ÜRÜNLER
MAHAL, OFİS, OTOPARK, SIĞINAK, KAZAN DAİRESİ HAVALANDIRMASI, HAVALANDIRMA HESABI
Hava Kanalı ve Menfez Hesabı için Kanalların Hava Hızına Göre Sınıflandırılması
Hava hareketini sağlayan kuvvetlere göre üçe ayrılır:
1. Doğal havalandırma: Havanın hareketi ve dolayısıyla yenilenmesi sıcaklık farklarına ve rüzgar etkisine bağlıdır. (Baca ve rüzgar etkisiyle)
2. Doğal–mekanik havalandırma: Rüzgar etkisiyle çalışan baca aspiratörleri örnek olarak verilebilir.
3. Mekanik havalandırma: Bu tip havalandırmada havanın hareketini bir vantilatör temin eder. Bu da üç şekilde olabilir.
– Mekanik girişli doğal çıkışlı (vantilatörlü)
– Doğal girişli mekanik çıkışlı (aspiratörlü)
– Mekanik giriş ve çıkışlı (vantilatör ve aspiratörlü)
Tipik Kanal Sistemleri
Kanal sistemleri geniş kullanma amaçlarına göre çok farklı olmakla birlikte genelde üç tipi mevcuttur.
– Tek Kanal Besleme Sistemleri
– Çift Kanal Besleme Sistemleri
– Dönüş ve Egzoz Sistemleri
Tek Kanallı Sistem
Tek kanal besleme sistemi düzenlemesi; havayı belirli bir sayıdaki bölgeye ulaştırır. Tek kanal sistemi, bütün bölgelere o bölgelerdeki gerekli en düşük hava sıcaklığını sağlayacak beslemeyi yapar. Bölgeler içindeki bir oda termostatı ve kol ayrımındaki bir ısıtıcı yardımıyla her bir bölgenin sıcaklığı kontrol edilir. İstenen en küçük havalandırma miktarı, dış hava damperleri minimuma ayarlanarak yapılır. Aşırı soğuk ve aşırı sıcak havalarda dış hava damperleri en düşük değere ayarlanır. Fakat ılık havalarda bunlar açık olabilir.
Çift Kanallı Sistem
Çift kanal besleme sistemleri ise her bir bölgeye biri sıcak diğeri soğuk hava gönderen iki kol gider. Bölgedeki istenen oda sıcaklığını ayarlamak için bir karışım odasında sıcak ve soğuk belirli oranlarda karıştırılır.
Dönüş ve Egzoz Sistemleri
Dönüş ve egzoz sisteminde ise bir besleme devresinde bulunan kol çıkışları yerine izafi olarak daha çok sayıdaki kol girişleri ile karakterize edilebilir. Bir klima kanal devresinin dönüş hava kısmı ve bir fabrikanın egzoz kanal devresi bu tip sistemlere tipik örneklerdir.
Hava hızına göre;
– Düşük hızlı hava kanalları,
– Konfor tesisatında 10m/s’yi geçmez.
– Endüstri tesislerinde 12-15m/s
– Bu hızların üzerindekiler yüksek hızlı kanal
Hava basıncına göre;
– 100mmSS’na kadar alçak basınç,
– 175mmSS’na kadar orta basınç,
– 300mmSS’na kadar yüksek basınç.
Statik Basınç
Statik basınç, sıkıştırılmış havanın 1 m3’ünün serbest kalması halinde meydana çıkacak potansiyel enerjiyi gösterir. Ayrıca vantilatörlerde güç tecrübeleri kaidelerine göre “Bir doğru şeklinde akmakta olan bir sıvının iç basıncıdır” şeklinde de tarif edilebilir ki bu basıncı sıvı içinde aynı hızla hareket eden bir basınç ölçme aleti gösterebilir. Statik basınç aynı zamanda bir kanala paralel olarak akan akışkanın bu kanal üzerine etkisidir. Bu basınç kg/m2 veya mmSS olarak ölçülür.
Dinamik Basınç
Havanın kinetik enerjisine eşit olup hızın ikinci kuvveti ve özgül ağırlığının birinci kuvvetiyle orantılıdır. Ölçü birimi statik basınç gibidir. Dinamik basınç, akmakta olan akışkanın bir engele çarpmasını müteakip engelin önünde meydana gelen en büyük basınç artışı veya aynı akışkanın durgun halinden akıştaki hızına yükselmesi için gerekli basınçtır.
Aşağıdaki formülden hesaplanır.
T = 20°C sıcaklık ve P = 760 Torr basınçta γ = 1,2 kg/m3 olduğundan
Pdyn = 0.061 W 2
Toplam Basınç
Toplam basınç statik ve dinamik basınçların toplamına eşittir. Toplam basınç da statik basınç gibi mutlak veya efektif olarak ifade edilebilir. Pratikte gerektiğinde yükseklik farklarının da hesaba ilave edilmesinin kolay olması için baz olarak atmosfer basıncı alınır.
Hava Kanalı ve Menfez Hesabı Basınç Çeşitleri
Hava Kanalı ve Menfez Hesabı
Menfez Hesabı
Günümüzde iklimlendirme güncel hayatın ayrılmaz bir parçasıdır. Modern yaşam akışı içinde teknolojik gelişmeler ile birlikte iklimlendirme her geçen gün çok daha yaygın olarak yaşam mahallerimize girmekte ve klima sistemlerinin kullanımı mahallerde giderek yaygınlaşmaktadır.
Menfezler havalandırma ve klima sistemlerinde yer alan son ekipmanlardır. Bulunduğu mahal içerisinde konfor şartlarını sağlayabilmek için bu ekipmanların doğru seçilmiş olması sistemin kusursuzluğu açısından büyük önem taşımaktadır. Ortama verilen havanın mahal içerisinde dağılması, menfezlerin yerlerinin ve tiplerinin belirlenmesi havalandırma tekniğinin en önemli konularından biridir. Araştırmalar havalandırma sistemlerine ait sorunların büyük bir çoğunluğunun menfezlerden kaynaklandığını ortaya koymaktadır. Menfez seçimi için her duruma uygun kesin kurallar koymak mümkün değildir. Özellikle yüksek ısıtma ve soğutma yükü olan karmaşık geometrik ölçülere sahip mahallerde güçlüklerle karşılaşılmaktadır. Çok alçak ve çok yüksek tavanlı mahaller, içinde balkon bulunan salonlar, sarkan kirişli veya tavan yüksekliği değişken mahaller, konser salonları vb. havalandırma için zor mahallerdir.
“Havalandırma sistem seçimimiz ne kadar doğru ve başarılı olursa olsun, menfezlerin doğru seçim ve yerleşimi yapılmaz ise ideal konfor şartlarını sağlamak mümkün değildir.”
Menfezlerin görevi, mimari tasarıma uygun olarak kirlenen havanın ortamdan atılması, temiz havanın içeriye sevk edilmesi, gerekli hava debisinin verilmesi, havanın mahal içerisinde yayılması, rahatsız edici hava akımları oluşturmaması, havayı doğrudan toplayıcı menfezlere göndermemesi ve mahalde gürültü oluşturmamasıdır.
Klima sistemlerinde menfez seçimleri yapılırken,
– Isı yükü,
– Hava değişim miktarı,
– Mimari özellikler göz önüne alınarak menfez tipi seçimi yapılmalıdır.
Menfez özellikleri; menfez ebatları, hava debisi, mahaldeki hava hareketi, mahalin sıcaklık dağılımı ve ses seviyesine göre belirlenmelidir.
Menfez Debisi ve Hava Hızı
Havalandırma tekniğinde kullanılan menfez ve difüzörler için bazı önemli terimler vardır.
Menfezin hava atış uzaklığı ve düşmesi
Atış uzaklığı (Difüzyon yarıçapı): Hava jetinin ortalama hızının belirli bir uç hızına kadar düştüğü nokta ile menfez arasındaki yatay uzunluktur.
Düşme: Belirli bir atış uzaklığında, jet merkezi ile menfez yatay ekseni arasındaki düşey uzaklıktır.
Çıkış hızı: Jetin menfezden çıkışındaki hava hızıdır.
Uç hızı: Jetin ucundaki hava hızı (Vuç=0,15…………….1,0 m/s)
Konfor kriterleri bize mahal içerisinde hangi faktörleri değiştirmemiz ve kontrol etmemiz gerektiğini açıklar.
Bu faktörler;
1. Yaş-kuru termometre sıcaklıkları,
2. Bağıl nem,
3. Mahaldeki ısı kazanç ve kayıpları,
4. Mahaldeki hava hareketi,
5. Ses seviyesi,
6. Mahal hava hızıdır.
Bir mahal içinde bulunan bireyler tarafından hissedilen hava akımının nedeni basma havasının sıcaklığı ya da bir başka deyişle basma havası ile mahal havası arasındaki sıcaklık farkıdır.
Basma havası ile mahal havasının birbirine karıştırılması sonucunda, mahalin çeşitli bölgelerinde hissedilen ısı duyguları yeterli bir benzerlik ve homojenlik özelliğine sahip bulunmalıdır. Bu benzerlik ve homojenlik özelliğine erişilmesi ancak emme ve basma menfezlerinin uygun bölgelerde seçilmesi sayesinde mümkün olabilir. Mahale üflenen hava sıcaklığı ile mahal havası arasındaki sıcaklık farkı, Δt= 6-10 K arasında olmalıdır.
Ortam havasının bağıl nemi %40 – %60 arasında olacak şekilde şartlandırılması konfor için gereklidir.
Mimari yerleşim ve ortamda bulunan ciddi ısı kazancı ve kaybı yaratan etkenler hesaplara dahil edilmelidir. Buna göre mahal içerisinde menfezlerin yerleştirileceği konumlar belirlenip hava hareketinin nasıl olacağı göz önüne alınmalıdır. Menfez ve kanaldaki hava hareketinden kaynaklanan ses seviyesi ortamdaki ses dikkate alınarak seçilmelidir.
Konfor veya rahatlık duygusunun sağlanmasını amaçlayan iklimlendirme tesislerinde, mahalin kullanılma amacına ve bireylerin uğraşı durumuna bağlı olarak mahal hava hızı olarak 0,1 ila 0,3 m/sn aralığında değişen hız değerleri kabul edilebilir.
Mahal hava hızlarına karşılık bireylerin tepkilerine ait bilgiler aşağıda yer almaktadır.
Bir firmaya ait toplayıcı menfez seçim değerleri
Buradaki tepkiler bazı faktörlere bağlı olarak farklılık ve ayrıcalık gösterebilir.
1. Bireyin cinsi ve yaşı
2. Oturma, ayakta durma veya gezinme gibi bireylerin yaptığı uğraşının niteliği
3. Mahallin hangi amaçla kullanıldığı
Örneğin; bir büro mahalinin, bir mağazanın veya bir konferans salonunun söz konusu olması anılan faktörler arasındadır.
Hava Kanalı ve Menfez Hesabı için Menfez hava hızları
Menfez Debisi ve Hava Hızına Göre Kataloglardan Menfez Boyutlarının Seçimi
Menfez seçimi ve yerleşimi için aşağıdaki yol izlenebilir:
– Her hacme üflenecek hava miktarı belirlenir.
– Her hacme konulacak menfez sayısı ve tipi belirlenir. Bunun için gerekli hava miktarı, atış için kullanılacak mesafe, düşme mesafesi, yapının karakteristikleri ve mimari yapı göz önünde tutulur.
– Menfezler oda içinde havayı mümkün olduğunca homojen ve düzgün olarak dağıtabilecek bir biçimde yerleştirilir.
– Üretici kataloglarından hava miktarı, çıkış hızı, dağıtım biçimi ve ses düzeyi gibi performans bilgileri kontrol edilerek uygun boyutta menfez seçilir.
Örnek: Bir ortamdaki hava debisi 5000 m3/h ve 10 adet dağıtıcı kullanılacaktır.
Menfez boyutlarını seçiniz.
Çözüm: Her bir menfezde 5000/10=500 m3/h hava debisi düşer. Aşağıdaki çizelgeden buna en yakın değer 510 m3/h debili, 15 × 30 cm2 lik bir menfez seçilebilir.
Bir firmaya ait toplayıcı menfez seçim değerleri
Örnek: Bir ortamdaki hava debisi 6000 m3/h ve bu ortam için 8 adet yuvarlak anemostat kullanılacaktır. Anemostat boyutlarını seçiniz.
Çözüm: Bir anemostat için 6000/8=750 m3/h debi bulunur. Aşağıdaki çizelgeden en yakın değer 720 m3/h debi ile çerçeve çapı 500 mm ve hava çıkış hızı 4 m/s olan anemostat seçilir.
Örnekte çıkan değerleri aşağıdaki çizelgeden işaretlediğimiz gibi tespit ederiz.
Bir firmaya ait yuvarlak anemostat seçim değerleri
Kanal Hesabı
Otomatik olarak ekonomik kanal sistemini veren hiçbir kanal tasarım (dizayn) yöntemi yoktur. Bunun yerine teklif edilmiş ve bugün kullanılan çeşitli dizayn yöntemleri mevcuttur. Farklı durumlarda bu yöntemlerden biri seçilerek hesap yapılır. Bu yöntemlerden hangisinin seçileceği aslında maliyet kalemlerinin dikkatlice değerlendirilmesi ile kararlaştırılmalıdır. Bu kısımda farklı dizayn yöntemlerinin özellikleri ve hangi hallerde kullanılmasının tavsiye edildiği üzerinde durulacaktır.
Hız Metodu
Tecrübeli bir projeci, kanal sistemi boyunca uygun hızlar takdir ederek basit bir şekilde kanal boyutlandırılması gerçekleştirebilir. Birkaç çıkışı olan ve kolayca dengelenebilen basit kanal sistemlerinin dışında bu yöntemi başkaları kullanmamalıdır. Bu yöntemde hız, kanal boyunca giderek azaltılır.
Sabit Hız Yöntemi yine tecrübe ile optimum bir hız seçerek bütün kanal sistemi boyunca bu hızı koruyacak şekilde boyutlandırma yapılabilir. Bu yöntem en çok yüksek basınçlı kanal sistemlerinde kullanılır. Bu kanal sistemlerinde havayı kullanım alanlarına dağıtmadan önce hızı ve sesi düşürmek üzere genişletilmiş terminal kutuları kullanılır.
Sabit hız yönteminin kullanıldığı ikinci ana uygulama alanı ise endüstriyel toz toplama kanal boyutlandırılmasıdır. Tozların ve tekstil endüstrisinde olduğu gibi elyafın taşınabilmesi için belirli minimum hız değeri bulunmaktadır. Dolayısıyla bu tür endüstriyel egzoz kanallarında hız değeri söz konusu sınır değerin altına düşmeyecek şekilde boyutlandırma yapılır.
Sabit Basınç Kaybı Yöntemi (Eşit Sürtünme Metodu)
Kanal dizaynında belki de en geniş kullanılan yöntemdir. Bu sistemde bütün kanal boyunca birim uzunluktaki sürtünme kaybı aynı tutulur. Besleme, egzost ve dönüş kanallarının boyutlandırılmasında kullanılabilir. Normal olarak yüksek basınçlı sistemlerin boyutlandırılmasında (750 Pa üzeri) kullanılmaz. Bu yöntemde besleme kanallarında akış yönünde hız otomatik olarak giderek azaltılır. Böylece ses üretimi ihtimali de giderek azalır. Bu yöntemin ana dezavantajı çeşitli kanal kollarındaki basınç düşümlerinin eşitlenmesi yönünde hiçbir önlem getirilememesidir. Bu nedenle simetrik sistemler veya dallanmayan tek kanallar için uygundur.
Statik Basınç Geri Kazanım Yöntemi
Bu yöntem her basınç ve hızdaki besleme kanalları için uygulanabilir. Ancak normal olarak dönüş ve egzoz kanalları için kullanılmaz. Hesap olarak eş sürtünme yöntemine göre daha karmaşık olmasına karşın, teorik olarak bütün kollarda ve çıkışlarda üniform basınç düşümü yaratması açısından daha güvenilir bir yöntemdir.
Kanaldaki hızlar sistematik olarak azaltılır. Her bir kanal parçasının önünde hız düşürülerek dinamik basınç (hız basıncı) statik basınca dönüştürülür ve bu parçadaki basınç kaybının karşılanmasında kullanılır. Ortalama kanal sistemlerinde bu statik geri kazanma %75 oranındadır. İdeal şartlarda bu oran %90’a kadar yükselebilir.
Bu sistemin avantajı kanal sisteminin dengede (ayarlanan şekilde ) kalmasıdır. Çünkü kayıp ve kazançlar hızla orantılıdır. Yüke bağlı olarak debilerin azalması sistemdeki reglajı (balansı) bozmaz. Bu nedenle VAV sistemleri için ideal bir yöntemdir.
Statik geri kazanma yönteminin dezavantajı uzun kolların sonlarında, özellikle bu kanal kolu diğerlerine göre çok uzunsa, aşırı büyük kanal boyutları vermesidir. Ayrıca bu bölgelerde hızlar da çok düştüğünden kanalın ısı kayıp ve kazançlarına karşı izolesi gerekir.
Örnek Hava Kanalı ve Menfez Hesabı :
Menfezin hava atış uzaklığı ve düşmesi
Bir kurşun işleme tesisinde işlem yapan makinelerden çıkan tozların toplanıp filtre edilmesi için gerekli aspiratör debisi ve basıncının hesaplanması aşağıdaki şekilde yapılmalıdır.
Makine çıkış ağızlarına göre ve yerleşim yerine göre oluşturulmuş kanal krokisi gibidir.
Kanal basınç hesabı kritik noktaya göre yapılır. Buna göre 1 nolu emişten aspiratöre doğru gidilerek hesap işlemi yapılır.
A Hava debisinin hesaplanması ;
V= AxW W =25 m/s seçilir. Her emiş ağzı için kullanılır.
1 nolu emiş ağzı ;
D= Ø 250 A = pd 2 /4 = 0.049 m 2 ; V = 0.049 .25.3600 = 4416 m 3 /h
2 nolu emiş ağzı ;
D= Ø 150 A = pd 2 /4 = 0.0176 m 2 ; V = 0.0176 .25.3600 = 1590 m 3 /h
3 nolu emiş ağzı ;
D= Ø 200 A = pd 2 /4 = 0.0314 m 2 ; V = 0.0314 .25.3600 = 2826 m 3 /h
4 nolu emiş ağzı ;
D= Ø 250 A = pd 2 /4 = 0.049 m 2 ; V = 0.049 .25. 3600 = 4416 m 3 /h
5 nolu emiş ağzı ;
D= Ø 200 A = pd 2 /4 = 0.0314 m 2 ; V = 0.0314 .25.3600 = 2826 m 3 /h
VT = 4416+1590 +2826+4416+2826 = 16.074 m 3 /h
B Basınç kaybının hesaplanması (sabit hıza göre);
1 nolu emişten aspiratöre doğru (kritik devreye göre)
1 düz boru Ø 250 L = 3 m W= 25 m/s
P= RxL
R = 1 m borudaki basınç kaybı
P= 2,8 x3 = 8.4 mmSS
2Ø 250 90° dirsek W = 25 m/s
5 parçalı R/D = 2 olan dirsek için basınç kaybı P= 7,62 mmSS
3 düz boru Ø 250 L= 10 m P= 2,8 x10 = 28 mmSS
4 kesit genişlemesi ( Ø 250 Ø 390 )
F1/F2 = 0.049/0.066 = 0,742 a > 8 x = 0.1
P = x x Pdyn
Pdyn = 0.061 W 2 Z= 0.1x 38.125 = 3.8125 mmSS
5 düz boru Ø 290 L = 5 m
P= RxL = 2,3 x 5 = 11.5 mmSS
6 kesit genişlemesi ( Ø 290 Ø 350 )
F1/F2 = 0.066 / 0.096 = 0.6875
P= x x Pdyn = 0.112 x 38.125 = 4.27 mmSS
7 düz boru Ø 350 L = 4 m
P= 1.8 x 4 = 7.2 mmSS
8 kesit genişlemesi ( Ø 350 Ø 430 )
F1/F2 = 0.096 / 0.145 = 0.66
P= x x Pdyn = 0.12 x 38.125 = 4.575 mmSS
9 düz boru Ø 430 L = 3 m
P= 1.4 x 3 = 4.2 mmSS
10 kesit genişlemesi ( Ø 430 Ø 475 )
F1/F2 = 0.145 / 0.177 = 0.819
P= x x Pdyn = 0.04 x 38.125 = 1.525 mmSS
11 düz boru Ø 475 L = 15 m
P= 1.25 x 3 = 18.75 mmSS
PT = 1+……..+11 = 100 mmSS ; P = 100×1,1 = 110 mmSS
Bu bulunan basınç değeri imalat hatalarına karşı %10~15 oranında artırılır.
Sistemde var olan torbalı filtre, siklon vs. gibi dirençler var ise bunlar da bulduğumuz kanal basıncına ilave edilir.
Hesabını yaptığımız kurşun tesisinde torbalı jet filtre kullanacağımız için, filtre basıncı imalatçı kataloğundan seçilip ilave edilir.
Filtre basıncı = 150 mmSS
Kanal basıncı = 110 mmSS
Aspitatör toplam basıncı = 150 +110 = 260 mmSS
Aspiratör Karakteristiği :
V = 16.000 m 3 /h
PT = 260 mmSS
- hava değişim katsayısı, hava değişim katsayıları, hava değişim katsayısı tablosu, boyahane havalandırma hesabı, havalandırma katsayıları, hava değişim sayısı, hava değişim katsayısı hesabı, hava değişimi katsayisi, konutlarda hava değişim sayısı, konutlarda saatlik hava değişim sayısı
