl bafll üzerine yerlefltirilmifltir. Tahrik mili motor milinden geçer ve tespit somunuyla motor bafll na ba lan r. SORU 13 SORU Hermetik Kovanl Türbin Pompalar D KKAT Yeralt sular ndan su ihtiyac n n karfl land yerleflim alanlar ve büyük kapasiteli su ihtiyac duyan iflletmelerde kullan lan hermetik kovanl türbin pompalar, metal ya da beton bir kovan içine yerlefltirilerek kullan lan pompalard r. Bas nç alt nda kovana giren ak flkan yüksek bas nçla kovandan uzaklaflt r l r. Bu tür pompalar n çal flma prensipleri, düfley milli pompalarla ayn özelli e sahiptir. D KKAT AMAÇLARIMIZ AMAÇLARIMIZ Dalg ç Pompalar Sanayi uygulamalar ndan, konut uygulamalar na kadar pek çok K kullan m T A P alan na sahip pompalard r. Bu pompalar n da çal flma prensibi düfley milli pompalara benzer özellik gösterir. Ancak bu pompalarda motor montaj yeri düfley millinin aksine pompa ünitesinin alt ndad r. Böylece motor so utmas TELEV ZYON ak flkanla sa lanm fl olur. Bu durum pompalarda ortaya ç kan yataklama ve su emdirme problemlerini de ortadan kald r r. Dalg ç pompalar çark tipleri tam santrifüj veya yar eksenel (kar fl k ak fll ) olabilir. Bununla birlikte dalg ç pompalar çok kademeli yap l rlar. NTERNET Her kademede bir çark ve çarklar aras nda ak flkan n yönünü do rultmak için difüzör kullan l r. K T A P TELEV ZYON NTERNET

190 180 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi fiekil 6.20 Dalg ç Tipi Derin Kuyu Pompas Kontrol Kutusu Hava Pürjörü Kompansatör Bas nçl Tank Manometre Çekvalf Da t m Hatt Ak fl Borusu Elektrik Kablosu Çekvalf Pompa Kuyu Filtresi Elektrik Motoru Kuyu Taban SORU D KKAT 14 AMAÇLARIMIZ AMAÇLARIMIZ Dalg ç pompalar n kullan m özellikleri bu pompalar n performanslar n do rudan etkiler. Dalg ç pompalar n tercihinde özellikle kapasite ve debi seçimi önemlidir. Bununla birlikte pompalanacak ak flkan n kirlilik veya as l partikül oran bu pompalarda verimi do rudan etkiler. Ayr ca su haznelerinde pompa kuyu taban ndan en az 2 m yukar da olmal d r. Dalg ç pompalar ço unlukla temiz su için tasarlanm fl pompalard r. Bu tür pompalarda motor so utma özellikleriyle elektrik montaj özellikleri ve kontrol panolar pompalar n ihtiyac na cevap verecek özelliklerde olmal d r. fiekil 6.20 de dalg ç tipi derin kuyu pompas gösterilmifltir. Dalg ç pompa SIRA seçiminde S ZDE en önemli parametreler nelerdir? Pervaneli Türbin Pompalar Düfley milli türbin pompalar n gelifltirilmifl modelidir. malat yap lar na göre eksenel ak fll, karmafl k ak fll ve özel pervaneli olmak üzere üç s n fa ayr l rlar. Eksenel ak fll SORUpompalar, yerleflim alanlar nda sulama amaçl, büyük su birikintilerinin pompalanarak uzaklaflt r lmas amac yla kullan lan pompalard r. Düflük ç - k fl bas nc na ve yüksek debilere sahip pompalarda pompa kanatlar ndaki da t c D KKAT kanatlar pervanenin neden oldu u kar flt rma hareketini azaltarak ak fl ç k fl borusuna yönlendirir. Bas nçland r lacak ak flkan; kanatlar n ak flkan üzerinde yaratt itme ve kald rma etkisiyle hareket ettirilir. Karmafl k ak fll pompalar, ak flkan n k smen santrifüj etki ile k smen de çark kanatlar n n kald rma etkisiyle hareket ettirildi i çift etkili pompalard r. Bu pompa- K T A P K T A P TELEV ZYON TELEV ZYON

191 6. Ünite - Pompalar 181 larda çift etki eksenel ve radyal hareket olarak ifade edilebilir. Ak flkana çark kanatlar nda kald rma hareketi etkisiyle yönlendirilirken ç k flta bir girdap hareketi verilir. Yüksek ak flkan debisine sahip pompalarda çark h zlar 4200 dev./dk üzerindedir. Devir hareketinin etkileri eksenel pompalara göre daha fazla say da çark üzerinde daha fazla debi ak fl n sa lar. Eksenel ve karmafl k ak fll pervaneli pompalar çarklar ak flkana dald r lm fl flekilde düfley konumda çal fl rlar. Ancak her zaman pompa montaj özellikleri buna imkan vermeyebilir. De iflken debi koflullar nda de iflken güç ak fllar kontrol alt nda tutulabilmesi için pompan n tahrik sistemi ak fl yüzeyinin üstünde bir noktada tutulabilir. Bu uygulamalarda motor tahrik bölümünün so utulmas ortam havas yla sa lan r. Bu pompalarda pompa çarklar n n oldu u bölüm yatay konumda olmas na ra men emifl özelli ine sahiptir. Yüksek bas nç ihtiyaçlar nda bu pompalarda kademe say s da artt r labilir. Ancak her kademede ayn pompa pervane tasar m na dikkat edilmelidir. Kademeli pompalamada her da t c kanatlarla bir çarktan bas lan ak flkan bir sonraki kademenin emifline yönlendirilir. Bu koflul, ak flkan n bas nc n ve h z n, basma yüksekli ini yeninceye kadar, kademeli olarak yükseltilir. Santrifüj Pompalar Santrifüj pompalar, bina tesisatlar baflta olmak üzere çok genifl kullan m alan na sahip pompalard r. Bu pompalar, s v y merkezkaç (kinetik) enerji ile emme hatt ndan basma ç k fl na göndererek bas nç fark oluflturan pompalard r. Santrifüj pompalar çok düflük kapasite ve basma yüksekliklerinden m 3 /h. ve 100 m basma yüksekli ine kadar genifl bir bölgede kullan labilmektedir. Bu pompalar n basit yap lar, düflük bak m giderleri ve kullan m esnekli inin çok olmas nedeniyle çok genifl bir kullan m alan na sahiptir. Uygulama alanlar na ba l olarak pek çok tipte üretilen satrifüj pompalarda suyun bas nçland rma prensibi basit bir yap ya sahiptir. Eksenel bir noktada çarka giren ak flkan, çark n santrifüj hareketine ve bunu tahrik eden bir motorun enerji yüküne ba l olarak bas nçland r l r. fiekil 6.21 de santrifüj pompan n flematik görünümü ve k s mlar gösterilmifltir. fiekil 6.21 Santrifüj Pompan n fiematik Görünümü ve K s mlar Gövde Fan ( mpeller) Gövde Afl nma Halkas Fan Afl nma Halkas Salmastra Kutusu Salmastra Emme A z Fan Kanal Mil (Shaft) Emme A z Mil Gömle i Fan Kanal (Vane) Gövde (casing)

192 182 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi Ak flkan emifl a z ndan eksenel olarak çarka girdikten sonra, çark n konstrüksiyonuna ba l olarak dönmenin neden oldu u etkiyle ak flkan n her bir moleküler noktas ndaki h z ve bas nc artar. H z ve bas nc artan ak flkan, çarktan ç kt ktan sonra, salyangoza ulafl r ve salyangozun yap sal özelliklerine ba l olarak h z bir miktar azal rken, bas nc biraz daha artar. Teorik olarak pompalarda kinetik enerjiyi do uran h z, çark terk ettikten sonra bas nç yüksekli ine dönüflür ve bu parametrelerde pompay terk eder. Santrifüj pompalar çal flma aral na göre sabit h zl pompalard r. Bu özellik nedeniyle bir santrifüj pompan n kapasitesi basma yüksekli ine, yap s na ve emifl koflullar na ba l d r. Bir santrifüj pompa pompan n ihtiyaç duydu u santrifüj etkiyi sa lad elektrik motoru, çark ve pompa gövdesi olmak üzere 3 k s mdan oluflur. 15 Santrifüj pompalarda bas nçland rma nas l yap l r? fiekil 6.22 Santrifüj Pompa SORU Fanlar (Çarklar ) SORU Kanat Fan Gövdesi Kanat D KKAT D KKAT AMAÇLARIMIZ AMAÇLARIMIZ (a) Tek Emiflli-Kapal Fan Kanat (b) Çift-Emiflli Fan K T A P TELEV ZYON NTERNET K T A P TELEV ZYON Fan Gövdesi (c) T kanmaya Karfl Genifl Fan NTERNET Kanat Fan Gövdesi Kanat Kanat (d) Aç k Fan Fan Gövdesi Ön Arka Kanat (e) Yar -Aç k Fan (f) Kar fl k Ak m Fan (Türbin Tip) Bir santrifüj pompan n en önemli bilefleni çarklar (fanlar) d r. Bir pompa çark - n n yap sal özelli inde kanatlar çok önemlidir. Pompada ak flkana uygulanacak santrifüj ve mekanik itici kuvvetlerin ak flkan n kinetik enerjisine dönüflmesini sa layacak hareketi veren kanatlar n yap lar, say lar ve flekilleri, pompa tasar m ndaki en önemli kriterdir. Pompalarda kullan lan çarklar, genel olarak tek emiflli kapa-

193 l, çift emiflli, genifl, aç k, yar aç k ve türbin tip olmak üzere alt s n fta de erlendirilir. Pompa performans n do rudan etkileyen çarklarda seçim kriteri ak flkand r. Kanatlar n yönüne ve ç k fl aç s na göre santrifüj pompalarda debisel ak fl ve basma yüksekli i etkilenir. Bu yönüyle kanatlar öne e imli, radyâl (düz) ve geriye e imli olarak s n fland r labilir. Bunlardan geriye e imli kanat tipleri ençok tercih edilir. Çünkü bu pompalarda debi artt kça basma yüksekli i düfler ve motorun harcad güç tüketimi fazla etkilenmemifl olur. yi bir santrifüj pompada gövde yap s da çok önemlidir. Pompa gövdeleri; pompa çarklar nda sa lanan kinetik enerjinin bas nç enerjisine dönüflümü, bas nçland r lm fl ak flkana koruyucu bir hacim özelli i ve ak flkan n en az kay pla emme hatt ndan basma hatt na geçiflini sa lamal d r. Santrifüj pompalar yap sal özelliklerine göre helezon veya difüzör yap lardad r. Helezon gövdelerde, çarklardan ç kan ak flkan gittikçe geniflleyen bir gövde bofllu- una girer ve sürekli büyüyen bir ak m alan, ak flkan n h z n n azalmas n ve girdapl bir yap oluflumunun önlenmesini sa lar. Böylece h zdan kaynaklanan kinetik enerji, çok küçük kay plarla bas nç enerjisine dönüflür. Difizör gövdelerde ise içinde eflit aral klarla yerlefltirilmifl yönlendiriciler bulunur. Bu yönlendiriciler ak flkan için sürekli geniflleyen bir hacim olufltururken, yap lar gere i ortamda girdapl oluflumlar n meydana gelmesini önlerler. Difüzörler, helezonun ifllevini yapar. Her iki pompan n verimi ve amaçlar ayn d r. Ancak difüzör yap çok kademeli pompalarda, yüksek bas nç pompalar nda veya kar fl k ak m fanlar n n kullan ld gövdelerde daha yayg nd r. Fan (impeller) Pompa Mili (drive shaft) Helezon Gövde (a) Pompa Gövde Kasas Difüzör Fan Kanad Pompa Mili 6. Ünite - Pompalar (b) fiekil 6.23 Santrifüj Pompa Pövdeleri; (a) Helezon, (b) Difüzör Yap da Gövdeler 183 Santrifüj pompalar bas nçland r lma parametresine göre tek kademeli ve çok kademeli pompalar olarak s n fland r l rlar. Bir santrifüj pompan n içinde bir adet çark varsa, bu tip pompalara tek kademeli pompa denir. Her çark n bir bas nçland rma de eri vard r. htiyaç duyulan bas nçland rma de eri çark bas nçland rma de erinden yüksekse, bu tür pompalarda çark say s artt r labilir. Bu flekildeki pompalara da çok kademeli pompalar denir. fiekil 6.24 te tek ve çok kademeli pompalar görülmektedir. fiekil 6.24 Kademli Pompalar (a) Tek Kademeli (b) Çok Kademeli

194 184 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi Santrifüj pompalar çal flma koflullar na göre salmastral (kuru rotorlu) ve salmastras z ( slak rotorlu) pompalar olmak üzere iki gruba ayr l r. Kuru ve slak rotorlu pompalar ve k s mlar fiekil 6.25 de verilmifltir. 16 fiekil 6.25 Kademeli pompalarda bas nçland rma nas l yap l r? Çal flma Koflullar na Göre Santrifüj Pompalar SORU SORU D KKAT Motor D KKAT Koruyucu Pompa Gövdesi Elektrik Motoru AMAÇLARIMIZ AMAÇLARIMIZ K T A P K Adaptör T A P TELEV ZYON Mekanik Salmastra Çark TELEV ZYON Çark Somunu Pompa Gövdesi 3 Boyutlu Çark Rotor ve Sarg NTERNET a. Kuru rotorlu NTERNET b. Islak rotorlu Gürültü faktörünün düflük olmas, bak m kolayl klar nedeniyle ço unlukla s tma sistemlerinde tercih edilen slak rotorlu sirkülasyon pompalar, motor ve pompan n yatak olmadan tek bir ünite halinde entegre oldu u hermetik s zd rmaz pompalard r. Sirkülasyon hatlar nda yüksek devir özellikleriyle birlikte debi kontrolünün kolayl kla yap labildi i pompalard r. Bas nçland r lan ak flkan, emifl hatt nda ince bir rotor kovan ile statordan ayr lm fl rotor haznesine girer. Rotor kovan, s v ve motor aras nda hermetik s zd rmaz bir engel görevini görür. Salmastral pompalarda, standart elektrik motorunun bir parças olan rotor hidrolik pompa gövdesine bir O-ring ile ba lan r. Bir mile ba l harekette mil, radyal eksenel rulmanlar veya bilyal rulmanlar üzerinde döner. Pompan n mekanik salmastra yüzeyi, ak flkan içerisinde kal r ve ak flkan burada ya lay c rol al r. Pompa ve motor komple bir ünitedir, motor pompalan s v ile y kan r, so utulur ve ya lan r. Salmastras z slak rotorlu pompalarda pompa ile elektrik motoru bir bütündür ve sistemde kullan lan elektrik motoru bas lan ak flkan içinde çal flabilme özelli ine sahiptir. Bunun için elektrik motorunun stator kömürü s v ile temastan izole edilerek korunur. Manyetik olmayan alafl ml çelik özelli inde olan mil grafit yataklar üzerinde döner. Bas nçland r lan ak flkan pompada so utmaya yard mc olur ve rulmanlardaki yükü azalt r. Bu tür pompalar sessiz çal fl r ve az bak m gerektirir.

195 6. Ünite - Pompalar 185 Yüksek debi ihtiyac n n oldu u sistemlerde slak rotorlu pompalara göre daha yüksek verime sahip kuru rotorlu pompalar tercih edilir. Bu pompalarda ak flkan n motorla temas olmaz. Bu nedenle baflta so utma devreleri olmak üzere sudan farkl ak flkanlarla da kullan labilirler. Kuru rotorlu pompalar n di er bir fark ise, pompa gövdesi ve pompa milinin havayla olan temas n n yumuflak salmastra veya mekanik salmastra kullan larak kesilmifl olmas d r. Kuru rotorlu pompalar n motorlar genellikle sabit devirli 3 fazl motorlard r. Devir h zlar frekans inverter cihazlar yla kontrol edilebilir. Kuru rotorlu pompalar tasar mlar na göre üç ana çeside ayr labilirler. POMPALARDA ENERJ EKONOM S Tar m, g da, kimya, petrokimya, imalat gibi pek çok sanayi uygulamalar yla binalarda mekanik tesisler olmak üzere oldukça genifl bir kullan m alan na sahip olan pompalar dünya enerji tüketiminin yaklafl k %20 sini kullanmaktad r. Pompalar uygulama ve montajlarda ba ms z üniteler olarak de erlendirilseler de bir sistemle birlikte hareket ederler. flletim ömrü olan bu sistemlerin bir enerji tüketim ihtiyac oldu u ve bu enerji tüketim sürecinde pompalar n önemli bir yer tuttu u unutulmamal d r. Dolay s yla pompa seçimi iflletme ekonomisini büyük ölçüde etkileyebilecek bir durumdur ve y ll k maliyette kendi maliyetinin çok çok üstünde enerji maliyetine sahip olabilir. Bir pompalama sistemine sahip bir yap da, ortalama pompaj sisteminin yat r m maliyeti yaklafl k %6 lar civar ndayken, iflletim sürecinde iflletme maliyetleri %60 lara ulaflmaktad r. Bu nedenle pompa seçimindeki özen enerji tüketimini optimum de erlere indirilebilir. Günümüz teknolojisiyle oldukça geliflme gösterilen pompa teknolojilerinde verimli pompa üretimi yo un çal flmalarla devam etmektedir. Üst s n ra yaklafl lan bu yap da pompa verimleri oldukça iyi seviyelere çekilmifltir. Birkaç puan dahi olsa potansiyelin devam etti i görülmektedir. Bir pompada, pompan n çal flma aral, ak fl debisinin sabit veya de iflken olmas, pompa imalat standard, montaj özelli i ve ba lant sistemi, pompan n ömür boyu maliyet analizi gibi parametreler; pompa verimini do rudan etkilemektedir. Bir sistemde enerji verimlili i yüksek pompa tercihi için öncelikle pompa ve sistemlere iliflkin; debinin durumu (de iflken mi?,sabit mi?), seçilen pompa ve boru çaplar n n uygunlu u, pompan n devir durumu gibi özellikler dikkate al nmal d r. Pompalarda enerji ekonomisi yönüyle en önemli parametre debi kontrolü ve debi ihtiyac na ba l pompa tercihidir. Pompalarda Debi Kontrolü Pompalarda enerji ekonomisini do rudan etkileyen en önemli parametredir. Sistemlerde klasik pompa seçimi, pik yük dikkate al narak veya olas ihtiyaç art fllar dikkate al narak ve genellikle pompa debisinin %25, basma yüksekli inin %10 artt r larak yap l r. Ancak kullan m ihtiyac sürekli pik yük alt nda gerçekleflmeyebilir veya ihtiyaç art fl yerine hesaplanan pik yüklere dahi ulafl lamayabilir ki bu da önemli bir enerji tüketimidir. Baz uygulamalarda de iflken debi ve bas nç kontrolü için boru kesitlerinin de itirilmesi veya ak fl s n rlayan elemanlar n kullan ld görülür. Ancak bu yöntemlerde de pompa ak fl sürtünme etkisiyle düfler, pompa verimi olumsuz etkilenir ve enerji tüketimi artar. Bu uygulamada gerçekte, araba kullan rken gaz pedal na sonuna kadar bas p h z fren pedal n kullanarak ayarlamaya benzetilebilir. Bu da enerjinin bir k sm n n bofla harcanmas ve donan m n

196 186 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi gereksiz yere y pranmas demektir. Bu nedenlerle pompalarda ak fl debisinin kontrol edilmesi önemli bir enerji ve ekonomik avantaj sa layabilir. Pompal sistemlerde debi kontrolüne iliflkin; pompay ihtiyaç halinde çal flt rmak, pompa frekans veya gerilimiyle oynamak, çeflitli kontrol vanalar kullanmak, depolar n statik yüksekli inden yararlanmak gibi yöntemlerin tercih edlidi i görülmektedir. Bir pompalama sisteminde debi kontrolü; kontrol vanas, by-pas vanas, emme ve basma yükseklik kontrolü, pompa çark kesidinin de ifltirilmesi, çal flan pompa say s n n de ifltirilmesi, pompalar n kesintili çal flt r lmas, de iflken devirli pompa kullan - m yla sa lanabilir. Kontrol Vanas ile Debi Kontrolü Pompalarda debinin kontrolünde kullan lan en basit yöntem pompa basma hatt nda kontrol vana kontrolüdür. fiekil 6.26 da da görülebilece i gibi basma hatt vanas k s ld nda ak fl debisinin azalmas na ba l olarak pompa debisi ile birlikte yük azalmas yla birlikte motorun harcad güç de azal r. Ancak bu yöntem sadece pervaneli pompalar için geçerli bir özelliktir. Pozitif (hacimsel) s k flt rmal tipler de bu özellik, ak fl debisi pompan n devir say s ile do ru orant l olmas nedeniyle geçerli de ildir. Hacimsel (pistonlu, paletli ve vidal ) pompalarda debi motorun devir say s na göre sabit kabul edilebilir. Günümüzde kontrol vanalar debi kontrolünü pompalar n yan nda, sayaçlar gibi sabit debi ihtiyac n n oldu u yerlerde de geliflmifl modelleri kullan lmaktad r. Bu vanalar, istenilen debi veya girifl/ç k fl bas nçlar nda meydana gelen de iflimlere bakmaks z n, ayarlanm fl ak fl debisini sabit tutarlar. Diyafram aktüatörlü ve hidrolik prensiplerle göre çal flan kontrol vanalar, glob vanalara göre daha düflük bas nç kayb de erlerine sahiptir. Bu nedenle pompa sistemlerinde emifl hatt nda kesme vanas ndan sonra çekvalfin yerine de kullan l r. Bu tür kontrol vanalar, gövde ve buna ba l bir aktüatör setinden oluflur. Aktüatör seti, ak fl özelliklerine ba l olarak müdahale edilebilr ve vana kontrolünü kendi üzerinde farkl parametrelere göre de ifltirilebilir özelli e sahiptir. Bu tür vanalar, ergonomik özellikleriyle sabit ana gövde üzerinde pilot ba lant lar de ifltirmek suretiyle solenoid kontrol, bas nç düflürücü, bas nç sabitleme, h zl tahliye, pompa kontrol, darbe önleme, debi kontrol gibi farkl ifllevler için de kullan labilirler. fiekil 6.27 de otomasyonu yap lm fl bir pompa sistemi üzerinde kontrol vana uygulamalar görülmektedir.

197 6. Ünite - Pompalar 187 fiekil 6.26 Kontrol Vanas Pompa By Pass Vanas Çek Valf Kontrol Vanas (a) Kontrol Vanalar n n Pompa Etkileri (Manuel Kontrol Vanal Pompa Sistemi) a. Pompa Ba lant Hatt (Manuel Kontrol Vanal ) b. Kontrol Vanas nda K s lma Sonucu Debi ve Enerji De iflimi H(%) Sistem E risi H A2 160 B 2 K sma 140 Sistem E risi H A B 1 Basma Yüksekli i 80 Fazlas Sistem Basma Yüksekli i htiyac P(%) Q(%) Güç Tasarrufu P 80 1 P Q(%) 120 (b) 1 2 fiekil 6.27 Pompa Ba lant Hatt (Otomatik Kontrol Vanas ) Pompa Pompa Kontrol Vanas Darbe Önleme Kontrol Vanas 3

198 188 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi fiekil 6.28 By-Pas Vana Kontrolü Pompalarda debi kontrolünde seri ba l vana kontrolü yerine emme ve basma hatt aras nda pompaya paralel ba l by-pass ifllevi gören bir vanayla kontrol edilme ifllemidir. K sma (kontrol) vanas nda debi kendi ak fl performans üzerinde k s l rken, by-pass vanas nda emme hatt ndaki debi azalt larak yük azalt l r ve pompada daha az bir güç harcanmas na yol aç l r. Böylece sistem aç s ndan ihtiyaç duyulan debi s f r olsa bile, pompa asla bir kapal vanaya karfl çal flmam fl olacakt r. Bu durum pompan n afl r yüklenmesine ve motorun yanmas na engel olacakt r. By pass hatlar pompa hatlar na paralel ve ayn kesit özelli ine sahip elemanlard r. fiekil 6.28 de görülece i gibi by pass vanalar genellikle manuel kontrollü vanalard r. Ancak tam otomasyon sistemlerde bu vanalar n otomatik kontrollü olanlar tercih edilir. By Pass Vanal Pompa Ba lant Hatt Kontrol Vanas By Pass Vanas Pompa Çek Valf Kontrol Vanas Emme ve Basma Yüksekli inin De ifltirilmesi Bir pompada emme yüksekli i pompa debisini olumsuz etkiler. K saca emme hatt yüksekli i artt kça debi azal r. Bu özellik pompa basma yüksekli i için ise basma yüksekli i artt kça debi yine azal r. Ancak bu tür bir debi kontrolü sistemlerde yüksek pompa seçimi, istenmeyen bas nç parametreleri gibi olumsuzluklar da beraberinde getirir. Emmedeki net pozitif yükseklik bir pompa için pompa giriflinde kavitasyonu önlemek için gereken minimum toplam emme yüksekli i olarak tan mlan r. Bu, pompa tasar m ndaki bir fonksiyondur ve metre veya kpa cinsinden deneysel olarak belirlenir. Bir pompan n kavitasyon etkisine maruz kalmamas için pompa sisteminden deneysel olarak veya deneylerden ç kar lan ampirik formüllerle hesaplanabilen Net Pozitif Emme Yüksekli i (NPEYsistem veya NPEYmevcut), (NPSH: Net Positive Suction Head) de erinden, veya üretici taraf ndan kataloglarda verilen NPEYmakine (NPEYpompa, NPEYgerekli) de erinden büyük olmas gerekir. Emme hatt yüksekli inde bu parametre dikkate al nmasa pompalarda performans olumsuz etkileyen kavitasyon oluflumu engellenemez. Emme ve basma yükseklik kontrolü, özgül h z, pompa gücü, ak flkan özelli i ve s cakl ile pompa malzemesi (kavitasyon erozyonuna karfl malzemenin gösterece i direç) parametrelerine ba l d r. Pompalarda pompan n debisel ak fl n ve enerji tüketim potansiyelini do rudan etkileyen basma yüksekli i; sistemlerde hesaplanan veya seçilen pompa için kontrol edilmelidir. Hesaplanan pompa basma

199 6. Ünite - Pompalar yüksekli i ön görülemeyen statik kay plar nedeniyle olmas gerekenden fazla al nmaktad r. Bu hem fazla debi ak fl hem de gereksiz enerji tüketimi demektir. Statik SORU yüklere ba l optimum basma yüksekli ine göre pompa tercihi yap lmal d r. Emme borusu mümkün oldu u kadar k sa ve düz olmal d r. Tesisat n D KKAT elverdi i minumum say da ve e rilik yar çap büyük dirsekler kullan larak yük kay plar azalt lmal ve emmedeki net pozitif yükseklik art r lmal d r. 189 SORU D KKAT Pompa Çark Kesidinin De ifltirilmesi Özellikle santrifuj pompalarda, tüm turbo makinalarda oldu u AMAÇLARIMIZ gibi, bir mile ba l AMAÇLARIMIZ sabit eksen etraf nda bir aç sal h zla dönen ve çark ad verilen bir ana eleman vard r. Pompa çarklar, çeflitli kullan m alanlar na göre düflük, orta ve yüksek basma K T A P K T A P yüksekli ine göre tasarlan rlar. Santrifüj pompalarda kullan m ihtiyac n n belirli zamanlar için farkl bir veya iki debisel de er oldu u durumlarda, maliyetler yönüyle yeni bir pompa almadan pompa çark kesidinin de ifltirilmesi, tercih edilen bir TELEV ZYON TELEV ZYON yöntemdir. Debi ihtiyac na ba l çark kesidinin de ifltirilmesi yöntemine dayan r ve ihtiyaç duyulan debinin pompan n nominal debi de erinden daha küçük oldu- u durumlarda çark çap n n küçültülerek pompa performans n n azalt lmas ifllemidir. Çark çap n n küçültülmesi pompa monte edilmeden veya NTERNET devreye al nmadan önce yap l r. Pompan n çark n n çap, debisi ve basma yüksekli i aras nda ma- NTERNET tematiksel ba lant vard r. Afla daki formüller çark çap yla pompa performans aras ndaki iliflkiyi göstermektedir. 2 D 2 2 H2 D = 1 = H 1 1 (6.21) Burada D 1 girifl çap, D 2 ç k fl çap,. 1 girifl debisi,. 2 ç k fl debisi, H 1 girifl basma yüksekli i ve H 2 ç k fl basma yüksekli ini tan mlar. Çark çap azald kça pompa debisi ve basma yüksekli i düfler. Bu küçülme oran na ba l olarak pompa verimi de düflmektedir. Örne in çark çap ndaki Dx > 0.8; az küçülme, verimde de % oran nda küçük de iflimleri tan mlar. Verimdeki azalman n derecesi, kesit küçülmesi yan nda pompa tipine ve çal flma noktas na ba l d r. Eflitlik (6.21) den de görülebilece i gibi, debi ile basma yüksekli i aras nda da oransal bir de iflim vard r ve bu oran, çark çap n n karesidir. Pompan n Devir Say s n n De ifltirimesi Sistemlerde ihtiyaç duyulan debisel ak fl çok çeflitli olabilmektedir. Örne in, bir sistem sabit ve devaml bir debiye ihtiyaç duyarken, bir baflka sistem belirli s n r de erleri aras nda devaml de iflen bir debiye ihtiyaç duyar veya bir baflka sistem sabit, de iflken debili ve kesintili bir iflletme fleklini isteyebilir. Bu sistem ihtiyaçlar n n farkl kombinasyonlar da söz konusu olabilir. Pek çok pompa uygulamalar nda fiekil 6.29 da da görülebilece i gibi ihtiyaç duyulan debisel ak fl %40 ile %60 aral nda de iflmektedir.

200 190 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi fiekil 6.29 Ak fl Sürecinde Debi Profili %Debi Bu durum çal flma periyodunun önemli bir k sm nda daha az güç gereksinimine ra men, maksimum debi ve gücün harcanmas demektir. Pek çok uygulamada ihtiyaçtan az debiye ra men pompalar maksimum enerjiyi sürekli olarak çekerler. Enerji tüketimi ak fl kesidinin daralt larak debinin çok düflürüldü ü zamanlarda bile çok az etkilenir. Pompalarda ak fl debisi, devir say s ve ak fl bas nc aras nda iliflki, benzeflim kanunlar yla tan mlanm flt r. Buna göre; 2 n2 n H n = n1 1 n = P,, 1 H 1 n = 2 1 P1 (6.22) Pompa karakteristikleri olarak tan mlanan ak fl debisi, basma yüksekli i ve pompa gücü devir say s na ba l d r. Devir say s n de ifltirerek farkl karakteristikler elde etmek mümkündür. Buna göre; pompa debisi devir say s ile orant l olarak artar, pompa basma yüksekli i devir say s n n karesi ile orant l olarak artar ve pompa güç ihtiyac devir say s n n küpü ile orant l olarak artar. Debi kontrolüne ba l olarak devir ayar n n kontrol edildi i pompalarda, maksimum h z ve gücün sadece k sa süre için geçerli oldu u göz önüne al n rsa sistemlerde önemli oranda enerji tasarrufu sa lanm fl olur. Bunun için pompaya ba l elektrik motorunun uygulanan gerilim ve ak m frekans n de ifltirerek devir say s n n kontrol edilmesi sa lan r. Böylece istenen debi ve basma yüksekli i sa lanm fl olur ve tüketimde elde edilecek kazanç, düflük debilerde sürtünme kay plar n n azalmas yla oldukça yüksek olur. Devir kontrolü frekans konvektörü (FC) ad verilen düzeneklerle gerçeklefltirilir. Bu düzenekler frekans konvektörü yan nda nvertör, De iflken H z Sürücüler (DHS - VFD), De iflken Frekansl Sürücüler (VFD) veya Frekans Dönüfltürücüsü gibi birçok isimle tan mlanmaktad r. Tüm bunlar ayn fleyi tan mlamaktad r ve elektrik motorlar nda kademesiz h z ayar n sa layan elektronik bir düzenektir. Uygulamalarda bu sistemlerin; mekanik montajlar kolay, verimleri ve tasarruf potansiyelleri yüksek, gürültü faktörleri düflük, enerji sistemleriyle entegresi kolayd r.

201 6. Ünite - Pompalar 191 Pompalar n Paralel ve Seri Ba lanmalar Yüksek debi ihtiyac n n veya basma yüksekli inin oldu u sistemlerde yüksek kapasiteli pompa tercihi genellikle yüksek enerji tüketimi ve maliyetler nedeniyle istenmeyen bir durumdur. Bu tür durumlarda ihtiyac n karfl lanabilece i birden fazla pompa kullan l r ve pompalar boru hatlar nda paralel veya seri olarak çal flt r labilirler. Yüksek debinin ihtiyaç duyuldu u durumlarda pompalar paralel, basma yüksekli inin çok oldu u durumlarda ise pompalar sisteme seri olarak ba lanabilirler. Pompalar seri ba land nda kesit de iflimi olmad için ak fl debisi çok artmaz, ancak güce ba l basma yüksekli i daha fazla artar. Bu durum fiekil 6.30 da seri ba lanm fl pompa ortak karakteristik e risinde de görülebilir. fiekil 6.30 da birinci pompa e risinin yatay eksenle aras ndaki mesafeye eflit aral kl basma yüksekli ini tan mlayan dikey bölüntüleri (h 1, h 2, h 3,...h n ) çizilir. Bu mesafelere ikinci pompa üzerine ilâve edilerek seri hâldeki pompalar n ortak e risi çizilmifl olur. Sistem e risi üzerinde çal flma noktas belirlendi inde basma yüksekli i görülür. fiekil 6.30 H Basma Yüksekli i (m) Seri Pompa E risi Sistem E risi Pompalar n Seri Ba lanmas Durumunda Manometrik E rinin De iflimi h 1 h 2 h 3 Çal flma Noktas h 4 2. Pompa 1. Pompa h 5 h 1 h 2 h 3 h 4 h 5 Debi 1t/s Pompalar n paralel ba lant s nda ise debi çok artar, ancak basma yüksekli i çok artmaz. fiekil 6.31 de ise paralel ba lanm fl pompalar n ortak e rileri görülmektedir. Buna göre birinci pompa e risi ile dikey eksen aras na eflit aral kl yatay bölüntüleri (q 1, q 2, q 3,...q n ) yani debi ak fl e rileri oluflturulur. Daha sonra bu e risel noktalara ikinci pompa e risinin üzerine ilâve edilerek paralel çal flan pompalar n ortak e risi oluflturulur. Paralel pompan n çal flma noktas de erlendirildi- inde yüksek debi görülür.

202 192 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi fiekil 6.31 Pompalar n Paralel Ba lanmas Durumunda Manometrik E rinin De iflimi H (m) 2. Pompa q q Pompa q4 q 3 q2 q 4 q3 Sistem E risi Çal flma Noktas Paralel Pompa Ortak E risi q 2 q 1 q 1 Debi 1t/s fiekil 6.32 Bir Pompan n Ömür Devir Maliyet Da l m SORU 17 ÖMÜR DEV R MAL YET N N HESAPLANMASI Son y llarda pompa maliyet ve ekonomik de erlendirmelerinde ömür devir maliyeti (ÖDM) kavram öne ç km flt r. Bir pompa sat n al n rken yaln zca sat n alma maliyetine bak lmamal d r. Bu maliyetle birlikte bir pompan n ömür sürecinde olas maliyeti de erlendirilmelidir. Bu bölümde, ÖDM nin ne oldu unu, hesaplarken dikkate al nmas gereken hususlar ve nas l hesaplanaca n anlamak için bir pompan n ömür devri maliyetini oluflturan elemanlar incelenecektir. Pompan n Ömür Devri Maliyeti (ÖDM), The Hydraulic Institute, Europump ve US Department of Energy taraf ndan gelifltirilen bir kavramd r. Bu kavram, pompa sistemleri de dâhil olmak üzere çeflitli sistemlerde firmalar n masraflar n en aza indirip, enerji verimliliklerini en yükse e ç karmalar na yard mc olmak amac yla gelifltirilmifltir. Ömür devri maliyeti hesaplar, yeni tesisatlar tasarlan rken ya da mevcut tesisatlar n onar m nda bir karar arac olarak kullan labilir. Ömür boyu maliyet içinde sat n alma, bak m, enerji maliyeti oldu u kadar ar za halinde üretim Bak m Maliyeti % 2-5 Enerji Maliyeti % Ömür devir SIRA maliyetinin S ZDE amac nedir? lk Yat r m Maliyeti % 5-8 kayb maliyeti, söküp atma maliyeti gibi hususlar da ele al nmaktad r. Bu hesaplama sonucunda tüm parametrelerle birlikte enflasyon ve faiz oranlar dikkate al narak hesaplanan ÖDM ne ba l al nabilecek yüksek verimli ve dayan kl pompalar önerilir. Bir pompan n ömür sürecinde ilk yat r m maliyetleri, bak m maliyetleri ve enerji maliyetleri etkindir. Bu parametrelerin oransal da l m fiekil 6.32 de verilmifltir. fiekil 6.32 de de görülece i gibi ömür sürecinde bir pompan n enerji maliyetleri di er maliyetlere nazaran oldukça yüksektir. Bu ancak ömür devir maliyet ana- lizi ile belirlenebilir. Bir pompa için ÖDM; SORU D KKAT D KKAT

203 6. Ünite - Pompalar 193 i= n i= n ÖDM = C + C + C + C + C + C + C + C (6.23) iym i= n i= n i= n i= n m e i çev a b h i= 0 i= 0 i= i= 00 i= i= 0 Burada ömür süreci için C iym ilk yat r m maliyetini, C m toplam montaj ve iflletmeye alma maliyetini, C e toplam enerji maliyetini, C i toplam iflçili i kapsayan iflletme maliyetini, C çev toplam çevre maliyetini, C a toplam üretim kayb na neden olan ar za maliyetini, C b toplam bak m ve onar m maliyetini, C h yeniden iflletmeye alma/hurdaya ç karma maliyetini tan mlar. Afla da her bir parametre ayr ayr de erlendirilmifltir. Bir pompa ve donan m için ilk yat r m maliyetleri (C iym ), o pompan n çal flt - r lmas için gereken pompa, frekans konvertörü, kontrol panosu ve sensörler gibi tüm malzeme, donan m ve aksesuarlar kapsar. Genellikle, pompa sistemlerinde ilk yat r m maliyetleri ile enerji ve bak m maliyetleri aras nda do rudan bir iliflki vard r. Ekonomik veya ucuz tercihler ço u zaman pahal tercihlere göre ömür süreçlerinde yüksek maliyetler gösterir. Pompa sistemlerinde montaj ve iflletmeye alma maliyetleri (C m ), pompalar n montaj, tesisat hatlar n n çekilmesi, elektrik donan m n n ba lanmas, sensör, frekans konvertörü gibi ölçüm kontrol ve yönetim sistemlerinin montaj, ba lant ve çal flt r lmas, sistemin iflletmeye alma maliyetini içerir. Bu tür maliyet de erlendirilmesinde, ilk yat r m maliyetlerinde oldu u gibi, do rudan ba lant l süreçler dikkate al nmal d r. Bir pompan n ÖDM içinde en önemli parametresi enerji maliyetidir (C e ). Pek çok sistemlerde pompalar y ll k 200 saati geçen çal flma sürelerine sahiptir. Enerji maliyetlerindeki art fllar da de erlendirildi inde ömür devir süreçleri için enerji tüketim maliyetlerinin en yüksek paya sahip olduklar görülür. Dünyada elektrik enerjisinin yaklafl k %20 sini tüketten pompalarda enerji tüketimi; yük da l m na, pompa verimine, motor verimine, pompa kapasitesine (toleranslar ve yuvarlamalar genellikle gere inden büyük pompalar n seçilmesine yol açar), boru ve ba lant elemanlar na (vana, çekvalf gibi), h z-kontrollü çözümlerin kullan m na (endüstride h zkontrollü pompalar n kullan m ile, enerji tüketimini %50 ye varan oranlarda düflürmek mümkün olabilmektedir.) ba l d r. ÖDM sürecinde bir pompa sistemi için iflletme maliyetleri (C i ), sisteminin çal flt r lmas yla ilgili iflçilik giderlerini içerir. Sistemin toplam iflçilik maliyetleri içinde pompalara ba l iflçilik giderleri oldukça düflük seviyededir. Ancak pompa tercihlerinde özellikle büyük çapl sirkülasyon pompalar nda yanl fl tercihler, montaj ve iflletme hatalar nedeniyle bu maliyet önemli olabilir. Ayr ca günümüzde geliflen kontrol elemanlar sayesinde, pompa sistemlerinin otomasyona ba l iflletilmesi, bu maliyet kalemini daha da düflürecektir. Her mekanik uygulamada hurdan n dürümü, bak m süreçlerinde kirli s v ak fllar veya ya lama gibi kirlenme faktörleri bir pompan n ÖDM içinde çevre maliyetlerini (C çev ) oluflturur. Çevre maliyetleri özellikle endüstriyel uygulamalarda karfl - m za ç kan ÖDM içinde düflük seviyededir ancak çevre etkinli i yönüyle dikkate al nmas gereken bir maliyettir. Pompalarda bak m ve onar m masraflar (C b ), bir pompa sisteminin yedek parça, nakil ve iflçilik gibi bak m ve onar m yla ilgili tüm masraflar kapsar. Ayr ca bir pompada optimum çal flma ömrü elde etmenin ve ar zalar engellemek için önleyici bak mlar zaman nda yap lmal d r.

204 194 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi Üretim süreçlerinde aktif olarak kullan lan pompalar için en korkulan koflullar pompan n ar za yapmas ve buna ba l olarak üretimin durdurulmas d r. Bu durum flüphesiz iflletmeler aç s ndan önemli bir mali kayb n oluflmas na yol açar. ÖDM hesaplar nda pompa ar zalar na ba l üretim maliyet kay plar (C a ) dikkate al nmas gereken parametredir. Üretim sürecinde pompadan beklenen performans n sa lanmas için, tek bir pompa yeterli olsa da, sistemlerde beklenmedik bir ar zalar n oluflmas durumunda devreye al nacak ve üretimde aksamay engelleyecek bir yedek pompa kullan lmas ço unlukla tercih edilen yöntemdir. Yeniden iflletmeye alma ve hurdaya ç karma maliyeti (C h ), pompa üreticisine ba l olmakla beraber, bir pompa sisteminin yeniden iflletmeye al nma ve hurdaya ç kar lma maliyetleri fazla de iflkenlik göstermez. Dolay s yla bu maliyet çok nadir olarak dikkate al n r. Bu parametrelerde iflletme özelli ine uygun olarak bir pompa için ömür devri maliyeti, sistemin ömrü boyunca yukar da say lan tüm maliyetlerin toplanmas yla elde edilir. Tipik olarak bir pompan n ömür süreci 10 ila 20 y l aras ndad r. POMPA SEÇ M Pompa seçimi; bir iflletmenin iflletme maliyetlerini do rudan etkileyecek bir etkiye sahip olabilir. Pompalar y l k enerji tüketimleri dikkate al nd nda kendi maliyetinin katlarca fazla maliyette enerji harcayabilir. Uygun bir pompa seçimi ile bu enerji maliyetleri uygun miktarlara çekilebilir. Pompa seçimi, temelde kullan lmak istenen sistemde istenilen debi ve bas nc n sa lanmas ifllemidir. Bir sisteminin performans ihtiyaçlar uygun tip ve özelliklere sahip bir pompa tipi seçilmesiyle önem kazan r. Ancak bu süreç sistem ihtiyaçlar n karfl layacak di er alternatif pompalar nda mutlaka de erlendirilmesini gerektirir. Ekonomik, etkinlik ve verimlilik performanslar na ba l olarak bu pompalar içinden en uygunu seçilir. Bir tesise uygun pompa seçebilmek için baz unsurlar mutlaka sa l kl olarak elde edilmelidir. Bunlar: a. Pompalanacak ak flkan n s cakl, özgül a rl, viskozitesi ve temizli i gibi temel parametreler, pompan n yap sal yönüyle yak ndan ilgili oldu u için önemlidir. b. Pompa kapasitesinin belirlenebilmesi için gerekli ak fl debisi bilinmelidir. c. Sistemin ifllevsel özellikler, pompaj sistemin yap s na ait bilgiler, tesisat ak fllar n n hesaplanmas ve çizilmesi için gereklidir. ç. Ak flkan kayna ve emme koflullar sorgulanmal, depolama karakteristikleri tüm yönleriyle ve do ru incelenmelidir. d. Sistemde pompadan yararlanacak kullan m noktas say s, y ll k çal flma süreleri, ihtiyac olan debisel de erler, pompalar n seri ya da paralel çal flma koflullar n n belirlenmesi için gereklidir. e. Sistemin kurulaca alan ile ilgili bilgiler incelenmelidir. f. Enerji kayna ve sürdürülebilirli i sorgulanmal d r. Bir pompa sisteminin sabit giderleri için, pompa çark çap n n karesi (D 2 )ile, iflletme giderleri ise pompa çark çap n n 5. kuvveti (D 5 ) ile de iflti ini kabul eden bir yaklafl m vard r. Genel uygulamalarda bu yaklafl mdan hareketle, küçük tesisler için basit ve ucuz pompalar öne ç karken, büyük kapasiteli ve sürekli çal flan tesislerde güçlü pompalar tercih edilmektdir. Bir sistem için pompa seçimi için afla- daki unsurlar göz önüne al nmal d r: a. Pompa ve sisteme iliflkin veriler gerçekçi olmal, olas toleranslar de erlendirilmeli, gücü karfl layacak kadar büyük motor seçilmelidir.

205 6. Ünite - Pompalar 195 b. Emmedeki net pozitif yük ve titreflim yönüyle, öncelikle düflük devirli pompa seçilmelidir. Ayn devirli iki pompa aras nda seçim yap lacaksa; istenen çal flma noktas, pompan n en iyi verim noktas n n solunda olan pompa seçilmelidir. c. Pek çok sistemde zamanla sisteme yap lan ilaveler nedeniyle debideki art fllara göre boru kesitleri ve ba lant elemanlar uygun seçilmelidir. ç. Bir depoya de il de, do rudan bir boru flebekesine su pompalamas ve debinin vana ile ayarlanmas durumunda, toplam dinamik yük (basma yüksekli i) ve debi e risi yat k olan pompalar, hidroforlu sistemlerde ve çok say - da pompan n paralel ba land koflullarda ise dik toplam dinamik yük (TDY) ve debi e risine sahip pompalar seçilmelidir. d. Derin kuyulardan su çekilmesinde, e er debi küçük, bas nç büyükse (TDY>60 m) dalg ç tip, büyük debi ve küçük TDY (TDY<60 m) koflullar nda ise milli tip derin kuyu pompalar öncelikle de erlendirilmelidir. e. Yo un veya afl r kat madde içeren s v lar için aç k çarkl santrifüj yada enjektörlü pompalar tercih edilmelidir. f. De iflken devirli (frekans kontrollü) pompalar, debinin az olmas istendi i sürece, basma yüksekli inde azalma meydana geldi i için sistem veriminde iyileflme sa lar. g. Basma yüksekli inin yüksek oldu u durumlarda, verimli bir debi kontrolü için pompa tercihi paralel pompa kullan lmas d r. h. Sabit devirli durumlarda, en iyi pompa tercihi, en iyi verim bölgesinde çal - flan, sabit devirli pompalard r. i. Pompa seçiminde, ömür devir maliyeti (ÖDM) mutlaka dikkate al nmal d r. j. Pompalar n boru karakteristi ine uygun bir flekilde seri ve/veya paralel ba lanmas basma yüksekli ini ve ak fl debisini art r labilir. Ayr ca, debi art rmak için basma borusuna paralel borularda ba lamak mümkündür. Seri ba lama genellikle basma yüksekli ini, paralel ba lamada ise debi önemli ölçüde artar. Sabit devirli pompalar en iyi verim noktas nda çal flt r lmal d r. Sürtünme kay plar n n az oldu u sistemlerde verimli çal flma için, debiyi karfl layacak tek pompa yerine, her biri yar m debiyi karfl layacak iki pompa seçilmelidir.

206 196 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi Özet Günümüzde sanayi prosesleri baflta olmak üzere yayg n olarak kullan lan pompalar; bir s v ak flkana ba l çal flan tüm sistemlerde birincil bir enerji kayna na ba l olarak ak flkan n kinetik veya potansiyel enerjisini yükseltmeye yarayan elemanlard r. K saca pompa; bir s v ak flkan bir yerden baflka bir yere sevk eden cihaz olarakta tan mlan r. Pompalar sadece s v ak flkanlarda kullan l rlar, pnömatik veya gaz ak flkanlarda kullan lmazlar. Pompalar n süreci incelendi inde; ilk uygulamalarda enerji kullan m yerine el yard m yla pompalama yap ld görülür. Bu süreçlerde s v ak flkan n nakledilmesi için kullan lan cihazlara ise tulumba ad verilmifltir. Tulumba ço unlukla s n rl hacimsel ak flkan n bas lmas ifllevini yerine getiren basit hacimsel pompalard r. Günümüzde ise ak flkan n bu ifllevi için elektriksel bir güç kullan ld pompalar tercih edilmifltir. Ak fl sürecinde s v ak flkanlar n bas nç, debi, viskozite ve kavitasyon gibi temel özellikleri pompalar aç s ndan önemlidir. Evsel ihtiyaçlar, ticari ve tar msal gereksinimler, g da, kimya, petrokimya, ilaç, mekanik ve altyap gibi bina, ulafl m ve sanayi sektörlerin pek çok ifllevlerinde yo un olarak kullan lan pompalar, literatürde pek çok s n fland rmayla ifade edildi i görülür. Pistonlu pompalar; bir pistonun ileri geri hareketine ba l ak flkan n iletilmesi prensibine dayan r. Silindir piston düzene iyle ak flkan n emmilmesi ve bas nçland r lmas sa lan r. Pistonlu pompalarda ileri geri hareket silindiri içinde bulunan pompa pistonu ve s zd rmazl k elemanlar ile gerçekleflir. Sanayide bas nçland rma, ya lama, s v transferi gibi tezgah uygulamalar nda, yak t sistemlerinde, kazanlar n yak t püskürtme sistemlerinde, dizel motorlarda diflli kutular n ya lanma ifllevlerinde yayg n olarak kullan - lan pompalard r. Birbirleriyle beraber çal flan iki düz diflli çarktan ibaret olup yap lar basittir Pervaneli ve türbin pompalar 500 m 3 /h den yüksek debilerde basma yüksekli inin fazla olmad durumlar için kullan lan pompalard r. Bu pompalar kuyular, jeotermal uygulamalar, zemin alt su kaynaklar n n kullan - m, yer alt depolar nda ak flkan pompalama gibi pek çok uygulamalarda kullan lmaktad rlar. Bu tür pompalar fiziki yap lar ve ak fl özelliklerine göre düfley milli türbin pompalar, hermetik kovanl türbin pompalar, dalg ç pompalar ve pervaneli türbin pompalar olmak üzere dört farkl türe sahiptir. Santrifüj pompalar, bina tesisatlar baflta olmak üzere çok genifl kullan m alan na sahip pompalard r. Bu pompalar, s v y merkezkaç (kinetik) enerji ile emme hatt ndan basma ç k fl na göndererek bas nç fark oluflturan pompalard r. Santrifüj pompalar çok düflük kapasite ve basma yüksekliklerinden m 3 /h. ve 100 m basma yüksekli ine kadar genifl bir bölgede kullan labilmektedir. Bir pompalama sistemine sahip bir yap da, ortalama pompaj sisteminin yat r m maliyeti yaklafl k %6 lar civar ndayken, iflletim sürecinde iflletme maliyetleri %60 lara ulaflmaktad r. Bu nedenle pompa seçimindeki özen enerji tüketimini optimum de erlere indirilebilir. Bir pompada, pompan n çal flma aral, ak fl debisinin sabit veya de iflken olmas, pompa imalat standard, montaj özelli i ve ba lant sistemi, pompan n ömür boyu maliyet analizi gibi parametreler; pompa verimini do rudan etkilemektedir. Bir sistemde enerji verimlili i yüksek pompa tercihi için öncelikle pompa ve sistemlere iliflkin; debinin durumu (de iflken mi?, sabit mi?), seçilen pompa ve boru çaplar n n uygunlu u, pompan n devir durumu gibi özellikler dikkate al nmal d r. Pompalarda enerji ekonomisi yönüyle en önemli parametre debi kontrolü ve debi ihtiyac na ba l pompa tercihidir. Son y llarda pompa maliyet ve ekonomik de erlendirmelerinde ömür devir maliyeti (ÖDM) kavram öne ç km flt r. Bir pompa sat n al n rken yaln zca sat n alma maliyetine bak lmamal d r. Bu maliyetle birlikte bir pompan n ömür sürecinde olas maliyeti de erlendirilmelidir. Pompa seçimi; bir iflletmenin iflletme maliyetlerini do rudan etkileyecek bir etkiye sahip olabilir. Pompalar y ll k enerji tüketimleri dikkate al nd nda kendi maliyetinin katlarca fazla maliyette enerji harcayabilir. Pompa seçimi, temelde kullan lnak istenen sistemde istenilen debi ve bas nc n sa lanmas ifllemidir. Bir sisteminin performans ihtiyaçlar uygun tip ve özelliklere sahip bir pompa tipi seçilmesiyle önem kazan r. Ekonomik, etkinlik ve verimlilik performanslar na ba l olarak bu pompalar içinden en uygunu seçilir.

207 6. Ünite - Pompalar 197 Kendimizi S nayal m 1. Afla dakilerden hangisi bir ak flkan n kütle debisi için geçerli kavram de ildir? a. Yo unluk b. S cakl k c. H z d. Kesit alan e. Hacimsel debi 2. Bir s v n n birim a rl ktaki pompa girifli ve ç k fl aras nda kazand enerji veya bas nç fark olarak ifade edilen kavram afla dakilerden hangisidir? a. Debi b. Viskozite c. Bas nç d. Manometrik yükseklik e. Net bas nç etkisi 3. Afla dakilerden hangisi ve hareket halindeki ak flkanda oluflan lokal gerilmelerle, ak flkan n flekil de ifltirme h z aras ndaki iliflkiyi tan mlar? a. Debi b. Bas nç c. Viskozite d. Hidrolik güç e. Manometrik verim 4. Kavitasyon etkisinin bir pompa için neden oldu u en önemli problem nedir? a. Verimi yükseltir b. Ak flkan s cakl n de ifltirir c. Ak flkan yo unlu unu artt r r d. Hidrolik gücü artt r r e. Emmede net pozitif yükü olumsuz etkiler 5. Pistonlu pompalarda silindir piston düzeneklerinin ifllevleri nedir? a. Ak flkan n emme ve bas nçland r lmas b. Ak flkan n vizkoz etkisinin artt r lmas c. Ak flkan emme h z n n düflürülmesi d. Ak flkan n depolanmas e. Ak flkan n pozitif yükünün düflürülmesi 6. Afla dakilerden hangisi diflli pompalar n kullan m yeri de ildir? a. Jeotermal uygulamalar b. Yak t sistemleri c. Diflli kutular n ya lanmas d. Yak t püskürtme e. Ya lama ve s v transferi 7. Afla dakilerden hangisi 500 m 3 /h den yüksek debilerde basma yüksekli inin fazla olmad durumlar için kullan lan pompalard r? a. Pistonlu pompalar b. Pervaneli ve türbin pompalar c. Diflli pompalar d. Hidrolik pompalar e. Tek kademeli pompalar 8. Afla dakilerden hangisi santrifüj pompalarda kullan lan bir çark türü de ildir? a. Tek emiflli kapal b. Çift emiflli c. Türbin tip d. Piston tipi e. Yar aç k 9. Afla dakilerden hangisi bir pompa için ömür devir maliyetini en çok etkiler? a. Yat r m maliyeti b. flçilik giderleri c. Enerji maliyetleri d. Hurda maliyeti e. Ömür süreci 10. Bir depoya de il de, do rudan bir boru flebekesine su pompalamas ve debinin vana ile ayarlanmas durumunda kullan laca pompa hangisidir? a. Dik tip pompa b. kiz pompa c. E ik tip pompa d. Dozaj pompas e. Yat k tip pompa

208 198 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi Kendimizi S nayal m Yan t Anahtar 1. b Yan t n z yanl fl ise Kütlesel Debi konusunu yeniden gözden geçiriniz. 2. d Yan t n z yanl fl ise Manometrik Yükseklik konusunu yeniden gözden geçiriniz. 3. c Yan t n z yanl fl ise Viskozite konusunu yeniden gözden geçiriniz. 4. e Yan t n z yanl fl ise Kavitasyon konusunu yeniden gözden geçiriniz. 5. a Yan t n z yanl fl ise Pistonlu Pompalar konusunu yeniden gözden geçiriniz. 6. a Yan t n z yanl fl ise Diflli Pompalar konusunu yeniden gözden geçiriniz. 7. b Yan t n z yanl fl ise Pervaneli ve Türbin Pompalar konusunu yeniden gözden geçiriniz. 8. d Yan t n z yanl fl ise Santrifüj Pompalar konusunu yeniden gözden geçiriniz. 9. c Yan t n z yanl fl ise Ömür Devir Maliyetinin Hesaplanmas konusunu yeniden gözden geçiriniz. 10. e Yan t n z yanl fl ise Pompa Seçimi konusunu yeniden gözden geçiriniz. S ra Sizde Yan t Anahtar S ra Sizde 1. = V 1 A 1 = V 2 A 2. = V 1 A 1 = 3.π.(0,04) 2 /4=0,0037 m 3 /s. = V 1 A 1 = V 2 A 2 V V A A V m s 2 70 ( ) = = ( ) =, / S ra Sizde 2 a.. = 0,4.(200/3600) = 0,022 m 3 /s. = VA 0,022 = V 2.(π/4*0,04 2 ) = 17,5 m/s m. 2 = t su.. = = kg/s b.. 3 = (0,6.(200/3600)/2) = 0,017 m3 /s S ra Sizde 3 Pompan n basma yüksekli i için referans düzlemi kuyunun yüzey seviyesi al n r. (Her iki hazne yüzeyi atmosfere aç k ve yüzey sabit kabul edilir. (P 1 =0, P 2 =0, V 1 =0, V 2 =0.) h 2 = = 27 m H = h 2 - h 1 H = 27-0 =27 m S ra Sizde 4. = 20/3600 = 0,005 m 3 /s m. = 0, = 5 kg/s H = h 2 - h 1 H = (5+(3.10)-0) = 35 m P h = m..g.h = 5.9,81.35 = 1720 W = 1,72 kw S ra Sizde 5 P h = m..g.h (W) P h = (1000.0,005).9, = 1029 (W) η = P h 1029 = = 0, 34 P 3000 S ra Sizde 6 Viskozite; bir ak flkan n akmaya karfl gösterdi i dirençtir. S ra Sizde 7 du V 156,. τ = µ = µ = = 562, 5 Pa dy h 0, 016 ρvl 840.., Re = = = 53, 76 µ 15, Re>Re kritik ise ak fl türbülansl d r. S ra Sizde 8 Ak fl alan içerisinde herhangi bir noktada yerel h z yükselir ve buna ba l olarak bas nç doymufl buhar bas nc n n alt na düflerse çabuk buharlaflma bafllar ve çok say da buhar cepleri meydana gelir. Bunlara kavitasyon kabarc klar denir. m. 3 = t su.. 3 = 998.0,017 = kg/s m. 3 = m. 4 = kg/s

209 6. Ünite - Pompalar 199 S ra Sizde 9 2( Pa Pv) Ca = 2 ρv 2( ) 0, 26 =, V = 31, 49 m / s V (5 C için Pv=863 Pa ve t =1000 kg/m 3 ) 2( Pa Pv) Ca = 2 ρv 2( ) Ca = = 0, ,289>0,26 oldu u için kavitasyon oluflmaz. S ra Sizde 10 Pistonlu pompalar; bir pistonun ileri geri hareketine ba l olarak ak flkan n piston düzene iyle emilmesi, bas nçland r lmas ve iletilmesi prensibine dayan r. Pistonlu pompalar; bünyelerindeki pistonlar n dizilifl flekline göre eksenel pistonlu pompalar, radyal pistonlu pompalar ve pistonlu el pompalar olmak üzere 3 farkl tipi vard r. S ra Sizde 11 Eksenel pistonlu pompalarda ak fl debileri piston kurslar n n büyüklü üne ba l d r. Debi kontrolü piston kurslar n n ayarlanmas yla sa lan r. S ra Sizde 12 Sanayide bas nçland rma, ya lama, s v transferi gibi tezgah uygulamalar nda, yak t sistemlerinde, kazanlar n yak t püskürtme sistemlerinde, dizel motorlarda diflli kutular n ya lanma ifllevlerinde yayg n olarak kullan - lan pompalard r. S ra Sizde 13 Düfley milli türbin pompalarda pompa ünitesi tamamen ak flkan içine dald r l r. Pompalama ünitesinde çanaklar yard m yla bas nçland r lan ak flkan, tahrik mili ve kaymal radyal yataklardan oluflan sütundan ilerleyerek ç - k fl bafll ndan bas nçland r larak d flar at l r. S ra Sizde 14 Dalg ç pompa seçiminde pompa kapasitesi ve ak fl debisi önemlidir. S ra Sizde 15 Santrifüj pompalar eksenel bir noktada çarka giren ak flkan, çark n santrifüj hareketine ve bunu tahrik eden bir motorun enerji yüküne ba l olarak bas nçland r l r. S ra Sizde 16 Santrifüj pompalarda her çark n bir bas nçland rma de- eri vard r. htiyaç duyulan bas nçland rma de eri çark bas nçland rma de erinden yüksekse, çark say s artt r - larak bas nçland rma sa lan r. S ra Sizde 17 Ömür devir maliyetinin amac ; pompa sistemleri de dâhil olmak üzere çeflitli sistemlerde firmalar n masraflar - n en aza indirip, enerji verimliliklerini en yükse e ç - karmalar na yard mc olmakt r. Yararlan lan Kaynaklar Ay. (2011), Hidrolik ve Pnömatik Ders Notlar, Bal kesir Üniversitesi, Mühendislik ve Mimarl k Fakültesi, Bal kesir. Ayder E. likan A.N. (2009) Rotadinamik Pompalar n Tüm Alan Karakteristikleri IX. Ulusal Tesisat Mühendisli i Kongresi, sayfa Beflergil B. (2012) Ak flkan iletici cihazlar, Celal Bayar Üniversitesi, Manisa. Çengel Y. Cimbala J.M. (2007). Ak flkanlar Mekani i Temelleri ve Uygulamalar, zmir, Güven kitabevi. Çuha D.(2012) Santrifüj Pompa Sistemlerinde Enerji Tasarrufu, Ursan Pompa Armatür ve Endüstriyel Ürünler San. Tic. Ltd. Sti., Kocaeli. wisegeek.com/what-is-a-turbine-pump.htm Erol O. (2007). Deri flletmelerinde Su Gereksinimin Karfl lanmas : Santrifüj Pompalar n Kullan m Ve Optimizasyonu, Yüksek Lisans Tezi, Trakya Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Tekirda. Ertöz A.Ö, Duymufl E.(2001), De iflken devirli pompa seçimi, 3. Pompa Kongresi ve Sergisi, Askeri Müze Kültür Sitesi AFP Binas, Harbiye, stanbul Ertöz A.Ö.(2006). Pompalar ve Pompaj Sistemlerinde Enerji Verimlili i, Tesisat Mühendisli i Dergisi Say : 96, s GEO (2012). Pompalar, GEO, zmir. htmlarea/pompalar.pdf GRUNDFOS (2004). Pompa El Kitab, GRUNDFOS Pompa San. ve Tic. Ltd. fiti. stanbul.

210 200 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi cihazlar.pdf K l ç H. (2005). Tar msal Sulama ve Enerji, Güneydo u Anadolu Bölgesi Enerji Forumu 2005,TMMOB Elektrik Mühendisleri Odas, Diyarbak r. Konuralp O. Albayrak K. (2009). Pompal Sistem Uygulamalar nda Ömür Boyu Maliyet Yaklafl m, IX. Ulusal Tesisat Mühendisli i Kongresi, sayfa KSB.(2012) Santrifüj Pompalar, Ursan Pompa Armatür ve Endüstriyel Ürünler San. Tic. Ltd. Sti., Kocaeli. KUMPAS.ORG. (2008) Pompa ve Hidrostatik, kumpas.org/v3/dokumanlar/pompa-ve-hidrostatikt169.0.html MEGEP. (2005). Hidrolik Sistemler, Meslekî E itim ve Ö retim Sisteminin Güçlendirilmesi Projesi, Milli E itim Bakanl, Ankara. MEGEP. (2007). Motorlu araçlar Teknolojisi Hidrolik Pompalar, Meslekî E itim ve Ö retim Sisteminin Güçlendirilmesi Projesi, Milli E itim Bakanl, Ankara. Nalbanto lu B. (2001) Pompalarda Ömür Boyu Maliyet ve Sistem Etkinli i, 4. Pompa Kongresi ve Sergisi, stanbul. Ö üt S. (2001). Pompalarda Enerji Tasarrufu, 4. Pompa Kongresi ve Sergisi, stanbul. POMSAD (2006) De iflken H zl Pompalama Baflar l Uygulamalar çin Bir K lavuz, Europomp ve Hidrolik Enstitüsü, Türk Pompa ve Vana Sanayiciler derne i, Ankara. POMSAD (2006) Pompa Performans Kriteri Üzerine Bir Üçleme, Europomp ve Hidrolik Enstitüsü, Türk Pompa ve Vana Sanayiciler derne i, Ankara POMSAD (2006) Pompalarda Ömür Boyu Maliyet: Pompal Tesisler için ÖBM Analiz Rehberi, Europomp ve Hidrolik Enstitüsü, Türk Pompa ve Vana Sanayiciler derne i, Ankara. fien M. (2011). Santrifüj Pompalar ve Pompa Tesisatlar, MAS-DAF Makine sanayi A.fi. stanbul. Tamer K.(2012) De iflken H zl Tahrik Sistemlerinin Ak flkan Kontrolunda Uygulanmas, C5%9Fkan%20Kontrol%C3%BCnde%20Enerji%20Ta sarrufu.pdf Türkmen B. (2011) Yeflil Binalarda Pompa, Yeflil Binalarda Pompa Semineri, Türk Tesisat Mühendisleri Derne i, Ankara. Wilo (2005) Pompa teknolojisinin temel prensipleri, W LO Pompa Sistemleri sanayi A.fi. stanbul.

211

212 7ISITMA HAVALANDIRMA VE KL MA S STEMLER NDE ENERJ EKONOM S Amaçlar m z Bu üniteyi tamamlad ktan sonra; Bina yönetim sistemlerinin faydalar n ve amaçlar n belirleyebilmek, Yang n ihbar ve alarm sistemlerinin çal flma prensiplerini aç klayabilmek, Kartl geçifl ve kapal devre TV sistemlerinin bileflenlerini aç klayabilmek, Ak ll evleri ve bina otomasyonunu aç klayabilmek için gerekli bilgi ve becerilere sahip olabilirsiniz. Anahtar Kavramlar Bina Yönetim Sistemi Yang n Alarm ve hbar Sistemi Kapal Devre TV sistemi Kartl Geçifl Sistemleri Ak ll Ev Bina Otomasyonu çindekiler Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi Bina Yönetim Sistemleri G R fi B NA YÖNET M S STEM N N YAPISI YANGIN ALGILAMA VE ALARM S STEMLER KARTLI GEÇ fi VE KONTROL S STEMLER AYDINLATMA OTOMASYONU KAPALI DEVRE TV S STEMLER AKILLI EV S STEMLER B NA OTOMASYONU

213 Bina Yönetim Sistemleri G R fi Önceleri binalar n iflletmesi insanlar taraf ndan yap labilirken, binalar büyüdükçe, kullan lan cihazlar artt kça, otomasyon sistemleri gelifltikçe binalar Bina Yönetim Sistemi ad verilen sistemler taraf ndan yönetilmeye bafllam flt r. Binalarda s tma, so utma, havaland rma, iklimlendirme, ayd nlatma, güvenlik, yang ndan korunma gibi sistemlerin geliflmesi bunlar n yönetimini karmafl k hale getirmifltir. Sürdürülebilir, güvenli, ekonomik ve iflletme için bilgisayar deste ine dayanan bina yönetim sistemleri devreye girmifltir. Bina otomasyon sistemlerinde denetlenen sisteme iliflkin verimlilik analizleri, raporlamalar, alarm durumlar aktif olarak uzaktan kontrol edilebilmekte ve bir iki personelin yönetebilece i bilgisayar ekranlar nda gözlenebilmektedir. Yap lan analizler ç kt olarak al nabilmektedir. Bina otomasyon sistemlerinde kontrolü sa layan donan mlar yaz l mla yönetilmektedir. Sistemde daha sonra olabilecek de ifliklikler yaz l ma yap labilecek eklemelerle dahil edilebilmektedir. Bina otomasyon sistemleri iflletmenin verimli olarak çal flt r lmas n sa lar. Bunun yan nda enerji tasarrufu, güvenlik ve çal flan say s nda azalma sa lar. B NA YÖNET M S STEM N N YAPISI Bina yönetim sistemi kavram, asl nda 1950 li y llarda ortaya ç kmaya bafllam flt r. Elektronikteki geliflmelerle, çok karmafl k yap daki sistemler kontrol edilebilir hale gelmifltir lerde seri data tafl ma sistemleri ve elektronik donan mlardaki geliflmeler, bina yönetim sistemlerinin günümüzdeki ilkel hallerini ortaya ç karm flt r. Bu sistemde sahadan s cakl k, bas nç gibi bilgiler toplanmakta ve ana merkeze gönderilmektedir. Ana merkez de, s tma - so utma sistemindeki yap lmas gereken vana açma-kapama gibi bilgileri panele göndermektedir lein ortalar nda kiflisel bilgisayarlar n ortaya ç kmas yla ana merkezlerde bunlar kullan lmaya bafllanm flt r. Bu geliflme merkezden izleyebilme ve verileri yaz c dan alma kolayl getirmifltir lerde bilgisayar teknolojisindeki geliflmelerle sahadan bilgi toplama, yorumlama, kontrol, izleme gibi ifllemlerin yap lmas n daha küçük maliyetlerle gerçeklefltirilmesini sa lam flt r. Avrupa ve Amerika da pek çok binada art k bina yönetim sistemleri kullan lmaktad r. Ülkemizde de bina yönetim sistemi uygulamas na üniversite kampüslerinde, al flverifl merkezlerinde, hastanelerde, havaalanlar nda, otellerde, ifl merkezlerinde ve fabrikalarda yo un bir flekilde rastlanmaktad r. Bina yönetim sistemleri, binadaki elektromekanik sistemlerin kontrolü ile birlikte bilgilerin bir merkezde toplanmas ve bir merkezden yönetilmesi olana n sa lam flt r.

214 204 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi fiekil 7.1 Çal flma Prensibi Bina yönetim sistemleri, bilgisayar ile saha elemanlar n n bilgi al flverifli yapmas esas na dayanmaktad r. Saha elemanlar ; sahadaki cihazlardaki bilgileri alg layan sensörler, anahtarlar ve kontrolörlerle donat lm flt r. Ayr ca kontrolörden gelen bilgiler vana, damper ç k fllar yla uygulanmaktad r. Kontrolörler; saha elemanlar ndan gelen bilgileri alg layan ve bafllang çta tasarlanan yaz l ma göre bu bilgileri yorumlayarak gerekli de erleri alarak kontrolün yap ld ve al nan bilgilerin merkeze gönderildi i elemanlard r. Sistemin çal flma prensibi flu flekilde olmaktad r: Binan n çeflitli yerlerinde kontrol edilmek istenen tesisat ve sistem elemanlar bulunmaktad r. Bas nç, s cakl k, h z gibi büyüklükleri ölçecek sensörler (alg lay c lar), tesisat ve sistemde ölçüm al nmas gereken yerlere yerlefltirilmifltir. Ayr ca vana, damper motoru gibi cihazlar n aç/kapa kontrol cihazlar gibi saha elemanlar sistem içerisinde bulunmaktad r. Bina Yönetim Sisteminin Çal flma Prensibi MERKEZ B R M B LG SAYAR (YAZILIM) veya KONTROL PANEL (M KRO filemc ) ÇIKTI B R MLER EKRAN YAZICI M KRO filemc -RAM CD/DVD/BlueRAY SAB T D SK B LG TOPLAMA ve KONTROL B R M SAHA B LG TOPLAMA B R MLER (KONTROLLER) ALGILAYICI KONTROL ELEMANI SAHA ELEMANLARI Saha elemanlar üzerinde bulunan sensörlerden gelen bilgiler, mikroifllemciler taraf ndan de erlendirilmektedir. Yaz l m n ön gördü ü flekilde (ortam s cakl n 21 C yap, nemi % 60 yap gibi) de erlendirilen bilgiler, damper veya vana motoru gibi saha elemanlar n n kontrolünü ve pompa gibi cihazlara kumanda edilmesini sa lar. Di er bir deyimle, binada çeflitli sistemlere yerlefltirilen saha bilgisayarlar (mikroifllemciler) sahadan gelen ve sahaya gönderilen her türlü bilgi ve kontrol sinyalini ana kumanda merkezindeki bilgisayara iletmektedirler. Ana kumanda merkezindeki bilgisayarlar taraf ndan de erlendirilen bu bilgiler ekrana aktar l r, buradan da istenildi inde yaz c dan ç kt olarak al nabilir. Sistemin çal flma bilgileri, haftal k ya da ayl k olarak raporlanabilir. Bina yönetim sisteminin çal flma prensibi fiekil 7.1 de görülmektedir.

215 7. Ünite - Bina Yönetim Sistemleri 205 Mikroifllemci nedir? Aç klay n z. Bina Yönetim Sisteminin Avantajlar Bina yönetim sistemlerinin en önemli avantaj, sistemin mevcut durumunu izlemek ve yaz l mda belirtilen kontrol noktalar na dayanarak kontrol etmektir. Sistemin bütün çal flma periyotlar s ras nda olabilecek her türlü bilgi bu SORU sistem arac l ile SORU izlenip, kontrol edilebilmektedir. Örne in vantilatör, pompa, aspiratör, kazan, hidrofor gibi elemanlar n n çal fl yor ya da çal flm yor bilgisi izlenebilmektedir. Benzer D KKAT D KKAT flekilde vana ve damper motorlar n n aç kl k oranlar yüzde olarak izlenebilmektedir (% 10 aç k, % 30 kapal gibi). Bunlar n d fl nda çeflitli cihazlar n ar za ve alarm durumlar da izlenebilmektedir. Bu bilgiler, çeflitli aral klarla veya SIRA istenilen S ZDE zamanlarda bilgisayar haf zas nda kaydedilebilmektedir. Eskiye dayal çeflitli tarihlerdeki, çeflitli bilgiler görülebilecek ve yaz c dan ç kt olarak al nabilecektir. AMAÇLARIMIZ Bina yönetim sistemlerinin uygulanmas, ciddi boyutta enerji tasarrufu sa layabilmektedir. Örne in binadaki toplant salonlar, hangi gün ve hangi saatlerde kul- AMAÇLARIMIZ lan lacaksa bu saatler esas al narak s t lacak ya da so utulacakt r. K T ABinan n P çeflitli K T A P bölümleri için hafta içi ya da hafta sonu programlar yap labilmektedir. Bu tür uygulamalar, ciddi enerji tasarrufu ortaya ç karmaktad r. Bina yönetim sistemleri, ar zalar n önceden tespitini sa layarak cihazlara bak m-onar m kolayl getirmekte ve önemli sorunlar ortadan kald rmaktad r. Örne- TELEV ZYON TELEV ZYON in bir rulman yata ndaki ya s cakl belli bir de erin üzerine ç kt nda sistem alarm vermekte, rulman ya nda ortaya ç kan s cakl k art fl, ar zan n sebebinin bulunmas n gerekiyorsa rulman n de ifltirilmesini sa layabilmektedir. NTERNET Bu alarm n olmamas, rulman n bulundu u elektrik motorunun tamamen devre d fl kalmas na NTERNET neden olup, ciddi ar zalara yol aç p sistemin bir süre devre d fl kamas na neden olabilir. MAKALE MAKALE Bina yönetim sistemleri, ortam n daha konforlu iflletilmesini sa lar ve de iflen ortam flartlar na daha h zl cevap verilir. Örne in, bir konser salonunda 500 izleyici varken gerekli olan taze hava miktar ile 750 izleyici varken gerekli olan taze hava miktar birbirinden farkl d r. Bu miktar kontrol cihaz yla otomatik hesaplan p uygulanabilir. Bu durumda konforlu bir ortam oluflturman n yan s ra enerji tasarrufu da sa lan r. Filtrelerin önüne ve arkas na yerlefltirilen bas nç sensörleriyle bas nç fark art fl belirli bir de ere geldi inde filtrenin de ifltirilmesi gerekti i alarm verilir. Filtrenin zaman nda de iflmesi, konfor yan nda olas ar zlar da ortadan kald r r. Bina yönetim sistemleri, periyodik bak m ifllemlerinin zaman nda yap lmas n sa layarak cihaz verim ve ömrünü art r r. Cihazlar n çal flma saatleri toplanarak periyodik bak mlar bu saatlere göre tespit edilir. Hangi cihaza ne zaman bak m yap laca önceden bildirilerek gerekli parça de iflikli i ve bak m ifllemi gerçeklefltirilir. Bu durum periyodik bak m ifllerini takip edecek personel say s ndan da tasarruf sa lar. Bina yönetim sistemleri, iflletme hatalar n minimuma indirgeyerek olabilecek hatalar n en k sa zamanda saptanmas n sa lar. Böylece sistemin verimi ve ömrü art r l r. Verilen alarmlar vas tas yla ar zalara an nda müdahale edilebilece inden cihazlar n daha büyük ar zalardan korunmas ve ar zalar n di er cihazlara s çramas önlemmifl olur. Bina yönetim sistemleri, yedekli çal flan pompa, kaskad kazan gibi cihazlar n s - ral olarak ve ayn sürelerle çal flt r lmas n sa lar. Böylece bir kazan n ya da pompan n sürekli olarak di erinden daha az ya da daha çok çal flmas gibi durum ortadan kald r larak verimsiz iflletme ortadan kald r l r. 1

216 206 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi Yang n alarm izleme ve güvenlik sistemleriyle iflletmenin emniyetli ve güvenilir bir flekilde yönetilmesi sa lan r. Elektrik kesilip tekrar geldi inde bütün cihazlar n ayn anda çal flmas önlenerek sistemin afl r yüklenmesinin önüne geçilir. Böyle bir durumda cihazlar s rayla çal flt r larak hem cihazlar n hem de trafo sisteminin emniyeti sa lan r. Ayr ca elektrik kesilmesi durumunda saha bilgisayarlar nda ve programlarda kay p söz konusu olmamaktad r. Eskiye dayal tüm bilgiler muhafaza edilmektedir. Bina yönetim sistemleri, pek çok bileflenden meydana gelmektedir. Bunlar n bafll calar flunlard r: Yang n alg lama ve alarm sistemleri, Kartl geçifl ve asansör sistemleri, Ayd nlatma sistemleri, Kapal devre TV sistemleri, Ak ll ev sistemleri ve ifl merkezi otomasyonu. Sensörler Sensör, teknik olarak çevremizdeki s cakl k, nem, bas nç gibi fiziksel koflullar elektriksel sinyallere çevirirler. Nas l ki insan duyu organlar ile çevresindeki de ifliklikleri alg lay p buna ba l olarak hareket ederse, sensörler de bir anlamda duyu organlar n n yapt görevi yerine getirmektedir. Sensörlerden al nan veriler, elektrik sinyallerine dönüfltürülür. Daha sonra elektronik devreler taraf ndan yorumlanarak mekanik aletlere kumanda edilmesi sa lan r. Sensörler, otomatik kontrol sistemlerinde vazgeçilmez saha elemanlar d r. Sensörler sayesinde günlük hayat m z daha konforlu hale getirerek kolaylaflt rabiliriz. Örne in odada kullan lan s cakl k sensörü ile odan n hangi s cakl kta bulundu unu görüp, bu s cakl k de eri geçildi inde odaya enerji giriflini durdurarak hem konforlu bir s nma hem de enerji tasarrufu sa layabiliriz. Sensörler, endüstride de çeflitli alanlarda da yo un olarak kullan lmaktad r. Sensörler çeflitli özelliklere göre s n fland r lmaktad r. Bunlar; ölçülen büyüklü- e göre, ç k fl büyüklü üne göre, besleme ihtiyac na göre olmak üzere üç s n fta de erlendirilmektedir. Sensörlerle ölçülen büyüklükler temel olarak alt grupta de- erlendirilmektedir. Sensörlerde ölçülen büyüklükler; mekanik, termal, elektriksel, manyetik, fl ma ve kimyasald r. Mekanik büyüklükler olarak; uzunluk, alan, miktar, kütlesel ak fl, kuvvet, tork, bas nç, h z, ivme, pozisyon, ses, dalga boyu olarak s ralanabilir. Termal büyüklük olarak s cakl k ve s ak s sensörleri bulunmaktad r. Elektriksel büyüklük olarak; voltaj, direnç, ak m, frekans sensörleri s ralanabilir. Manyetik sensörler olarak; alan yo unlu u, manyetik moment ve geçirgenlik sensörleri s ralanabilir. Ifl ma sensörleri ise; yo unluk, dalga boyu, yans tma olarak s - ralanabilir. Kimyasal sensörler ile yo unlaflma, içerik, oksidasyon, reaksiyon h z büyüklükleri ölçülebilmektedir. Sensörler, ürettikleri ç k fl sinyallerine göre ise iki s n fta de erlendirilmektedir. Bunlar dijital sensörler ve analog sensörlerdir. Dijital sensörlerin alg lama prensipleri, ya hep ya hiç fleklindedir. Analog sensörler de ise verebilecekleri en yüksek ç k fl sinyali ve verebilecekleri en düflük ç k fl sinyali aras nda analog olarak yani de iflken sinyal üretme prensibi vard r. Sensörler, özelliklerini belirleyen baz karakteristiklere sahiptir. En genel anlamda bak ld nda sensörlerin özellikleri, dinamik ve statik olmak üzere iki grupta de erlendirilmektedir. Sensörlerin dinamik özellikleri denilince ölü zaman ve

217 7. Ünite - Bina Yönetim Sistemleri 207 zaman sabiti özellikleri s ralanabilir. Ölü zaman özelli i, sensörün cevap vermedeki gecikme süresi olarak aç klanabilir. Di er bir ifadeyle sensörün ölçüm yapt ortamda meydana gelen de iflikli e ba l olarak ç k fl sinyalinin de iflmesi esnas nda geçen süredir. Örne in bir ortamda % 55 olarak ölçülen nem, % 56 olarak de- iflmektedir. % 55 olarak ölçüldü ünde belirli bir gerilim üretilmektedir. Ortamdaki nem de iflip de % 56 oldu unda gerilim de de iflmektedir. Nem miktar ndaki de iflim süresi ile gerilimlerdeki de iflim süresi aras nda geçen zaman dilimi, o sensörün ölü zaman d r. Sensörlerin di er dinamik özelli i olan zaman sabiti, sensörün okudu u yeni de er için ç k fl sinyalinin hangi çabuklukta stabil hale geldi- ini ifade etmektedir. Asl nda sensörün yeni okudu u de erde ç k fl sinyalinin ulaflaca de erin % 63 ne kadar geçen süre zaman sabiti olarak adland r lmaktad r. Sensörlerin statik özellikleri olarak duyarl l, do rulu u ve yineleme yetene i s ralanabilir. Sensörün duyarl l k özelli i, ölçtü ü ortamda ortaya ç kan küçük de- iflimleri alg lama h z olarak aç klanmaktad r. Sensörün do rulu u, ölçüm yapt aral ktaki hata pay d r. Örne in bir sensörün do ruluk oran ±% 0,05 ise ve bu sensör C aras nda ölçüm yap yorsa, sensörün ölçüm yapt aral ktaki hata pay ±0,0005*100 = ±0,05 C dir. Sensörün yineleme yetene i, ayn flartlar alt nda sürekli olarak ayn de eri gösterme özelli idir. Örne in bir nem sensörü ortam nemi % 55 olan bir yerde ölçüm yapt ktan sonra nemi ayn olan ikinci ortamda ölçüm yap ld nda ayn de eri veriyorsa, bu sensörün yineleme yetene i yüksektir. Bina yönetim sistemlerinde en çok kullan lan sensörler, s cakl k, bas nç, nem, hava h z ve hava kalite sensörleridir. S cakl k Sensörleri Bu sensörler, bulunduklar ortam n s cakl hakk nda bilgi edinmemizi sa lar. S - cakl k ölçümü için çeflitli tip sensörler bulunmaktad r. Birçok maddenin elektriksel direncinin s cakl kla de iflmesi özelli inden yararlan larak ortam s cakl elektriksel büyüklü e dönüfltürülür. Bu tip sensörlerde s cakl a karfl çok hassas olan maddeler kullan larak s cakl k ölçümünde yararlan lmaktad r. S cakl k sensörleri, s cakl a duyarl malzemeden yap ld nda s cakl k de iflimi olmas durumunda bir ç k fl sinyali üretilmektedir. Üretilen bu ç k fl sinyalinin ifllenip yorumlanmas ile ortam s cakl hakk nda bir fikir elde edilmektedir. Asl nda s cakl k, ortamdaki moleküllerin kinetik enerjileriyle orant l bir kavramd r. Di er bir anlat mla, ortamdaki moleküllerin çeflitli türde hareketleri ve h zlar bulunmaktad r, h zlar dolay s yla da kinetik enerjileri bulunmaktad r. s cakl k k saca flöyle tan mlanmaktad r: Ortamdaki moleküllerin kinetik enerjileriyle orant l bir kavramd r. Orant katsay s da Stefan-Boltzman katsay s d r. Herhangi bir ortamdaki moleküllerin h zlar n n, kinetik enerjilerinin, dolay s yla da iç enerjilerinin art fl s cakl n art fl ; tersi durum ise s cakl n azal fl demektir. S cakl k birimi için yayg n olarak Celcius (C) kullan lmaktad r. Kelvin (K) ise, Celcius (C)+273 dür. Amerika da ve baz ülkelerde s cakl k birimi olarak Fahrenheit (F) kullan lmaktad r. Fahrenheit kullan lmas ndaki mutlak s cakl k de eri için ise Rankine (R) kullan lmaktad r. Uygulamada farkl çal flma prensiplerine dayal farkl s cakl k sensörleri kullan lmaktad r. Is l çift (thermocouple) tipi sensörlerin çal flma prensibi flöyledir: Farkl iki metalin birer uçlar birlefltirilir. Boflta kalan uçlardaki s cakl k de iflimi ile orant l olarak milivolt düzeyinde bir gerilim elde edilmektedir. Elde edilen gerilimin de eri, kullan lan metallerin s cakl a verdi i tepki ile orant l olmaktad r. Bu tip sensörle-

218 208 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi rin genifl bir çal flma aral bulundu undan endüstride yayg n olarak tercih edilmektedir. Bu tip sensörlerin yap m nda genellikle demir, bak r, mangan, nikel, platin gibi metaller kullan lmaktad r. Termistör s cakl k sensörlerinde, elektriksel direnci s cakl kla de iflen yar iletken malzemeler kullan lmaktad r. Kullan lan bu yar iletken malzemeler, s cakl k ile do ru orant l veya ters orant l direnç ortaya ç karmaktad r. Ortaya ç kan bu direnç farkl l elektronik devreler taraf ndan de erlendirilerek s cakl a dönüfltürülür. Termistör direnci s cakl kla ters orant l ysa NTC (Negative Temporature Coefficient) sensör olarak adland r lmaktad r. Termistör direnci s cakl kla do ru orant - l ysa PTC (Positive Temporature Coefficient) sensör olarak adland r lmaktad r. Bu tip sensörlerin avantajl yönü, küçük s cakl k de iflimlerinde bile büyük direnç ortaya ç karmalar d r. Bu özellikleri nedeniyle küçük s cakl k de iflimlerinin oldu u uygulamalara çok uygundur. NTCler -300 C ile +50 C aras nda kullan lmaktad r. PTCler ise +60 C ile +150 C aras ndaki ortamlarda kullan lmaktad r. Diot sensörlerde malzeme olarak silikon diot kullan l r. Silikon diot üzerinden elektrik ak m geçirildi i zaman gerilim düflümü 0,6 V mertebelerinde olmaktad r. Bu gerilim de eri, s cakl a ba l olarak de iflmektedir. S cak l n art r ld durumlarda diot üzerindeki gerilim düflümü azalmaktad r. Diot sensörler, diotun bu özelli inden yararlanarak ölçüm yaparlar. Bas nç Sensörleri Bas nç sensörleri, ba land klar sistemde ak flkan n bas nc n ölçerler. Genellikle s v ve gaz ak flkanlar için ayr tipte sensör üretilmesine karfl n temel çal flma prensipleri benzerdir. Gaz ak flkanlarda genellikle fark bas nç dikkate al nmaktad r. S - v larda ise hem fark bas nç hem de bas nç de erini dikkate alan sensörler bulunmaktad r. S v larda kullan lan bas nç sensörlerinde paslanmaz çelik gövdeli, gazlarda ise plastik gövdeli imal edilmekte olup, membran olarak s v larda seramik gazlarda silikon kullan lmaktad r. Bu tip sensörlerin ölçüm prensibinde, bas nca maruz kalan membran n bas nca gösterdi i dirence karfl ortaya ç kan ak m ve gerilim de erlendirilmektedir. Bu prensipte çal flan sensörler statik bas nç sensörleri olarak da adland r lmaktad r. Dinamik bas nç ölçen sensörler piezoelektrik etkiyi kullanmaktad r. Dinamik bas nç sensörleri; endüstride pompa bas nc nda, hidrolik ve pnomatik bas nç hatlar nda, içten yanmal motorlarda, rüzgar tünellerinde kullan lmaktad r. Nem Sensörleri Nem sensörleri, genellikle havan n nemini relatif nem oran olarak tespit eder. Havan n nemini tespit eden nem sensörleri için farkl malzemeler kullan lmakta olup, bunlar de iflik higrometrelerde de erlendirilmektedir. Mekanik higrometrelerde, boyu nem ile de iflen organik malzemeler kullan lmaktad r. Bu özellik kullan larak basit ve etkili nem göstergeleri bulunmaktad r. En çok kullan lan organik malzemeler; insan saç, naylon, hayvan derisi, hayvan boynuzu ve ka tt r. nsan saç - n n kullan ld mekanik bir higrometre fiekil 7.2 de verilmifltir.

219 7. Ünite - Bina Yönetim Sistemleri 209 fiekil 7.2 Ba l nem ölçer nsan saç n kullanan mekanik bir higrometre (Karakoç T. H., Gökflin A. H., 2010) Saç Eleman Sensör Tipi Sensör S n f Çal flma Metodu Psikrometre Adyabatik Doymal Psikrometre So uk Ayna Evaporatif so utma Evaporatif so utma Çi noktas Is t lm fl Su buhar Doymufl bas nc Tuz Solisyonu Yafl termometre s cakl k ölçümü Termodinamik yafl termometre s cakl k ölç. Nem formunun optik tan mlanmas Tuz solisyonunda buhar bas nc etkisi Yaklafl k Ölçüm Aral Kullan m 0 ile 82 C Ölçüm, standart 4.4 ile 29.4 C Ölçüm, standart -78 ile 93 C dp -28 ile 71 C dp Ölçüm, kontrol, meteoroloji Ölçüm, kontrol, meteoroloji Yaklafl k Do ruluk ±3 ile ±7 RH ±0.2 ile ±2 RH ±17.5 ile ±15.5 C ±16.1 C Saç Mekanik Boyut de iflimi %5 ile 100 RH Ölçüm, kontrol ±%5 RH Naylon Mekanik Boyut de iflimi %5 ile 100 RH Ölçüm, kontrol ±%5 RH Tablo 7.1 Nem Sensörlerinin Özellikleri (Karakoç T. H., Gökflin A. H., 2010) Sentetik Mekanik Polyester plik Boyut de iflimi %5 ile 100 RH Ölçüm, kontrol ±%7 RH Manda Derisi Mekanik Boyut de iflimi %5 ile 100 RH Ölçüm, kontrol ±%7 RH Selülozik Malzemeler Mekanik Boyut de iflimi %5 ile 100 RH Ölçüm, kontrol ±%5 RH Karbon Mekanik Boyut de iflimi %5 ile 100 RH Ölçüm, kontrol ±%5 RH Dunmore tipi Elektrikli yon De iflimli Reçine Gözenekli Seramik Elektrikli Empedans Empedans veya direnç C % RH C % RH Ölçüm, kontrol ±%1.5 RH Ölçüm, kontrol ±%5 RH Elektrikli Direnç %5 ile100 RH Ölçüm, kontrol ±%5 RH

220 210 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi Tablo 7.1 Devam Gözenekli Seramik Elektrikli Direnç %5 ile100 RH Ölçüm, kontrol ±% 1 ile ±1.5 RH Aluminyum Oksit Elektrikli Direnç %5 ile 100 RH Ölçüm, kontrol ±%3 RH Aluminyum Oksit Elektrikli Direnç C dp Elektrolitic Higrometre Elektrikli Direnç Nem izleme, ölçüm, kontrol ±17 C dp Coulometric K z lötesi Lazer Diyot Elektrikli cell Yüzey Ses Dalgas Elektrikli Piezoelektrik Emilen nem ile elekroliz ppm Ölçüm Elektrikli Optik diodlar ppm Kütleye duyarl Yüzey ses dalgas azaltma Absorbe edilen nem ile kütle de iflimi Nem izleme, ölçüm, kontrol ±0.1 ppm C Ölçüm, kontrol ±1% RH C Nem izleme, ölçüm, kontrol ±16.6 ile ±12.2 C dp Ifl n m Emmeli (Radyasyon Absorb.) Nem emme UV ya da IR ile nem Absorbsiyon C dp Ölçüm, kontrol, meteroloji ±15.5 C dp ±%5 RH Gravimetrik Do rudan kar fl m oran ölç. Örnek gaz n kuru hava ak m ile karfl laflt r lmas ppm kar fl m oran Öncelikli stdandart araflt rma lab. ±%0.13 okuma Renk De iflimi Fiziksel Renk de iflimi %10-80 RH Uyar cihaz ±%10 RH Bu tür higrometrelerde, insan saç n n uzunlu unun havadaki nem oran yla orant l de iflme özelli inden yararlan lmaktad r. Saç telinin çap küçük oldu undan ortamdaki nemi emmekte veya üzerindeki nemi ortama verebilmektedir. Buna ba l olarak da kullan lan saç n boyu de iflmektedir. fiekil 7.2 de görüldü ü gibi uzunlu un de iflmesi mekanik higrometreye nem de iflimi olarak yans maktad r. Saç telinin boyundaki uzaman n saç n ba l oldu u potansiyemetrede direnç de iflimi olarak gösterildi i ve bu yolla nem ölçümü yapan higrometreler de bulunmaktad r. Endüstride pek çok nem sensörü kullan lmaktad r. Kullan lan sensörlerin tipi, s n f, çal flma metodu, ölçüm aral ve do ruluk derecesini içeren nem sensörlerinin özelliklerinin çizelgesi Tablo 7.1 de verilmifltir. SORU D KKAT 2 Dinamik bas nç SIRA nedir? S ZDE Aç klay n z. Hava H z Sensörleri Hava h z ölçümü için genelde iki tip sensör bulunmaktad r. Bunlardan birisi dinamik bas nçl hava h z sensörü, di eri ise s cak film ile h z ölçen sensördür. Dinamik bas nçl SORU hava h z sensöründe h z ölçümü yap lacak yerdeki dinamik bas nç tespit edilerek bu h za dönüfltürülür. Dinamik bas nç, h za dönüfltürülürken flu ifade kullan l r: Hız ( 2 DinamikBasınç)/ 12,. Dinamik bas nçl hava h z sensörle- D KKAT AMAÇLARIMIZ AMAÇLARIMIZ

221 7. Ünite - Bina Yönetim Sistemleri 211 ri, genifl kanallarda h z ölçmek için idealdir. Di er bir hava h z ölçüm yöntemi ise, s cak film yöntemidir. Bu yöntemde ölçüm eleman olarak çok ince film elemanlar kullan lmaktad r. Hava Kalite Sensörleri Hava kirlili inin ölçülmesinde, hava kalite sensörleri kullan l r. Tiyatro, konferans ve sinema salonu gibi insan solunumundan kaynaklanan kirlili in ölçülmesinde karbondioksit sensörü kullan lmaktad r. YANGIN ALGILAMA VE ALARM S STEMLER Yang n bafllang c ndaki ilk saniyeler, gerçekten çok önemlidir. Yang n söndürme iflleminde geç kal n rsa s cakl klar çok yüksek de erlere ç kar, yang n h z artar, bu noktadan sonra yang n söndürmek çok zorlafl r, bazen imkans z hale gelebilir. Bu nedenle yang n bafllang c nda ilk saniyelerde, yang n alg lan rsa çok basit yöntemlerle bile kolayl kla söndürülebilir. Yang n bafllang c ndaki ilk saniyeler bu nedenle çok önemlidir. Son y llarda yang n alg lama ve alarm sisteminin kullan m nda art fllar ortaya ç km flt r. Bu tür sistemler; büyük ifl merkezleri, oteller, al flverifl merkezleri ile özellikle pamuk, poliester, ahflap, ka t gibi malzemelerin üretildi i ve depoland fabrikalarda kullan lmaktad r. Bu tür sistemlerin temel tafl detektörlerdir. Yang n n oluflmas na neden olan madde, kimyasal içeri ine göre duman, s ya da alev fleklinde ortaya ç kar. Alg lama sistemleri, bu üç tipe göre tasarlanmaktad r. Yang n alg lama ve alarm sistemleri, bir binadaki yang n durumunu izleyerek binada yaflayanlar n yang n konusunda bilgilendirilmesini sa laman n yan s ra gerekli önlemleri devreye sokmak amac yla kurulan sistemlerdir. Bu amaçla binada pek çok noktaya s cakl k ve duman alg layan sensörler ile manuel ihbar butonlar yerlefltirilir. Ayr ca iflitsel ve görsel ikaz iflaretleri ile acil anons sistemleri yerlefltirilir. Herhangi bir alarm durumu söz konusu oldu unda; önceden programlanan senaryo do rultusunda sinyallerin çal nmas, uyar lar n gerekli yerlere iletilmesi ve güvenli yang n ç k fllar n n gösterilmesi ifllemleri gerçeklefltirilir. Yang n alarm ve alg lama sistemi çeflitli flekillerde tasarlanabilir. Bu sistem, do rudan bina otomasyon sistemine entegre edilerek bir kontrol odas nda izlenmesi ve denetlenmesi en uygun olan d r. Yang n alg lama sistemleri, genelde dört farkl tipte kurulmaktad r. Bunlar s ras yla; klasik, adresli, ak ll adresli ve duman örneklemelidir. Yang n alg lma ve alarm sistemleri, adressiz, adresli ve ak ll olma durumuna göre farkl dedektör tipleri bulundurmaktad r. Klasik ya da konvansiyonel olarak adland r lan adressiz sistemler, binada yang n ç kt na dair alarm vermesine karfl n bunun yerini bildirmezler. Adresli sistemlerde ise yang n n bafllad nokta kontrol odas ndaki ekranlardan görülebilmektedir. Ak ll sistemlerde ise; yang n durumunda yang n adresi merkezi kontrol odas ndaki ekranda gösterilmekle birlikte, önceden belirlenen senaryo uyar nca gerekli noktalara bilgilendirme mesajlar yollan r ve yang n n söndürülmesi için gerekli önlemler devreye sokulur. Yang n alg lama ve kontrol sistemi binadaki tüm sistemlerle entegre edildi inde ise; yang n tehlikesinin ortaya ç kt durumlarda anonslar yap labilmekte, kilitli yang n kap lar kendili inden aç lmakta, yang nla ilintili katlardaki elektrikli cihazlar devre d fl b rak labilmekte, asansörlerin kendili inden zemin kata kadar inerek içindekileri hapsetmeden tamamen durmas sa lanabilmektedir. Bu ve buna benzer önlemler al narak yang nla ilgili tehlikenin en az zararla atlat lmas sa lanabilmektedir. Bir yang n alarm ve ihbar sisteminin bileflenleri fiekil 7.3 te görülmektedir.

222 212 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi fiekil 7.3 Bir Yang n Alarm ve hbar sisteminin bileflenleri S cakl k Sensörü Ifl n Dedektörü Gaz Dedektörü Yönlendirme Levhas Yang n Kontrol Paneli Kanal Tipi Duman Dedektörü Duman Dedektörü Yang n Butonu Sesli vi Ifl kl Yang n Alarm Cihaz 2 Termistör nedir? Aç klay n z. Yang n Alg lama ve hbar Sistemi Elemanlar Yang n kontrol paneli, sistemdeki tüm dedektörlerin, butonlar n ve sirenlerin ba land yerdir. Yang n kontrol paneli, bir anlamda sistemin kontrol merkezidir. hbar n geldi i SORU bölgeyi gösterir. Yang n kontrol panelinde elektrik kesintilerine kar- SORU fl n akü bulundurulmaktad r. Binan n yap s ve kullan m özelli ine göre seçilen dedektörler, yang n kontrol paneline ba l olarak çal flmaktad rlar. Genellikle kontrol D KKAT D KKAT paneli, yirmi dört saat personelin görevli oldu u kontrol odas nda bulunmaktad r. Dedektörden gelen ihbar sonras nda yang n kontrol panelinden sesli ve fl kl alarm verilir. Geliflmifl sistemlerde, bu alg lama sonras nda otomatik yang n söndürme sistemleri harekete geçirilir. Normal havaland rma sistemi durdurularak pozitif havaland rma ile AMAÇLARIMIZ kirli hava emifl sistemi çal flt r l r. Örnek bir bina için kontrol paneline AMAÇLARIMIZ ba lanan ekipmanlar fiekil 7.4 te gösterilmektedir. Yang n kontrol panelleri genel K T A P olarak, konvansiyonel K T A P ve adresli olmak üzere iki flekilde tasarlanabilmektedir. Yang n ihbar dedektörleri, duman, s cakl k, alev gibi yanma sonu ürünlerini alg layan ve bu bilgiyi elektriksel sinyal olarak kontrol paneline ileten sensördür. TELEV ZYON Yang n alarm TELEV ZYON sistemlerinde genel olarak duman, s ve fl k olmak üzere üç yanma sonu ürünü kontrol edilmektedir. Dedektörler, tiplerine göre bu yanma sonu ürünlerinden birini ya da birkaç n alg layarak kontrol paneline elektriksel olarak sinyal gönderir. Yang n ihbar dedektörleri, genel olarak gördü ü iflleve göre üç tipte s - NTERNET n fland r labilir. NTERNET Bunlar; duman dedektörleri, alev dedektörleri ve s cakl k detektörleridir. Yang ndan korunma amac yla kullan lan dedektörler, kullan m yerine göre do ru bir flekilde seçilmeli ve uygun bir yere yerlefltirilmelidir. Baz kullan m yerlerinde tek bir MAKALE tip dedektör yeterli olmayabilir. Örne in mutfaklarda, s cakl n ya- MAKALE n s ra gaz kaça için de ayr bir dedektör kullan lmal d r.

223 7. Ünite - Bina Yönetim Sistemleri 213 fiekil 7.4 Örnek bir binada Yang n Kontrol Paneline Ba lanan Ekipmanlar Alarm Kontrol Paneli 2. Duman Dedektörü 3. Yang n hbar Butonu 4. Siren 5. Gaz Dedektörü Duman dedektörleri, dumana karfl duyarl olup yanman n ilk evresindeki toksit yanma ürünleriyle duman alg layabilecek flekilde tasarlanm fllard r. Yang n s - ras nda ortaya ç kan en belirgin yanma sonu ürünü duman, is ve kül partikülleridir. Duman dektörleri genellikle ifl yeri, okul, al flverifl merkezi, otel gibi yerlerde kullan lmaktad r. Duman dedektörleri, kullan m amac na göre iyonizasyon dedektörleri, fl n tipi duman dedektörleri, optik duman dedektörleri ve aktif hava emmeli hassas dumandedektörleri olmak üzere çeflitli tiplerde tasarlanmaktad r. yonizasyon dedektörleri; koridor, merdiven ve kimyasal madde depolar gibi yerlerde h zla geliflebilecek yang n riskinin bulundu u ortamlarda kullan lmaktad r. yonizasyon tipi duman dedektörü ve çal flma prensibi fiekil 7.5 te verilmifltir. fiekil 7.5 yonizasyon tipi duman dedektörü ve çal flma prensibi Ifl n tipi duman dedektörü, özellikle yüksek hacimli depo ve yüksek tavanl koridorlarda di er duman dedektörlerinin kullan m n n uygun olmad alanlarda kullan lmaktad r. Optik duman dedektörleri; koridor, merdiven, asansör flaft, kargo yükleme odalar gibi mekanlarda ve yo un dumanla için için yanan maddelerin depoland yerlerde kullan lmaktad r. Özellikle büyük partiküllü siyah duma-

224 214 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi fiekil 7.6 na çabuk cevap verme özelli i bulunmaktad r. Optik duman dedektörünün çal flma prensibi fiekil 7.6 da verilmifltir. Optik duman dedektörünün çal flma prensibi (a) normal durum (b) yang n durumu (MEB, 2012) K z l ötesi (IR) fl nlar FOTOD YOT (Üzerine fl k gelince çal flan diyot) K z l ötesi (IR) fl nlar Duman partikülleri FOTOD YOT (Üzerine fl k gelince çal flan diyot) IR-LED (Ifl k yayan diyot) Fotodiyodu, do rudan üzerine gelecek LED fl ndan koruyan perde IR-LED (Ifl k yayan diyot) Fotodiyodu, do rudan üzerine gelecek LED fl ndan koruyan perde (a) (b) S cakl k dedektörlerinin içinde bir termistör eleman bulunmaktad r. S cakl k dedektörlerinin artan ve sabit s cakl kl olmak üzere iki tipi bulunmaktad r. Sabit s cakl k dedektörleri, ortamdaki s cakl k seviyesinin belli bir noktan n üzerine geçmesi halinde alg lama yapar. Sabit s cakl k dedektörleri, bulundu u ortam n s cakl C a geldi inde alarm vermektedir. Genellikle çay ocaklar, f r nlar, mutfak, kazan dairesi gibi yerlerde kullan lmaktad r. Artan s cakl k dedektörleri ise, s - cakl n belirli bir sürede ve ani olarak yükselmesi durumunu alg lamaktad r. Hem s cakl k art fl n hem de duman, is gibi yanma sonu ürünlerini alg layan dedektörler, kombine dedektörler olarak adland r lmaktad r ve yo un koruma gerektiren yerlerde kullan lmaktad r. Alev dedektörleri; uçak hangarlar, kimyasal tesisler, patlay c imalathaneleri gibi alevin belirli bir süre içerisinde aniden yükselmesi halini alg layan dedektörlerdir. Alev dedektörleri, yang nda ortaya ç kan fl k ve radyasyonu alg lamaktad rlar. Bu dedektörler, normal günefl fl ile lamba fl ndan etkilenmemektedirler. Gaz sensörleri, do algaz, LPG gibi zehirli gazlar n a lanmas nda kullan lan bir dedektördür. Özellikle mutfak, kazan dairesi ve do algaz istasyonu gibi yerlerde kullan lmaktad r. Sesli ve fl kl yang n alarm cihazlar, yang n alg lama ve ihbar sisteminin vazgeçilmez elemanlar aras ndad r. Yang n bafllad na dair alg lama dedektörler taraf ndan yap ld ktan sonra, bu bilgi kontrol paneline ulaflt r l r. Bilginin kontrol panelinde mikroifllemcilerle de erlendirilmesinden sonra önceden belirlenmifl senaryo do rultusunda sesli ve fl kl uyar cihazlar na da bilgi gönderilir. Bu cihazlar, yang n ortaya ç kan binan n acil olarak tahliye edilmesi ve binaya müdahale edilmesi amac yla ilk uyar ifllemini gerçeklefltirir. Binalar n yang ndan korunmas na iliflkin yönetmelikte de sesli ve fl kl alarm cihazlar na iliflkin yönlendirmeler bulunmaktad r. Buna göre yönetmelikte, binan n kullan lan tüm bölümlerinde yaflayanlar yang n veya benzeri bir acil durumdan haberdar etmek için sesli ve fl kl uyar cihazlar yla data iletiflimi yap laca belirtilmektedir. Ayr ca yönetmelikte yang n kontrol merkezindeki ana kontrol panelinde ve di er izleme noktalar ndaki tali kontrol panellerinde sesli ve fl kl göstergelerle veri iletiflimi yap laca yer almaktad r. Sesli alarm cihaz olarak siren kullan lmaktad r. Sesli alarm cihazlar, binan n pek çok yerine yerlefltirilmeli ve 150 cm yükseklikteki ses seviyesi, ortalama ses seviyesinin en az 15 dba üzerinde olmal d r. Yönetmelikte sesli yang n

225 7. Ünite - Bina Yönetim Sistemleri 215 uyar cihazlar n n seslerinin binadaki baflka amaçlarla kullan lan sesli uyar c lardan ay rt edilebilecek özellikte olmas gerekti i belirtilmektedir. Ayr ca bu sistemde otomatik yay nlanan ses mesajlar ve yang n merkezinden mikrofonla yay nlanan canl ses mesajlar yla binada yaflayanlar n tahliyesini sa layacak uyar sistemi kullan lmal d r. Sesli yang n alarm cihaz olarak kullan lan siren fiekil 7.7.a da görülmektedir. Ifl kl alarm cihaz olarak, fl kl sirenler ve fl kl gösterge lambalar kullan lmaktad r. Ifl kl sirenler, uyar sinyalinin yan s ra dikkat çekici bir flekilde flaflörlü olarak fl k yayan cihazlard r. Özellikle iflitme engellilerin bulunabilece i okul, fabrika, ifl merkezi gibi yerlerde fl kl siren kullanarak sesin yan s ra fl kl uyar da yap lmal d r. Son y llardaki uygulamalarda sadece sesli sirenler yerine fl kl sirenler kullan lmaktad r. fiekil 7.7.b de sesli ve fl kl yang n alarm cihaz olarak kullan lan fl kl siren örnekleri görülmektedir. Ifl kl gösterge lambalar, genellikle paralel ihbar lambas diye de isimlendirilmektedir. Otel ve hastane odalar gibi yerlerde, uyar n n baflka bir ortamdan da görülmesi sa lamak amac yla yerlefltirilir. Ifl kl yang n alarm cihaz olarak kullan lan fl kl gösterge lambas fiekil 7.7.c de görülmektedir. fiekil 7.7 Yang n hbar Sistemi Elemanlar (a) Sesli yang n alarm cihaz (b) Sesli ve fl kl yang n alarm cihaz (c) Ifl kl yang n alarm cihaz (d) Yang n ihbar butonu (e) Yang n acil yönlendirme levhalar

226 216 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi fiekil 7.8 Yang n ihbar butonlar, yang n durumunda yang n önceden gören kiflilerin devreye soktu u bir cihazd r. Yang n ihbar butonu fiekil 7.7.d de görülmektedir. fiekil 7.7.d den görüldü ü gibi yang n ihbar butonunda caml çerçeve içerisinde bulunan bir dü me bulunmaktad r. Herhangi bir yang n durumunda, durumu fark den kifli ön cam k rarak mekanik dü meye basar. Bu ikaz, kontrol paneline giderek önceden yaz lm fl senaryo do rultusunda gereken ifllemler yap l r. Binalar n yang ndan korunmas hakk nda yönetmelikte, yang n butonlar n n konulmas na iliflkin olarak Elle yang n uyar s, yang n uyar butonlar ile yap lacakt r. Yang n uyar butonlar yang n kaç fl yollar nda tesis edilecekler ve her kaç fl ç k fl noktas nda bir adet yang n uyar butonu bulunacakt r. Yang n uyar butonlar n n yerleflimi, bir kattaki her hangi bir noktadan o kattaki her hangi bir yang n uyar butonuna yatay eriflim uzakl 50 m yi geçmeyecek flekilde düzenlenecektir. Tüm yang n uyar butonlar görülebilir ve kolayca eriflilebilir olacakt r. Yang n uyar butonlar yerden en az 1.1 m ve en fazla 1.4 m yükseklikte monte edilecektir. ifadesi yer almaktad r. Yang n ihbar butonu, konvansiyonel ihbar butonlar ve adreslenebilir yang n ihbar butonlar olmak üzere iki tiptedir. Adreslenebilir yang n ihbar butonu, cam k r ld nda kontrol panelinde ihbar butonunun yeri ile ilgili de bilgi verilmektedir. Yang n acil yönlendirme levhalar, insanlar n yo un olarak yaflad alanlarda yang n, deprem gibi durumlarda kaç fl yollar n gösteren levhalard r. Binalar n yang ndan korunmas hakk ndaki yönetmelikte de yönlendirme levhalar n n kullan - m na iliflkin afla daki ifade bulunmaktad r: Kaç fl yollar nda, kullan c lar n kaç fl için gerekli ayd nlatman n sa lanm fl olmas flartt r. Acil durum ayd nlatmas ve yönlendirmesi için kullan lan ayd nlatma ünitelerinin normal ayd nlatma mevcutken ayd nlatma yapmayan tipte seçilmesi hâlinde, normal kaç fl yolu ayd nlatmas kesildi inde otomatik olarak devreye girecek flekilde tesis edilmesi gerekir. Yang n acil yönlendirme levhalar fiekil 7.7 de görülmektedir. De iflik Sprinkler Nozul Tipleri ve Sprinkler Uygulamas Otomatik yang n söndürme sistemleri, s cakl k, duman, alev dedektörleri taraf ndan alg lanarak kontrol paneline gönderilen uyar ile, elle müdahale yap lmaks z n harekete geçen sistemlerdir. Son y llarda hastane, al flverifl merkezi, otel ve kamu binalar gibi insanlar n yo un oldu u yerlerde kullan lmaya bafllanm flt r. Otomatik yang n söndürme sistemlerine iliflkin olarak binalar n yang ndan korunmas yönetmeli inde afla daki ifade yer almaktad r: Bir binada bir sprinkler sistemi kuruldu u takdirde sprinkler alarm istasyonlar ve ak fl anahtarlar yang n alarm sistemine ba lanacakt r. Sprinkler sisteminden gelen alarm uyar lar ya ayr bir bölgesel izleme panelinde, ya da yang n kontrol panelinde ayr bölgesel alarm göstergeleri oluflturularak izlenecektir. Hat kesme vanalar n n izleme anahtarlar ve sprinkler sistemine iliflkin di er ar za kontaklar da ayn flekilde yang n alarm sistemi taraf ndan sürekli olarak denetlenecektir. fiekil 7.8 de de iflik sprinkler nozul tipleri ile bir sprinkler uygulamas ; fiekil 7.9 da ise örnek bir sprinkler tesisat flemas verilmifltir.

227 7. Ünite - Bina Yönetim Sistemleri 217 fiekil 7.9 Örnek Bir Sprinkler Tesisat fiemas Otomatik söndürme sistemlerinde sulu ve gazl olmak üzere iki ayr uygulama bulunmaktad r. Sulu sistemde yeralt na yerlefltirilen tanklardaki su borulama vas - tas yla bina içerisine da t larak yang n durumunda su püskürtme ifllemi yap lmaktad r. Sprinkler sisteminde tavana sprink nozullar yerlefltirilmektedir. Nozulun içerisinde içinde kimyasal malzeme bulunan bir kap bulunmaktad r. Nozul girifli, bu cam kap taraf ndan s k ca kapat lm fl durumdad r. Mekan içerisindeki s cakl n artmas durumunda cam kap içerisindeki kimyasal madde genleflerek cam parçalamakta ve nozul giriflini açarak suyun püskürtülmesi sa lanmaktad r. Yang n hbar Dedektörlerinin Seçimi, Yerleflimi ve Uygulamas S ras nda Dikkat Edilmesi Gereken Noktalar Sabit s cakl k dedektörlerinin çal flma aral -20 C ile +90 C aras ndad r. Bu tip dedektörlerde s cakl k ayar çok önemlidir. Belirli bir s cakl a ayarlanan dedektörler, bu s cakl a geldi inde kontrol paneline alarm verirler. Sabit s - cakl k dedektörleri, kazan dairesi, mutfak gibi yüksek s cakl kta çal flan yerlerde kullan l r. Alev dedektöleri; infrared veya ultraviyole fl nlar n alg layarak çal flmaktad rlar. Bu tip dedektörler, yang n do rudan alg lamaktad rlar. Dedektörler seçilirken do rudan günefl fl ndan etkilenmesi önlenmelidir. Bu tip dektörler, özellikle yo un duman ç k fl olmayan kimyasal s v madde yang nlar nda tercih edilmelidir. Yo un duman ç k fl n n oldu u durumlarda bu tip dedektörler etkisiz kalabilir. Duman dedektörleri, s cakl k dedektörlerine göre daha önce alg lama yapma özelli ine sahiptirler. Ancak yanl fl ihbar verme ihtimalleri de vard r. Bu yüzden duman dedektörlerinin, nemli ve tozlu ortamlarda so uk hava depolar nda özellikle egzoz gaz veya buhar ç k fl olan endüstri tesislerinde kullan lmalar uygun de ildir. Dedektörlerin yerlefliminde öncelikle binalar n yang ndan korunmas yönetmelik kurallar na titizlikle uyulmal d r. Bunlar n d fl nda yerlefltirilecek bina-

228 218 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi n n mimari özellikleri, binada kullan lan ya da depolanan maddeler ile bu maddelerin özellikleri göz önüne al nmal d r. Dedektörler yerlefltirilirken verecekleri yanl fl alarm ihtimali ile kontrol paneline yaz lan yang n senaryolar da dikkate al nmal d r. Dedektörlerin yerlefltirilmesinde iyi bir etüt ve projelendirme yap lmas flartt r. Örne in ayn odada iki farkl dedektör tipinin kullan lmas gerekebilir. S cakl k tipi dedektörlerde yerleflim ve uygulamaya iliflkin kural ve standartlara özen gösterilmelidir. Bu tür dedektörler, duvarlardan en az 50 cm uza- a yerlefltirilmelidir. ki dedektör aras mesafenin 7,5 m den fazla olmamas istenmektedir. Dedektörün kullan ld yerde zeminden yükseklik 9 m yi geçmemelidir. Dedektörler, hava ak m n n olmad köfle bölgelere yerlefltirilmemelidir. S cakl k dedektörleri ile ayd nlatma armatürlerinin aras nda armatür yüksekli inin en az iki kat kadar bir uzakl k olmas istenmektedir. Ifl n tipindeki dedektörler, tavan n cm alt na yerlefltirilmelidir. Bu tür dedektörler; insanlar n çok yo un oldu u bölgelerde kullan lacaksa en az 2,7 m yüksekli e yerlefltirilmelidir. Duman tipi dedektörlerin özelliklerinin bilinerek yerlefltirilmesi ve projelendirilmesi, uygulamada sorunlarla karfl lafl lmamas aç s ndan önemlidir. Duman dedektörleri, 7,5 m yar çapl bir alan korumaktad rlar. Bu tür dedektörlerde, iki dedektör aras uzakl k 10,6 m den fazla olmamal ve dedektörlerin duvardan uzak l en fazla 5,3 m olmal d r. Duman dedektörleri, ayd nlatma armatürlerinden, armatrün yüksekli inin en az iki kat uzakl a yerlefltirilmifl olmal d r. Duman dedektörleri, asansör kap lar ndan en fazla 1,5 m mesafede yerlefltirilmelidir. Alev tipi dedektörler, en fazla 10 m mesafeden çal flmaktad rlar. Dedektörün üzerindeki boflluk alg lama alan n n d fl nda kalmaktad r. Dedektörün izleme alan, yang n noktalar na do ru, do rudan bir görsel hat üzerinde olmal d r. Optik duman dedektörlerinin; bürolarda, toplant odas ve ofis ortamlarda, küçük depolarda, okul, hastane ve ifl yeri uygulamalar nda kullan lmas uygundur. Bu tür dedektörlerin; kazan dairesi gibi duman, buhar, toz olan ortamlarda kullan lmas uygun de ildir. S cakl k dedektörlerinin; çay oca, garaj, mutfak, kazan dairesi gibi yerlerde kullan lmas uygundur. Bu tür dedektörlerin; 43 C yi geçen yerlerde kullan lmas uygun de ildir. Optik duman ve s cakl k dedektörlerinin bir arada oldu u multidedektörlerin kasa, arfliv gibi yüksek koruma istenen yerler ile yang n n içten içe ve h zl geliflti i yerlerde kullan lmas uygundur. Bu tür dedektörlerin kazan dairesi gibi duman, buhar, toz olan ortamlarda kullan lmas uygun de ildir. Alev dedektörlerinin; kimyasal fabrikalar, bilgi ifllem merkezleri, cephanelik, kazan daireleri gibi yerlerde kullan lmalar uygundur. Bu tür dedektörlerin haddehaneler ile kaynak çal flmas yap lan yerlerde kullan lmas uygun de ildir. 4 Konvansiyonel SIRA yang n S ZDEalg lama ve ihbar sistemini aç klay n z. SORU SORU D KKAT D KKAT

229 7. Ünite - Bina Yönetim Sistemleri 219 KARTLI GEÇ fi VE KONTROL S STEMLER Kartl geçifl ve kontrol sistemleri, günümüzde özellikle personel takibi ve kontrollü geçifl uygulamalar n n yan s ra, güvenlik aç s ndan da yayg n olarak kullan lmaktad r. Personel say s art kça iflletmeler, personel takibi için kartl sistem kontrolüne geçmifllerdir. Personelin ofise gelifl gidifl saatleri ile mesai saatlerinde iflletmenin hangi bölümlerinde oldu undan yeme e gidifl dönüfl saatlerine kadar pek çok bilgi bu kartlarla takip edilebilmektedir. Geçifl kontrol sistemlerinde, kontrol edilmesi istenilen bölüme sadece izin verilen personelin geçifli sa lanabilir. Bunun d fl nda ziyaretçilerin kimlik tespiti ile ziyaretçilerin bina içinde sadece izin verilen kat ya da ofise girifli bu kartlarla sa lanabilir. Geçifl kontrol sistemleri, bina ve bina içerisindeki bölümlerde ayr ayr izin verilebilecek flekilde tasarlanabilmektedir. Bunun d fl nda kartl geçifl sistemleriyle iflletme otopark na sadece izin verilen personelin girmesi sa lanabilmektedir. Kartl geçifl sistemleri, ifl yerlerinde, fabrikalarda, okullarda, güvenlik ve girifl ç k fl takibinin gerekti i pek çok yerde kullan labilir. Günümüzde en yayg n kullan lan tip, fiziksel yak nl k (proximity), manyetik flerit ya da ak ll kart gibi teknolojiler kullan lmaktad r. Ak ll kartlar, okunan kimlik belgesiyle, okuyucu aras nda fizikel temasa gerek olmadan çal flan kartlard r. Kart okuyucular, içerisinde bir mikro ifllemci bulunan panel ile optik izoleli girifl ünitesine sahiptir. Kart okuyucular, kap önlerine yerlefltirilece i gibi turnike ve bariyer öncesinde de uygulanabilmektedir. Kart okuyucular ile Kartl geçifle iliflkin iki uygulama fiekil 7.10 da verilmifltir. Kart okuyucular, kifliye kadar kart numaras tafl ma özelli ine sahiptir. Kart okuyucular, geçifl hareketlerini kaydedebilmektedirler. Yerlefltirilen bir yaz l mla istenilen geçifl noktalar, istenilen zaman dilimlerinde kontrol edilebilmektedir. Kartl geçifl sistemi ile asansörler de kontrol edilebilmektedir. Personelin ya da ziyaretçilerin belli katlara girifli engellenerek asansör ile o kata geçifl mümmkün olmamaktad r. Otellerde de verilen oda kart ile ancak müflterinin odas n n oldu u kata geçifle izin verilmektedir. Oda kart olmayan kiflilerin asansörü kullanmas na izin verilmemektedir. fiekil 7.10 Veritaban ve Raporlama Yaz l m Proximity Kart Okuyucu Termiral Kart Okuyucu Ile Tunikelerde Kartl Geçifl Uygulama Örne i Kartl sistemin kullan m ile personelin girifl ç k fl zaman kontrol ve kay t alt na al nmaktad r. Personelin mesai saatlerini hesaplamak ve personeli çeflitli bölümlerde yetkilendirmek yada engellemek mümkün olmaktad r. Bu sistem ile iflletme içerisindeki özel bölümlerin güvenlik aç s ndan kontrol edilmesinin yan nda çal flanlar n ifl takibi ve verimini takip etmek de mümkün olmaktad r.

230 220 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi fiekil 7.11 Bekçi Tur Kontrol SORU Sistemine Ait Elemanlar D KKAT Bina yönetim sistemleri içerisinde bina için güvenli geçifl ve kontrol sistemleri de yer almaktad r. Bu kapsamda güvenli geçiflin kay t alt na al nmas ve süreklili i de önemlidir. Bina güvenli geçifl ve kontrol sistemleri içerisinde kartl geçifl sistemlerinin yan s ra bekçi tur kontrol sistemleri, x-ray cihazl kontroller ve biyometrik sistemler de yer almaktad r. Bekçi tur kontrol sistemleri, bafll ca befl elemandan oluflmaktad r. Bunlar; ak ll kalem, haberleflme yuvalar, güvenlik noktas, bekçi anahtarl ve yard mc yaz - l mdan oluflmaktad r. Güvenli i sa layan sorumlu görevlilerin gece ya da gündüz görevlerini yap p yapmad klar n bilgisayar ortam nda denetleyen sistem, bekçi tur kontrol sistemleri olarak an lmaktad r. Bunun d fl nda sistem, güvenlikten sorumlu görevlilerin faaliyetlerini raporlamay da gerçeklefltirmektedir. Sistem, dokun ve kaydet mant üzerine kurulmufltur. Görevli elindeki cihaz, haberleflme yuvas na dokundurdu unda hangi görevlinin hangi tarih, saat ve dakikada hangi noktalar kontrol etti i kay t alt na al nmaktad r. Bu sistemde ak ll kalem, ana elemand r. Ak ll kalem, güvenlik noktalar nda kay tl olan bilgileri kaydeden elektronik bir cihazd r. Bu sistem ayn zamanda kuruma ait araçlar n girifl ve ç k fllar n da denetlemektedir. Arac n hangi saatte iflletmeden ç kt, ne zaman geri döndü ü bilgisayar üzerinde raporlanabilmektedir. Bekçi tur kontrol sistemine ait elemanlar fiekil 7.11 de gösterilmifltir. Kartl geçifl SIRA sistemlerinin S ZDE uygulamalar na; günlük hayattan örnekler veriniz. X-ray cihazlar ; al flverifl merkezlerinde, havaalanlar nda, güvenli in ön planda oldu- SORU u pek çok kurumda emniyeti ve güvenli i tehdit edecek cisim ya da eflyalar n bulunmas nda kullan lmaktad r. D KKAT Biyometrik sistemler, güvenli in ön plana ç kmas yla kulla- n lamaya bafllanan sistemlerden birisidir. Bu sistemler, hem flifrenin unutulmas na karfl hem de flifrenin baflkalar taraf ndan K T A P bilimesine karfl ortaya ç kan bir sistemdir. Asl nda biyometrik sistem, insan tan maktad r. Parmak izi, yüz, TELEV ZYON el, iris, retina, ses tan ma gibi pek çok biyometrik teknik yaflant m za girmeye bafllam flt r. B iyometrik sistemde, güvenilirli in % 100 e yak n oldu u belirtilmektedir. AMAÇLARIMIZ AMAÇLARIMIZ K T A P TELEV ZYON 5 NTERNET MAKALE AYDINLATMA NTERNET OTOMASYONU Ifl k ve ayd nlatma, günlük yaflant m z n en vazgeçilmez ve temel ihtiyaçlar ndan birisidir. Ayd nlatmada gün fl en çok tercih edilen yoldur. Gün fl ayd nlatmas n n psikoloji MAKALE ve moral üzerindeki olumlu etkisinin yan s ra, yapay ayd nlatman n ortaya ç kard maliyetler de önemli bir yer tutmaktad r. Gün fl ayd nlatmas, her ortamda ve sürekli olarak ihtiyaçlar karfl layamaz. Güneflin batt saatlerden itibaren ve binan n pencereden uzak noktalar nda elektrikle ayd nlatmaya ihtiyaç

231 7. Ünite - Bina Yönetim Sistemleri 221 duyulmaktad r. Yeni tasar mlarda mimarlar, gün fl ndan en fazla yararlanacak projeler üzerinde çal flmaktad rlar. Küçük dairelerden büyük ifl merkezlerine, fabrikalara, otellere, hastanelere, üniversitelere do ru gidildikçe ayd nlatma otomasyonunun önemi ortaya ç kmaktad r. Ayd nlatma otomasyonu, tüm ayd nlatma noktalar n n zamana ba l olarak otomatik açma kapama kontrolünün sa lanmas d r. Bunun d fl nda sensörler arac - l yla fl k fliddeti ölçülerek, ayd nl k seviyeleri, konfor ve enerji tasarrufu aç s ndan istenilen de erlerde tutulabilmektedir. Ayd nlatma otomasyonu ile, hem konforlu bir ayd nlatma hem de enerji tasarrufu sa lanabilmektedir. Bu sistemde zaman programlamas ile farkl günlerde, günün farkl saatlerinde, farkl noktalarda, farkl ayd nlatma seviyeleri otomatik olarak yap labilmektedir. Dimmer üniteleri sayesinde farkl tiplerde ayd nlatma otomasyon sistemleri kurulabilmektedir. fl merkezi, fabrika, otel, hastane d fl nda ev otomasyonu kapsam nda ayd nlatma otomasyonu da gerçeklefltirilebilmektedir. Bu kapsamda mutfak, salon, yatak odas gibi farkl yaflama noktalar nda farkl fl k seviyeleri dimmer kontrolü ile yap labilmektedir. Ayd nlatma kontrolü için uygulanan pek çok yöntem bulunmaktad r. Birincisi zaman program na göre yap lan ayd nlatma kontrolüdür. Bu tip kontrolde, farkl gün ve farkl saatler için farkl ayd nlatma otomasyonu söz konusudur. kinci kontrol, anahtar setleri üzerinden fl k fliddetinin kontrolü ile manuel olarak yap lmaktad r. Harekete duyarl sensörler arac l ile ortamda kimse bulunmad nda otomatik olarak ayd nlatman n kapat ld sistem, son y llarda çok yayg n bir flekilde kullan lmakta olup, bu kontrol ile ciddi bir enerji tasarrufu sa lanmaktad r. Di er bir ayd nlatma kontrolü ise internet üzerinden yap lan sistemdir. Merkezi bilgisayar sisteminde oluflturulan bir yaz l mla gerçeklefltirilen ayd nlatma kontrolünde, önceden verilen bir program ile hafta içi-hafta sonu durumuna, farkl saatlere göre bir ayd nlatma program gerçeklefltirilmektedir. Ekran üzerinden binadaki tüm kat ve odalara iliflkin armatürler kontrol edilebilmektedir. Binaya iliflkin tüm ayd nlatma operasyonu tek merkezden yap labilmektedir. Sistem üzerinde her bir odadaki her bir armatürün ne kadar süreyle ne kadar devrede kald takip edilebilmektedir. Tan mlanan ampul ömürlerini de dikkate alan yaz l m, ampul ömürleri yaklaflt nda kullan c ya bunu bildirmektedir. Oluflturulan yaz - l mda elektrik kesintilerinde jeneratör devreye girdi inde gereksiz ani yüklemeleri önleyecek s ral çal flt rma donan m na sahiptir. Özellikle fabrikalarda, ifl merkezlerinde daha proje aflamas nda önlemler al narak ciddi enerji tasarrufu sa lanabilmektedir. Örne in fabrika ayd nlatmas nda olabildi ince gün fl ndan yararlanma esas olmal d r. Fabrika ortam n, duvarlar n yan s ra çat dan da ayd nlat lmas sa lanmal d r. Özel sensörlü enerji tasarruflu ayd nlatma sistemleriyle ve koridor, lavabo gibi yerlerde harekete duyarl lambalarla % 40 a kadar enerji tasarrufu sa lanabilmektedir. Ayd nlatma enerjisinden tasarruf sa lamak amac yla, ayd nlatma kontrol sistemleri kullan lmaktad r. Ayd nlatmada kontrol genellikle üç flekilde yap lmaktad r. Bunlar; kademeli kontrol, sürekli kontrol ile kademeli ve sürekli kontroldür. Kademeli kontrolde, ayd nlatma araçlar ayr ayr anahtarlama ile kontrol edilmektedir. Bu tip kontrolde tesisat n fl k ak s, ad m ad m istenilen seviyeye kadar ayarlan r. Sürekli kontrolde, dimmer kullan lmaktad r. Dimmer ile istenilen ayd nl k düzeyi sa lanabilmektedir. Önceleri kullan lan dirençli tip dimmerlerin yerine, güç kayb - na yol açmayan ve faz kontrol devreleri ile iletim süresini de ifltiren dimmerler kullan lmaktad r.

232 222 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi Ayd nlatma otomasyonunda, kontrol sisteminin yan s ra kontrolü yapacak kumanda sistemlerinin de önemi bulunmaktad r. Bafll ca kumanda sistemleri olarak, hareket alg lay c sensörler ile gün fl dedektörlerinden söz edebiliriz. Hareket sensörlerinin içinde Dual Passive Infrared Dedector (PIR) olarak adland r lan bir sensör bulunmaktad r. Bu sensör vas tas yla, insan hareketinin alg lanmas ve bunun uzant s nda çeflitli kontroller yap lmas mümkündür. nsanlar, hareket ederken ortamda bir s cakl k fark oluflturmakta ve etraf na k z l ötesi fl nlar yaymaktad rlar. Bu fl nlar, PIR sensörü taraf ndan saptanarak de erlendirilir. Bu de erlendirme sonucunda gelen sinyal bir insan n hareketi ise, hareket sensörü ç k fl na ba l lamba yak lmaktad r. Bu sensörlerin zaman ayarl olanlar da vard r. Bu ayar vas tas yla sensörün saptad son alg lamadan itibaren fl n 10 saniye ile 10 dakika aras nda aç k kalmas ayarlanabilmektedir. Lamba aç k iken, ortamda hareket oldu u sürece yan k kalmas sa lanmaktad r. Bu sensörlerde gece-gündüz ayar da yap labilmektedir. Bu tür ayarlamada lamba sadece karanl k ortamda çal flacak flekilde ayarlanmaktad r. Özellikle okul, fabrika, ifl yeri gibi ortamlarda depo, koridor, tuvalet ve lavabolarda kullan m amac yla fl k aç ld nda tekrar odadan ç k l rken kapat lmas unutulmakta, bu da ciddi enerji tüketimine yol açmaktad r. Hareket alg lay c sensörlere ba l olarak çal flan ayd nlatma sistemlerinin bulundu u ortamlarda art k lüzumsuz ise söndür uyar lar na gerek kalmadan kullan lmad durumlarda otomatik olarak sönmektedir. Bunlar n d fl nda özellikle apartmanlar n merdiven boflluklar nda harekete duyarl sensör kullan m enerji tasarrufunun yan s ra karanl k ortamda el yordam yla elektrik dü mesi arama zahmetinden kurtarmaktad r. Hareket alg lay c sensörler, pek çok iç ve d fl mekanda, bina girifllerinde, çocuk odalar nda, kömürlük, kiler, depo, koridor, banyo, bahçe, garaj, tuvalet, otomatik para çekme makinesi, telefon kabini, soyunma kabinleri gibi pek çok yerde kullan lmakta, enerji tasarrufunun yan s ra kolayl k ve konfor sa lamaktad r. Harekete duyarl di er bir sensör teknolojisi, ultrasonik sensör teknolojisidir. Bu tür sensörler, kapsama alan na giren cisimlere yüksek frekansl ses dalgalar yollamaktad r. Daha sonra bu dalgalar sensöre geri dönmektedir. Sensör, bu geri dönüfl süresini hesaplamaktad r. Alanda herhangi bir hareket oldu unda ses dalgalar sensör al c s na farkl bir frekansla geri dönecektir. Bu durum da sensörün hareketi alg lamas n sa lamaktad r. Ultrasonik teknoloji ile çal flan harekete dayal sensörler, sensörün direk görüfl alan nda olmad ya da hareket seviyesinin düflük oldu u durumlarda kullan lmaktad r. Dual teknoloji olarak adland r lan teknolojide ise, PIR ve ultrasonik teknoloji birlikte kullan lmaktad r. Tek bir teknolji ile çözümü zor olan uygulama alanlar nda dual teknoloji kullan lmaktad r. PIR ve ultrasonik teknolojilerin birlikte kullan m, her iki teknolojinin de üstünlüklerinden yararlanma olana sa lamaktad r. Gerek PIR teknolojisi, gerek ultrasonik teknoloji, gerekse dual teknoloji meflguliyete ba l bir kontrol tipidir. Bu tür uygulamalarda ayd nlatmaya ne zaman ihtiyaç duyulaca bilinmemektedir. Ancak herhangi bir hareket olmas durumunda ayd nlatmaya ihtiyaç duyulmaktad r. Kullan m zamanlar düzenli olan ve hacimleri belirli olan ayd nlatma sistemlerinin kontrolünde ise zamana ba l kontrol sistemi kullan lmaktad r. Düzenli olarak çal fl lan ofislerde, zamana ba l kontrol sistemi kullan lmaktad r. Çal flma zamanlar belli olan toplant salonu, ofis gibi mekanlarda bafllang ç saati ve aç k kalma süresi belirlenerek zamana ba l ayd nlatma kontrolü yap lmaktad r. Gün fl na ba l kontrolde ise, gün fl miktar ölçülerek ortamda buna ba l bir ayd nlatma sa lanmaktad r. Do al fl k seviyesi önceden ayarlanm fl seviyeden

233 7. Ünite - Bina Yönetim Sistemleri 223 fazla olmas durumunda ayd nlatma sistemi devre d fl kalmaktad r. Bu ayar iste e ba l olarak de ifltirilebilmekte ya da iptal edilebilmektedir. Bu tür uygulamalarda, zonlama da rahatl kla yap labilmektedir. Örne in; büyük s n f ya da atölyelerde pencere önündeki bölümler gün fl ndan yeterince yararlan yorken, orta bölümlerde k smi bir ayd nl k söz konusu olabilmekte ve uç bölümlerde ise ayd nlatma yetersiz olabilmektedir. Böyle durumlarda üç ayr zonlama yap labilir. Yani; pencere önünde hiç ayd nlatma yap lmaz, orta k s mlarda düflük bir ayd nlatma, uç k - s mlarda ise daha fazla bir ayd nlatma sa lanabilir. Bu uygulamayla atölye ve dershane gibi mekanlarda ciddi enerji tasarrufu sa lanabilmektedir. Karma kontrolde ise, yukar da aç klanan harekete duyarl, zamana ba l ve gün fl na ba l kontroller ikili ya da üçlü olarak kullan labilmektedir. Enerji Tasarrufu Sa layan Baz Kontrol Uygulamalar ç ortamlarda gün fl ve harekete ba l sensör kullan m : Geçici olarak kullan lan toplant salonu, koridor gibi mekanlarda, harekete ba l sensörlerle enerji tasarrufu sa lanabilmektedir. Örnek olarak ofislerin gün fl alan bölümlerinde ya da koridorlar n gün fl alan bölümlerinde bu çözüm kullan labilir. Bu tip uygulamalarda ayd nlatmayla birlikte havaland rman n da kontrol edilmesi söz konusudur. Örne in; tuvalet gibi mekanlarda, mekan meflgul oldu u sürece havaland rma ve ayd nlatma birlikte devreye girer. Mekan meflgul iken do al gün fl katk s arzu edilen seviyenin üzerinde oldu u durumlarda gün fl kapat larak sadece sensör çal flt r l r. ç ortamda zaman ve harekete ba l sensör kullan m : Bu tür kullan m, belli saatlerde sürekli meflgul olan fakat bu saatlerin d fl nda geçici olarak kullan lan yerlerde uygulanmaktad r. Örne in; mesai saatlerinde sürekli kullan lan bir evrak deposu, mesai saatleri d fl nda k s tl sürelerde kullan l yorsa, mesai süresince sürekli fl k aç k kalacak, mesai saati d fl nda harekete ba l olarak fl k aç k kalacak, kullan m yoksa fl k kapal durumda kalacakt r. ç ortamda gün fl zamana ba l ve harekete ba l sensör kullan m : Bu tür uygulama gün fl n n oldu u, kullan m saatlerinin de iflkenlik gösterebildi i ofis, dershane gibi binalarda kullan lmaktad r. Ofis kullan l yorsa gün fl yeterli ise lambalar kapal durumda olacakt r. Ofis kullan l yorsa, gün fl yeterli de ilse lambalar aç k durumda olacakt r. Bu tür uygulamalarda zonlama da yap labilmektedir. D fl ortamlarda gün fl ve zamana ba l sensör kullan m : Bu tür uygulamalar, ticari binalardaki fl kl tabelalar n ayd nlatmas nda kullan labilmektedir. Tabelan n ayd nlatmas, öncelikle havan n kararmas yla bafllamal d r. Aç k kalma süresi, gece belli bir saatten sonra sona ermelidir. fl yerinin bulundu u caddedeki hareketlili- in sona erdi i saatler, fl n sönme saati olarak tespit edilebilmektedir. KAPALI DEVRE TV S STEMLER Kapal devre TV sistemleri (CCTV: Closed Circuit Television Systems), uzunca bir süredir güvenlik alan nda yayg n olarak kullan lmaktad r. Genel olarak bakt m zda bir güvenlik kontrol odas nda güvenlik personeli taraf ndan izlenen ve bir monitöre sinyaller gönderen kabloya ba l kameralardan oluflan bir sistemdir. Son on befl y l içerisinde kameralarda, mikro ifllemcilerde, çoklay c larda ve görüntülü sinyal iletim yöntemlerindeki geliflmelerle birlikte geleneksel sistemlere göre önemli aflamalar kaydedilmifltir. Art k eskiye göre kabloyla ulafl lamayacak kadar uzak alanlar izlemek, kameralara uzaktan kumanda etmek ve çok fazla say daki kameradan tek bir görüntü kay t cihaz na kay t yapmak mümkün hale gelmifltir. Kapal devre TV sistemleri, özellikle kötü niyetlere karfl çok cayd r c bir sistemdir. Bu-

234 224 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi nun d fl nda iflletmelerin personel denetimi ve çal flma performans n n izlenmesi aç s ndan da katk sa lamaktad r. Günümüzde kapal devre TV sistemleri, çok büyük iflletmelerden küçük iflletmelere ve konutlara kadar vazgeçilmez güvenlik donan mlar aras nda yer alm flt r. Kapal Devre TV Sistemlerinin Avantajlar ve Kullan m Alanlar Kapal devre TV sistemleri ile özellikle risk ve tehlikelerin tan nmas, yerinin tespit edilmesinde oluflacak zararlar n minimize edilmesinde, herhangi bir olaya kan t teflkil edecek belgelerin oluflturulmas nda, standart d fl olaylar n tespit edilip belgelenmesinde ve herhangi bir risk ve tehlike durumunu önlemek amac yla gerekli önlemlerin al nmas nda yayg n olarak kullan lmaktad r. Kapal devre TV sistemlerinin kullan c lar aç s ndan pek çok avantaj bulunmaktad r. nsan ve eflyan n korunmas, alarm sistemlerinden gelen alarmlar n de erlendirilmesi, ortaya ç kabilecek zararlar n önlenmesinden do an maddi tasarruf ve s ra d fl olaylara zaman nda müdahale etme bunlar aras nda say labilir. Kapal devre TV sistemlerinin sa lad avantajlar bunlarla s n rl de ildir. Bu sistemlerin avantajlar, bafll ca dört bafll kta s n fland r labilir. Güvenlik ile ilgili kullan m alanlar ve avantajlar, fl güvenli i ile ilgili kullan m alanlar ve avantajlar, Yönetim arac olarak kullan m alanlar ve avantajlar, Bilimsel ve t bbi alanlar ile ilgili kullan m alanlar ve avantajlar. Güvenlik ile lgili Kullan m Alanlar ve Avantajlar Çeflitli binalar ve çevresinin gözlenmesi ve kaydedilmesi: Çeflitli bina ve çevresinin izlenmesi ile h rs zl k ve fliddet olaylar na yönelik gözetim ve kay t ifllemleri yap l r. Uygulama alanlar olarak çok say da bina ve çevresi buna örnek olarak gösterilebilir. Depolar, garaj girifl ve ç k fl kap lar, al flverifl merkezleri, flirket ve fabrika binalar, hastane binalar, otogar, metro ve tren istasyonlar, futbol stadyumlar, akaryak t istasyonlar, havalimanlar. Veznelerde h rs zl klar n önlenmesi, veznelerdeki para al flverifllerinin kay t alt na al nmas : Bankalarda, ma azalarda, çeflitli sat fl noktalar nda gerçekleflen h rs zl klar n önlenmesinde cayd r c ve kimlik tespiti olarak yayg n olarak kullan lmaktad r. Veznelerdeki para al flveriflleri s ras nda ortaya ç kan tart flmalar n belgelenmesi ya da veznedeki para al flverifllerinin kay t alt na al nmas nda kullan lmaktad r. Ma azalarda, lokantalarda, kafeteryalarda h rs zl k olaylar n n gözlemlenmesi ve kaydedilmesi: Özellikle ma azalarda, ma aza çal flanlar n n ve müflterilerin reyon aralar nda çeflitli ürünleri çalma olaylar na s k rastlanmaktad r. Bu tür olaylara karfl cayd r c etki olmas ve yap ld durumda belgelenmesinde kimlik tespiti amac yla kullan lmaktad r. Bunun d fl nda lokantalarda, kafeteryalarda oturan müflterilerin çantalar na karfl h rs zl k olaylar kaydedilerek kimlik tespiti amac yla belgelenmektedir. Çok s k kullan lmayan hassas alanlar n gözlemlenmesinde: Özelikle bankalar n gizli kasa bölümleri, müze ve sergilerin özel bölümlerinde çok k ymetli parçalar bulunmaktad r. Bu bölümlerdeki h rs zl k olaylar na karfl kullan lmaktad r. Hukuki olarak izin alarak gizli kay t uygulamalar : Özellikle rüflvet olaylar - na yönelik flikayetlerde mahkemelerden izin al narak mekana yerlefltirilen gizli kamera sistemleriyle suç ve suçlular n tespitinde kullan lmaktad r.

235 7. Ünite - Bina Yönetim Sistemleri 225 Girifl ç k fllar n izlenmesi ve kontrolünde: Al flverifl merkezlerine, kritik binalara giren ve ç kan kiflilerin izlenmesinde kullan lmaktad r. Kaza, h rs zl k, cinayet gibi olaylarda bu kay tlar izlenerek olay n çözümü ve suçlular n tespitinde kullan lmaktad r. Toplu tafl m araçlar ndaki izlemeler: Otobüs, metro gibi toplu tafl ma araçlar n n girifl kap s na, iç alana ve arka k s mlara yerlefltirilen kameralarla kontrol ve kay t yap lmas nda kullan l r. Kaza, h rs zl k, cinayet gibi olaylarda bu kay tlar izlenerek olay n çözümü ve suçlular n tespitinde kullan lmaktad r. fl Güvenli i ile lgili Kullan m Alanlar ve Avantajlar Fabrikalarda, atölyelerde muhtemel kaza alanlar n n izlenmesinde: Fabrika ve atölyelerde çal flan ifl makinelerinde ortaya ç kabilecek kazalar n izlenmesinde kullan lmaktad r. Kazan n nas l geliflti i, operatör hatas ndan m, ifl verenden kaynaklanan nedenlerle mi ortaya ç kt n n tespitinde kullan lmaktad r. Benzer kazalar n olmamas için tedbir al nmas n sa lamaktad r. Tehlikeli maddelerin bulundu u ifl yerlerinin izlenmesinde: Tehlikeli maddelerden kaynaklanabilecek kazalarda ifl sahas n görmek, izlemek ve oluflabilecek kazalara karfl önlem almak amac yla kullan lmaktad r. E itim kurumlar nda ö rencilerin ve e itim kadrosunun güvenli inin sa lanmas nda: Okullardaki salon, koridor gibi ortak kullan m alanlar nda ö rencilere karfl olabilecek kaza ve riskleri gözlemek ve ortadan kald rmak amac yla kullan lmaktad r. fl yerlerinde, okullarda, genel alanlarda, ortaya ç kacak risklerde güvenlik ve sa l k birimlerini haberdar etmede: Ortaya ç kan kaza, h rs zl k, gasp gibi olaylarda polise, itfayeye ya da acil sa l k personeline zaman nda haber vermek, can kayb n n önlenmesinde ve kazalardan ortaya ç kacak hasarlar n önlenmesinde kullan lmaktad r. Yönetim Arac Olarak Kullan m Alanlar ve Avantajlar Depolar n izlenmesi, sat fl ve üretim hatt n n izlenmesinde: Depolardaki stoklar n kontrol edilmesi, sat fl alan ile üretim hatt n n izlenerek varsa hata ve eksikliklerin giderilmesinde kullan lmaktad r. Personel, müflteri ve ziyaretçilerin korunmas : fl yerlerinde, personel, müflteri ve ziyaretçilerin izlenerek koruma amac yla yönetimin alaca önlemler ve gelifltirece i politikalar n tespitinde kullan lmaktad r. Personelin e itiminde: fl yerlerinde çeflitli nedenlerle meydana gelen hatalar sonucu maddi kay plar ortaya ç kmaktad r. Kamera kay tlar personele izletilerek, kurum içi e itimlerde personelin gelifliminin sa lanmas amac yla kullan lmaktad r. Emniyet personelinin bilgi ve deneyimini art rmada: Çeflitli olaylara yönelik olarak önceden yap lm fl kay tlar, emniyet personeline izletilerek, suçlular n yakalanmas nda, delil toplamada, personelin bilinçlendirilmesinde kullan lmaktad r. Bilimsel ve T bbi Alanlar ile lgili Kullan m Alanlar ve Avantajlar Hastanelerde hasta gözlemlemede: Hastanelerde, hastan n davran fllar gözlenerek tedavi sürecinde katk sa lamak amac yla kullan lmaktad r. Ayr ca hastan n sa l k durumunun izlenmesinde de kullan lmaktad r. Psikolojik rahats zl klar olan hastalar n izlenmesinde: Hastan n yan nda doktor ya da görevli varken davran fllar ile yaln z kald nda ya da di er

236 226 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi hastalarla birlikteyken davran fllar izlenerek tedavi sürecine katk sa lamak amac yla kullan labilmektedir. Genel olarak bak ld nda kapal devre TV sistemleri, güvenlik, personel denetimi, müflteri denetimi, suç ve suçluyu tespit etme ve görüntü naklinde kullan lmaktad r. Güvenlik aç s ndan bak ld nda kapal devre TV sistemleri, oldukça önemli yararlar sa lam fl, pek çok olay n çözümünü ortaya ç karm fl ve cayd r c etki b rakm flt r. Özellikle son y llarda terör olaylar nda meydana gelen art fl, kentlerdeki nüfus patlamas, suç oranlar nda art fl ortaya ç karm flt r. Bu da güvenlik sistemlerine yönelik kapal devre TV sistemi ihtiyac n art rm flt r. Personel denetimi aç s ndan bak ld nda, iflletmenin daha verimli ve karl çal flmas nda oldukça olumlu sonuçlar vermifltir. Bu sayede iflletme yöneticisinin zaman kay plar n n azalt lmas n da sa lam flt r. Kapal devre TV sistemleri vas tas yla, personelin girifl ç k fllar n n kontrolünün yan s ra, personelin müflteriye ve birbirine karfl keyfi ve istenmeyen davran fllar n n azalt lmas nda katk sa lam flt r. Müflteri denetimi aç s ndan bak ld nda iki önemli sonuç ortaya ç kmaktad r. Birincisi müflterilerden kaynaklanan h rs zl n önlenmesi, ikincisi ise müflteri davran fllar ve istekleri konusunda yöneticilerin sa l kl gözlem yapmas na olanak tan m flt r. Bu sayede müflterilerin hangi raflarda daha çok oyaland, hangi raflarla hiç ilgilenmedi i ortaya ç karak müflteri davran fllar gözlenmifltir. Suç ve suçluyu tespit etme aç s ndan bak ld nda, son y llarda çok önemli mesafeler al nd aç kt r. Ma azalardan yap lan h rs zl n büyük bir ço unlu u bu sayede ayd nlat lm flt r. Pek çok cinayet ve gasp, kamera kay tlar n n incelenmesiyle ortaya ç km flt r. Bu kay tlar, polemi e ve tart flmaya yer vermeyecek flekilde suçlunun kimli ini aç kça ortaya ç karabilmektedir. Görüntü nakli aç s ndan bak ld nda ise son y llarda elektronik teknolojisindeki geliflmelerden sonra pek çok alanda yayg n olarak kullan ma girmifltir. Anne baba, evinde bak c ya b rakt çocu unu ifl yerinden izleyebilmekte, kreflteki çocu unun hangi ortamda e itim ald n görebilmektedir. Bunun yan nda bak c lar n kötü davran fllar na karfl cayd r c etki ortaya ç karmaktad r. fl yerinde olmayan bir yönetici farkl flehirde, hatta yurtd fl nda bile ifl yerini ve çal flanlar n izleyebilmektedir. Sistemlerinde Kullan lan Donan mlar Kapal devre TV sisteminin kurulmas nda, pek çok donan m kullan lmaktad r. Bunlar n bafll calar ; kamera ve lensler, görüntü iletim hatlar, monitör ile di er donan mlard r. Di er donan m olarak; seçicileri, video kay t cihazlar n, dörtlü ekran bölücülerini ve multiplexleri sayabiliriz. fiekil 7.12 de kapal devre sisteminde kullan lan bafll ca donan mlar topluca verilmifltir. Kameralar ve Lensler Genel olarak bak ld nda kapal devre TV sisteminde; cisim kamera taraf ndan okunmakta, iletim hatt yla aktar lmakta ve monitör taraf ndan izlenmektedir. Bu anlamda kamera ve lensler, kapal devre TV sistemlerinin en önemli donan mlar ndan birisidir. Kameran n görüntü alabilmesi için fl kland rman n büyük bir önemi vard r. ster do al isterse yapay ya da her ikisi birlikte yeteri düzeyde bir ayd nlatma sa lanmal d r. Kamera, bir lens taraf ndan yakalanan görüntüyü elektronik sinyale dönüfltürmektedir. Bu sinyal, monitöre aktar larak görevli taraf ndan görülmesi sa lan r.

237 7. Ünite - Bina Yönetim Sistemleri 227 fiekil 7.12 Kapal Devre TV Sisteminde Kullan lan Bafll ca Donan mlar Kapal devre TV sistemi kurulumunda kamera ve lens seçimi önemlidir. Kamera ve lens seçiminde görüntü sisteminin amac, kameran n hassasiyeti, kameran n yerlefltirilece i yerdeki fl k miktar, kameran n çal flaca ortam, gerekli olan görüfl alan ve maliyet göz önüne al nmal d r. Genel olarak bak ld nda kameralar afla daki tiplere göre inceleyebiliriz: Siyah-beyaz ve renkli kameralar, Tüplü ve CCD kameralar, Sabit ve hareketli kameralar, Dome kameralar. Siyah-Beyaz (S/B) ve Renkli Kameralar Renkli kameralar n kullan m giderek artmakla birlikte, siyah beyaz kameralar n da kendine özgü avantajlar bulunmaktad r. Siyah beyaz kameralar n en önemli avantaj, fl n az oldu u ortamlarda bile renkli kameralara göre daha iyi sonuçlar verebilmektedir. Renkli kameralar, siyah beyaz kameralara göre daha pahal olmakla birlikte, teknolojideki geliflmelerden sonra fiyat fark giderek azalmaktad r. fiekil 7.13.a da siyah-beyaz kameraya iliflkin bir örnek görülmektedir. Renkli kameralarda, do al olarak daha zengin bir görüntü ortaya ç kmaktad r. Bu da cisimlerin tan nmas n kolaylaflt rmaktad r. Cisimlerin renkleri, insanlar n giysilerinin renk tonlar ndaki farkl l klar tan nmay ve izlemeyi kolaylaflt rmaktad r. Örne in trafikteki araba takibinde renk, ay rt edici bir özellik olabilmektedir. Benzer flekilde bir sat fl

238 228 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi ma azas ndaki h rs zl k olay nda h rs z n giysisindeki renkler, ay rt edicilik özelli i aç s ndan yararl olmaktad r. fiekil 7.13.b de renkli kameralara iliflkin bir örnek yer almaktad r. Tüplü ve CCD Kameralar Son y llara kadar güvenlik kamerlar nda tüp kameralar kullan lmaktayd. Hala kullan mda olmakla birlikte, bu tür kameralar titreflim ve floklar karfl s nda yetersiz kalabilmektedirler. Bafll ca dezavantajlar ; büyük olmalar nedeniyle gizlenememeleri ve zamanla tüplerinin yanmas d r. Yak n geçmiflte CCD kameralar n gelifltirilmesiyle, güvenlik kameralar bu tipe dönmüfltür. CCD kameralarda görüntüleyici mercekler taraf ndan yakalanan fl k bir resme dönüfltürülmektedir. Bu tür kameralar, yüksek kontrasta ve daha iyi bir çözünürlü e sahip resimler oluflturmaktad r. CCD kameralar n di er avantajlar ; küçük, hafif, hassas ve dayan kl olmalar d r. Güvenlik kameralar nda iki farkl görüntü sensörü kullan lmaktad r. Bunlardan birincisi CCD (Charge Coupled Device), di eri ise CMOS (Complementery Metal Oxide Semiconducter) dir. CCD alg lay c lar, özellikle kamera endüstrisi için gelifltirilmifl teknolojiyi kullanmaktad rlar. CMOS alg lay c lar ise, bilgisayarlarda kullan lan devreleri üretmek için uygulanan teknoloji ile üretilmektedirler. Günümüzün yüksek kaliteli kameralar nda ço unlukla CCD sensörler tercih edilmektedir. Sabit ve Hareketli Kameralar Kapal devre TV sistemlerinde sabit kameralar kullan ld gibi hareketli kameralarda kullan lmaktad r. Sabit kameralar, do al olarak sabit bir zemin üzerine monte edilmifl vaziyettedir. Bunlar n uzaktan kontrolle yön de ifltirmesi ve hareket ettirilmesi mümkün de ildir. Hareketli kameralar, PSD kameralar olarak da an lmakta olup, motorla hareket ettirilmektedirler. Bu hareketleri; sa a sola, afla yukar fleklinde olabilmektedir. Ayr ca zum özelli i ile uzak ve yak n çekim yapabilmektedirler. Genellikle d flar da kullan ld klar ndan, d fl etkilere karfl muhafaza edilmelidirler. Bu anlamda, so u a, s ca a, toz, kir ya da çevre zararlar ndan korunmas kameran n performans n ve ömrünü etkilemektedir. fiekil 7.13.c ve fiekil 7.13.d de sabit ve hareketli kameralara iliflkin örnekler gösterilmifltir. Dome Kameralar Kapal devre TV sistemlerinde kullan lan sabit kameralar n görüfl aç lar n n yeterli olmamas ve dome kameralar n üstün avantajlar nedeniyle, bu tip kamera kullan - m gittikçe yayg nlaflmaktad r. Dome kameralar n üç önemli üstünlü ü bulunmaktad r. En önemli üstünlüklerinden birisi, estetik görünümdür. Sabit ya da hareketli kameralar, ba lant ve sabitleme mekanizmalar yla birlikte göze hofl görünmemektedirler. Bu nedenle ofis, ifl yeri, al flverifl merkezi gibi ortamlarda dome kameralar n estetik özelli inden yararlan lmaktad r. Ayr ca bu tür kameralar, etraf na avize ya da buzlu cam yerlefltirilerek gizlenebilmektedir. Dome kameralar n di er bir üstünlü ü cayd r c l kt r. Dome kameralar, flekilden de görüldü ü gibi etraf kapal oldu undan kameran n hangi yöne bakt anlafl lamamaktad r. Dolay s yla flüpheli flah slar için daha fazla cayd r c l k özelli i bulunmaktad r. fiekil 7.13.e de de iflik dome kamera tipleri görülmektedir.

239 7. Ünite - Bina Yönetim Sistemleri 229 fiekil 7.13 Farkl Kamera Tipi Örnekleri (a) Siyah-Beyaz (S/B) Kamera (b) Renkli (RGB) Kamera (c) Sabit Kamera (d) Hareketli Kamera (e) Dome Kamera Örnekleri Lensler Lenslerin temel görevi, bir alandan yans yan fl toplayarak kameran n görüntüleyici ünitesinde net ve berrak bir görüntü odaklamakt r. Mercekten geçen fl k miktar, ne kadar fazla olursa genellikle resim kalitesi de o kadar yüksek olmaktad r. Kapal devre TV sisteminde mercek seçiminin önemi büyüktür. Mercek seçimi, oluflacak resmin fleklini, netli ini ve boyutunu do rudan etkilemektedir. Lenslerde, görüfl alan n n da büyük önemi bulunmaktad r. Görüfl alan, belirli bir lens taraf ndan oluflturulan resmin en ve boyu ile kamera görüntüleyicinin boyutu ve odaklanan nesneye olan mesafenin bileflimidir. Görüfl alan n n uygun olmamas durumunda, görüfl alan n n art r lmas ya da azalt lmas için farkl aç l mercekler kullan lmaktad r. Arzu edilen görüfl alan n oluflturmak amac yla gereken görüntüleyici boyutu için mercek ve mesafe bileflimlerini belirleyen tablolar bulunmaktad r. Hem genifl aç hem de yak n çekimler için en iyi lens seçimi de iflken odakl lenslerdir. De iflken odakl lensler, zum özelli i olan lens olarak da an lmaktad r.

240 230 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi S ORU D KKAT Lensleri; iris SIRA kontrollerine S ZDE göre s n fland r n z ve otomatik iris kontrolünü aç klay n z. Görüntü letim Hatlar Görüntü sinyalinin kameradan monitore tafl nmas, çeflitli iletim yöntemleriyle gerçekleflmektedir. Bu tafl ma ifllemi için pek çok iletim yöntemi bulunmaktad r. Kullan lan her teknolojinin SORU avantaj ve dezavantajlar da bulunmaktad r. letim arac seçilirken mesafe, ortam n durmu, tesis yerleflimi ve maliyet faktörleri göz önüne al nmal d r. Bununla birlikte, görüntü çeflitli kay plar nedeniyle zarar görebilir. Burada esas olan görüntüdeki kay plar minimuma indirmektir. Uygulamada karfl la- D KKAT fl lan bafll ca iletim teknikleri olarak kuaksiyel kablo, fiber optik, telefon hatt, mikrodalga, k z l SIRA ötesi S ZDE fl n, radyo frekans say labilir. Kuaksiyel kablo, monitör ile kamera aras nda sürekli olarak fiziki bir ba lant sa layan kablodur. Kablo, yak n ndaki elektrik kablolar ndan ya da elektronik cihazlardan gelebilecek etkileri en aza indirmek amac yla kaplanmaktad r. Kapal devre TV sistemlerinde genellikle k sa mesafelerdeki iletimlerde yayg n olarak kullan lan bir yöntemdir. K T A P Fiber optik yönteminde, elektronik görüntü sinyalleri lazer fl a dönüfltürülür ve daha sonra cam çubu un bir ucuna iletilir. Öteki uçta darbeli bir al c fl tekrar monitörde TELEV ZYON görüntüleyebilecek flekilde elektronik sinyale dönüfltürür. Fiber optik hatlar, sudan ve ayn hattan iletilen yüksek gerilimden ya da di er elektronik cihazlardan etkilenmez. Fiber optik kablolar n di er avantajlar ; genifl sinyal kapasitesine sahip olmalar, k v lc m ç kma ihtimali olmad ndan yang n ç karma tehlikesinin bulunmamas NTERNET ve uzun mesafelerdeki genifl iletimlerde ekonomik olufludur. Telefon hatlar, görüntüyü uzun mesafelere internet ortam nda iletilmek istendi- inde kullan l r. Telefon hatlar ile herhangi bir görüntü, sinyal iletimi olmaks z n 1 km ye kadar MAKALE mesafelerde iletebilir. Kurulan hatlarla verici ve al c birbirine ba lan r. Mikrodalga, siyah beyaz veya renkli görüntülerin aktar lmas nda uygun ortamlarda kullan ld zaman oldukça etkili ve düflük maliyetli olabilmektedir. Mikrodalga, resim ve veri sinyallerini, yüksek radyo frekans sinyallerine dönüfltürmektedir. Bu sinyaller bir noktadan di erine hava bofllu u veya uzay ile iletilir. Daha sonra al c vas tas yla bu sinyaller, yeniden resim ve veri sinyallerine dönüfltürülerek görüntü monitöre aktar l r. Mikrodalga teknolojisi, video iletiminde genifl çapl bir dalga boyu sa lamas na karfl n çevre koflullar ndan etkilenebilmektedir. Bu uygulama, kamera ile monitör aras nda kablo ba lant s kurulamad durumlarda veya pahal oldu u durumlarda tercih edilebilir bir seçenektir. K z l ötesi lazer teknolojisi, çok yayg n kullan lan bir teknoloji de ildir. K z l ötesi lazer, mikrodalga teknolojisine benzemekle birlikte ayn genifllikte bir dalga boyu olana sa lamamaktad r. Mikrodalga teknolojisine benzer flekilde, k z l ötesi lazer teknolojisinin performans da çevre koflullar ndan etkilenmektedir. Radyo frekans, k sa mesafelerde uygulanabilen ve güvenilir bir iletim teknolojisidir. Kablolama ve donan m olanaklar n n uygun olmad durumlarda tercih edilmektedir. Özellikle, büyük binalarda kablo maliyetini düflürmekte etkili olmaktad r. Radyo frekans ile tafl mada da mikrodalga ve k z l ötesi teknolojilerinde de oldu u gibi çevre koflullar ndan etkilenme söz konusudur. AMAÇLARIMIZ AMAÇLARIMIZ K T A P TELEV ZYON NTERNET MAKALE 6 Monitör Monitör, kameran n üzerinde oluflan görüntü, resim sinyallerine çevrildikten sonra pek çok elemandan geçerek ekran üzerinde görülmesini sa layan cihazd r. Ka-

241 7. Ünite - Bina Yönetim Sistemleri 231 pal devre TV sistemlerinin monitörleri, asl nda televizyonlara benzer. Ancak bunlarda tüner kat bulunmaz. Monitörler, ihtiyaca göre renkli ya da siyah beyaz olarak yerlefltirilebilir. Ekran büyüklükleri genellikle 9-25 aras nda de iflebilmektedir. Sistemde bulunan ekipmanlar n say s na ve özelli ine göre monitör seçimi de- iflebilmektedir. Sistemde birden fazla kamera bulunmas durumunda ekran bölmek amac yla dörde bölücü (quad) ya da çoklay c (multiplexer) bulunur. Bu tür uygulamalarda, ekran boyutunun büyütülmesi tercih edilir. Operatör aç s ndan monitörlerin say s ve yerleflimine, tasar m aflamas nda özen gösterilmelidir. Monitör izleme ifllevini pek çok faktör etkilemektedir. Hem ergonomik aç dan hem de konfor aç s ndan monitörlerin yerleflimi önemlidir. Monitör boyutu, monitörün aç - s, monitörün kalitesi ve say s, izleyen kiflinin oturdu u yer önemlidir. Monitörler, s yayd klar ndan dolay bulundurulduklar ortam n yeterli bir flekilde havaland - r lmas n n ve so utulmas n n önemi bulunmaktad r. fiekil 7.14.a da monitör görülmektedir. Seçiciler Monitörlerde bir kameradan di erine geçifl, seçicilerle sa lan r. Küçük uygulamalarda, seçme ifllemi bir manuel devre anahtar ile kameraya ba lant l olan bir dü me vas tas yla sa lan r. Maliyeti, di erlerine göre daha ucuzdur. Seçme iflleminde en yayg n kullan lan uygulama, sequence anahtar d r. Operatör, bu sistemde bir görüntüyü otomatik olarak di er kameraya geçifl yapmadan önce ne kadar süreyle monitörde kalaca na karar verebilir. Böylece, operatör tek bir monitör ile birden fazla kameray izleyebilir. fiekil7.14.b de seçici gösterilmifltir. Kay t Cihaz (Recorder) Kay t cihazlar, kapal devre TV sistemlerinde monitörlerden gelen görüntülerin kaydedilmesini sa lar. Elektronik teknolojisindeki geliflmelerle görüntüler, bilgisayar diskine dijital biçimde de kaydedilmesi mümkün hale gelmifltir. Bilgisayarlarda kullan lan harddisklerin kapasitesi artt kça kaydedilen görüntü say s da artmaktad r. Kay t süresi, seçilen kay t moduna ba l bir flekilde de iflmektedir. Kapal devre TV sistemlerindeki kay t cihazlar, gerçek zamanda kay t yapt klar gibi atlatmal olarak kay t yapt rmak da mümkündür. Zaman atlatmal kay t ile daha az videoband kullanarak daha uzun süre kay t yap labilir. Kay t cihaz na video görüntülerini kaydetmek için kullan lan di er bir yol ise alarm ortaya ç kt nda yap lan kay tt r. Bu yöntemde video kayd bir alarm durumu ortaya ç k ncaya kadar atlatmal olarak devam eder. Alarm durumu ortaya ç kt nda atlatma modundan ç k - larak gerçek zamana geçilir. fiekil 7.14.c de bir kay t cihaz örne i gösterilmifltir. Dörde Bölücü (Quad) Dörde bölücü, ad ndan da anlafl laca gibi ayn ekranda dört kameray seyretmek demektir. Dörtlü ekran bölücünün en önemli özelli i dört ayr kameradan al nan görüntüler, bir araya getirilerek bunlar n hepsi birden ayn anda ve tek bir monitörden gösterilebilmesidir. Bu uygulamada tek kamera seçilerek bunun tam ekranda gösterilmesi de mümkündür. Baz uygulamalarda dörtlü ekran bölme ifllemcisine sekiz kameran n ba lanmas na imkan tan nmaktad r. Bu uygulamada ilk dört kamera birinci sayfada gösterilir, ikinci dört kamera ise ikinci sayfada izlenir. Böylece, operatör sekiz kameray tek bir monitörden s rayla izleyebilir. fiekil 7.14.d de bir dörde bölücü örne i verilmifltir.

242 232 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi fiekil 7.14 Çeflitli Kapal Devre TV Sistemi Ekipmanlar (a) Monitör (b) Seçici (c) Kay t Cihaz (d) Dörde Bölücü (e) Çoklay c (Multiplexer) Çoklay c (Multiplexer) Çoklay c sistemde geleneksel kay t sistemlerinden farkl olarak, bir video çoklay - c s on alt kameraya kadar görüntüyü yakalayabilmekte ve bunlar tek bir monitörde gösterebilmektedir. Operatör ayn zamanda dikkati çeken bir kamera görüntüsünü tam ekran olarak görebilme seçene ine de sahiptir. Çoklay c, operatörlere birden fazla kameray izleyerek yönetme esnekli ini sa lamaktad r. Bu sistemde çoklay c gerekli olan monitör, video kay t cihaz ve videobant say s n azaltarak kapal devre TV sisteminin maliyetinde de azalma sa layabilir. Bu uygulamada video kay t saklama için gerekli bant say s azalt labilmektedir. Yüksek h zl s - ral görüntü kaydetme tekni i ile çoklay c, seçicilerin yol açt aral klara bakmaks z n tüm kameralar n maksimum izlenmesini sa lar. Çoklay c sistem kullan m, kontrol odas ndaki s tma, so utma, havaland rma sistemlerinin enerji tüketimlerinde azalma sa lar. fiekil 7.14.e de bir multiplexer görülmektedir.

243 7. Ünite - Bina Yönetim Sistemleri 233 AKILLI EV S STEMLER Ak ll evler; enerji, konfor ve güvenli in ön plana ç kmas yla uygulamada daha fazla karfl lafl l r hale gelmifltir. Ak ll evlerde bulan k mant k ad verilen bir teknoloji uygulanmaktad r. Bulan k mant k teknolojisi, insanlar n kulland klar düflünce metodunu bir anlamda bilgisayara aktarmakta, adeta bilgisayarlar n bizim gibi düflünmesini sa layacak çal flma sistemi gelifltirilmektedir. Ak ll ev sistemlerinde uygulanan di er bir teknoloji X-10 teknolojisidir. X-10 teknolojisi; evdeki cihazlar, fl klar ve di er ekipmanlar ekipmanlar üzerinde var olan 220 V luk elektrik enerjisi tesisat üzerinden her cihaz için ayr bir frekanstan sinyal göndererek kumanda edilmesini sa layan bir iletiflim dilidir. X-10 teknolojisi; kablolama gerektirmemektedir. Asl nda ev otomasyon sistemleri, y llard r endüstrinin pek çok alan nda kullan lan kontrol sisteminin gündelik hayatta kullan lan sistemlere uyarlanmas d r. Ak ll ev sistemleri; son y llarda bilgisayar ve elektronik alan ndaki geliflmelerden sonra evde oturan insanlar n ihtiyaçlar n karfl layan, hayatlar n kolaylaflt ran, enerji tasarrufu, konfor ve güvenli i ön planda tutan sistemlerdir. Asl nda ev teknolojilerini parça parça pek çok alanda y llard r kullanmaktay z. Müzik setlerinin, garajlar n, otomobillerin uzaktan kumanda ile aç l p kapat lmas n y llard r kullan yoruz. Kahve makinesi, kombi gibi sistemleri zaman ayarl olarak çal flt rabiliyoruz. Bu noktadan sonra, tüm evin tek bir noktadan kontrol edilmesini sa layan ve evdeki tüm cihazlar özel bir yaz l mla kumanda ederek evdeki tüm cihazlar n kontrolünü sa layan sistem olan ev otomasyonuna geçilmifltir. Bir evin ak ll hale gelmesi için sisteme dahil edilecek ürünlerin seçimiyle gerekli donan m n sa lanmas yeterlidir. Ev otomasyonunu gerçeklefltiren paket sistemlerin pek ço unda bir ana kontrol kutusu, bir kontrol paneli, çeflitli sensörler, cihaz denetleyicileri, uzaktan kumandalar ve bir telefon modülü bulunmaktad r. bu donan mlardan kontrol paneli evin girifline yerlefltirilmektedir. Yerlefltirilen kontrol kutusu ile haberleflen sensörler ve cihaz denetçileri ile haberleflmektedir. Bu iletiflim, X-10 teknolojisi ile yap ld ndan hiçbir tadilata gerek olmadan kablosuz bir flekilde elektrik flebekesi ile haberleflecektir. Ev otomasyonu sisteminin çal flma prensibi ve kontrol edebilece i cihazlar fiekil 7.15 te verilmifltir. Garaj Kap s Panjur Perde Televizyon Müzik Seti Klima Is tma/s cak Su Ayd nlatma Çamafl r Makinas Bulafl k Termosifon Makinas Çay/Kahve Makinas Ütü KONTROL ve KUMANDA ÜN TELER Dokunmatik Ekran Uzaktan Kumanda fiekil 7.15 Ev Otomasyonu Sisteminin Çal flma Prensibi ve Kontrol Edebilece i Cihazlar Cam K r lma Elektrik Dü meleri Kap Girifl Panik Yang n Alarm H rs z hbar Kamera Bahçe Sulama Havuz/ Fiskiye Merkezi Ünite Havaland rma/ Pervane Bilgisayar Motor Cep Telefonu Masa Telefonu Elektrikle çal flan tüm cihazlar dokunmatik ekranlardan, LCD Panelden, Kumanda aletiyle veya Cep telefonundan SMS göndererek çal flt rabilir, durumu hakk nda bilgi alabiyir veya belirledi iniz bir senaryoya göre çal flmalar n sa layabilirsiniz.

244 234 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi fiekil 7.15 ten de görüldü ü gibi pek çok cihaz ve sistem, ev otomasyonu ile kontrol edilebilmektedir. Bunlar flöyle s ralanabilir; Evdeki telsiz telefon, evin tamam n kontrol edebilecek bir uzaktan kumandaya dönüfltürülebilmektedir. Bir tek komut ile perdeler indirilebilir, fl klar k s labilir, televizyon aç labilir. Evde bulunmad n z zamanlarda ya da eve yaklaflan birisi oldu unda televizyonun sesini açarak ya da baz odalar n fl n yakarak evin dolu oldu u izlenimi verilebilmektedir. Bahçedeki çimler; siz evde olsan z da olmasan z da topra n nemlilik durumuna göre gerekli oldu u zamanlar sulan r. Yang n olmas durumunda; iç siren vas tas yla ya da daha önceden verilen telefonlar aranarak gerekli uyar lar yap l r. Otomatik olarak gaz vanalar ve havaland rma sistemi kapat l r, itfaiye aran r. Gece saatlerinde, ev sakinlerinin bulundu u yerlerde fl klar otomatik olarak aç l r. Ev sahiplerinin olmad yerlerde ise fl klar kapat l r. Yatma saatinde ise; evdeki tüm fl klar ve cihazlar kapat l r. Is t c, ekonomi moduna geçer. Alarm sistemi devreye girer. Önceden programlama yap larak akflam belirli bir saatte panjurlar otomatik kapan r, eve gelifl saatine göre s t c ya da klima sistemi (yaz ve k fl durumuna göre) devreye girer. Televizyon aç l r. Benzer flekilde sabah belirlenen bir saatte kahve makinesi çal fl r, s tma sistemi gece modundan ç kar, panjurlar aç l r. Ak ll ev teknolojisi; enerji tasarrufunu, konforu ve güvenli i ön planda tutmaktad r. Ev otomasyonunun temeli, endüstriyel otomasyona dayanmaktad r. Endüstrideki otomasyonun önemli nedenlerinden birisi de verimlilik ve enerji tasarrufudur. Ev otomasyonu ile ciddi enerji tasarrufu sa lanabilmektedir. Bu amaçla, gün fl ndan maksimum faydalanma esas al n r, insanlar n bulunmad ortamlarda elektrikler kendili inden kapan r, aç k b rak lan cihazlar otomatik olarak kapan r, evde bulunulmad zamanlarda s tma ya da so utma sistemi düflük modda çal fl r ya da kapat l r, evde bulunuyorken kullan lmayan odalar düflük modda s t l r ya da so utulur. Otomasyon sistemi ile enerji tasarrufu sadece s tma sistemi ve fl klar n kontrolü ile sa lanmaz. Bunun yan s ra; bulafl k makinesi, çamafl r makinesi gibi cihazlar ucuz tarifenin oldu u saatlerde çal flt r larak da enerjiye ödenen bedelden tasarruf sa lan r. fiekil 7.15 te görülen cihazlar kontrol edilerek sa lanabilecek enerji tasarrufu ve kolayl klar flöyle s ralanabilir: Çamafl r makinesi, optimum flartlarda çal flt r l r. Çamafl rlar n türü, miktar, kirlilik seviyesine ba l olarak su miktar ve y kama modu belirlenir. Ayr ca çamafl r makinesinin, elektri in ucuz oldu u saatlerde çal flt r lmas sa lan r. Bulafl k makinesinde, bulafl klar n say s ve kirlili ine göre y kama modu ve su s cakl belirlenir. Ayr ca bulafl k makinesinin, elektri in ucuz oldu u saatlerde çal flt r lmas sa lan r. Termosifon ve dufl sistemindeki su s cakl klar sürekli kontrol edilerek, en az enerji tüketimi sa lan r. Buzdolab, kullan m durumuna göre so utma ve dondurucu bölümündeki dondurma süreleri ayarlan r. Elektrik süpürgesi; toz miktar ve zeminin türüne göre motorun emme modu ayarlan r. Filtrenin de iflim zamanlar belirlenerek, optimum flartlarda enerji tüketmesi sa lan r.

245 7. Ünite - Bina Yönetim Sistemleri 235 Kurutucu, çamafl rlar n türü ve miktar na göre ayarlanarak ayr ayr kurutma modlar ve süreleri belirlenir. Ayr ca kurutucunun, elektri in ucuz oldu u saatlerde çal flt r lmas sa lan r. Mikrodalga f r nlarda enerji sarfiyat ve piflirme modlar ayarlan r. Tost makinesinde, ekmek türüne göre s cakl k ve süresi ayarlanarak ekme- in yak lmadan optimum enerjiyle k zarmas sa lan r. Ak ll ev teknolojisi, kullan c lara konforlu bir yaflam da sa lamaktad r. Konfor sa lanmas ndaki temel düflünce, kifliye gereksiz yere zaman kaybettiren ifllemlerin otomasyon sistemiyle yerine getirilmesi ya da normal flartlarda kullan c taraf ndan gerçeklefltirilemeyecek ifllemlerin yerine getirilmesidir. Örne in tatilde oldu unuz sürelerde bahçenin sulanmas gerekiyorsa bu ifllem gerçeklefltirilir. Sabah siz kalkmadan kahveniz haz rlan r, kalkt n zda kahve içilmeye haz r vaziyettedir. Evin s - cakl sürekli kontrol edilerek s tma ve so utma sistemi otomatik olarak çal flt r - l r. Bu ve benzer kolayl klar, insanlara konforlu bir yaflam ortaya ç kar r. Ev otomasyonunda klima, f r n, nemlendirici kullan m nda sa lanabilecek enerji tasarrufu ve kolayl klar yaz n z. 7 Ak ll ev teknolojisinin sa lad en büyük fayda güvenlik alan ndad r. nsanlar n gelir düzeyi art p daha konforlu ve pahal evlerde yaflad kça, yaflad klar mekana yönelik h rs zl k ve gasp tehlikesi de artmaktad r. Evin çevresine SORUyerlefltirilmifl SORU hareket alg lay c sensörlü kameralar ve pencerelere yerlefltirilen manyetik sensörler, evin tümünü gözetim alt nda tutmaktad r. Tatilde olsan z bile; eve birisi yaklaflt nda önceden yaz lan senaryo gere i televizyon çal fl r vaziyete gelir, fl klar aç - D KKAT D KKAT larak evin dolu oldu u izlenimi verilerek h rs z için cayd r c bir ortam yarat l r. Asl nda ak ll ev sisteminin en büyük faydas cayd r c etki yaratmas d r. Evin etra- f ndaki kamera sistemleri ve evin bu sistemlerle korundu una dair bilgi levhalar, h rs z için cayd r c bir etki yarat r. H rs z; kolayca girip çal flabilece i ev varken, AMAÇLARIMIZ kendisine büyük sorun ç kma ihtimali bulunan ak ll eve girmeyi tercih etmez. Buna ra men h rs z girse bile; alarm devreye girer, telefon ihbar ile ev sakinleri ve AMAÇLARIMIZ polis merkezi uyar l r. Güvenlik denildi inde sadece h rs zl k K akla T Agelmemelidir. P K T A P Yang n ve su bask n senaryolar da yaz ld ndan bu durumlar için gerekli güvenlik önlemleri al nm fl vaziyettedir. Evde yang na neden olan elektrik prizleri, fiflte unutulan cihazlar, s tma sistemleri ev otomasyonu sistemi taraf ndan TELEV ZYON kontrol edilmekte ve buna yönelik riskler en aza indirilmektedir. Herhangi bir yang n bafllan- TELEV ZYON g c nda da do algaz vanalar ve havaland rma sistemi kapat larak yang n n büyümesi önlenir. Bunun yan s ra önceden yaz lm fl senaryo gere i belirlennifl telefonlara ihbarlar yap l r ve alarm devreye girer. Ak ll evlerde kullan lan NTERNET güvenlik sistemleri, afla daki gibi s ralanabilir; NTERNET H rs zl k ve tehditlere karfl : Kap giriflindeki kameralar yard m yla herhangi bir TV ekran ndan kap daki kiflileri görebilme. Hareketli MAKALE sensörler vas tas yla evin çevresinde herhangi bir hareket oldu u durumda güvenlik fl klar - MAKALE n n yak lmas. Kap güvenlik sistemiyle eve girifl izni olmayan kiflileri teflhis ederek alarm n çal flt r lmas. Yang n, su bask n gibi tehlikelere karfl : Duman sensörü ile yang n alg lay p çal flt rma. Evdeki cihazlardan kaynaklanan sorunlar tespit edilmesi halinde elektrik ve suyun kesilmesi.

246 236 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi B NA OTOMASYONU Bina otomasyonu uluslararas literatürde Bina Yönetim Sistemleri (BMS: Building Management Systems) olarak bilinmektedir. Bina içerisinde kullan lan farkl sistemler, birbirine entegre edilerek çal flt r lmaktad r. Günümüzde ifl merkezleri, hastaneler, al flverifl merkezleri bina otomasyonu ile donat larak enerji tasarrufu, güvenlik ve konfor sa lanmaktad r. Ak ll bina sistemlerinde kullan lan otomasyon sistemleri afla daki gibi s ralanabilir: Is tma, so utma ve havaland rma sistemlerinin otomasyonu ve oda kontrol sistemleri, Yang n alg lama ve alarm sistemi, Kapal devre TV sistemi, Kartl geçifl ve güvenlik sistemi, Ayd nlatma otomasyonu sistemi. Bina otomasyonunda kontrol edilen en önemli noktalardan birisi; s tma, so utma ve havaland rma sistemidir. Bu otomasyonda sahadan sensörler vas tas yla al - nan bilgiler, kontrolörler taraf ndan de erlendirilir ve yorumlanarak kontrol edilecek cihazlara gerekli talimatlar verilir. Yap lacak bu ifllemler, bir yaz l mla belirlenmifltir. Ana kumanda merkezindeki ekranlardan tüm s tma, so utma ve havaland rma sistemi izlenerek her noktadaki de erler gözlenebilir. Örne in, oda s cakl n n 21 C de tutulmas isteniyorsa oda s cakl 21 C nin üzerine ç kt nda radyatöre s - cak su girifli k s larak, odaya enerji girifli azalt lmaktad r. S cakl k 21 C nin alt na indi inde ise radyatöre su girifli art r larak enerji girifli sa lamaktad r. Kontrol odas nda sistem bir bütün olarak izlenebildi i gibi; günlük, haftal k ve ayl k raporlamalarda yap labilmektedir. Is tma, so utma ve havaland rma sistemi bir bütün olarak incelenirken; klima santrali, egzoz fan, pompa gruplar, boyler, eflanjör gibi mekanik tesisat gruplar yaz lan senaryo uyar nca otomasyona dahil edilmektedir. Oda kontrol sistemi; s tma, so utma ve havaland rma sistemi ile bütünleflik olarak çal flt r - larak; konforlu bir ortam ile maksimum enerji tasarrufu sa lan r. Örne in ifl merkezinde toplant odalar n n önceden verilen takvim uyar nca istenilen gün ve saatlerde s t lmas veya so utulmas sa lanarak, sistemin optimum enerjiyle çal flmas sa lan r. Benzer flekilde otel odalar da, müflterilerin girifl ve ç k fl gün ve saatlerine ba l olarak s tma veya so utmas gerçeklefltirilir. Pencerelerin ya da balkon kap - lar n aç k oldu u durumlarda s tma ya da so utma sistemi çal flt r lmaz. Bina otomasyonunda yang n alg lama ve alarm sistemi, önemli modüllerden birisidir. Genel olarak yang n alg lama ve alarm sistemleri, yang n durumunu izlemek ve binada yaflayanlar yang ndan haberdar ederek yang n söndürme sistemlerini devreye sokan bir otomasyon sistemidir. Bu ünitenin yang n alg lama ve alarm sistemi bafll nda, bu konu ayr nt l olarak aç klanm flt r. Günümüzde kapal devre TV sistemleri, kartl geçifl ve güvenlik sistemleri ile ayd nlatma otomasyonu sistemi bina otomasyonunun vazgeçilmez parçalar d r. Bu sistemler, ayr nt l olarak bu ünite içerisinde ayr bafll klar halinde aç klanm flt r. Örnek bir bina otomasyonu ile pek.çok cihaz n birbirine entegrasyonu fiekil 7.16 da verilmifltir. fiekil 7.16 incelenirse, bu örnekte alt bafll kta otomasyon ve entegrasyon sa lanm flt r. Yang n otomasyonunda buton, dedektör ve yang n alarm panelinin entegrasyonu flematik olarak görülmektedir. Kapal devre TV sistemlerinde; kameralar n monitörün entegrasyonu sa lanm flt r. Güvenlik bafll alt nda kart okuyucular, geçifl kontrol paneli ve güvenlik paneli birbirine ba lanm flt r. HVAC ve enerji sistemi tek bir kontrol paneli ile entegre edilmifltir. HVAC bafll

247 7. Ünite - Bina Yönetim Sistemleri 237 alt nda facoil, kazan, AHU ve chillerin entegrasyonu sa lanm flt r. Enerji bafll nda ise; flalter, UPS, jeneratör ve enerji analizörü ba lant s gerçeklefltirilmifltir. Ayd nlatma, d fl cephe, panjur, perde ve sensörler ise ayr bir grupta birbirine ba lanm fllard r. Burada ad geçen yang n, kapal devre TV, güvenlik, HVAC, enerji, Ayd nlatma, d fl cephe, panjur, perde ve sensörler olarak gruplanan bu sistemler de birbirleriyle entegre olarak çal flmaktad rlar. Bu entegrasyonla, binan n enerji tasarrufu, güvenlik ve konfor aç s ndan en iyi flekilde yönetilmesi sa lanmaktad r. BRIDGE YANGIN ALARM PANEL GEÇ fi KONTROL IP PANEL KAMERA GÜVENL K NVR/DVR PANEL Gateway KNX ENERJ ANAL ZÖRÜ IP ROUTER SENSÖRLER fiekil 7.16 Bina Otomasyon Sisteminin ve Alt sistemlerin Entegrasyonu CHILLER ON/OFF-DIM TEKRARLAMA PANEL DEDEKTÖR BUTON YANGIN ANALOG KAMERALAR CCTV KART OKUYUCULAR GÜVENL K AHU KAZAN FANCOL LONWORKS BACNET HVAC GENERATÖR UPS fialter MODBUS ENERJ TOUCH PANEL KLAS K ANAHTAR E B ANAHTAR DIfi CEPHE PANJUR PERDE TOUCH PANEL KNX/E B AYDINLATMA, DIfi CEPHE PANJUR, PERDE VE SENSÖRLER

248 238 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi Özet Önceleri binalar n iflletmesi insanlar taraf ndan yap labilirken, binalar büyüdükçe, kullan lan cihazlar artt kça otomasyon sistemleri gelifltikçe binalar Bina Yönetim Sistemi ad verilen sistemler taraf ndan yönetilmeye bafllam flt r. Binalarda s tma, so utma, havaland rma, iklimlendirme, ayd nlatma, güvenlik, yang ndan korunma gibi sistemlerin geliflmesi bunlar n yönetimini karmafl k hale getirmifltir. Sürdürülebilir, güvenli, ekonomik ve iflletme için bilgisayar deste ine dayanan bina yönetim sistemleri devreye girmifltir. Bina otomasyon sistemlerinde denetlenen sisteme iliflkin verimlilik analizleri, raporlamalar, alarm durumlar aktif olarak uzaktan kontrol edilebilmekte ve bir iki personelin yönetebilece i bilgisayar ekranlar nda gözlenebilmektedir. Yap lan analizler ç kt olarak al nabilmektedir. Bina otomasyon sistemlerinde kontrolü sa layan donan mlar yaz l mla yönetilmektedir. Sistemde daha sonra olabilecek de ifliklikler yaz l ma yap labilecek eklemelere dahil edilebilmektedir. Bina otomasyon sistemleri iflletmenin verimli olarak çal flt r lmas n sa lar. Bunun yan nda enerji tasarrufu, güvenlik ve çal flan say s nda azalma sa lar. Bina yönetim sistemlerinin en önemli avantaj, sistemin mevcut durumunu izlemek ve yaz l mda belirtilen kontrol noktalar na dayanarak kontrol etmektir. Sistemin bütün çal flma periyotlar s ras nda olabilecek her türlü bilgi bu sistem arac l ile izlenip, kontrol edilebilmektedir. Örne in, vantilatör, pompa, aspiratör, kazan, hidrofor gibi elemanlar n n çal fl yor ya da çal flm yor bilgisi izlenebilmektedir. Benzer flekilde vana ve damper motorlar n n aç kl k oranlar yüzde olarak izlenebilmektedir (% 10 aç k, % 30 kapal gibi). Bunlar n d fl nda çeflitli cihazlar n ar za ve alarm durumlar da izlenebilmektedir. Bu bilgiler, çeflitli aral klarla veya istenilen zamanlarda bilgisayar haf zas nda kaydedilebilmektedir. Eskiye dayal çeflitli tarihlerdeki, çeflitli bilgiler görülebilecek ve yaz c dan ç kt olarak al nabilecektir. Bina yönetim sistemlerinin uygulanmas, ciddi boyutta enerji tasarrufu sa layabilmektedir. Yang n alg lama ve alarm sistemleri, bir binadaki yang n durumunu izleyerek binada yaflayanlar n yang n konusunda bilgilendirilmesini sa laman n yan s ra gerekli önlemleri devreye sokmak amac yla kurulan sistemlerdir. Bu amaçla binada pek çok noktaya s cakl k ve duman alg layan sensörler ile manuel ihbar butonlar yerlefltirilir. Ayr ca iflitsel ve görsel ikaz iflaretleri ile acil anons sistemleri yerlefltirilir. Herhangi bir alarm durumu söz konusu oldu unda; önceden programlanan senaryo do rultusunda sinyallerin çal nmas, uyar lar n gerekli yerlere iletilmesi ve güvenli yang n ç k fllar n n gösterilmesi ifllemleri gerçeklefltirilir. Yang n alarm ve alg lama sistemi çeflitli flekillerde tasarlanabilir. Bu sistem, do rudan bina otomasyon sistemine entegre edilerek bir kontrol odas nda izlenmesi ve denetlenmesi en uygun olan d r. Kartl geçifl ve kontrol sistemleri, günümüzde özellikle personel takibi ve kontrollü geçifl uygulamalar n n yan s ra, güvenlik aç s ndan da yayg n olarak kullan lmaktad r. Personel say s art kça iflletmeler, personel takibi için kartl sistem kontrolüne geçmifllerdir. Ifl k ve ayd nlatma, günlük yaflant m z n en vazgeçilmez ve temel ihtiyaçlar ndan birisidir. Ayd nlatmada gün fl - en çok tercih edilen yoldur. Küçük dairelerden büyük ifl merkezlerine, fabrikalara, otellere, hastanelere, üniversitelere do ru gidildikçe ayd nlatma otomasyonunun önemi ortaya ç kmaktad r. Ayd nlatma otomasyonu, tüm ayd nlatma noktalar n n zamana ba l olarak otomatik olarak açma kapama kontrolünün sa lanmas d r. Kapal devre TV sistemleri, uzunca bir süredir güvenlik alan nda yayg n olarak kullan lmaktad r. Genel olarak bakt m zda bir güvenlik kontrol odas nda güvenlik personeli taraf ndan izlenen ve bir monitöre sinyaller gönderen kabloya ba l kameralardan oluflan bir sistemdir. Son on befl y l içerisinde kameralarda, mikro ifllemcilerde, çoklay c larda ve görüntülü sinyal iletim yöntemlerindeki geliflmelerle birlikte geleneksel sistemlere göre önemli aflamalar kaydedilmifltir. Ak ll evler; enerji, konfor ve güvenli in ön plana ç kmas yla uygulamada daha fazla karfl lafl l r hale gelmifltir. Ak ll evlerde bulan k mant k ad verilen bir teknoloji uygulanmaktad r. Ak ll ev sistemlerinde uygulanandi er bir teknoloji X-10 teknolojisidir. Bina otomasyonu ile bina içerisinde kullan lan farkl sistemler, birbirine entegre edilerek çal flt r lmaktad r. Günümüzde ifl merkezleri, hastaneler, al flverifl merkezleri bina otomasyonu ile donat larak enerji tasarrufu, güvenlik ve konfor sa lanmaktad r.

249 7. Ünite - Bina Yönetim Sistemleri 239 Kendimizi S nayal m 1. Saha elemanlar ndan gelen bilgileri alg layan ve bafllang çta tasarlanan yaz l ma göre bu bilgileri yorumlayarak gerekli de erleri alarak kontrolün yap ld ve al - nan bilgilerin merkeze gönderildi i bina yönetim sistemi bilefleni afla dakilerden hangisidir? a. Sensör b. Saha eleman c. Kontrolör d. Mikroifllemci e. Kontrol paneli 2. Nem sensörleri, genellikle havan n hangi özelli ini tespit eder? a. S cakl k b. Statik bas nç c. Dinamik bas nç d. Relatif nem e. Kirlilik oran 3. Afla dakilerden hangisi yang n alg lama ve alarm sisteminin bir bilefleni de ildir? a. Gaz dedektörü b. Yönlendirme levhas c. Sprinkler sistemi d. Duman dedektörü e. Renkli kamera 4. Ifl n tipindeki dedektörler, tavandan ne kadar uzakl kta monte edilmelidir? a cm b cm c cm d cm e cm 5. Afla dakilerden hangisi bekçi tur kontrol sisteminin bir ekipman de ildir? a. Ak ll kalem b. Çoklay c c. Güvenlik noktas d. Bekçi anahtarl e. Haberleflme yuvalar 6. Farkl gün ve farkl saatler için farkl ayd nlatma otomasyonu söz konusu olan kontrol yöntemi afla dakilerden hangisidir? a. Zaman program na göre ayd nlatma kontrolü b. Anahtar setleri üzerinden fl k fliddetinin kontrolü c. Internet üzerinden ayd nlatma kontrolü d. Uydu üzerinden yap lan ayd nlatma kontrolü e. Cep telefonu ile yap lan ayd nlatma kontrolü 7. Afla dakilerden hangisi kapal devre TV sistemlerinin temel kullan m alanlar ndan de ildir? a. Güvenlik ile ilgili kullan m b. fl güvenli i ile ilgili kullan m c. Bireysel haklar ile ilgili kullan m d. Yönetim arac olarak kullan m e. Bilimsel ve t bbi alanlar ile ilgili kullan m 8. Bir alandan yans yan fl toplayarak kameran n görüntüleyici ünitesinde net ve berrak bir görüntü odaklamaya yarayan cihaza ne ad verilir? a. Dome kamera b. Multiplexer c. Seçici d. Monitör e. Lens 9. Afla da ak ll evler ile ilgili olarak afla da verilen ifadelerden hangisi yanl flt r? a. Evdeki telsiz telefon, evin tamam n kontrol edebilecek bir uzaktan kumandaya dönüfltürülebilmektedir. b. Yang n olmas durumunda; iç siren vas tas yla ya da daha önceden verilen telefonlar aranarak gerekli uyar lar yap l r. Otomatik olarak gaz vanalar ve havaland rma sistemi aç l r, itfaiye aran r. c. Evde bulunmad n z zamanlarda ya da eve yaklaflan birisi oldu unda televizyonun sesini açarak ya da baz odalar n fl n yakarak evin dolu oldu u izlenimi verilebilmektedir. d. Yatma saatinde evdeki tüm fl klar ve cihazlar kapat l r. Is t c, ekonomi moduna geçer. e. Önceden programlama yap larak eve gelifl saatine göre s t c ya da klima sistemi devreye girer.

250 240 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi Kendimizi S nayal m Yan t Anahtar 10. Afla dakilerden hangisi ak ll evler s n f na dahil edilip bina otomasyonu uygulama alan olarak gösterilemez? a. Okul b. Hastane c. Ö renci yurdu. d. Mesken (ev) e. Al flverifl merkezi. 1. c Yan t n z yanl fl ise Bina Yönetim Sisteminin Yap s konusunu yeniden gözden geçiriniz. 2. d Yan t n z yanl fl ise Bina Yönetim Sisteminin Yap s konusunu yeniden gözden geçiriniz. 3. e Yan t n z yanl fl ise Yang n Alg lama ve Alarm Sistemleri konusunu yeniden gözden geçiriniz. 4. a Yan t n z yanl fl ise Yang n Alg lama ve Alarm Sistemleri konusunu yeniden gözden geçiriniz. 5. b Yan t n z yanl fl ise Kartl Geçifl ve Kontrol Sistemleri konusunu yeniden gözden geçiriniz. 6. a Yan t n z yanl fl ise Ayd nlatma Otomasyonu konusunu yeniden gözden geçiriniz. 7. c Yan t n z yanl fl ise Kapal Devre TV Sistemleri konusunu yeniden gözden geçiriniz. 8. e Yan t n z yanl fl ise Kapal Devre TV Sistemleri konusunu yeniden gözden geçiriniz. 9. b Yan t n z yanl fl ise Ak ll Ev Sistemleri konusunu yeniden gözden geçiriniz. 10. d Yan t n z yanl fl ise Bina Otomasyonu konusunu yeniden gözden geçiriniz. S ra Sizde Yan t Anahtar S ra Sizde 1 Ana ifllem biriminin (CPU) fonksiyonlar n tek bir yar iletken tümdevrede (IC) birlefltiren programlanabilir bir say sal elektronik bileflendir. Mikroifllemci, ana ifllem birimindeki kelime boyutunun (word size) 32 bitten 4 bite düflürülmesiyle do mufltur. Böylece, ana ifllem biriminin mant ksal devrelerinin transistörleri tek bir parçaya s d r labilmifltir. Bir veya daha çok mikroifllemci, tipik olarak bir bilgisayar sisteminde, gömülü sistemde ya da bir mobil cihazda ana ifllem birimi olarak görev yapmaktad r. S ra Sizde 2 Ak flkan n, yani havan n, h z ndan dolay sahip oldu u bas nçt r. Baflka bir deyiflle ak flkan n sahip oldu u h za ba l olarak oluflan bas nca dinamik bas nç denir. S ra Sizde 3 Termistör, bir direnç çefliti olup çevre s s na göre direnç de eri de iflen devre elemanlar d r. Termistörler s cakl k sabitine göre; pozitif s cakl k sabitine sahip dirençler (PTC) ve negatif s cakl k sabitine sahip dirençler (NTC) olmak üzere ikiye ayr l rlar. Pozitif s cakl k

251 7. Ünite - Bina Yönetim Sistemleri 241 Yararlan lan Kaynaklar sabitine sahip dirençler s nd nda, direnç de eri büyür. Metaller, özellikle de baryum titamat ve fungsten bu özelli e sahiptir. Çok de iflik kullan m alanlar vard r. NTC dirençler, s nd nda ise, direnç de erleri düfler. Germanyum, Silikon, ve metal oksitler gibi maddelerden üretilir. S ra Sizde 4 Bölgesel sistem olarak da adland ran bu sistemde belirlenen bölgeye ba lanacak çok say da dedektör tek bir çift kablo üzerinden alarm paneline ba lan r. Yang n olay n bölgesel olarak tan mlar ve ihbar eder. O bölgeye ait hangi dedektör yang n alg larsa alg las n o bölgeye ait uyar fl yanar. Bu sistem, kadar küçük dedektörün bir bölge oluflturabilece i binalar için uygundur. Bu sistemde her bölgeye ayr bir çift kablo çekilmelidir. S ra Sizde 5 Günlük hayatta, kartl geçifl sistemlerini pek çok yerde görmek mümkündür. Bunlar n bafll calar ; toplu ulafl m araçlar ndaki bilet ve turnike sistemleri, stadyumlar n girifllerinde bulunan kombine biletli izleyici girifli. Bunlar n d fl nda, art k günümüzde banka kartlar da proximity tip olmaya bafllam flt r. Bunlar n d fl nda da bu uygulamalara pek çok örneklemeler yap labilir. Çimen L. (2004), Bina Otomasyon Sistemleri, TTMD Dergisi Say : 33. E rikavuk M. (2004), Otomatik Kontrol Ve Bina Otomasyon Sistemleri Uygulamalar Ve Bu Alandaki Son Geliflmeler, TTMD Dergisi Say : 33. Ercan S. (2004), flletmeye Almada Bir Araç: Bina Otomasyon Sistemi, TTMD Dergisi Say : 33. Karaca H. (2004), Otomatik Kontrol Ve Otomasyon Sistemlerinin Vazgeçilmez Elelmanlar : Sensörler, TTMD Dergisi Say : 33. Karakoç T. H., Gökflin A. H. (2010), NT: Nemlendirme Tekni i, Havak Teknik Yay nlar. Kaya E., Ayd nlatma Kontrolüün Enerji Verimlili ine Katk s, EMO Web Sitesi. MEB (2007), Geçifl Kontrol Sistemlerinin Ba lant - lar, Meslekî E itim ve Ö retim Sisteminin Güçlendirilmesi Projesi Yay nlar. MEB (2012), Yang n Alg lama Ve hbar Sistemlerinin Ba lant lar, Meslekî E itim ve Ö retim Sisteminin Güçlendirilmesi Projesi Yay nlar. Sezer M. (2006), Elektrik Enerjisinin Verimli Kullan lmas, E E Eenerji Tasarrufu E itim Yay nlar No: S ra Sizde 6 Lensler iris kontrolüne göre dörde ayr l r: Sabit iris lensler Manuel iris lensler Motorlu irisli zoom lensler Otomatik iris lensler Otomatik iris kontrolü, de iflken fl k seviyelerinde video sinyalini otomatik olarak güçlendiren elektronik devre ile gerçeklefltirilir. S ra Sizde 7 Ev otomasyon sistemi ile klimalarda; istenilmeyen s cakl k oksilasyonunu önlenir, açma-kapamada daha az enerji tüketimi sa lan r. Ak ll bir evde yemek piflme süresini ayarlamak, yemek cinsine göregerekli s cakl sa lamak mümkündür. Böylelikle f r n kullan m nda da ev otomasyonu sayesinde enerji tasarrufu sa lanabilir. Ak ll bir evde ayr ca, sistem taraf ndan iç ortam n nem de eri ölçülerek ayarlan r. Böylece nemlendiricinin de gerekmedikçe çal flmas önlenir ve enerji tasarrufu sa lan r.

252 8ISITMA HAVALANDIRMA VE KL MA S STEMLER NDE ENERJ EKONOM S Amaçlar m z Bu üniteyi tamamlad ktan sonra; So utman n temel kavramlar n tan mlayabilmek, So utma sistemlerini ve temel çal flma prensiplerini aç klayabilmek, Bir so utma çevriminde çevrimin verimlili ini hesaplayabilmek, Buhar s k flt rmal bir so utma çevriminin genel özelliklerini aç klayabilmek, Kompresörleri ve kompresör çeflitlerinin yap sal özelliklerini tan mlayabilmek, Yo uflturucular n (Kondenser) ve buharlaflt r c lar n (Evaporatörleri) özelliklerini belirleyebilmek, Bir so utma sisteminde ihtiyaç duyulan kontrol elemanlar n s ralayabilmek, Bir so utma çevriminde enerji tasarrufu noktalar n s ralayabilmek, So utma sistemlerinde enerji ekonomisinin önemini aç klayabilmek için gerekli bilgi ve becerilere sahip olabilirsiniz. Anahtar Kavramlar So utma Enerji Verimlili i CO 2 Emisyonlar So utma Çevrimi Kompresörler Enerji Maliyetleri çindekiler Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi So utma Sistemleri G R fi TEMEL KAVRAMLAR SO UTMA YÖNTEMLER BUHAR SIKIfiTIRMALI SO UTMA ÇEVR MLER SO UTMA S STEMLER UYGULAMA ALANLARI VE SO UTUCU AKIfiKANLAR SO UTMA ÇEVR M ELEMANLARI SO UTMA S STEMLER NDE ENERJ EKONOM S

253 So utma Sistemleri G R fi Ça dafl yaflamda artan konfor ve hijyen gereksinimlerinin getirdi i k s t ve koflullar n karfl lanmas nda giderek artan iklimlendirme ve so utma uygulamalar için geliflen süreç, sistemlerin ihtiyac olan enerji talebini de sürekli artt rmaktad r. Enerji talebindeki bu talep art fl do rudan veya dolayl olarak sera gazlar sal n mlar n da olumsuz yönde etkilemektedir. Nitekim 2010 verilerine göre iklimlendirme ve so utma uygulamalar n n enerji talebi, dünya enerji tüketiminin yaklafl k %9 una ulaflm flt r. So utma sistemleri uygulamalar n n oldukça genifl bir boyut, kapasite ve s cakl k yelpazesine sahip oldu u görülmektedir. Örne in, geleneksel ev tipi so utucularda güç tüketim aral kw aral nda de iflirken, so utucu ak flkan miktar n n gr aral nda oldu u görülmektedir. Oysa endüstriyel uygulamalarda, enerji tüketimlerinin MW, so utucu ak flkan miktar n n ton düzeylerine ç kt görülmektedir. So utucu uygulamalar nda s cakl k aral n n ise -70 C ile 15 C aral nda de iflti i görülmektedir. lk so utma çal flmalar 1755 y llar nda Glasgow Üniversitesinde Dr William CULLEN taraf ndan buz yapma makinas n n imal edilmesi ile endüstriyel bir anlam kazanm flt r y l nda Frans z Ferdinand CARRE taraf ndan ilk absorbsiyonlu so utma uygulamalar gelifltirilmifl, 1888 y l nda mühendis Windhausen Almanyada ilk karbondioksitli so utma sistemini gelifltirmifltir y l nda ABD de J.M.Larsen firmas ilk buzdolab n imal etmifltir y l nda so utma sistemlerinde R-12 gaz ile birlikte clorofluorocarbon (CFC) so utucular kullan lmaya bafllanm fl, 1935 y l nda R-22 gaz ile birlikte hydroclorofluorocarbon (HCFC) kökenli so utucu ak flkanlar gelifltirilmifltir y l ndan itibaren ozon tehdidi olmayan baflta R134a ve R123 gazlar kullan lmaya bafllanm flt r y l ndan itibaren R22 gaz yerine kar fl m gazlar yayg n olarak kullan lmaya bafllanm flt r. Son y llarda iklimlendirme ve so utma uygulamalar nda kullan lan so utucu ak flkanlar n ozon tabakas n n incelmesine sebep oldu u ve küresel s nmaya olan olumsuz etkilerinin oldukça yüksek oldu u tespit edilmifltir. Bu etkinin azalt lmas na yönelik olarak öncelikle, Montreal Protokolü ve Avrupa Konseyi Direktifi (3093/94) ile 1930 larda so utma sistemlerinde yayg n olarak kullan lan amonyak gibi so utucu ak flkanlar n yerine güvenli ak flkanlar olarak kullan lan hydroclorofluorocarbon (HCFC) ve clorofluorocarbons gazlar n n kullan m ve sat fllar s n rland r lm flt r. Bunlar n alternatifi olarak hydrofluorocarbon (HFC) ak flkanlar ve onlar n kar fl mlar olan R134a, R404A, R507, R407C ve R410A gazlar market uygu-

254 244 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi lamalar nda yayg n olarak kullan lmaya bafllanm flt r. Ancak bu gazlar n düflük ozon tabakas n inceltme potansiyellerine (ODP) karfl n, yüksek küresel s nma potansiyellerine (GWP) sahip olmas çevresel etki yönüyle önemli bir problem sürecinin devam etti ini göstermektedir. TEMEL KAVRAMLAR So utma kavram olarak termodinamik süreçlerde s l harekete ba l oluflan bir olgudur. Bu nedenle bu kavram n temel dayana s, s cakl k, baç nç gibi temel termodinamik parametrelerdir. Bu bölümde so utma kavram n etkileyen temel kavramlar anlat lm flt r. Is Is kavram bir enerji formunu tan mlar ve s ya iliflkin temel bilgiler birinci ünite içinde verilmifltir. Bu bölümde so utma uygulamalar yönüyle bir maddenin sahip oldu u gizli s, duyulur s, buharlaflma s s ve erime s s gibi temel s formlar incelenmifltir. Bir maddenin sahip oldu u s cakl faz de iflikli ine yol açmadan ihtiyaç duyulan bir ölçüde de ifltirmek için gerekli olan enerjiye duyulur s denir. Bir maddenin duyulur s oran sahip oldu u enerji de iflim miktar yla tan mlan r. Bu miktar entalpi kavram yla flekillenir. Özellikle ak flkanlarda bir maddenin sabit s cakl k ve bas nç alt nda buhara dönüfltürülmesi için gerekli olan enerjiye gizli s denir. Bu s temelde bir maddenin s cakl n de ifltirmeden faz n de ifltirme için gerekli enerjiyi ifade eder. Örnek olarak havadaki su buhar verilebilir. Su buhar n n sahip oldu u s gizli s d r. So utma uygulamalar na ilflkin hesaplamalarda dikkate al nmas gereken bir kavramd r. fllev olarak suyu buhar halinde tutmak için ihtiyaç duyulan bu s, bir so- utucuda havan n so utulmas yla geri çekildi inde, hava içindeki buhar yo uflmaya bafllar. flte bu havada bulunan buhar n tekrar yo uflmas için çekilen enerjiye de yo uflma gizli s s (kondenzasyon) ad verilir. SORU D KKAT 1 Bir madde için SIRA tan mlanabilir S ZDE s formlar nelerdir? Baflta so utucu ak flkanlar olmak üzere tüm maddeler yap sal özelliklerine ba l olarak, buharlaflabilmeleri için farkl miktarlarda enerjiye ihtiyaç duyarlar. Di er bir ifade ile her maddenin farkl bir buharlaflma gizli s s vard r. Buharlaflma s - s bir maddenin SORU 1 kg n doyma s cakl ndan s v faz ndan buhar faz na geçirmek için ihtiyaç duydu u enerji miktar d r. Buharlaflma s s her madde için tan mlanabilen bir özelliktir. Çizelge 8.1 de 101,3 kpa (1Atm) için baz maddelerin buharlaflma s lar D KKAT verilmifltir. Çizelge 8.1 h Madde o h Madde o Baz Maddelere Ait kj/kg kj/kg Buharlaflma Is lar AMAÇLARIMIZ Alt n 1758 Hidrojen 460 AMAÇLARIMIZ Amonyak 1369 Kurflun 921 K T A P TELEV ZYON Aseton K T A P 523 Metan 511 Civa 301 Nikel 6195 Demir 6363 Su 2256 Eter TELEV ZYON 360 Oksijen 213 NTERNET NTERNET

255 8. Ünite - So utma Sistemleri 245 So utma uygulamalar nda s n n ölçü birimi olarak kilokalori Kcal, kilo joule (kj) veya British Thermal Unit BTU kullan l r. So utma sistemlerinde yayg n kullan lan enerji birimlerinin çevrim de erleri Çizelge 8.2 de verilmifltir. Joule (J) Kalori (cal) BTU KiloWattsaat (kwh) Joule 1 0,2390 9,488x10 4 2,7778x10 7 Kalori 4, ,96340x10 3 1,162x10-6 BTU 1055,66 252, ,24x10-6 Çizelge 8.2 So utma Sistemlerinde Kullan lan Enerji Birimleri Çevrim Çizelgesi kwh 3,6x10 6 8,606x10 5 3,410x S cakl k Maddenin s s kl n tan mlayan s cakl k ba l bir de erdir. nsanlar taraf ndan s - cakl k s ile çok kar flt r lan bir kavramd r. S cakl k termometreyle ölçülür. So utma uygulamalar nda ihtiyaç duyulan s cakl k parametreleri yafl, kuru termometre ve çi noktas s cakl d r. So utma ve iklimlendirme uygulamalar nda havan n göreceli nemi veya derecesi, uygulamalarda psikometri diyagram yla tespit edilir. Bu diyagramda gerekli de erlendirmelerin yap labilmesi için kuru veya yafl termometre de erlerine ihtiyaç duyulur. Mevcut ortam n veya ak flkan s cakl n n ç plak ölçülmesi için kullan lan termometreler kuru termometrelerdir, bu termometrenin ölçtü ü s cakl k (KT) kuru termometre s cakl d r. Doymam fl hava slak fitilin üzerinden geçerken, havan n kuruluk derecesine göre fitilden bir miktar buharlaflma olur. Bunun sonucu olarak suyun s cakl düfler ve havadan suya s geçifline neden olan bir s cakl k fark oluflur. Bir süre sonra, sudan buharlaflma nedeniyle olan s kayb, s cakl k fark ndan dolay havadan suya olan s geçifli eflitlenir ve su bir denge s cakl na eriflir. Bu denge s cakl yafl termometre s cakl d r. Yafl termometre s cakl kuru termometre s cakl - ndan her zaman düflüktür. So utma ortam nda sabit bas nçta so utulan nemli havan n içerdigi su buhar yo unlaflmaya bafllar. Örne in bir çevrim sürecinde doymufl kar fl m halde bulunan gaz buhar kar fl m sabit bas nçta s cakl düfltükçe yo uflmaya bafllar. Bu süreçte yo uflman n bafllang ç noktas olan nokta çi noktas d r. So utma uygulamalar nda hangi s cakl k parametreleri önemlidir? So utma Rejimi So uk ortamda muhafaza edilen günlük g da ürünlerinden depo ürünlerine kadar maddelerin istenilen flartlarda korunmas önemlidir. Bu so utma sürecinde so utulan maddelerin veya ortam n süreklili in sa lanmas nda ortam SORU s cakl, nem durumu ve nem dolafl m gibi parametreler çok önemlidir. Bu parametrelerin kontrol sürecine so utma rejimi denir. D KKAT 2 SORU D KKAT Kimyasal muhafaza Tuzla muhafaza (salamura) Baharatla muhafaza (sucuk-past rma) fiekerle muhafaza (reçel) Fiziksel muhafaza Çizelge 8.3 Muhafaza Kurutmak (kuru yemifller, baz meyveler vs) Yöntemleri Hararette piflirmek (konserve) AMAÇLARIMIZ Maddeyi ya ve parafinle örtmek. AMAÇLARIMIZ K T A P K T A P TELEV ZYON TELEV ZYON

256 246 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi So utma Yükü So utma temelde bir enerji hareketi olarak tan mlan r. So utma ihtiyac istenilen ortam n yap sal özellikleri, maddelerin enerji yükleri veya s kazançlar n etkileri dikkate al narak bir enerji yükü ile tan mlan r. Di er bir ifadeyle istenilen ortam n, so utma rejiminde tutulabilmesi için so uk depodan ç kar lmas veya d flar ya at lmas için bir s miktar na ihtiyaç vard r. Bu s miktar so utma yükü olarak tan mlan r. So utma Devresi So utma rejimini temin eden ve üzerinde esas olarak so utucu, emme borusu, kompresör, basma borusu, kondensör, s v tank, s v borusu ve genleflme valfi vb. makine ve tesisat bulunan kapal bir devredir. So utma Is tma ve so utma ifllevleri enerji ak fl na ba l tan mlanan süreçlerdir. S cakl k fark oldu u sürece s pek çok de iflik flekilde iletilebilir. Özellikle so utma sistemlerinde so utucu ak flkan ad verilen bir ak flkan n hal de iflimlerinden yararlan larak so- utulmak istenen ortamdan s çekme ifllemidir. En basit anlam yla so utma; bir maddenin veya ortam n s cakl n onu çevreleyen hacim veya çevre s cakl n n alt na indirmek ve o istenilen s cakl kta sabit kalmas n sa lamak üzere s n n al nmas ifllemine denir. Gerçekte so utma ifllemi pek çok yöntemle gerçeklefltirilebilir. Ancak en yayg n kullan m ortamdan s çekme ifllevini gerçeklefltirecek bir ak flkan kullan m d r. Bu özellik günümüzde baflta evsel kullan mlarda öne ç kan buzdolaplar olmak üzere pek çok iklimlendirme ve so utma sistemlerinde kullan lmaktad r. Ak flkanlarda Faz Dönüflümleri So utma proseslerinde so utma ifllevi, kullan lan so utucu ak flkanlar n faz dönüflüm özelliklerinden istifade edilerek gerçeklefltirilir. Tüm ak flkanlar bünyelerine ald klar veya çevreye yayd klar s ya ba l olarak hal de ifltiriler. Temelde bir madde kat, s v ve gaz fazlar olmak üzere üç temel hale sahiptir. Her hal durumu içinde madde s ald kça yap sal de iflimler yaflar. Bu durum s v larda de iflim noktalar oluflturur. Bir ak flkan n faz dönüflüm noktalar na doyma noktalar, bu noktadaki s cakl klara doyma s cakl, bas nç de erlerine de doyma bas nçlar ad verilir. Pek çok uygulamada referans ak flkan olarak kabul edilen suyun faz dönüflümleri ve doyma noktalar fiekil 8.1 de verilmifltir. fiekil 8.1 Bir Atm de Suyun Faz Dönüflümü C P=1 Atm 100 S v +Buhar Buhar 0 S v Kat +S v Kat BA C D Doymufl s v E F Doymufl buhar kj/kg

257 8. Ünite - So utma Sistemleri 247 Suyun bir Atm için Kat noktas 0 C doyufl s v ve doymufl buhar noktas için s - cakl k de eri yaklafl k 100 C dir. Her bas nç de eri için doyma noktalar farkl de- erelere sahiptir. Faz dönüflümlerinde doyma noktalar nas l tan mlan r? SO UTMA YÖNTEMLER So utma temelde bir ortamdan s çekme olgusudur. Temelde so utma düflük s kayna ndan enerji al p yüksek s kayna na enerji veren bir çevrim olarak tan mlan r. So utma uygulamalar n n yap ld sistemlerde bu ifllevi yerine getirmek için S ORU farkl yöntemler gelifltirilmifltir. Bu sistemler temelde ifllevi yerine getiren kayna a ba l s n fland r l rlar. Bunlar flekil 8.2 de verilmifltir. D KKAT 3 SORU D KKAT So utma yöntemleri fiekil 8.2 So utma Yöntemleri AMAÇLARIMIZ AMAÇLARIMIZ Kimyasal yöntemler Elektriksel yöntemler Fiziksel yöntemler Di er yöntemler K T A P K T A P Termoelektrik Buhar s k flt rmal Sterling Paramanyetik TELEV ZYON Absorbsiyonlu Buhar jet so utma TELEV ZYON Adsorbsiyonlu Hava so utma NTERNET Vorteks so utma NTERNET Kimyasal Yöntemler Endotermik etki olarak de erlendirilen bu yöntemde kimyasal reaksiyonlarda tepkimede bulunan maddelerin süreçte d fl ortamdan s almas prensibine dayan r. Normal s cakl kta baz maddeler, birbirleri ile çeflitli oranlarda kar flt r ld nda, kar fl m s cakl maddelerin kendi s cakl klar ndan daha düflük s cakl kla a sahip olur. Örnek: Kar ve tuz kar fl mlar verilebilir. %65 kar veya buz, %35 tuz (NaCl) kar flt r ld nda ilk s cakl k 0 C, kar fl m s cakl C dir. %60 kar ya da buz %40 tuzun ilk s cakl 0 C, kar fl m s cakl - 30 C dir. fiekil 8.3 de bu kar fl m verilmifltir. Kar %65 Tuz %35 0 C Kar fl m -20 C fiekil 8.3 Kimyasal So utma

258 248 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi Elektriksel Yöntemler Elektriksel yöntemler ço unlukla bilimsel uygulamalarda tercih edilen so tutma yöntemleridir. Termoelektrik ve paramanyetik so utma türleri olarak s n fland r l rlar. Termoelektrik So utma Termoelektrik so utma elektri in kutupsal ak fl özelli ine ba l olarak çevrimde oluflan s hareketidir. Hem s l hem de elektriksel etkilerin bir arada bulundu u çevrime termoelektrik çevrim, bu çevrimle çal flan sisteme de termoelektrik sistem ad verilir. Termoelektrik so utma sisteminde termoelektrik modüller kullan l r. Termoelektrik modül N ve P tipi kutuplara sahip malzemeden oluflur. fiekil 8.4 de Termoelektrik so utman n ak fl özelli i tan mlanm flt r. fiekil 8.4 Termoelektrik So utma (Peltier Etkisi) N So uk Taraf P N S cak Taraf P S cak Taraf So uk Taraf Do ru ak m güç kayna Ak m yönünün de ifltirilmesi Termoelektrik so utucular elektriksel olarak seri, s l olarak paralel düzenlenmifl çok say da termokopl dan oluflmaktad r. Termoelektrik so utucu modüllerin genellikle N ve P tip malzeme çiftlerinden eflit say da konulmas yla üretilmektedir. ki farkl yar iletken malzemelerin kimyasal yöntemlerle birbirine birlefltirilerek, oluflturulan devre üzerinden elektrik ak m geçirilmesiyle meydana gelen farkl s - cakl klarda devrede ayn anda üç çeflit termoelektrik etki oluflur. Bu üç etki mucitlerin isimleri ile an l r. Bunlar; Seebeck, Peltier ve Thomson etkileridir. Seebeck etkisi, ki fark yar iletken malzemenin birbirine seri olarak ba lanan devrede, fark s cakl klarda malzeme yüzey s cakl na ba l elektrik gerilimi ortaya ç kar. Bu gerilime seebeck etkisi veya seebeck voltaj ad verilir. Ölçülen gerilim fark, yar iletken malzemelerin yüzey s cakl klar ile iliflkilidir ve yüzey s cakl k fark ile do ru orant l d r. Thomson etkisi, elektrik ak m yüklü olan bir iletkenin uçlar aras nda s cakl k fark na ba l olarak aç a ç kan s etkisidir. letkende s cakl k fark varsa ak m yönüne göre jolue s s na ek olarak Thomson s s da oluflur. Thomson s s ak m fliddeti, s cakl k fark ve zaman ile do ru orant l d r. Peltier etkisi, ismini Frans z fizikçi Jean Charles Athanasa Peltier den alm flt r. Peltier 1834 y l nda gerçeklefltirdi i araflt rmas nda, iki farkl yar iletken malzeme üzerinden DC ak m geçirmifltir. Yar iletken malzemeler üzerinde ak m n hareket etti i yöne ba l olarak s nma veya so uman n meydana geldi ini keflfetmifltir. Bu olaya Peltier etkisi ismi verilmifltir. Do ru ak m geçti inde iki farkl yar iletken malzeme üzerinde bir noktada s emilirken, di er birleflme noktas nda s aç a ç kmaktad r. Çevrimde kullan lan yar iletkenler için negatif kutupta bizmut, telleryum ve selenyum alafl mlar gibi metal çiftleri, pozitif kutupta bizmut, telleryum ve antimuan alafl mlar gibi metal çiftleri say labilir. Bu tür sistemler uzay ve havac l k uygulamalar nda kullan lmaktad r.

259 8. Ünite - So utma Sistemleri 249 Termoelektrik so utma termoelektrik sistemlerde nas l çal fl r? Paramanyetik So utma Bu yöntem paramanyetik cisimlerin afl r so utulmas na ba l olarak moleküler yap larda s k flt rma çevrimidir. Ço unlukla bilimsel araflt rmalar için tercih edilen bir yöntemdir. Özellikle mutlak s f r s cakl klar na ulafl lmas amac yla SORU kullan l r. Paramanyetik etki manyetik çekme kuvvetine çok az tepki verme durumudur. Bu tür maddelere ise paramanyetik cisimler denir. Bunlara örnek olarak hava, oksijen, D KKAT dökme demir, ferro sülfat, ferrik sülfat ve palladium verilebilir. Afl r flekilde so utulan paramanyetik maddede s iletimi azal r. Bu durumda madde fliddetli bir manyetik alan içindedir. Paramanyetik madde moleküllerinin elemanter birer magnet durumuna gelmesi olarak de erlendirilebilir. Süreçte, bu maddeye uygulanan manyetik alan kald r l rsa, paramanyetik madde s cakl afl r derecede düfler. Bir paramanyetik maddenin so utulma ifllevi fiekil 8.5 te verilmifltir. S ORU D KKAT AMAÇLARIMIZ AMAÇLARIMIZ 4 K T A P TELEV ZYON fiekil 8.5 K T A P Bir Paramanyetik Maddenin Manyetik So utulmas TELEV ZYON N (Güçlü elektrom knat s kutup) Paramanyetik tuz S v hidrojen S (Güçlü elektrom knat s NTERNET kutup) NTERNET S v helyum Bu ifllevde uygulanan fliddetli manyetik alan maddenin s k flmas na yol açmakta ve molekül s s çevredeki helyum ve hidrojen taraf ndan al nmaktad r. Manyetik alan kald r ld nda moleküller üzerindeki bask n n azalmas sonucu, s cakl k daha alt seviyelere düflmektedir. Fiziksel Yöntemler So utma sistemlerinin ticari anlamda önem kazanmaya bafllamas ndan günümüze kadar en yayg n kullan lan ve sürekli gelifltirilen yöntemdir. Gazlar n s k flt r lmas ve genlefltirilmesi sürecinde çevreden s al nmas veya s verilmesi prensibine dayan r. Fiziksel yöntemin günümüzde uygulamalar mekanik yöntem olarak da tan mlanmaktad r. Fiziksel so utman n ilk uygulamalar nda sanayide en çok kullan lan yöntem so urmada so utma yöntemidir. Bu yöntemde harici bir s kayna ndan istifade edilir. Sistemde herhangi bir mekanik eleman bulunmamaktad r. Sistem; so urma cihaz, kondensör (yo uflturucu) ve (evaporatör) buharlaflt r c dan oluflur. Silikojel ve su so utma devresinde so utucu ak flkan olarak kullan l r. Çok küçük tanecikler halinde so utma devresine yerlefltirilen silikojel amonya emer. Silikojel maddesi, nem tutucu ya da emici siliko-sodyuma maddesel bir asitin etkimesiyle oluflur. Suyun ifllevi ise so utma devresindeki amonya çözmektir. Amonyak düflük s cakl klarda suda kolayca çözülebilen bir maddedir. Bu çözelti 65 C s cakl kta s t ld zaman buharlafl r ve sudan ayr fl r. Fiziksel yöntem olarak en çok kullan lan so utma çevrimleri; absorbsiyonlu so utma ve adsorbsiyonlu so utma d r.

260 250 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi fiekil y l ndan itibaren CFC so utucular ile HCFC kökenli so utucu ak flkanlar n so utma sistemlerinde kullan lmaya bafllanmas ndan itibaren buhar s k flt rmal so- utma çevrimlerinin tan mland mekanik sistemlerin kullan m yayg nlaflt r lm flt r. Buhar s k flt rmal so utma çevrimleri so utucu ak flkan n s k flt r lmas veya genlefltirlmesiyle oluflan s de iflimlerinin etkisiyle çal fl r. Günümüzde kullan lan hemen hemen tüm iklimlendirme ve so utma sistemleri bu tür so utma yöntemiyle çal fl r. lerleyen bölümlerde bu yöntem daha detayl ele al nacakt r. Absorbsiyonlu So utma Temel olarak suyun düflük bas nçta, buharlaflma ve so utmas prensibine dayan r l y llardan itibaren so urmal so utma olarak ta tan mlanan bu sistemlerde amonyak - sulu absorbsiyon so utma teknolojisi en eski uygulamad r. Bu sistemlerde bir so utucu ak flkan ve bir absorbent olmak üzere ak flkan çifti kullan l r. En çok bilinen ak flkan çifti, amonyak (NH 3 ) (so utucu ak flkan), su (H 2 O) (absorbent) dur. Bunun d fl nda geliflen sistemlerde tercih edilen ak flkan çiftleri; LiBr- H 2 O, LiCl- H 2 O, tetra etilen glikol-metilen klorür dür. Bu çiftlerde birinci ak flkan çevrimde absorbent ikinci ak flkan ise so utucu ak flkand r. Bir absorbsiyonlu so- utma flemas fiekil 8.6 da verilmifltir. Amonyak Sulu Absorbsiyonlu So utma Çevrimi Kondenser S cak su S v deposu Jeneratör Genleflme valfi Zay f çözelti Pompa So uk su So urucu Evaporatör Absorbsiyonlu so utma sistemlerinde kullan lan temel elemanlar s ras yla; jeneratör, yo uflturucu (kondenser), buharlaflt r c (evaporatör), absorber (so urucu), eriyik pompas, s de ifltirici, genleflme valfi, ayr flt r c d r. Bu çevrimde so urma ifllevi için çevrimde so urucu, pompa, s t c, s de ifltirici, k s lma vanas ve ay r - c vard r. So urma ifllevinde öncelikle amonya n bas nc yükseltilir. Amonyak n bas nc yükseltildikten sonra evaporatör de so utularak yo uflturulur ve daha sonra, buharlaflt r c bas nc na k s l r. Evaporatörden geçerken so utulan ortamdan s çekmektedir. Amonyak buhar, buharlaflt r c dan ç kt ktan sonra so urucuya girer, burada su içinde so urularak ve suyla kimyasal reaksiyona girerek NH 3 +H 2 O çözeltisini oluflturur. So urulabilen NH 3 miktar n art rmak için so urucudan s çekilir. Daha sonra çözelti s t c ya pompalan r. Çözelti, s t c da d fl kaynaktan sa lanan s yla buharlaflt r l r ve ay r c ya girer. Burada su, amonyak bak m ndan zengin

261 8. Ünite - So utma Sistemleri 251 olan buhardan ayr larak s t c ya geri döner, saf amonyak buhar ise yo uflturucuya geçerek çevrimi sürdürür. Is t c da kalan, amonyak bak m ndan zay f çözelti, bir s de ifltiriciden geçer, pompadan ç kan çözeltiye bir miktar s verir ve daha sonra so urucu bas nc na k s l r. Absorbsiyonlu so utma sistemlerinde genellikle NH 3 +H 2 O ve LiBr+H 2 O ak flkan çiftleri kullan l r. LiBr+H2O bileflimli sistemlerin tek dezavantaj +4 C nin alt ndaki s cakl klarda çal flmamas d r. Akademik çal flmalar LiBr+H 2 O ikilisi ile çalflan sistemlerin daha basit ve ucuza mal oldugunu söylemektedir. Amonyakl sistemler ise, yani NH 3 - NaSCN ak flkan çifti NH 3 +H 2 O ak flkan çiftine göre düflük buharlaflt r c s cakl klarda çal fl r. LiBr+H 2 O sistemleri için C s cakl klar uygundur. Adsorbsiyonlu So utma Bir mekanik güç gerektirmeden termal bir s kayna na ba l yap lan so utma sistemidir. Adsorbsiyonlu sistemlerde so utkan n bir kat taraf ndan emildi i sistemlerdir. Adsorbsiyon, bir fazda bulunan iyon ya da moleküllerin, bir di er faz n yüzeyinde yo uflmas ve konsantre olmas ifllemidir. Bu so utma ifllevinde gaz faz ndaki madde adsorbat (so utkan), kat fazdaki madde ise absorbent denilmektedir. Adsorplama ifllevi fiziksel veya kimyasal olmak üzere iki flekilde gerçeklefltirilir. Kimyasal adsorplama; reaksiyonun tersinmez oldu u adsorbat n adsorbent yüzeyinde tutulma ifllevidir. Adsorbat n adsorbent yüzeyinde fiziksel ba larla tutulmas, fiziksel adsorplamad r. Bu ifllevde reaksiyon sonucu adsorpsiyon ortam s cakl - n n art fl ile azal r ve adsorpsiyon s s aç a ç kar. Basit bir adsorpsiyon so utma sistemi fiekil 8.7 de verilmifltir. fiekil8.7 Is Girifl ve ç k fl Adsorpsiyon So utma Çevrimi Adsorbent Kondenser Genleflme valfi Evaporatör Adsorpsiyonlu so utma sistemlerinde adsorbent malzemeleri silika-jel, aktif karbon ve zeolit, so utucu adsorbat (so utkan) olarak ise su, metanol ve amonyak kullan lmaktad r. Gereken buharlaflma s s n çevresinden alan adsorbat, oda s cakl nda vakum alt nda buharlafl r. Bu ifllem s ras nda devrede so utma meydana gelir. Adsorpsiyonlu so utma çevrimi kapal bir sistem oldu undan buharlaflm fl absorbat, çevrim içinde tekrar yo uflur. Buharlaflm fl absorbat n do rudan yo uflmas mümkün olmad ndan, absorbat, kat adsorbent taraf ndan adsorbe edilir.

262 252 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi fiekil 8.8 So utma sistemlerinde adsorpsiyon prensibi, so utkan buhar n n adsorbentler taraf ndan emilmesidir. Sisteme s verilmesiyle adsorbentteki adsorbe so utkan tekrar buharlafl r. Böylece adsorbent malzeme eski durumuna geri dönmüfl olur. Buharlaflma prosesi s cakl k ve bas nca ba l d r. Normal atmosferik bas nç (760 mmhg) alt nda absorbat su 100 C de buharlafl r. Bas nç düflürüldü ünde buharlaflma s cakl da düflmektedir. Yeterli yüksek vakum de erlerinde adsorbat su düflük s cakl kta buharlafl r. Adsorpsiyonlu so utucular için mm Hg vakum bas nc yeterlidir. Di er So utma Yöntemleri Vorteks Tüpü Hareketli parças bulunmayan basit bir borudan ibaret olan bir so utma fleklidir. Boruya d flar dan te etsel flekilde verilen hava gibi bir bas nçl gaz, ses h z na yak n bir h za ulafl r ve boruyu terk ederken d fl zarfa yak n k s mlarda s cak, eksene yak n k s mlarda so uk ak mlar meydana gelir. fiekil 8.8 de vorteks tüpünün iki ak fl türü verilmifltir. Vorteks Tüpü Çeflitleri Bas nçl S cak hava S cak ak m So uk hava S cak hava So uk ak m Bas nçl a) Paralel yönlü ak m Bas nçl S cak hava Kontrol So uk hava S cak hava b) Ters yönlü ak m Bas nçl

263 8. Ünite - So utma Sistemleri 253 Sterling Çevrimi 1816 da Robert STERL NG taraf ndan bulunmufltur. Bu so utma çevrimi pistonlu bir buhar-s k flt rma çevrimine benzemektedir. Bu sistem, bir silindir ile içerisine yerlefltirilmifl ve birbirlerinden gözenekli ve s tutumu yüksek bir bölme ile ayr lm fl iki pistondan meydana gelmifltir. Silindir içinde helyum veya hidrojen gibi so utucu gaz bulunmaktad r. Bafllang ç durumunda 1 no lu piston hareket ederek silindir bofllu undaki gaz s k flt r r. Gözenekli bölmeye nüfus eden s nm fl gaz s s n buraya verir. Bu s (Q k ) d flar dan uygulanacak bir so utma ile (kondenserde oldu u gibi) h zla uzaklaflt r lmal d r. 2 no lu pistonun silindir bofllu una do ru ilerleyen bas nçl gaz, 2 no lu piston geriye do ru hareket ederken silindir bofllu unu doldurmaya devam eder. Bu durumda gaz civar ndan s almaya müsait durumdad r ve 2 no lu silindir cidar nda verilecek s y hemen alabilecektir. So utulmak istenen ortam ile s almaya müsait gaz aras nda bir s geçifli sa lamak suretiyle so utma ifllemi yap lm fl olacakt r. kinci strok aras nda pistonlar aksi yöne do ru hareket etmekte olacak ve böylece ikinci bir so utma ifllemi sürdürülmüfl olacakt r. fiekil 8.9 da flematik yap s verilen bu sistem -80 C gibi s cakl k seviyelerine düflülebilecek baz uygulama sahalar nda kullan lmaktad r. Piston Q k Gözenekli bölme Piston fiekil 8.9 Sterling Çevrimi fiemas Q k Q Piston Gözenekli bölme Piston Q Buharl Jet Su So utma Çevrimi Buharl so utma sistemleri kompresör, ilave so utucu ak flkan ve hareketli parçalara ihtiyaç duymadan büyük hacimlerde so uk su üretebilen sistemlerdir. Bunu sa larken sadece düflük bas nçta at k buhar ve üretilecek suya ihtiyaç duyar. Çok az diflli ve hareketli parçaya sahip oldu undan çal flma düzeni basit ve kullan fll bir sistemdir. Özel dizayn edilmifl kondenser veya evaporatörler kombinasyonunda çal flt r lan ve temelde buhar bir yak t gibi kullanan ejektör ad verilen bu elemana yüksek vakum yarat l r. So utma istenilen suyun s cakl n yaratt vakum ile istenilen de ere düflürerek so utma ifllemini gerçeklefltirir.

264 254 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi Buharl so utma sistemleri 0 C ile 20 C s cakl k aral nda ürün so utulmas amac yla 60 C ile 150 C s cakl k aral nda s de erlerine sahip at k s endüstrilerinde kulan l r. Ejektör so utma olarak da isimlendirilen bu so utma sistemleri baflta kimya endüstrisi olmak üzere petro-kimya, g da, yenilenebilir yak t teknolojileri, ar tma, eczac l k gibi sektörlerde yayg n kullan lan bir so utma sistemidir. Özellikle g da sektöründe üretim proseslerine ba l olarak, ürün içindeki nemin al nmas nda da yayg n kullan lmaktad r. Yukar da da ifade edildi i gibi ejektör üzerinde oluflturulan vakum etkisi ile kapal kap içinde bulunan ürüne ait nem h zl buharlaflma sonucu kaynama noktas alt ndan oluflturulan vakum etkisi ile çekilir. Buharlaflma süresince oluflan gizli s n n ürün s cakl n n azalt lmas etkisi ile verilmesidir. G da üretim prosesleri üretim hatlar nda belli noktalarda vakum alt nda tutulur. Örne in; süt üretimi, so utulmufl kuru g dalar, meyve suyu buhar ve konsantresi gibi. fiekil 8.10 da buharl so utma çevrim flemas verilmifltir. fiekil 8.10 Buhar-Jet Su So utma Sistemi Kazandan yüksek bas nçl Ejektör So utulan ortam Evaporatör Püskürtme Hava Ejektör Ayar Kondenser So utma suyu Bir buhar kazan nda haz rlanan 5-10 atü bas nç aras ndaki doymufl buhar ejektör memesinden sisteme püskürtülür. Bu püskürtme s ras nda sistemde bulunan ve kondensere ba l olan vakum pompas devaml olarak kondenserde bulunan buharl havay atmosfere atar ve kondenseri daimi olarak vakum alt nda tutar. Di er taraftan kondenserin serpantini içerisinde dolaflan Kondens suyu da kondenserdeki buhar n yo uflmas na yard mc olur. Bu flekilde yo uflan su ise bir pompa vas - tas yla devaml olarak buhar kazan besleme suyuna sevk edilir. Böylece ejektör memesinden püskürtülen doymufl buhar meme düzleminden geçerken so uk su püskürtme kab nda bir vakum olay yarat r. Bu olay s ras nda da püskürtülen su k smen buharlaflarak so uk sudaki so uma olay n gerçeklefltirir. Bu flekilde elde edilen so uk su bir sirkülasyon pompas yard m yla so utulmas istenen sistemlerde dolaflt r larak gerekli so utma ifllemi yap l r. Kondenser havas n boflaltmak için kullan lan ikinci ejektör hava ejektörü (vakum pompas ) olarak da adland r l r. Bu ejektör so utma etkisi için kullan - lan toplam buhar n %10 u kadar bir buhar tüketmektedir. Buhar bir memede geniflleyerek yüksek bir h z oluflturur ve bas nc düfler. Düflük bas nçl jet, vakum odas buhar n da sürükleyerek beraberinde götürür. Kar flarak memenin geniflleyen k sm na gelen buhar daha sonra egzos bas nc na ulafl r. Vakum odas nda (kondenserde) bir k sm yo uflan düflük bas nçl buhardan oluflan düflük s cakl ktaki su buharlaflt r c ya girer. Arta kalan fazla buhar ise tekrar kazan besleme suyuna döner.

265 8. Ünite - So utma Sistemleri 255 Hava So utma Çevrimi Di er so utma çevrimlerinden farkl olarak bu çevrimde, so utucu ak flkan tüm sistemde daima gaz halinde kal r, hiç s v laflmaz. Hava so utma çevrimi aç k sistem so utucu ak flkan havan n, devaml atmosferden al n p çevrimde so utulduktan sonra kullan ld aç k sistem veya hapsedilmifl havan n sistemden d flar ç kmad kapal sistem prensibine göre çal fl r. fiekil 8.11 deki prensip flemas nda geniflleme silindiri hem genleflme valfi görevini hem de kompresör için gerekli s k flt rma gücünün bir k sm n sa lamakta ve böylece güç gereksinimi azalmaktad r. fiekil 8.11 Ara hava so utucu Kapal Sistem Hava So utma Çevrimi So utulan ortam Genleflme valfi Hava kompresörü Motor Hava so utma çevriminin yukar daki flekliyle uygulanmas düflük tesir katsay - s vermesi nedeniyle pek kullan lmamaktad r. Bunun yerine, uçaklarda yolcu kabinlerini iklimlendirmek için fiekil 8.12 de flemas verilen çevrim kullan lmaktad r. Bu sistemin avantajlar, ekipman n hafif olmas ve so utucu ak flkan görevi yapan havan n tüm çevrimde gaz halde bulunmas d r. fiekil 8.12 Jet motoru Kompresör Nefeslik Yolcu kabinine so uk hava Genleflme türbini Basit Hava Çevriminin Jet Motoruna Uygulan fl Is de ifltirici So utma havas fan

266 256 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi fiekil 8.13 BUHAR SIKIfiTIRMALI SO UTMA ÇEVR MLER So utma çevrimlerinde en yayg n kullan lan çevrimlerdir. Temelde termodinami in ikinci yasas na dayanan so utma çevrimleri, 1824 y l nda Sadi Carnot un öne sürdü ü carnot so utma çevrimleriyle flekillenmifltir. Termodinami in II. yasas Kelvin Planck ve Clausius eflitsizli ine dayan r. Kelvin Planck ifadesine göre hiçbir s makinas tek bir s kayna ndan ald enerjiyi tamamen ifle dönüfltüremez. Ald enerjinin bir k sm n düflük enerji kayna na iletmek zorundad r. Hiçbir s makinas %100 verimle çal flamaz. Clausius ifadesi ise so utman n temelini oluflturur. Buna göre, çevre ile baflka bir etkileflimde bulunmaks z n, s n n so uk kaynaktan s cak kayna a aktar lmas olnaks zd r. Clasius, s n n so uk kaynaktan s cak kayna a aktar ld bir so utma çevriminin çal flabilmesi için çevrime d flar dan ifl verilmesi gerekti ini tan mlar. Is makinas ve so utma makinas n n prensip flemalar fiekil 8.13 de verilmifltir. Termodinamik Makinalar n Çal flma Prensipleri Yüksek s kayna ISI MAK NASI Ẇ Yüksek s kayna SO UTMA MAK NASI D flar dan ifl giriflini olmaks z n so utma çevresinin gerçekleflmesi mümkün de ildir. Ẇ Düflük s kayna Düflük s kayna a. Kelvin Planck ifadesi b. Clasius ifadesi Tüm çevrimler kendi içinde kapal bir sistemde sirküle eden ak flkan n faz dönüflümleri ile çal fl r. Bu hal dönüflümlerinde çevrim çevreden s al r veya çevreye s verir. Teorik özelliklerde bu hal de iflimlerinin her noktada ayn özellik de ifliminin gerçekleflmesi beklenir. Bir çevrim sürecinde herhangi bir noktadaki hal de- ifliminin çevrim sonucunda ayn özellikte ve hal de ifliminde gerçekleflmesi süreci tersinir olarak de erlendirilir. Bu tür çevrimler teorik çevrimlerdir. Gerçekte bu çevrimlerin gerçekleflmesi mümkün de ildir. Gerçek proseslerde çevrimler, oluflan kay plar nedeniyle tersinmezdir. Ancak mühendislik analizlerinde sistemlerin tersinmezliklerini de erlendirebilmek için tersinirli in tan mland referans bir ölçüye ihtiyaç vard r. Bu ölçü Sadi Carnot taraf ndan tüm sistemler için tan mlanm flt r. Ters Carnot çevrimi, belirli s cakl klardaki iki s l enerji deposu aras nda çal flan en etkin so utma çevrimidir SORU 5 Tersinirlik ve SIRA tersinmezlik S ZDE prosesler yönüyle nas l de erlendirilir? Ters Carnot Çevrimi Ters Carnot çevrimine göre çal flan so utma makinesi veya s pompas, carnot so- utma makinesi veya Carnot s pompas diye adland r l r. fiekil 8.14 de ters carnot çevrimi ve bunun SORUT-s diyagram verilmifltir. D KKAT D KKAT

267 8. Ünite - So utma Sistemleri 257 fiekil 8.14 Evaporatör K s lma vanas Fan Fan Kompresör Kondenser T Q H 2 3 K zg n buhar Yo uflturma S v Geniflleme S k flt rma Buharlaflt rma 4 1 Q L Buhar S k flt rmal So utma Çevrimi Ve Ters Carnot Hal De iflimi s Ters carnot çevrime sahip çevrim; buhar s k flt rmal so utma çevrimidir. So utucu ak flkan n hal de iflimi kompresör, evaporatör, k s lma vanas ve kondenser ünitelerinde gerçekleflir. Bu süreçte 4 hal de iflimi oluflur. Bunlar s ras yla; 1 den 2 ye kompresörde tersinir izantropik s k flt rma; Bu hal de ifliminde doymufl buhar faz nda olan ak flkan, k zg n buhar olarak kompresörü terk eder (S k flt rma). 2 den 3 e kondenserden çevreye sabit bas nçta tersinir s geçifli; K zg n buhar faz nda kompresöre giren so utucu ak flkan kondenser ç k fl nda doymufl s v faz na gelir (Yo uflturma). 3 ten 4 e k s lma vanas nda tersinir izantropik geniflleme; Doymufl s v faz ndaki so utucu ak flkan izantropik genifllemeyle k s lma vanas ç k fl nda doymufl s v buhar faz na dönüflür (Geniflleme). 4 ten 1 e çevreden evaporatöre sabit bas nçta tersinir s geçiflidir. Doymufl s v buhar faz ndaki ak flkan n faz, çevreden çekti i s n n etkisiyle evaporatör ünitesinde doymufl buhar faz na dönüflür (Buharlaflt rma). Ters carnot çevriminde hangi hal de iflimleri gerçekleflir? Ters carnot çevrimi; so utma çevrimlerinde mühendislik çözümleri yönüyle s - n r de ere sahiptir. So utma sisteminde sistemin performans etkinlik katsay s (COP; coefficiency performance) ile tan mlan r. Etkinlik katsay s birim so utma yükü için sistemin harcam fl oldu u birincil enerjidir. Örne in SORU COP de eri 3 olan bir sistemde birim so utma yükü için sistemin tüketti i enerji 3 kw t r. Carnot so- utma çevriminde düflük s cakl kl kaynaktan çekilen s ile yüksek s cakl kl bir D KKAT kayna a iletilen s yüklerinin her iki s kayna s cakl klar ile do ru orant ya sahiptir. Termodinamik anlamda bu ifadeye s cakl k ölçe i ad verilir. 6 SORU D KKAT Q Q L H T = T L H AMAÇLARIMIZ (8.1) AMAÇLARIMIZ. Burada Q L düflük s kayna ndan çekilen s y, T L s cakl, K Q. HT yüksek A P kayna- a verilen s y, T H s cakl ifade eder. Bir so utma sisteminde COP; K T A P TELEV ZYON TELEV ZYON NTERNET NTERNET

268 258 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi Q COP = W L net (8.2). dir. Burada Q L so utulan ortamdan çekilen s y, W. net kompresöre verilen net ifli ifade eder. So utma makinalar bir çevrim esas na göre çal flan sistemlerdir ve çevrim için elde edilecek net ifl; W. net = Q. H - Q. L (8.3). fleklinde ifade edilir. Burada Q H makinan n bulundu u d fl ortama verilen s d r. So utma makinalar nda COP birinci yasa verimi olarak ifade edilir. Ters carnot makinas (carnot so utma makinas ) için COP; 1 COP tr = TH 1 TL (8.4) dir. Burada T H d fl ortam s cakl n, T L s çekilen ortam s cakl n ifade eder. Carnot so utma makinas için COP de eri tersinir so utma makinas n n COP tr de eri olarak tan mlan r. deal Buhar S k flt rmal So utma Çevrimi Gerçek so utma çevrimlerinde proseslerin hesaplanmas ve dizayn carnot makinas na göre yap lmaz. Gerçek proseslerde çevrimin tasar m s yükleri referans al - narak yap l r. Bu koflullar do rudan çevrimde faz dönüflümlerini ve ak flkan s cakl klar n flekillendirir. Özellikle k s lma vanas veya k lcal borularda ak flkan n sahip oldu u hal de ifliminin etkinli i kompresör gücünü de do rudan etkiler. Bu hal de iflim koflullar ve de erleri sistemin COP de erinin tan mlanmas n sa lar. deal buhar s k flt rmal so utma çevrimi için hal de iflimi fiekil 8.15 de görülebilir. fiekil 8.15 deal Buhar S k flt rmal So utma Çevriminde Hal De iflimleri P Doyma hatt Yo uflturma Kritik nokta S k flt rma S v Geniflleme K zg n buhar Buharlaflma h

269 D KKAT D KKAT 8. Ünite - So utma Sistemleri 259 deal buhar fl k flt rmal so utma çevrimi Carnot so utma çevrimiyle ayn hal de iflimlerine sahiptir. Bunlar kompresör ve k s lma vanas nda izantropik hal de- iflimi, evaporatör veya kondenserde ise sistemde s geçiflleri gerçekleflir. Ancak s k flt rma ve geniflleme süreçleri Carnot çevriminden farkl d r. Gerçek Buhar S k flt rmal So utma Çevrimi Gerçek buhar s k flt rmal so utma çevrimi, teorik tasar m yap lm fl bir çevrimden çal flma parametreleri yönüyle ayr l r. Bu gerçek çevrimlerde çevrimi oluflturan elemanlar n neden oldu u tersinmezliklerden kaynaklanan bir ayr md r. Çevrim sürecinde so utucu ak flkan n sürtünme etkisi bas nc n düflmesine neden olur. Ayr ca çevrim her noktada çevreyle s al flverifli içindedir. Bunlar tersinmezli i oluflturan temel etkenlerdir. Gerçek buhar s k flt rmal çevrimi ve T-s diyagram fiekil 8.16 da verilmifltir. fiekil 8.16 Ekspansion valf T 3 2 Gerçek So utma Çevrimlerinde Hal De iflimleri Kondenser Evaporatör S v Kompresör 2 Wnet S v +buhar 8 1 K zg n buhar a) So utma Çevrimi b) Gerçek Proseslerde T-S Diyagram s T-S diyagram ndan da görülebilece i gibi ideal çevrimde buharlaflt r c dan ç - kan so utucu ak flkan kompresöre doymufl buhar olarak girdi i de erlendirilir. Çünkü kompresöre kesinlikle s v faz nda ak flkan girmemelidir. Bu koflul normal flartlarda gerçek sistemlerde tersinmezlikler nedeniyle gerçeklefltirilemez. Bu durumda sistemde problem yaflanmamas için, so utucu ak flkan n kompresör giriflinde ak flkan n faz n n biraz k zg n buhar olmas istenir ve tasar m buna göre yap l r. Burada amaç, ak flkan n kompresör giriflinde tümüyle buhar olmas n güvenceye almakt r. So utma sistemlerinde evaporatör ile kompresör aras ndaki boru mesafesi konstrüktif yap dan dolay istenenden daha uzundur. Bu durumda so utucu ak flkana çevreden istenmeyen s geçiflleri olur. Yukar da ifade edilen tersinmezli i artt ran sebepler çevrimde dolaflan ak flkan n özgül hacminin artmas na neden olur. Bunula birlikte bas nçland rmay istenilen seviyeye getirmesi için kompresörün iflini artt rmas gerekir ki bu da kompresörün daha fazla enerji tüketmesi demektir. Gerçek buhar s k flt rmal so utma çevrim ile teorik tasar m aras ndaki fark nedir? 7 SORU SORU

270 260 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi deal çevrimde s k flt rma ifllemi içten tersinir ve adyabatik, baflka bir deyiflle izantropiktir. Gerçek s k flt rma iflleminde ise entropiyi etkileyen ak fl sürtünmesi ve geçifli vard r. Sürtünme entropiyi artt r r, s geçifli ise hangi yöne oldu una ba l olarak entropiyi artt r r veya azalt r. Bu iki etkiye ba l olarak, so utucu ak flkan n entropisi s k flt rma ifllemi s ras nda artabilir (1-2 hal de iflimi) veya azabilir (1-2 hal de iflimi). S k flt rman n izantropik olmaktansa, 1-2 hal de iflimine göre olmas tercih edilir, çünkü kompresör ifli bu durumda daha az olacakt r. Bu bak mdan so utucu ak flkan n s k flt rma ifllemi s ras nda so utulmas, ekonomik ve uygulanabilir oldu u sürece yararl d r. SO UTMA S STEMLER UYGULAMA ALANLARI VE SO UTUCU AKIfiKANLAR Ev Tipi So utucular Ev kullan m nda g da ürünlerinin depolanmas ve saklanmas amac yla kullan lan so utucular; 20 lt ile 850 lt aral nda depolama hacimlerine sahip, so utucu ak flkan flarj miktarlar ise gram aral ndad r. lk uygulamalar nda R12 so utucu ak flkan n kullan ld ünitelerin yerine günümüzde R134a gaz kullanan üniteler alm flt r. Bu ak flkanlar n yerine alternatif ak flkan olarak özellikle Avrupa ülkelerinde R600a ve HC290 (isoputon=propan kar fl m ) gazlar n n kullan lmaya baflland gözlenmektedir verilerine göre ev tipi so utucularda kullan lan so utucu ak flkan miktar y ll k yaklafl k ton a ulaflm fl, bu sistemlerin neden oldu u y ll k emisyon oran ise ortalama %0,3 tür. Ticari So utucular Ticari amaçl taze ve donmufl g dalar uygun s cakl k aral nda depolama ve koruma ifllevini yerine getiren ünitelerdir. So uk g dalarda bu s cakl k aral 1-14 C, donmufl g dalarda ise -12 C ile 20 C aral ndad r. Bu tip so utma sistemlerinin ilk uygulamalar nda R12 gaz kullan l rken günümüzde R22, R134a, R404A, R507A ve R410A gazlar n n yayg n olarak kullan ld gözlenmektedir y l nda yap lan bir çal flmaya göre; bu sistemlerde kullan lan so utucu ak flkanlar n CO 2 emisyon potansiyellerinin yaklafl k %30 lara, y ll k so utucu ak flkan miktar n n ise yaklafl k 605 bin tona ulaflt gözlenmektedir. So utucu ak flkanlar n emisyon oranlar nda özellikle s z nt oran önemli bir parametredir ve bu sistemlerde s z nt oran n n %3-30 aral na sahip oldu u görülmektedir. Küçük ünitelerde so utucu ak flkan flarj miktarlar 1-5 kg aral nda de iflirken, süpermarket veya hipermarket uygulamalar nda bu miktarlar kg aral nda de iflmektedir. Araçlarda So utucular So uk zincir olarak ifade edilen bu tür so utma sistemleri, demiryollar, kara, hava ve deniz tafl mac l nda kendine uygulama alan bulmufltur. Bu alanlarda so- uk tafl mac l n a rl kl olarak kontenyer sistemleriyle sa land ve bu kontenyer say s n n toplamda adeti geçti i gözlenmektedir. Bu uygulamalarda ortalama so utma kapasitesi 5 kw, kontenyer so utmalarda kullan lan so utucu ak flkanlar ise R12, R134a, R404A ve R507A d r. Yaklafl k bir milyon araç kapasitesinin afl ld kara tafl mac l nda ise eski sistemlerde R12, R502 ve R22 gazlar, yeni sistemlerde ise R134a, R407C, R404A ve R410A gazlar tercih edilmektedir. Bu sistemlerde s z nt oran n ise %20-25 aral na sahip oldu u tespit edilmifltir y l nda tafl mac l k ve araçlarda kullan lan so utucu ak flkan miktar 1600 tona ulaflm fl, y ll k emisyon oran ise %38 lere ulaflm flt r.

271 8. Ünite - So utma Sistemleri 261 Endüstriyel So utucular Bu uygulama türünü g da uygulamalar ve sanayi uygulamalar olmak üzere iki ayr ana gruba ay rmak gerekir. G da uygulamalar nda so utma ifllemi g da iflleme ve so uk depolama süreçlerinde kullan lmaktad r. Geliflmifl ve geliflmekte olan ülkelerde donmufl g da uygulamalar na ait ekonomik potansiyeli art fl e ilimindedir. Dünya genelinde y ll k donmufl g da tüketiminin 30 Milyon tonu aflt ve bu oran n n sürekli art fl e iliminde oldu u tespit edilmifltir. Donmufl g dalar, uygulamalarda -15 C ile -30 C aral nda uzun süreli depolanmalar gerekir. Ancak çocuklara yönelik donmufl g dalarda bu aral k -1 C ile -10 C dir. G da so utma uygulamalar n n ilk örneklerinden bu yana Amonyak, R12, R22 ve R502 gazlar kullan lmakta, günümüz uygulamalar nda ise R134a, R404A ve R507 A gazlar ile amonyak/co 2 kaskat yap lar tercih edilmektedir. Bu tür so utma uygulamalar nda buharl ve s - k flt rma absorbsiyonlu sistemlerin gelifltirilmesi çal flmalar da yap lmaktad r. Sanayide tercih edilen so utma uygulamalar buz üretimi, havan n s v laflt r lmas, ürün so utma gibi ifllemlerin yo un yap ld kimya, ya, yak t, gaz, çelik, plastik vb. endüstri alanlar nda yo un olarak kullan lmaktad r. Pek çok sistemde kullan lan so utma sistemleri, di er uygulamalarda oldu u gibi, temelde buhar s - k flt rmal so utma çevrimini esas almaktad r. Uygulama alanlar incelendi inde evaporatör s cakl klar 15 C ile -70 C aral ndad r. Sistemlerde tercih edilen so utma aral klar 25 kw ile 30 MW aral nda, so utucu ak flkan flarj miktarlar 20 kg ile 60 ton aral ndad r. Bu sistemlerin sanayideki ilk uygulamalar nda amonyak gaz öne ç kmaktad r. Günümüzdeki uygulamalar nda da R22 gaz ile birlikte amonyak gaz kullan lmaktad r. Küçük kapasiteli uygulamalarda ise R12 ve R502 kullan m, günümüzde yerini R134A, R404A, R507, R13, R503, R23, R508A ve R508B gazlar - na b rakm flt r. Küçük tip uygulamalarda evaporatör s cakl klar -10 C ile -40 C aral ndad r. Günümüzde alternatif so utucu ak flkan olarak CO 2 gaz n n kullan m - na yönelik çal flmalar da yap lmaktad r. Endüstriyel uygulamalar n n hepsinde 2002 verilerine göre toplam so utucu ak flkan miktar yaklafl k 298 bin tona ulaflm flt r. Bu miktar n %35 ini amonyak gaz, %43 ünü R22 gaz oluflturmaktad r. Sistemlerin neden oldu u toplam emisyon oran ise %17 dir. So utucu Ak flkanlar 19. yüzy l n ikinci yar s nda itibaren ticari anlamda kullan lmaya bafllanan so utma sistemlerinde so utucu ak flkan olarak karbondioksit, hava, su, amonyak gibi maddeler kullan lm flt r. Daha sonra gelifltirilen ve so utma sistemlerinde kullan lmaya bafllanan kloroflorokarbon (CFC) ve hidrokloroflorokarbon (HCFC) so utucu ak flkanlar günümüze kadar yo un flekilde kullan lmaya devam etmifltir. So utucu ak flkanlar yap sal özellikleri dikkate al nd nda saf ve kar fl m tip so- utucu ak flkanlar olmak üzere iki temel grupta incelenebilir. Saf haldeki so utucu ak flkanlar yap lar nda bulunan maddelere ba l olarak inorganik yap l so utucu ak flkanlar ve organik so utucu ak flkanlar fleklinde s n fland r l rlar. Kar fl m tip so- utucu ak flkanlar saf ak flkanlar n kar fl mlar yla ortaya ç kan so utucu ak flkanlard r. Bu ak flkanlar Azeotropik ve Zeotropik so utkan kar fl mlar olarak tan mlan r. Afla da Çizelge 8.4 de ak flkan türleri ve özellikleri verilmifltir. So utucu ak flkanlar, so utma çevrimlerindeki hal de iflime ba l olarak kullan ld klar so utma, havaland rma ve s pompas sistemlerinde, mahallerden s y absorbe ederek ya d fl ortama veya farkl bir hacme tafl n m ve iletim yoluyla geçirirler. Bir so utma çevriminde so utucu ak flkan; çevrimin performans n ve sistem tasar m n etkileyen en önemli parametredir. So utucu ak flkanlar n genel olarak afla daki niteliklere sahip olmas istenir;

272 262 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi Çizelge 8.4 So utucu Ak flkanlar norganik yap l so utucu ak flkanlar Pozitif buharlaflma bas nc olmal d r. Hava s zmas n dolay s yla havan n getirdi i su buhar n n so uk k s mlarda kat laflarak iflletme aksakl klar na meyden vermesini önlemek için buharlaflma bas nc n n çevre bas nc ndan bir miktar üzerinde olmas gerekir. Düflük yo uflma bas nc olmal d r. Yüksek bas nca dayan kl kompresör, kondenser, boru hatt gibi tesisat olmal d r. Buharlaflma gizli s s yüksek olmal d r. Buharlaflma gizli s s ne kadar yüksek olursa sistemde o oranda gaz ak flkan kullan lacakt r. Kimyasal olarak aktif olmamal d r, tesisat malzemesini etkilememesi, korozif olmamas, ya lama ya n n özelli ini de ifltirmemesi gerekir. Yan c patlay c ve zehirli olmamal d r. Kaçaklar n kolay tespitine imkân veren özellikte olmal d r.(koku, renk) Ucuz olmal d r. Is geçirgenli i yüksek olmal d r. Düflük donma derecesi s cakl olmal d r. Yüksek kritik s cakl olmal d r. Özgül hacmi küçük olmal d r. Viskozitesi düflük olmal d r Saf so utucu ak flkanlar Organik yap l so utucu ak flkanlar Kar fl m tip so utucu ak flkanlar Tan m Özellikler Tan m Özellikleri Karbondioksit (CO 2 ) Bromofloro karbonlar (Halonlar) Karbon, flor, blor veya klordan oluflan bilefliklerdir. Halonlar ozon tüketim oran en yüksek maddelerdir. Örnek; Halon1301 Azeotropik kar fl mlar Doymufl s v ve doymufl buhar fazlar n n bileflimleri termodinamik denge halinde birbirinin ayn d r. Sabit bas nç alt nda gerçekleflen buharlaflma ve yo uflma prosesleri t pk saf so utucu ak flkan gibi sabit s cakl kta gerçekleflir. Örnek; R500 Amonyak (NH 4 ) Kloro-florokarbonlar (CFC) Klor, flor ve karbondan oluflan bilefliklerdir. Ozon tüketim oran halonlardan sonra en yüksek maddelerdir. Örnek; R11, R12 Zeotropik kar fl mlar Bu ak flkanlar iki veya üç bileflenli olup, doymufl s v veya doymufl buhar faz bileflimleri termodinamik denge halinde birbirinden farkl d r. Dolay s yla buharlaflma ve yo uflma prosesleri sabit s cakl kta gerçekleflmez. Örnek; R401A Kükürtdioksit (SO 2 ) Hidro-kloroflorokarbonlar (HCFC) Klor, flor, hidrojen ve karbon içeren bilefliklerdir. Ozon tüketim oran düflük, ancak sera etkisi oldukça yüksektir. Örnek; R22 Su (H 2 O) Hidro-florokarbonlar (HFC) Hidrojen, flor ve karbon içeren bilefliklerdir. Ozon tüketim etkileri yoktur. Ancak sera gaz etkileri mevcuttur. Örnek; R134a, R152a, R410a

273 8. Ünite - So utma Sistemleri 263 So utucu ak flkanlar n ifllevi nelerdir? So utucu ak flkan n suda ve ya da erime özelli i de gözden uzak tutulmamas gereken parametredir. Suda erime durumunda makina içerisinde donma tehli- kesi azal r. Bu suda erime sonunda kar fl m n donma noktas n n daha alçak olmas ndan kaynaklan r. Aksi halde çevre bas nc n n alt nda olan k s mlara SORU d flar dan giren hava içerisindeki su buhar kolayl kla yo uflur, geniflleme valfindeki k s lma 8 SORU Özellikler Kodu Grubu Kimyasal tan m D KKAT Kimyasal formülü R11 CFC11 Triklorflormetan CFCL 3 R12 CFC12 Diklorflormetan CF 2 CL 2 D KKAT Çizelge 8.5 So utucucu Maddeler Ve Kimyasal Özellikleri R13 CFC13 Klortriflormetan CCLF 3 AMAÇLARIMIZ R13B1 BFC13 Bromtriflormetan CBRF AMAÇLARIMIZ 3 R22 HCFC22 Klordiflormetan CHF 2 CL R23 HCF23 Triflormetan K CHF T 3 A P K T A P R32 HCF32 Diflormetan CH 2 F 2 Saf so utucu ak flkanlar Kar fl m so utucu ak flkanlar R113 CFC113 Triklortrifloretan C 2 F 3 CL 3 TELEV ZYON R114 CFC114 Diklortetrafloretan C 2 F 4 CL 2 R115 CFC115 Klortentafloretan C 2 F 5 CL R123 HCFC123 Diklortrifloretan C NTERNET 2 HF 3 CL 2 R125 HFC125 Pentafloretan CF 3 CHF 2 R134a HCF134a Tetrafloretan C 2 H 2 F 4 R141b HCFC141b Flordikloretan C 2 CL 2 FH 3 R143a HFC143a Trifloretan CF 3 CH 3 R152a HCF152a Difloretan C 2 H 4 F 2 R290 HC290 Propan C 3 H 8 R600 HC600 Bütan CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 R600a HC600a zobütan CH(CH 3 ) 3 R717 R717 Amonyak NH 3 R718 R718 Su H 2 O R744 R744 Karbondioksit CO 2 R764 R764 Sülfürdioksit SO2 Bileflim oranlar R401A % 52 R22 + % 33 R124 + % 15 R152a R402A % 38 R22 + % 60 R125 + % 2 R290 R404A % 44 R125 + % 4 R134a + % 52 R143a R407A % 20 R32 + % 40 R125 + % 40 R134a R407B % 10 R32 + % 70 R125 + % 20 R134a R407C % 23 R32 + % 25 R125 + % 52 R134a R410A % 50 R32 + % 50 R125 R500 % 73,8 R12 + % 26,2 R152a R502 % 51,2 R115 + % 48,8 R22 R507 % 50 R125 + % 50 R143a TELEV ZYON NTERNET

274 264 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi sonunda s cakl k düflmesi ile kat lafl r ve t kanmalara, iflletme s ras nda aksakl klar na yol acar. Ya da erimeye gelince, ya lama ya segman aral klar ndan s zarak so utucu ak flkana kar flabilir. E er ak flkan buhar ya da erimiyorsa, ak flkanla sürüklenen ya yo uflturucu ve hatta buharlaflt r c yüzeylerinde birikir ve burada bir ya filmi oluflur. Bu durum s transferini kötülefltirir ve ayr ca kompresörde ya n eksilmesine sebep olur. Bu tür ak flkanlar için kompresör ç k s nda bir ya ay r c kullan l r. Ayr ca iklimlendirme ve so utma uygulamalar nda kullan lan so utucu ak flkanlar n ozon tabakas üzerine etkileri de göz ard edilmemelidir. Ozon tabakas - n n oluflumu, delinmesi ve bunun sonucunda dünyan n fiziki flartlar nda ve canl - lar üzerinde meydana getirebilece i olas de ifliklikler ortaya konmal d r. Afla da, bu güne kadar kullan lm fl, hala kullan lmakta olan ve gelecekte alternatif olarak kullan lacak tüm so utucu maddeler, saf maddeler ve kar fl mlar olarak bafll ca iki grup halinde listelenmifltir. Çizelge 8.5 de saf olarak kullan lan bafll ca so utucu maddelerin kimyasal tan mlar ve kimyasal formülleri verilmifltir. Bu çizelgede geleneksel so utucu maddeler ve yerlerine kullan lmas önerilen alternatifler ve kimyasal formlar bir arada gösterilmifltir. SO UTMA ÇEVR M ELEMANLARI So utma sistemleri kullan ld her çevrim için farkl cihaz ve ekipmanlara ihtiyaç duyar. Bu bölümde günümüzde en yayg n kullan ma sahip buhar s k flt rma çeviriminde kullan lan cihaz ve ekipman n tan t lmas ele al nacakt r. Buhar s k flt rmal çevrimde temelde kompresör, kondenser, k s lma vanas (ekspansion valf) ve evaporatör olmak üzere 4 temel eleman vard r. Bu elemanlar kontrol elemanlar yla desteklenir. Çevrimlerde en çok kullan lan kontrol elemanlar ; termostat, drayer, manometre, termometredir. Sistemlerde elemanlar ve kontrol ekipmanlar n n ba lant hattlar montaj bak r borularla yap l r. Kompresörler Kompresörler so utma çevrimlerinde primer enerjiye ba l olarak buhar faz nda alçak bas nca sahip so utucu ak flkan yo uflma yüksek bas nc na s k flt ran elemanlard r. Kompresörler so utma çevrimlerinde buhar faz ndaki gaz s k flt rma ve çevrimde so utucu ak flkan hareketinin süreklili ini sa lama görevlerini yerine getirir. So utma sistemlerinde kullan lan kompresörler, çevrimin performans n etkileyen en önemli elemanlard r. deal bir kompresör afla daki özellikleri karfl layabilir flartlarda olmal d r. Kompresörler, a. Birim so utma yükünün az bir güçle karfl layabilmeli, b. Yük dalgalanmalar nda veya farkl çal flma rejimlerinde sürekli uygun güç tüketimlerine sahip olmal, c. lk kalk flta dönme momentinin ve güç tüketiminin mümkün oldu unca az olmal, d. Çal flma performans n n k smi yüklerde de düflmemeli, e. Farkl çal flma durumlar nda sistemin emniyeti ve güvenirlili i sa lanmal, f. Farkl çal flma durumlar nda ve yüklerde titreflim ve gürültü de erlerinin çal flma s n rlar n geçmemeli, g. Ömür y l yüksek ve ar za durumu oldukça düflük olmal, h. Maliyetleri mümkün oldu u kadar düflük olmal d r. 9 Kompresörlerin SIRA temel S ZDE görevi nedir? SORU SORU

275 8. Ünite - So utma Sistemleri 265 Günümüzde kompresörler pek çok farkl so utma sistemlerinde farkl pek çok türe sahiptir. So utma sistemlerinde çevrimde kullan lan so utucu ak flkanlar ve çevrimin so utma yükü kompresör tercihlerinde önemlidir. Bir so utma sisteminin en önemli eleman n oluflturan kompresörler fiekil 8.17 de oldu u gibi s n fland r - labilirler. fiekil 8.17 Kompresörler Kompresörler Pozitif s k flt rmal kompresörler Santrifüj kompresörler Pistonlu kompresörler Paletli dönel kompresörler Vida tip kompresörler Scroll tip kompresörler Yar hermetik Aç k Aç k Tek diflli Tek rotorlu Yar hermetik Çift diflli Çift rotorlu Hermetik Tek paletli Çok paletli Aç k Pistonlu Kompresörler D fltan tahrikli motorlar olarak ta tan mlanan aç k pistonlu kompresörler, ticari so- utma uygulamalar nda ve so uk depolama sistemlerinde kullan l rlar. Bu tip kompresörlerde motor güçleri 3 kw ile 250 kw aras nda de iflmektedir. fiekil 8.18 de aç k pistonlu bir kompresör resmi verilmifltir. Bu kompresörlerde gövde, silindir bafll, pistonlar, piston kollar ve ana (krank) mili civatalarla birlefltirilmifltir. Kompresör ana mil ucunda ba l olan ayr bir elektrik motoruyla tahrik edilir. Tahrik ifllevi kay fl-kasnak sistemi ile veya do rudan kavrama ile olmak üzere iki türlü yap labilir. Kasnakl tiplerde kompresör devri, kasnak çap de ifltirilerek ayarlanabilir. Bu tür kompresörlerde, ana mil körü ü zamanla y pranmas önemli bir sorundur. Bu durum ise gaz ve ya kaçaklar na neden olur. Ayr ca aç k pistonlu kompresörler fazla yer kaplarlar. fiekil 8.18 Aç k Tip Pistonlu Kompresörler

276 266 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi fiekil 8.19 Yar Hermetik Tip Pistonlu Kompresörler Yar Hermetik Tip Kompresörler Yar hermetik tip kompresörler, genellikle so uk depolar ve market, hipermarket uygulamalar gibi büyük kapasiteli hacimlerde kullan l rlar. fiekil 8.19 da resmi verilen kompresörde, kompresörü tahrik eden elektrik motoru kompresörde birlikte ayn gövde içinde yer al r. Motor so utucu ak flkanla ayn ortamda çal fl r ve bu ortamda özel yal t m uygulanm flt r. Motorda so utma ifllevi emifl buhar yla sa lan r. Bu etki so- utma etkisine olumlu katk sa lar ve motor kapasitesi ve boyutu küçülür. Bu tür kompresörlerde motor sistemi sökülebilir özellikte olmas bak m ve idame süreci aç s ndan önemli bir avantajd r. Hermetik Tip Kompresörler Bu tip kompresörler, buzdolaplar ve derin dondurucular baflta olmak üzere, küçük tip ticari so utucu ve dondurucularda en çok kullan lan kompresörlerdir. Hermetik tip kompresörlerde (fiekil 8.20), motor ve kompresör bölümleri kaynakl s zd rmaz bir gövde içine yerlefltirilmifl, elektrik motoru kompresöre do rudan ba l d r. Motor mili genellikle düfley eksende olup motor k s m yukar dad r. Motor ya ve so utucu ak flkanla sürekli temas halindedir. Motorda so utma, so utucu ak flkan ile a rl kl olarak emifl buhar ile olur. Bu kompresörler kapal sistem olmalar nedeniyle tamirleri oldukça zordur. Motor kapasiteleri kw aral nda de iflmektedir. fiekil 8.20 Hermetik Tip Pistonlu Kompresörler Paletli Dönel Kompresörler Paletli dönel kompresörler rotor üzerinde gövde içine temas eden hareketli kanatç klara sahip kompresörlerdir. fiekil 8.21 ve 8.22 de oldu u gibi paletli kompresörün de birçok modeli vard r. Bunlar n ço unda, bir silindirin içine merkezden kaç k biçimde yerlefltirilen ve üstünde çapsal yönde hareket edebilir paletler

277 8. Ünite - So utma Sistemleri 267 bulunan bir rotor vard r. Kompresörlerin çal flma flekli, rotor gövde içine kaç k eksenli yerleflimi, dönme hareketi sonucu geniflleyen hacminde so utucu ak flkan n emilmesi ve daralma durumunda ak flkan n s k flt r lmas prensibine dayan r. Di er bir ifade ile dönel paletli kompresörler, pistonlu kompresörlerin gidip gelme hareketi yerine s k flt rma ifllemini yaparken dönel hareketi kullan rlar. fiekil 8.21 Çok Kanatl Dönel (Rotary) Kompresör fiekil 8.22 Sabit Tek Kanatl Dönel Kompresör Bu tip kompresörler so uk depoculuk, g da maddeleri dondurulmas ifllemleri, endüstriyle ve kimyasal proseslerin so utma gerektiren so utma uygulamalar nda kullan l rlar. Palet say s kompresör büyüklü üyle do ru orant l d r. Bu kompresörlerin palet say s genellikle 4-16 aras nda de iflir. Kompresörlerde s - k flt rma oran, birim so utma kapasitesinin harcana güce oran olarak de erlendirilir ve bu gücün en düflük seviyede olmas gerekir. Günümüzdeki uygulamalarda bu oran 1/7 s n r n n alt nda tutulmaktad r. CFC, HCFC ve Amonyak gibi so utucu ak flkanlarla, normal evaparasyon s cakl na sahip tek kademeli sistemlerde, yüksek süpürme debisi gerektiren derin so utma uygulamalar nda kullan lan kaskat Sistemlerinde (Booster) kompresörü olarak (-20 ila -90 C aras nda) baflar yla kullan lmaktad r. Kompresörlerin 0,6 kw ile 200 kw de erleri aras ndad r. 5 bar bas nca kadar tek kademeli yap lan paletli kompresörlerin, bundan daha büyük bas nç de erleri için iki ya da daha çok kademeli yap lmas gerekir. Dengeli olmakla birlikte alçak bas nçlara daha uygun olan paletli kompresörler, tükettikleri enerji bak m ndan, pistonlu kompresörlerden daha düflük verimlidirler. Döner kanatl kompresörlerin ak fl kapasiteleri, kanatlar n içyüzeyine temas etti i stator iç çap n n, rotor çap ve geniflli inin, rotor eksantrikli inin, kanat say s ile kompresörün emme ve basma kanal ölçülerinin belirledi i maksimum odac k hacmine ba l d r.

278 268 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi fiekil 8.23 Vidal (Diflli) Kompresörler Vidal (Diflli) Kompresörler Vidal kompresör bas nçl hava üretmek için bir mil üzerindeki birbirine geçmifl helisel rotor çiftinin kullan ld kompresörlerdir. Pistonlu kompresörlere göre daha yüksek verime sahip kompresörlerdir. Helisel rotor çifti, gövde içine hassas olarak yerlefltirilmifl ve vida difline benzeyen ikiz bir çal flma özelli ine sahiptir. Vidalardan biri loblara (difl ç k nt s ), di eri ise lob boflluklar na sahiptir. Rotorlardan biri motora ba lanm fl, di eri ise rotorun motordan ald harekete ba l olarak hareketlenir. Tahrik eleman sayesinde motorun hareketi vida grubuna aktar l r ve rotor çiftinin dönmesiyle emifl k sm nda vakum oluflur. Vakum sayesinde ortamdan emilen ak flkan emifl k sm nda bulunan filtrede temizlendikten sonra vida grubunun içindeki boflluklara girer ve ç k fl k sm na do ru ilerler. Ak flkan n giriflteki hacmi ç k fla do ru azald ndan havan n bas nc artar. Vidal kompresörlerde (fiekil 8.23) ak flkan n s k flmas ile ak flkan s cakl da artar. Bu tür kompesörlerde artan s ya ile so utulur. Kullan lan so utma ya ak flkan kay plar n n azalt lmas içinde kullan l r. Santrifüj Kompresörler Santrifüj kompresörler, pozitif s k flt rma ifllemi yerine santrifüj etkilerden yararlanarak s k flt rma ifllemi gerçeklefltiren elemanlard r. Bu tip kompresörlerde yüksek özgül hacme sahip ak flkanlar santrifüj etkiyle kolayca hareket ettirilir. Bu etki nedeniyle büyük so utma kapasitesine sahip sistemlerde (yaklafl k (-100 C) ye kadar) uygulanabilir. Santrifüj kompresörlerde s k flt rma ifllemi, santrifüj kuvvetlerden faydalanma ifllevinden faydalanarak gerçeklefltirilir. Bu santrifüj etki nedeniyle dönen çark üzerindeki kanatlar ak flkan n h z kazanarak kinetik enerjisinin artmas na neden olur ve diffüzerde kinetik enerjisinin potansiyel enerjiye dönüflmesiyle s k flt rma prosesi gerçeklefltirilir. Bu dönüfltürme ifllemleri s ras nda, bas nç kay plar kaç n lmaz olacak, basma taraf bas nc daha da yükseldikçe kay plar daha da artacakt r. Bu nedenle, santrifuj kompresörlerde basma bas nc emiflten az bir farkla olmas istenir. Buna ra men uygulamada emifl-basma bas nç fark oran 2 ila 30 aras nda de iflmekte ve her tür so utucu ak flkan ile santrifuj kompresör kullan labilir. Ancak ço unlukla yo uflma bas nc düflük olan so utucu ak flkanlar, santrifuj kompresörler için daha uygundur. Bu özelli inden dolay santrifüj kompresörlerin, klima sistemlerindeki uygulama alan daha genifltir. Özellikle su so utma kuleli sistemlerde kullan lan bu sistemlerde emifl a z ndaki ak flkan miktar ayarlanarak kapasite kontrolü yap l r. Ayr ca de iflik s - cakl k uygulamalar için santrifuj kompresörlerin paralel ve seri ba lant lar n n yap ld görülmektedir. Santrifüj kompresörler yüksek kapasiteli so utma proseslerinde tercih edilirler. Uygulamadaki kapasite s n rlar bugün Ton/so utma aras nda de iflmektedir. Araflt rmalar bu kompresörlerin 150 ton kapasitenin üzerinde kullan lmas durumunda daha verimli olduklar n göstermifltir. Bu kompresörlerde tahrik etkisi elektrik motorlar yla sa lan r. fiekil 8.24 de santrifüj kesidi ve kompresörü görülmektedir.

279 8. Ünite - So utma Sistemleri 269 fiekil 8.24 So utucu ak flkan ç k fl Salyangoz So utucu ak flkan geçiflleri Santrifüj Kompresör Tahrik mili So utucu ak flkan girifli Santrifuj kompresörleri kapasite s n rlar, devir say lar yönüyle dikkatli bir de- erlendirme gerektirir. Özellikle kritik devir say s n n 0.8 ila 1.1 kat de erleri aras ndaki devirlerde kompresörün sürekli çal flmas na engel olmak gerekir. Bu tür kompresörlerde afl r gürültü, titreflim ve s nma istenmeyen bir durumdur. fiok dalgas ad verilen so utucu ak flkan n kompresör ç k fl nda ileri geri hareketi motorda farkl yüke ba l olarak dönme h z nda artma ve azalma durumuna neden olur. De iflik devirde, bas nç debi üzerinde etkisi, motorda kontrolsüz ak m nedeniyle afl r s nma ve kompresörde gürültüye yol açar. Santrifuj kompresörlerin rotorlar (çark) aç k tip veya örtülü tip fleklinde dizayn edilir ve dökme alüminyum, kaynakl alüminyum, dökme çelik, kaynakl çelik, perçinli çelik gibi malzemeden yap l r. Alüminyum, çeli e nazaran daha yüksek bir dayan kl l k/a rl k oran na sahiptir ve daha hafif rotor ile daha yüksek devirlerde çal fl lmas n mümkün k lar. Çelik rotorlar ise 150 C üzerindeki çal flma flartlar nda üstünlük kazan r. Korosif refrijeran uygulamalar nda paslanmaz çelik uygun bir çözüm getirmektedir. Santrifuj kompresörlerde de vida tiplerinde oldu u gibi eksenel ve radyal yükleri tafl yacak flekilde ayr ayr iyi bir yataklama gereklidir. Eksenel yükler burada daha da fazlad r. Scroll Tipi Kompresörler Scroll kompresörler, pozitif yer de ifltirme özelli ine sahip kompresörlerdir. Bu kompresörlerde biri sabit di eri hareketli olmak üzere iç içe geçmifl iki spiral parça mevcuttur ve bu parçalar n yörüngesel hareket ile so utucu ak flkan s k flt ran bir prensiple çal s rlar. Bu iki spiral biri di erinin içinde olacak flekilde iç içe flekilendirilmifl ve spiraller bir orak fleklinde bir tak m cepler olufltururlar. Bu kompresörlerde spiral kavram involut spiral (sabit bir eksen üzerindeki temel dairenin çevresine göre sürekli de iflen bir yar çap ile tan mlanan bir spiraldir.) fleklinde metal bir flerittir. Spirial bir ucundan sabit ve düz bir kaideye ba lanm flt r. So utucu ak flkan n s k flt r lma iflleminde, üstteki spiral sabit kal r, alttaki spiral ise rotor üzerindeki eksantrik k sma monte edildi inden; rotatif de il, yörüngesel olarak hareket eder. Bu hareket bir eksantrik motor mili ile sa lan r. Scroll kompresörler pistonlu kompresörlere göre daha verimlidir. Günümüzde 25 ton a kadar de iflen kapasitelerde so utma, paket tip klima cihazlar, s pompalar, rooftop, hava kurutucu ve chiller gibi pek çok uygulamalarda yo un olarak kulan lmaktad rlar.

280 270 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi fiekil 8.25 Scroll Tipi Kompresör Sektörel olarak konut ve küçük ticari kullan mlar, g da so utma, araç tafl mac l, s pompalar ve su so utma gruplar olmak üzere genifl bir uygulama alan na sahiptir. lk uygulamalar nda 90 kw tan küçük so utma kapasitelerinde kullan lan scroll kompresörler(fiekil 8.25), su so utma grublar uygulamalar ile 1000 kw so- utma kapasitelerine kadar kullan lmaya bafllanm flt r. Scroll kompresörler tam hermetik bir yap ya sahiptir. Bu kompresörlerde kaynakl dikey konumland r lm fl silindirik çelik bir gövde içinde spiral set, kavrama, karfl a rl k, motor ve yataklar konumland r lm flt r. Spiral çark setleri motor milinin üst ucuna monte edilmifltir. Dikey konumland r lan kompresör gövdesi, düflük ve yüksek bas nçl olmak üzere iki uca sahiptir. Gövdenin hacimce büyük bir k sm so utucunun emme hatt nda emme bas nc etkisindedir ve içinde motor, ya pompas ve spiral çark setinin hareketli parçalar bulunur. Yüksek bas nç etkisinde spiral setin üzerinde yer alan di er bölümü titreflim ve gürültüyü azaltacak deflarj susturucu ifllevini yerine getirir. So utucu ak flkan gaz faz nda alt ba lant dan genifl emme bölümüne girer. Gövde içinde gaz n h z önemli ölçüde düfler ve böylece tafl d ya lama maddesi ve az miktardaki s v so utucu gazdan ayr l r. Gövdenin alt k sm bir ya ve s v deposu ifllevini görür. Evaporatörler (Buharlaflt r c -So utucu) Evaporatörler bir so utma çevriminde so utulmak istenen ortamdan s alarak so utucu ak flkan n buharlaflmas n sa layan ünitelerdir. Evaporatörler iklimlendirme ve so utma sistemlerinde so utucu özelli e sahip k s mlard r. Buhar s - k flt rmal so utma çevrimi esas na ba l çal flan bir sistemde, ekspansiyon valfi, k lcal boru veya benzer bir bas nç düflürücü elemanda adyabatik olarak geniflletilen so utucu ak flkan evaporatöre s v -buhar kar fl m fleklinde girer. Bu durumda so utucu ak flkan n büyük bir k sm s v faz ndad r. Evaporatörde ortamdan s alarak buharlaflan so utucu ak flkan tamamen alçak bas nçl buhar faz nda evaporatörü terkeder.

281 8. Ünite - So utma Sistemleri 271 Evaporatörlerin dizayn so utma sisteminin performans aç s ndan oldukça önemlidir. yi bir evaporatör ünitesi; so utucu ak flkan n iyi ve çabuk buharlaflmas n sa lamal, so utulan maddenin (Hava, su, salamura, v.s.) s s n n al nmas için iyi bir s geçifl sa lamal, so utucu ak flkan n girifl ve ç k fltaki bas nç fark n (kay plar ) asgari seviyede tutmal d r. Bu parametrelerin yerine getirilmesi oldukça önemli bir çal flmay gerektirir. Zira iyi bir s geçifli için s tma yüzeyinin mümkün oldu u kadar genifl tutulmas gerekir. Ak fl çap göz önüne al nd nda bu önemli oranda bas nç kay plar n n oluflmas demektir. Evaporatör dizayn nda en önemli etken so utulacak maddenin cinsi (kat, s v, gaz) ve konumudur. Bunula birlikte evaporatörün hacimsel özelli i de önemlidir. Genel uygulamalarda so utucu ak flkan n hareketi hacimsel özellikleri belirler. Bu hareket ak fl ; so utucu ak flkan n bir boru serpantinin içerisinde hareket etmesi ve so utulacak maddenin borular n d fl ndan geçmesi, so utulacak maddenin bir boru içinden geçmesi ve so utucu ak flkan n borular n d fl nda kalmas d r. Bu durumlar evaporatörlerin kullan m ifllevlerine ba l olarak s n flnd r labilir. fiekil 8.26 da bu s n fland rma görülebilir. fiekil 8.26 Evaporatörler Evaporatör Türleri So utulacak ortama göre Su Hava Çeflitli mamül so utma So utma flekline göre Ak fl so utma Hacim so utma Buz üretimi malat yap s na göre Gövde borulu Kanat borulu Boru demetli Levha tipi Dik borulu Buharlaflma flekline göre Kuru Yafl yi bir evaporatörün sahip olmas gereken özellikler nelerdir? Hava So utucu Evaporatörler Hava so utucu kompresörler buzdolaplar nda, derin dondurucularda, küçük kapasiteli ticari tip dolaplarda (kasap dolab, vitrin tipi dolaplar gibi), küçük so uk muhafaza odalar nda, klima sistemlerinde yo un olarak kullan lmaktad r. SORU Bu tip evaporatörler so utucu ak flkan ile ortam havas aras nda s al flverifli prensibine dayan r. fiekil 8.27 de görülen bu tip evaporatörler; kanatl boru D KKAT evaporatörleri ve cebri hava sirkülasyonlu evaporatörler olmak üzere iki türde tan mlan r. Kanatl boru evaporatörleri direk expansion/kuru tip so utucu olarak SIRA tan mlan rlar S ZDE ve bu tip evaporatörlerde s v so utucu ak flkan tamamen do al sirkülasyon ile buharlafl r. Kapasitif özelli e ba l olarak buharlaflman n tam olarak sa lanabilmesi için evaporatörlerin so utma yüzeyi yaklafl k %25 daha fazla seçilir. Bu tip evaporatörlerde so utulacak hacimlerde kör noktalar n oluflmamas için evaporatörlerin montaj noktalar önemlidir. SORU D KKAT AMAÇLARIMIZ AMAÇLARIMIZ K T A P 10 K T A P TELEV ZYON TELEV ZYON NTERNET NTERNET

282 272 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi fiekil 8.27 Hava So utucu Evaporatör Cebri hava so utucu evaporatörlerde ortam so utulmas için ortam havas bir fan yard m yla sirküle ettirilir. Günümüzde en yayg n kullan - lan evaporatörlerdir. Bu evaporatörlerde kapasite ve uygulama alanlar dikkate al narak bir k sm nda aksiyal pervane tip, bir k sm nda da radyal(santrifüj) tip vantilatörler kullan lmaktad r. Ünitelerin so utma verimlerinde sirküle eden havan n hareketi ve h z çok önemlidir. Bu özellik evaporator tasar m aç s ndan da çok önemlidir. Tasar m ve hesaplamalarda hava h zlar alçak h z(1-1,5 m/s), orta h z(2,5-4 m/s), veya yüksek h z(4-10 m/s) olmak üzere 3 s n fa ayr l r. So utulan hacimlerde s cakl n en düflük oldu u nokta evaporator yüzeyleridir. Nemin yüksek oldu u ortamlarda hava üniteden geçerken çi noktas alt nda s cakl k nedeniyle nem yo uflur. 0 C nin alt nda donan nem evaporatör yüzeylerine yap fl r. Bu so utma verimi yönüyle istenmeyen bir durumdur. Evaporatör yüzeylerine yap flan ve donan nemi çözmek için (Defrost) farkl yöntemler uygulan r. Bunlar; oda havas yla eritme, s t lm fl hava ile eritme, su ile eritme, s cak salamura ile eritme, s cak so utucu ak flkan ile eritme ve elektrikli s tma ile eritme olmak üzere 6 farkl yöntemle yap lmaktad r. So utma uygulamalar nda defrost ifllemi manuel yap labildi i gibi özellikle büyük kapasiteli so utma ifllemlerinde zaman ayarl otomatik olarak da yap labilir. Su So utucu Evaporatörler Klima ve pek çok endüstriyel so utma uygulamalar nda yo un olarak kullan lan evaporatörlerdir. Hava so utucu evaporatörlere göre so utucu ak flkan kontrolünün daha kolay yap labildi i evaporatörler; bir hacim içinde s v ak flkan ile so utucu ak flkan aras nda s geçifli prensibiyle çal fl r. Bu evaporatörlerde hava yerine herhangi bir s v so utulur. Su so utucu evaporatörlerin kesiti ve montajl resmi fiekil 8.28 da verilmifltir. fiekil 8.28 Su So utucu Evaporatör perde su/salamur so utucu ak flkan borular gövde ayna So utucu ak flkan n ve s v n n dolafl m na ve tasar ma ba l olarak endüstriyel uygulamalardan klima sistemlerine kadar kullan lan birçok tipleri mevcuttur. Çizelge 8.6 da endüstriyel uygulamarda ve klima sistemlerinde kullan lan evaporator tipleri verilmifltir.,

283 8. Ünite - So utma Sistemleri 273 So utucu evapo rator tipi Su taflma, düz borud fl zarf tipi S v taflma, kanatl boru-d fl zarf tipi Püskürtmeli(f skiye) tip, Boru-d fl zarf tipi Direkt ekspansiyonlu, Boru-d fl zarf tipi S v taflmal, Baudelot so utucu Direkt ekspansiyonlu, Baudelot so utucu Direkt ekspansiyonlu, iç içe çift borulu so utucu S v taflmal tank ve kar flt r c Spiral sar l, borud fl zarf tipi so utucu S v taflmal, iç içe çift borulu so utucu Uygulama kapasiteleri Ton/Frigo So utucu ak flkan s n f Kullan m alan Amonyak Endüstriyel uygulamalar (Alçak bas nçl ) (Yüksek bas nçl ) (Alçak bas nçl ) (Yüksek bas nçl ) CFC ve HCFC CFC ve HCFC Amonyak, CFC ve HCFC Amonyak, CFC ve HCFC Endüstriyel so utma, klima sistemleri Endüstriyel so utma, klima sistemleri Endüstriyel so utma, klima sistemleri, Salamura ve Antifiriz so utma Endüstriyel uygulamalar özellikle süt uygulamalar 5-25 Amonyak, CFC Endüstriyel so utma, klima sistemleri 5-25 Amonyak, CFC Endüstriyel so utma Amonyak G da sektörü 2-10 Amonyak, CFC Endüstriyel so utma Amonyak, CFC ve HCFC Endüstriyel so utma, su so utma Çizelge 8.6 S v So utucu Evaporator Tipleri Kondenserler (Yo uflturucular) So utma çevrim prensibine ba l çal flan so utma sistemlerinde so utucu ak flkan kompresör ç k fl nda yüksek bas nçta k zg n buhar faz na s k flt r l r. Çevrimde so- utucu ak flkan n sahip oldu u s kondenserde al n p ortama verilirken so utucu ak flkan n tekrar s v faza dönmesi için faz dönüflümü sa lan r. Kondenserler, so- utma çevriminde kompresör taraf ndan s k flt r larak bas nc ve s cakl yükseltilmifl olan so utucu ak flkan n, s s n alarak d fl ortama b rakan ve ak flkan n yo uflmas n sa layan ünitelerdir. Kondenserleri k saca nas l tan mlar z? So utma çevriminde kondenser tercihi çevrimin genel özelliklerine ba l olarak yap l r. Çevrimin kullan ld so utma sistemi ve tercih edilen so utucu ak flkan ile evaporatör kapasitesi bunda etkindir. Hava so utmal kondenserlerde istenilen s transfer etkisine ba l olarak kapasitenin sa lanmas ; kondenserin SORU yap m nda kullan lan malzeme, kondenser yüzeyi ile yo unlaflt rma vas tas yla aras ndaki temas miktar, yo unlaflt rma vas tas ile so utucu ak flkan aras ndaki fark ve kondenserin temizlik seviyesine ba l d r. Kondenserlerin, çevrimde so utucu ak flkan n yo- D KKAT uflturulmas için tercih edilen ak flkan türlerine göre 3 farkl tipi mevcuttur. Bunlar Çizelge 8.7 de verilmifltir. 11 SORU D KKAT AMAÇLARIMIZ AMAÇLARIMIZ K T A P K T A P

284 274 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi Çizelge 8.7 Yo unlaflma S cakl klar Ile Yo unlaflt rma Ara Maddeleri Yo unlaflt rma ara maddesi Girifl s cakl C S cakl k fark C Ç k fl s cakl C Ç k fl s cakl k fark C* Yo unlaflma s cakl C Hava fiehir suyu So utma kulesi suyu * Yo unlaflma s cakl ndan yo unlaflt r c ara madde s cakl n ç karmak suretiyle bulunur. Hava So utmal Kondenserler So utma ve iklimlendirme sistemlerinde en çok kullan lan kondenser tipleridir. Bu kondenserlerde yüksek bas nçl k zg n buhar faz ndaki so utucu ak flkan n yo uflturulmas do al veya cebri çevre havas ile sa lan r. fiekil 8.29 da görülece i gibi hava so utmal kondenserlerde s geçiflleri üç bölümde gerçekleflir. Bunlar s ras yla k zg nl al nmas, so utucu ak flkan n yo uflmas ve afl r so- utmad r. Kondenserlerin tasar m nda büyük bölüm ak flkan n yo uflmas için kullan l r. Afl r so utma kondenser alan n n yaklafl k %10 unu, k zg nl n al nmas ise kondenser alan n n %5 ini kapsar. Bu üç konumun kondenserdeki s geçirme katsay lar ve s cakl k aral klar da farkl olur. K zg nl n al nmas bölümünde s cakl k aral fazla olmas na karfl n, daha düflük bir s transfer katsay - s na sahiptir. Afl r so utma s ras nda s cakl k aral daha az, s geçirme katsay s daha fazlad r. Yo uflma s ras nda ise s cakl k ve s geçirme katsay s aral klar iki nokta aral ndad r. Haval kondenserler, CFC ve HCFC so utucu ak flkanlar için imalat yap lar ; bak r boru-alüminyum kanat, bak r boru / bak r kanat, bak r veya çelik boru / çelik kanat ve alüminyum alafl m boru / kanat imalatlard r. fiekil 8.29 Hava So utmal Kondenserler Hava Ç k fl So utucu ak flkan girifli (K zg n buhar) Hava girifli So utucu ak flkan ç k fl (Doymufl buhar)

285 8. Ünite - So utma Sistemleri 275 Hava so utmal evaporatörlerde, so utucu ak flkan boru çaplar 1/4 ile 3/4 aras nda de iflmektedir. Boru çaplar na ve so utucu ak flkan debilerine ba l olarak kanat say s metre boru bafl na aras nda de iflir. Ortalama kanat s kl k s n rlar aras ndad r. Hava so utmal kondenserlerde cebri hava h zlar, ortalama 2,5 m/s dir. Kondenserleri so utmak amaçl kullan lan fanlar genellikle aksiyal tip olup sessizlik istenen yerlerde radyal tip kullan l r. Fanlar n devirleri ise 900 dev/dk. ile 1400 dev/dk. aras ndad r. fiekil 8.30 Haval So utmal Klima Sistemi Bu tip kondenserler, imalat yap lar na ve kullan m özelliklerine göre sistemlerde ya kompresör ile birlikte grupland r lm flt r ya da kompresörden farkl bir noktad r. Özellikle konut tipi klima sistemlerinde kompresörler birlikte grupland r lm flt r (fiekil 8.30). Çok kompresörlü so utma sistemlerinde ise kondenser üniteleri ay r bir noktada yer al rlar. Bir so utma sisteminin performans kondenserin çal flma rejimi ile yak ndan ilgilidir. Çevrimde yo uflma bas nc ve s cakl belirli s n rlar içinde yer almal d r. Bu parametrik de erler yeterli hava debisi ve s cakl yla ilgilidir. Ak flkanda yeterli yo uflman n sa lanamamas sistemde yeterli so utman n sa lanamamas anlam - na gelir. Bu nedenle yo uflma bas nc n n kontrolü so utucu ak flkan ile havan n kontrolü ile sa lan r. Su So utmal Kondenserler Su so utmal kondenserler, so utucu ak flkan n yo uflmas nda sudan yararlan ld - ünitelerdir. Bu tür kondenserlerde; z t ak flkanl eflanjörler gibi, k zg n buhar faz ndaki so utucu ak flkan n s s su yard m yla al n r ve so utucu ak flkan kondenseri s v faz nda terk eder. Özellikle yüksek kapasiteli so utma sistemlerinde ve temiz suyun bol miktarda, ucuz ve düflük s cakl klarda bulunabildi i yerlerde, maliyetler yönüyle en ekonomik kondenser tiplerindendir. Bir su so utmal kondenserin flekli fiekil 8.31 de verilmifltir.

286 276 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi fiekil 8.31 Su So utmal Kondenserler So utucu ak flkan girifli (k zg n buhar) Boflaltma Drenaj So utucu ak flkan ç k fl (Doymufl s v ) Su girifli Su ç k fl Su so utmal kondenserlerde kapasite ve tasr mlar nda, boru malzemesinin s l geçirgenli i, kullan lan suyun kirlenme oran, kanatl borular için kanat verimi, su devresinin bas nç kayb, so utucu ak flkan n afl r so utulmas olmak üzere befl temel parameter vard r. Bu parametreler içinde yo uflmay sa layan suyun s cakl, suyu kirletici madde miktar ile kirlenme oran s geçiflini do rudan etkiler. Bir baflka parametre kondenserin su hatt ndaki bas nç kayb d r. deal flartlarda bu de- erin 7 mss nunu geçmemesi istenir. Bu tür kondenserlerde en istenmeyen durumlardan biri de so utucu ak flkan n düfley hattlarda oluflan afl r bas nç kayb nedeniyle köpürme olarak ifade edilen durumun oluflmas d r. Bunu engellemek için kondenser alt noktas na s v so utucu ak flkan içine dald r lm fl so utucu borular yerlefltirilir. Su ile so utmal kondenserler de iflik flekillerde ve konstrüksüyonda yap lmakta olup genel tipleri flunlard r: Dik tertipli Boru / D fl zarf tipi Kondenserler: So utma uygulamalar nda yer sorunu olan büyük kapasiteli amonyak kondenseri uygulamalar için kullan - lan kondenserlerdir. Ayr ca, kondenserlerde borular gümüfl kayna ile veya makineto ile s k larak s zd rmazl k sa lan r. Boru malzemesi olarak, halojen esasl refrijeranlar için genellikle bak r ve bazen de dikiflsiz çelik borular kullan lmaktad r. D fl yüzeyler düz veya kanatl olarak yap l r. Kondenserlerde su devresi 1,2 ve 4 geçiflli olarak imal edilirler. Su so utmal kondenserlerde s geçifl özelli i, suyun h z na, boru boy ve say s na, d fl zarf n çap na, boru malzemesinin cinsine ve d fl yüzeyinin düz veya kanatl olufluna ba l d r. Helisel serpantin / D fl zarf tipi kondenserler: Bir d fl muhafazan n içine tek veya çok say da helisel serpantin boru devresi yerlefltirilerek oluflturulan kondenser ünitesinde; d fl zarf içinden so utucu ak flkan, helisel serpantinin içinden de su geçirilir. D fl zarf kaynakl çelik imalat olup serpantin, bak r veya dikiflsiz çelik borudan imal edilmifltir. Dik tipi helisel serpantin/d fl zarf tipi kondenser yat k flekilde de imal edilebilirler. Bu tip kondenserler ço unlukla küçük so utma uygulamal kapasiteler için (1 ila 10 ton / frigo) kullan lmakta ve imalat kolayl sayesinde düflük maliyete sahiptirler.

287 8. Ünite - So utma Sistemleri 277 Çift cidarl kondenserler: Çift cidarl kondenserler, so utma uygulamalar nda ço unlukla paket tipi sistemlerde ve küçük kapasiteli klima ve so uk muhafaza uygulamalar nda tercih edilirler. Serpantinli, zgara ve kollektörlü tipler olmak üzere üç farkl tipi vard r. Bu kondenserler için, d fl ortamdan do al temas sonucu so utucu ak flkan üzerinde ek bir so utma yarat lmas önemli avantajlar d r. Kondenserlerde so utma suyu ve so utucu ak flkan z t yönlü ak fl (çapraz/z t yönlü s de ifltirici özelli i) yaratarak, daha genifl bir s cakl k fark ile s transferi sa lan r. Bu kondenserlerde daha küçük boyutta bir yap ya imkân sa lar. Baz so utma uygulamalar nda çiftcidarl sulu kondenserler, hava so utmal kondenserlerle birlikte kullan l r. Bu tür sistemlerde bu tip kondenserler afl r so utma (subcooling) sa lamak üzere kullan l rlar. Serpantin tipi çift cidarl kondenserler: So utma uygulamalar nda nadir tercih edilen kondenserler iç içe iki borunun merkezlenmifl flekilde birlefltirilip serpantin halinde sar lmas suretiyle imal edilmifllerdir. Serpantinler, yuvarlak halka veya boyuna uzat lm fl trombon fleklinde olmak üzere iki farkl türde imal edilirler. Bu tür kondenserler, uygulama süreçlerinde temizlenmesi ve bak mlar nda karfl lafl lan sorunlar nedeniyle fazla tercih edilmezler. Izgara tipi çift cidarl kondenserler: So utma uygulamalar n n ilk uygulamlar nda özellikle küçük kapasiteler için ekonomik ve az yer kaplayan bir çözüm getiren kondenserler, so utucu ak flkanlardaki geliflimlerle beraber imalat zorluklar ve maliyetleri nedeniyle günümüzde az tercih edilmektedirler. malat yap lar nda çelik borular ve bak r borular kullan lmaktad r. Ancak s transfer özellikleri dikkate al nd nda bak r borulu kondenserler daha küçük hacim ve yüksek s transfer özellikleri nedeniyle daha fazla tercih edilirler. Atmosferik tip kondenserler: Özellikle so utucu ak flkan olarak amonyak kullan lan sistemlerde (örne in buz imalat ) yayg n olarak kullan lan kondenserlerdir. Evaporatif kondenserlerde oldu u gibi suyun yo unlu una ba l boru d fl yüzeylerinde ek bir so utma yaratmas önemli avantajlar ndand r. Bu kondenserde so utucu ak flkan için s cakl k fark n artt r r ve kondenserde so utma alan n küçültür. Bu kodenserler düflük s transfer yüzeyine sahip olmalar, genifl yer kaplamalar ve bak m zorluklar kullan m alan n n s n rlam flt r. Evaporatif Kondenserler Evopartif kondenserler hava ve suyun so utma etkisinin birlikte kullan ld kondenserlerdir. Bu kondenserlerde hava so utmal kondenserde oldu u gibi so utucu ak flkan n so utma serpantininden geçerek yo uflturma prensibine göre çal fl r. Ancak serpantinin d fl yüzeyinden geçirilen hava, ters yönden gelen atomize haldeki suyun bir k sm n buharlaflt rarak so utma etkisi meydana getirir. Bu etki kondenserde yo uflma bas nc n ve s cakl n daha da afla ya düflürür. fiekil 8.32 de görülebilece i gibi evaporatif kondenserler so utma serpantini, su sirkülasyonu ve püskürtme sistemi ile hava sirkülasyon sistemi olmak üzere üç k s mdan oluflur. Modern evaporatif kondenserlerde, kanats z düz borular n kullan lmas ile boru d fl yüzeylerinde elde edilen slakl k sonucu yüksek s transfer kat say lar na ulafl l r. Kondenserlerde ihtiyaç duyulan su, kondenser alt nda bulunan su toplama haznesinde su devaml flekilde bir pompa ile al n p so utma serpantinin üst taraf nda bulunan bir meme grubuna bas l r ve memelerden püskürtülür. Bu suyun yaklafl k %3-5 i buharlaflarak havaya intikal etti inden, su haznesine flatörlü valf arac l yla devaml su verilir. Ancak evaporatif kondenserler bak m ve servis güçlükleri, çabuk kirlenmeleri, s k s k ar zalanmaya müsait olufllar nedeniyle gittikçe daha az kullan lmaktad r.

288 278 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi fiekil 8.32 Evaporatif kondenser Püskürtücüler So utucu ak flkan girifli So utucu ak flkan ç k fl Fan So uk su Evaporatif Kondenserler genellikle binan n d fl na ve çat ya konulur, fakat bina içine konularak hava girifl - ç k fllar galvenizli saçtan kanallarla da sa lanabilir. Bina d fl ndaki cihazlar n k fl nda çal flmas söz konusu ise donmaya karfl tedbir al nmaktad r. Bina içindeki uygulamalarda ise, slak havan n at ld kanal n so uk hacimlerden geçmesi halinde kanal içinde yo uflma olaca hat rda tutulmal ve bu suyun toplan p at lmas için önlem al nmal d r. Bina içi uygulamalar, bir ekzost sistemi ile entegre olarak uyguland nda ekzost fan ve elektrik enerjisinden tasarruf sa layacakt r., K s lma Vanas K s lma vanalar, temel so utma çevriminde so utucu ak flkan n yüksek bas nç ortam ndan alçak bas nç ortam na geçiflini sa layan kontrol eleman d r. Bu elemanlar sabit entalpili elemanlar olup, çevrimde so utucu ak flkan n faz dönüflümünü sa layan elemanlard r. Do rudan s k flt rmal sistemlerde bu ifllev ekspansion valf (k s lma vanas ), veya k lcal boru, s v taflmal sistemlerde ise bu valf seviye kontrol valfi olarak tan mlan r. fiekil 8.33 Ekspansion Valfler a. Standart ekspansiyon valf a. Termostatik valf

289 8. Ünite - So utma Sistemleri 279 Ekspansion valfler (fiekil 8.33) sabit ç k fl bas nçl ve termostatik valfli olmak üzere iki farkl s n fta de erlendirilir. Sabit ç k fl bas nçl valfler genellikle küçük kapasiteli so utma uygulamalar nda evaporator s cakl na ba l olarak ç k fl bas nç ayar manuel kontrol edilir. Büyük kapasiteli uygulamalarda ise pilot control valfi görevini yaparlar. Termostatik valfler evaporator s cakl n istenilen de erlerde sa layabilmek için evaporator taraf ndaki so utucu ak flkan s cakl n kontrol ederek sa lan r. Bu kontrol ifllevi, diyaframla, evaporator bas nc yla ve k zg nl k yay bas nc yla sa lan r. Termostatik valfler iç ve d fl dengeleme olmak üzere iki farkl yap ya sahiptir. ç dengeleme özelli i k zg nl a ba l bir kontroldür. D fl dengeleme özelli i ise evaporator giriflinde bas nç kayb n n de erlendirilmesine ba l bir kontroldür. K s lma vanalar n n temel ifllevi nas l aç klan r? Termostat So utma sistemlerinde faz dönüflümleri, bas nç parametresiyle birlikte s cakl k de erleriyle de ilgilidir. Bir so utma çevriminde sistemin performans n do rudan etkileyen s cakl k parametrelerini gerçek proseslerde sürekli SORU sa lamak pek çok nedenle mümkün de ildir. Özellikle kompresöre ba l oluflan yüksek bas nç de erini ve ak flkan çevrim h z n control alt nda tutmak amac yla D KKAT so utulan hacim veya ortamlarda s cakl k de erinin belli aral kta tutulmas na yönelik s cakl k kontrolü yap l r. 12 SORU D KKAT fiekil 8.34 AMAÇLARIMIZ Termostat AMAÇLARIMIZ Örnekleri K T A P K T A P TELEV ZYON TELEV ZYON NTERNET a. So uk depo uygulamalar b. Oda termostat c. Klima termostat NTERNET So utulan ortamda ortam s cakl n belirli aral kta tutarak çevrimde ak flkan ak fl n kontrol eden elemanlara termostat denir. Termostatlar ayar parametrelerine gore çevrimi veya kompresörü devreye sokan elektrik motorunu yönlendiriler. Termostatlarda hassas uç, kapiler boru ve esnek bükümlü boru olmak üzere üç k - s m oluflur. Hassas ucun alg lad termik de ere ba l olarak vana so utucu ak flkan kontrolünü sa lar. fiekil 8.34 te de görülebilece i gibi so utucu sistemin özelli ine göre pek çok termostat tipi mevcuttur.

290 280 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi fiekil 8.35 Kurutucu Ve Süzgeçler Kurutucular ve Süzgeçler So utma sisteminde performans ak fl hatlar n n temizli iyle do rudan ilgilidir. So- utma sistemlerinin çevriminde sadece kuru ve temiz so utucu ak flkan ile kuru ve temiz ya dolaflmal d r. Çevrimde boru hatlar na veya kondenser, evaporatör ünitelerine bak m flarj sürecinde sisteme su veya s v kar fl m olabilir. Bu ak flkan k lcal borunun evaporatöre girifl yerinde donarak sistemi t kar ve so utmay önler. Ayr ca hatlardaki toz ve küçük parçac klar da t kama yapabilirler. So utma sistemlerinde sisteme su ve tozlar n girmesi s k raslan r bir durumdur. Bunlardan baflka so utucu ak flkan bünyesinde baz istenmeyenen asitler de bulunabilir. Tüm bu istenmeyen etkileri önlemek için kullan lan ve kondenser ç k fl na konulan kurutucu ve süzgecin (drayer ve süzgeç) görevi su ve asitleri emerek tutmak, toz ve benzeri küçük kat maddeleri de süzmektir. fiekil 8.35 te kurutucu ve süzgeçler görülmektedir. Kurutucu ve süzgeçler bak r borudan gövde, kondenser içindeki bas nc mukavim olarak yap lm flt r. Her iki ucunda borular n girebilece i delikler vard r. Ufak kat maddeleri tutabilecek ince tülbent delikli tel boruya do ru gelecek flekilde tak l r. Nem emici madde özel surette yap lm fl olan madde 4-5 mm emme özelli- inden baflka so utucu ak flkan içinde bulunabilecek asitleri de emerek tutma özelli i de vard r. Manometreler Bir çevrim sürecine ba l çal flan so utma sistemleri alçak bas nç ve yüksek bas nç bölümlerine sahiptir. So utmac l kta kullan lan manometreler ço unlukla bu iki bas nç evrelerini kontrol ederler. Bu bölümleri kontrol eden manometreler yüksek bas nç taraf nda 0 atm ile 20 atm aras taksimatl ve alçak bas nç taraf nda ise 760 mmhg vakum ile 10 atm aras nda taksimatland r lm flt r. Manometreler üzerinde bar, psi, inhg, mmhg veya kpa gibi bas nç birimlerinden birkaç n gösterecek flekilde kalibre edilmifllerdir. Piyasada daha çok; bar, psi veya kpa fleklinde kalibre edilmifl olanlar mevcuttur. Manometre üzerinde, belli bir bas nca karfl l k gelen so utucu ak flkan de erlerini gösteren ölçekler bulunur. Her ölçek genellikle mavi, yeflil, vb. farkl bir renkle tan mlan r ve alt nda hangi ak flkana ait oldu u ak flkan n sembolü yaz larak belirtilir (R-12, R-22, R-134a gibi). fiekil 8.36 da görülebilece i gibi mevcut manometreler, genellikle 1, 2 veya 3 farkl so utucu ak flkan n bas nçlar na karfl l k gelen de erleri gösterecek flekilde düzenlenmifltir Manometrelerin ana gövdesi genellikle pirinçten, çerçevesi saçtan, önü camdan veya mikadan yap lm fllard r. Manometrelerin s f rlama ayar genellikle üzerinde bulunan ayar vidas ile yap l r. Bu ayar baz manometrelerin ön cam ç kar larak, baz lar nda ise cam n üzerinde bulunan plastik tapan n ç kar lmas ile cam ç kar lmadan d flar dan yap l r. Do ru ölçme yapmak için bu ifllemi mutlaka her manometrede için yap lmas gerekir.

291 8. Ünite - So utma Sistemleri 281 fiekil 8.36 So utucu ak flkan manometreleri Termometreler S cakl klar n ölçüldü ü de iflik birçok ölçü aletleri vard r ki bunlara genellikle termometre denir. Cival, alkollü termometreler en ucuz ve basit s cakl k ölçü cihazlar d r. Art k günümüzde dijital göstergeli termometreler kullan lmaktad r. SO UTMA S STEMLER NDE ENERJ EKONOM S Ça dafl yaflamda artan konfor ve hijyen gereksinimlerinin getirdi i k s t ve koflullar n karfl lanmas nda giderek artan iklimlendirme ve so utma uygulamalar nda geliflen süreç, sistemlerin ihtiyac olan enerji talebini de sürekli artt rmaktad r. Enerji talebindeki bu talep art fl n n do rudan veya dolayl olarak sera gazlar sal - n mlar n da olumsuz yönde etkilemektedir. Nitekim iklimlendirme ve so utma uygulamalar n n enerji talebinin, dünya enerji tüketiminin yaklafl k %9 una ulaflt tahmin edilmektedir. So utma sistemleri uygulamalar n n oldukça genifl bir boyut, kapasite ve s cakl k yelpazesine sahip oldu u görülmektedir. Neredeyse tüm uygulamalarda temelde buhar s k flt rmal so utma çevrimlerinin esas al nd görülmekte ve 2010 y l itibariyle sektörün pazar pay n n yaklafl k 150 trilyon Lira ya ulaflt tahmin edilmektedir. Küresel s nma etkisine ba l olarak son y llarda so utma sistemlerinin kullan - m nda önemli art fllar olmufltur. Bu art fl sistemlerin enerji kullan m ile birlikte önemli enerji maliyet art fllar yaratm flt r. Bu olumsuzluklar sektörde özellikle enerjinin verimli kullan m n esas alan çal flmalar artt rm flt r. Bir so utma sisteminde tasarruf amac yla ilk yap lmas gereken nedir? 13 So utma sistemlerinde enerji verimlili ini sadece so utma cihaz ve ekipmanlara ba lamak gerçekte eksik bir de erlendirme yarat r. Bu tür sistemlerin uygulan- mas nda yap sal özelliklerden sistem seçimine kadar yap lmas gereken pek çok ifllem vard r. Her ne kadar COP de eri yüksek bir so utma cihaz SORU tercih edilse de binan n yap sal özellikleri, yal t m özellikleri ve s kazanç noktalar yetersiz veya SORU yüksek olmas durumunda, yüksek enerji tüketimi engellenemez. Bu durumda verimlili i esas al narak tercih edilen cihaz yeterli olmayacak enerji verimsizli i ya- D KKAT D KKAT n nda tüketim maliyetlerini de yükseltecektir. Bu amaçla bir so utma sistemi için ilk yap lmas gereken tasarruf ifllevi, binan n so utma yük ihtiyac n n azalt lmas olmal d r. Bununla birlikte sistem seçiminde do ru so utucu ak flkan tercihi tasarrufta önemli bir etken olacakt r. So utma sistemlerinde; AMAÇLARIMIZ AMAÇLARIMIZ K T A P K T A P TELEV ZYON TELEV ZYON

292 282 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi Düflük elektrik kullan m, Farkl ortam ve çal flma koflullar nda etkin bir so utma özelli ine sahip olmas, Yüksek kapasite kontrol özelli ine sahip kompresörlerle oransal çal flma ile ihtiyaç duyulan so utma kapasitesinin karfl lanmas, Fan h z kontrol sistemi ile, kondenserlerde verimli yo uflma için ihtiyaç duyulan hava debisinin sa lanmas, Sistemin s cakl k set de erleri için yüksek hassasiyetli ifllemci kontrolü enerji tasarrufu sa lanmas, So utma sisteminde çevrim elemanlar ve donan mlar aras nda kapasitif uyumlu bir dizayn n yap lmas, So uk depoculuk gibi büyük kapasiteli enerji tüketim sistemlerinde etkin enerji yönetim sisteminin kurulmas enerji verimlili i çal flmalar na olumlu katk sa layacak ve enerji maliyetlerinin düflmesine yol açacakt r.

293 8. Ünite - So utma Sistemleri 283 Özet Ça dafl yaflamda artan konfor ve hijyen gereksinimlerinin getirdi i k s t ve koflullar n karfl lanmas nda giderek artan iklimlendirme ve so utma uygulamalar nda geliflen süreç, sistemlerin ihtiyac olan enerji talebini de sürekli artt rmaktad r. Enerji talebindeki bu talep art fl n n do rudan veya dolayl olarak sera gazlar sal n mlar n da olumsuz yönde etkilemektedir. Nitekim 2010 verilerine göre iklimlendirme ve so utma uygulamalar n n enerji talebi, dünya enerji tüketiminin yaklafl k %9 una ulaflm flt r. So utma sistemleri uygulamalar n n oldukça genifl bir boyut, kapasite ve s cakl k yelpazesine sahip oldu u görülmektedir. Örne in, geleneksel ev tipi so- utucularda güç tüketim aral kw aral nda de iflirken, so utucu ak flkan miktar n n gr aral nda oldu u görülmektedir. Oysa endüstriyel uygulamalarda, enerji tüketimlerinin MW, so utucu ak flkan miktar n n ton düzeylerine ç kt görülmektedir. So utucu uygulamalar nda s cakl k aral n n ise -70 C ile 15 C aral nda de iflti i görülmektedir. So utma kavram olarak termodinamik süreçlerde s l harekete ba l oluflan bir olgudur. Bu nedenle bu kavram n temel dayana s, s cakl k, baç nç gibi temel termodinamik parametrelerdir. Pek çok yöntemle uygulama alan bulan so utman n günümüzde en yayg n tercihi buhar s k flt rmal so utma çevrimidir. Ters Carnot çevrimine göre çal flan bu tür so utma makineleri veya s pompalar, carnot so utma makineleri veya Carnot s pompalar diye adland r l r. So utma uygulamalar nda gerçek buhar s k flt rmal so utma çevrimi, teorik tasar m yap lm fl bir carnot çevriminden çal flma parametreleri yönüyle ayr l r. Bu gerçek çevrimlerde çevrimi oluflturan elemanlar n neden oldu u tersinmezliklerden kaynaklanan bir ayr md r. Çevrim sürecinde so- utucu ak flkan n sürtünme etkisi bas nc n düflmesine neden olur. Ayr ca çevrim her noktada çevreyle s al flverifli içindedir. Bunlar tersinmezli i oluflturan temel etkenlerdir. Bu nedenle baflta so utucu ak flkan olmak üzere tüm ekipman n performans ve verimlili i teoriye yaklaflma oran n ifade edecektir. 19. yüzy l n ikinci yar s nda itibaren ticari anlamda kullan lmaya bafllanan so utma sistemlerinde so utucu ak flkan olarak karbondioksit, hava, su, amonyak gibi maddeler kullan lm flt r. Daha sonra gelifltirilen ve so- utma sistemlerinde kullan lmaya bafllanan kloroflorokarbon (CFC) ve hidrokloroflorokarbon (HCFC) so utucu ak flkanlar günümüze kadar yo un flekilde kullan lmaya bafllanm flt r. So utucu ak flkanlar, so utma çevrimlerindeki hal de iflime ba l olarak kullan ld klar so utma, havaland rma ve s pompas sistemlerinde, mahallerden s y absorbe ederek ya d fl ortama veya farkl bir hacme tafl n m ve iletim yoluyla geçirirler. Bir so utma çevriminde so utucu ak flkan; çevrimin performans n ve sistem tasar m n etkileyen en önemli parametredir. So utma sistemleri kullan ld her çevrim için farkl cihaz ve ekipmanlara ihtiyaç duyar. Bu bölümde günümüzde en yayg n kullan ma sahip buhar s k flt rma çeviriminde kullan lan cihaz ve ekipman n tan t lmas ele al nacakt r. Buhar s k flt rmal çevrimde temelde kompresör, kondenser, k s lma vanas (ekspansion valf) ve evaporatör olmak üzere 4 temel eleman vard r. Bu elemanlar kontrol elemanlar yla desteklenir. Çevrimlerde en çok kullan lan kontrol elemanlar ; termostat, drayer, manometre, termometredir. Sistemlerde elemanlar ve kontrol ekipmanlar n n ba lant hattlar montaj bak r borularla yap l r. Küresel s nma etkisine ba l olarak son y llarda so utma sistemlerinin kullan m nda önemli art fllar olmufltur. Bu art fl sistemlerin enerji kullan m ile birlikte önemli enerji maliyet art fllar yaratm flt r. Bu olumsuzluklar sektörde özellikle enerjinin verimli kullan m n esas alan çal flmalar artt rm flt r. So utma sistemlerinde enerji verimlili ini sadece so utma cihaz ve ekipmanlara ba lamak gerçekte eksik bir de erlendirme yarat r. Bu tür sistemlerin uygulanmas nda yap sal özelliklerden sistem seçimine kadar yap lmas gereken pek çok ifllem vard r. Her ne kadar COP de eri yüksek bir so utma cihaz tercih edilse de binan n yap sal özellikleri, yal t m özellikleri ve s kazanç noktalar yetersiz veya yüksek olmas durumunda, yüksek enerji tüketimi enellenemez. Bu durumda verimlili- i esas al narak tercih edilen cihaz yeterli o olmayacak enerji verimsizli i yan nda tüketim maliyetlerini de yükseltecektir. Bu amaçla bir so utma sistemi için ilk yap lmas gereken tasarruf ifllevi, binan n so utma yük ihtiyac n n azalt lmas olmal d r.

294 284 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi Kendimizi S nayal m 1. Afla dakilerden hangisi kondenserler için söylenemez? a. So utucu ak flkan n k zg nl n al r. b. Refrijeran n yo uflmas n sa lar c. Afl r so utmada kondenser alan n n %0-10 kullan l r d. K zg nl n al nmas nda kondenser alan n n %5 kullan l r. e. Buharlaflan refrijerana bir miktar daha s vererek k zg nl n artt r r. 2. Afla dakilerden hangisi iyi bir kompresör de bulunmas gereken özellik de ildir? a. Maliyet mümkün oldu u kadar düflük olmal b. Daha az güçle birim so utma sa layabilme c. Verimlerin k smi yüklerde düflmemeli d. De iflik çal flma flartlar nda emniyet ve güvenlik sa lamal e. lk ak flta dönme momentinin yüksek olmal 3. So utma çevriminde faz dönüflümünü sa layan ak flkan hangisidir? a. So utucu ak flkan b. Su c. Alkol d. Absorber ak flkan e. Su+çinko kar fl m 4. Afla dakilerden hangisi so utma çevriminin ana elemanlar ndan de ildir? a. Kompresör b. Prosestat c. Ekspansion valf d. Kondenser e. Evaporatör 5. So utucu ak flkan n evaporatör bas nc n sa layan eleman hangisidir? a. 4 yollu vana b. Kompresör c. K lcal boru d. Akümülatör e. Kondenser 6. So utmada temel prensip nedir? a. Madde veya ortam s cakl n hacmin s cakl - n n alt na indirmek b. Ortamda s ile bas nç dengesi sa lamak c. Konfor amaçl havaland rma yapmak d. Ortamda hava temizli ini yapmak e. Ortam s cakl n mevsim s cakl n n üstüne ç - karmak 7. Afla dakilerden hangisi bir so utma yöntemi de ildir? a. Termoelektrik so utma b. Absorbsiyonlu so utma c. Buharl so utma d. Elektromanyetik so utma e. Kimyasal so utma 8. Çevre ile baflka bir etkileflimde bulunmaks z n, s - n n so uk kaynaktan s cak kayna a aktar lmas olanaks z olarak tan mlanan ifade hangi makine içni geçerlidir. a. Carnot s makinas b. Is makinas c. So utma makinas d. Devirdaim makinalar e. Tersinir makinalar 9. Afla daki süreçlerden hangisi so utma çevrimi için söylenemez? a. S k flt rma b. Yo unlaflt rma c. Geniflleme d. Buharlaflt rma e. Süblinleflme 10. Afla dakilerden hangisi so utmada enerji ekonomisi sa lamak için söylenemez? a. Yüksek güçlü kompresör kullan m b. Düflük elektrik kullan m, c. Farkl ortam ve çal flma koflullar nda etkin bir so utma özelli ine sahip olmas, d. Yüksek kapasite kontrol özelli ine sahip kompresörlerle oransal çal flma e. Fan h z kontrol sistemi

295 8. Ünite - So utma Sistemleri 285 Kendimizi S nayal m Yan t Anahtar 1. e Yan t n z yanl fl ise Kondenserler konusunu yeniden gözden geçiriniz. 2. e Yan t n z yanl fl ise Kompresörler konusunu yeniden gözden geçiriniz. 3. a Yan t n z yanl fl ise So utucu Ak flkanlar konusunu yeniden gözden geçiriniz. 4. b Yan t n z yanl fl ise Buhar A k flt rmal So utma Çevrimi konusunu yeniden gözden geçiriniz. 5. c Yan t n z yanl fl ise Buhar S k flt rmal So utma Çevrimi konusunu yeniden gözden geçiriniz. 6. a Yan t n z yanl fl ise Temel Kavramlar konusunu yeniden gözden geçiriniz. 7. d Yan t n z yanl fl ise So utma Yöntemleri konusunu yeniden gözden geçiriniz. 8. c Yan t n z yanl fl ise Buhar S k flt rmal So utma Çevrimi konusunu yeniden gözden geçiriniz. 9.e Yan t n z yanl fl ise Buhar S k flt rmal So utma Çevrimi konusunu yeniden gözden geçiriniz. 10. a Yan t n z yanl fl ise So utma Sistemlerinde Enerji Ekonomisi konusunu yeniden gözden geçiriniz. S ra Sizde Yan t Anahtar S ra Sizde 1 Bir maddenin sahip oldu u temel s formlar gizli s, duyulur s, buharlaflma s s ve erime s s olarak tan mlan r. S ra Sizde 2 So utma uygulamalar nda ihtiyaç duyulan s cakl k parametreleri yafl, kuru termometre ve çi noktas s cakl d r. S ra Sizde 3 Her maddenin kat s v gaz halleri s ve bas nca ba l faz dönüflüm noktalar yla ifade edilir. Her madde için faz dönüflüm noktalar na doyma noktalar denir. S ra Sizde 4 Termoelektrik sistemlerde so utma için termoelektrik modüller kullan l r. Termoelektrik modül N ve P tipi kutuplara sahip malzemeden oluflur. Bu modüllerden geçen ak m etkisine ba l so utma gerçekleflir. S ra Sizde 5 Gerçek bir prosesin bulundu u ilk koflullara geri dönmesi hali tersinir süreç olarak tan mlan r. Is l süreçlere ba l hiçbir gerçek proses çal flma sürecinde bulundu- u ilk koflullara geri dönmez. Bir prosesin ilk koflullara dönmeden oluflan süreci tersinmezlik olarak tan mlan r. S ra Sizde 6 Ters carnot çevriminde s k flt rma, yo uflturma, geniflleme ve buharlaflt rma hal de iflimleri gerçeklefltirilir. S ra Sizde 7 Teorik çevrimde s k flt rma ifllemi içten tersinir ve adyabatik, baflka bir deyiflle izantropiktir. Gerçek çevrimde ise s k flt rma iflleminde entropiyi etkileyen ak fl sürtünmesi ve geçifli vard r. S ra Sizde 8 So utucu ak flkanlar, so utma çevrimlerindeki hal de iflime ba l olarak kullan ld klar so utma, havaland rma veya s pompas sistemlerinde, mahallerden s y absorbe ederek ya d fl ortama veya farkl bir hacme tafl - n m ve iletim yoluyla geçirirler. S ra Sizde 9 Kompresörlerin temel ifllevi so utma çevrimlerinde buhar faz ndaki gaz s k flt rma ve çevrimde so utucu ak flkan hareketinin süreklili ini sa lamakt r. S ra Sizde 10 yi bir evaporatör ünitesi; so utucu ak flkan n iyi ve çabuk buharlaflmas n sa lamal, so utulan maddenin (Hava, su, salamura, v.s.) s s n n al nmas için iyi bir s geçifl sa lamal, so utucu ak flkan n girifl ve ç k fltaki bas nç fark n (kay plar ) asgari seviyede tutmal d r. S ra Sizde 11 Kondenserler, so utma çevriminde kompresör taraf ndan s k flt r larak bas nc ve s cakl yükseltilmifl olan so utucu ak flkan n, s s n alarak d fl ortama b rakan ve ak flkan n yo uflmas n sa layan ünitelerdir. S ra Sizde 12 K s lma vanalar n n temel ifllevi, temel so utma çevriminde so utucu ak flkan n yüksek bas nç ortamdan alçak bas nç ortam na geçiflini sa lamakt r. S ra Sizde 13 So utma sistemi için ilk yap lmas gereken tasarruf ifllevi, binan n so utma yük ihtiyac n n azalt lmas olmal d r.

296 286 Is tma Havaland rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi Yararlan lan Kaynaklar (EPA)U.S. Environmental Protection Agency, (2004), Analysis of costs to abate international ozonedepleting substance substitute emissions, EPA Office of Air and Radiation (6205J), EPA,430-R Akpinar E.K., Hepbasli A.,(2007), A comparative study on exergetic assessment of two ground- source (geothermal) heat pump systems for residential applications, Building and Environment, 42 (2007) Alliance,(2009)., Commercial Refrigeration..A Working Example, The Alliance for Responsible Atmospheric Policy Department, U.S, December 2009, pdf BAC (2012) Engineering consideration, /evaporative-kondensers/series-v/engineeringconsiderations Befler E., Cansevdi B.(1995), So utma Sistemlerinde Enerji Tasarrufu, Makine Mühendisleri Odas, Tesisat mühendisli i kongresi, 95 TESKON/ ENE 039, zmir Befler E.,(2005), Su So utma Gruplar nda Is n n Geri Kazan m, Tesisat Mühendisli i Dergisi, Say : 90, s Bulgurcu H., (2002), So utma ilkeleri Ders Notlar, Bal kesir Üniversitesi Meslek Yüksek Okulu, Bal kesir. Bulut H.,(2011). So utma ve Klima tekni i ders notlar, Harran Üniversitesi Makine Mühendisli i Bölümü, Sayfa 8-10 Cengel Y, Boles MA., (2001), Thermodynamics: an engineering approach, 4th ed. New York: McGraw- Hill. Chang Y., Chen Y.M., (2000) Enhacment of a steam - jet refrigerator using a novel application of the petal nozzle Experimental thermal and Fluid Science 22(2000) Dinçer., Kano lu A.,(2010) Refrigeration systems and applications second edition, John Wiley & Sons Ltd, The Atrium, Southern Gate, Chichester, West Sussex, PO19 8SQ, United Kingdom, ISBN: , Page 29 Do an H.,(2006), Uygulamal Havaland rma ve klimlendirme Tekni ine girifl, Seçkin Yay nevi, stanbul. DUPONT, (2005), Dupont refrigerants, The Science of Cool, Du Pont de Nemours (Deutschland) GmbH, Germany, Ertafl E.,(2011) So utma Sistemlerinde Defrost Kay plar n n Kontrolu Yolu le Enerji Tasarrufu, X. Ulusal Tesisat Mühendisli i Kongresi - 13/16 N SAN 2011, zmir Esen D.Ö.,(2007), Adsorbsiyonlu So utma Sistemlerinin Motorlu Tafl tlarda Kullan labilirli i, Mühendislik ve Makine Cilt: 49, Say 577,sayfa Eurammon, (1996), Evaluation of the Enviromentally Friendly Refrigerant Ammonia According to the TEWI Concept, NH3 for ecologically friendly future, Frankfurt , Free-ed, (2012) Fundamentals of refrigeration, Refrigeration/coursemain.asp?lesNum=3&modNum=2 Hellmann J., Barthélemy P., (1997), AFEAS-TEWI III Study: Results and evaluation of alternative Refrigerants, Product Bulletin no. C/11.97/06/E, Solvay Fluor und Derivate GmbH Technical Service- Refrigerants, Page 5. Horst M. Kruse,(2000), Refrigerant use in Europe, ASHRAE journal ICF Consulting,(2005) Revised draft analysis of U.S. commercial supermarket refrigeration systems, U.S. EPA s Stratospheric Protection Division report, , page 3-18 Karamanl E., (2007), Bir So utma Çevriminin Deneysel Olarak ncelenmesi, Bitirme Projesi, Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisli i Bölümü, zmir. K z lkan Ö., (2008), Alternatif So utucu Ak flkanl De- iflken H zl Kompresörlü Bir So utma Sisteminin Teorik Ve Deneysel ncelenmesi, Doktora Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Isparta. Koyun T., Koyun A., Acar M.(2005), So utma Sistemlerinde Kullan lan So utucu Ak skanlar ve Bu Ak skanlar n Ozon Tabakas Üzerine Etkileri, Tesisat Mühendisli i Dergisi Say : 88, s , 2005 Kuijper L.(2007) Report of the refrigeration, Air Conditioning and Heat Pumps Tecnical Options Commitee(RTOC)-2006 Assessment, United Nations Environment Programme(UNEP). Lin J., Rosenquist G., (2008), Stay cool with less work: China s new energy-efficiency standards for air conditioners, Energy Policy 36 (2008)

297 8. Ünite - So utma Sistemleri 287 MEGEP, (2008), Tesisat Teknolojisi ve klimlendirme Evaporatörlerin Bak m ve Montaj, Mesleki E itim Ve Ö retim Sisteminin güçlendirilmesi Projesi, Millî E itim Bakanl, Ankara. Moore D., Nov. (2005), A comparative Method For Evaluating Industrial Refrigerant Systems, Sabroe Ltd. (reva). www. Sabroe org. Onat A., Bulgurcu H., Mollahüseyino lu Ö., (2007), Comparing R-22 and its Alternative Refrigerants According to Different Evaporating Temperatures, KSU. Journal of Science and Engineering 10(1), pp Özay F..,(2008), Nh3/H2O Absorbsiyon Sogutma Sisteminin Günefl Enerjisi le Çal flt r lmas Ve Verimlilik Analizi, Yüksek Lisans tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Isparta Rhiemeier J.M.,Kauffeld M., Leisewitz A., (2009), Comparative Assessment of the Climate Relevance of Supermarket Refrigeration Systems and Equipment Environmental Research of the Federal Ministry of Environment Nature Conservation and Nuclear Safety Research Report , UBA-FB /e, Fededral Enviromental Agency, R v ere P.,(2005),Preparatory Study on the Environmental Performance of Residential Room Conditioning Appliances (airco and ventilation) draft of task 1, version 1, definition of product, standards and legislation, contract tren/d1/ /lot10/s , France, /meeting/task1_draft_v4.pdf Rosen MA, Dincer I., (2003), Exergy-cost-energy-mass analysis of thermal systems and processes. Energy Conversion and Management 2003;4(10): SAVE, (1999), Energy efficiency of room air conditioners final report, Study for the Directorate-General for Energy(DGXVII) of the Commission of the European Communities, May, Page Schramek E.R.,(1998), Is tma ve Klima Tekni i, El Kitab,Türk Tesisat Mühendisleri Derne i,ankara SogutZ.(2011), A study on the exergetic and environmental effects of commercial cooling systems, Int. J. Exergy, Vol. 9, No. 4, 2011 Sprenger, E., W. Hönnman,(1983) Taschenbuch für Heizung u. Klimatetechnik R. Oldenburg Verlag München Wien, 62. Ausgabe, s. 71, Sustainability Victoria(2009), Energy Efficiency Best Practice Guide Industrial Refrigeration, Urban Workshop Level 28, 50 Lonsdale Street Melbourne, Victoria 3000, Tawil E., Leed AP M.S., (1992). Thermodynamics, DOE Fundamentals Handbook Thermodynamics, Heat Transfer, and Fluid Flow Volume 1 of 3, CourseNo: M08-001, DOE-HDBK-1012/1-92, U.S. Department of Energy FSC-6910, Washington, D.C Wall G., (1986), Exergy Flow in Industrial Processes, Physical Resource Theory Group, Chalmers University of Technology and University of Goteborg, S Goteborg, Sweden. WMO, (2003), Scientific Assesment of Ozone Depletion: 2002, Report of the Montreal Protocol Scientific Assessment Panel, World Meteorological Organization, P.1.32, March.