Engin Mühendislik

İklimlendirme ve Soğutma

 

Tanım olarak bir maddenin sıcaklığını, ortam sıcaklığının altına indirme ve bu düşük sıcaklıkta tutabilmek için maddeden ısı alınması işlemidir. Bir maddeyi soğutabilmek için, bu maddeden daha soğuk olan bir soğutucu madde ile ısı çekilmesi gerekir.Soğutucu madde de genel olarak bir akışkan olduğundan, çoğu zaman soğutucu akışkan olarak adlandırılır.Ortam sıcaklığından daha düşük olarak elde edilebilen sıcaklık derecesine göre soğutma işlemlerini, iklimlendirme (klimatizasyon), soğuk hava deposu soğutması  ve derin soğutma (kriyojeni) olmak üzere sınıflandırmak mümkündür. İlk soğutma grubunda yaklaşık soğutma aralığı 273- 300K, ikincisinde  273-230K ve derin soğutmada ise 80-3K aralığındadır.

Kapalı bir ortamdaki havanın, belirli sınırlar içerisinde, istenilen şartlarda tutulması işlemine iklimlendirme (klima) denir. İklimlendirme konfor veya endüstriyel amaçlı olabilir.

 

 

Konfor İklimlendirmesi

İnsanların ısıl konfor, temiz ve taze hava gereksinimlerini karşılamak amacı taşır. Konfor iklimlendirmesi doğru yapılan  ortamlarda insanlar, ortam şartlarını kolay ve hızlı bir şekilde kontrol edebilirler, rahat yaşarlar, daha az yorulur ve hastalanırlar, yüksek iş verimi ile çalışırlar, kısaca , ortamı istedikleri şekilde düzenleyebilir ve kullanabilirler.

Endüstriyel İklimlendirme

Üretim, ürün depolama, araştırma ve geliştirme vb. endüstriyel faaliyetleri  gerçekleştirmek için  havanın şartlandırılmasıdır.

 

Klimanın kullanım amaçları:
1 - Kabin içi sıcaklığının istenilen değerde ayarlanması.
2 - Kabin içi nem oranının ayarlanması.
3 - Kabin içine temiz havanın alınabilmesi.
4 - Hava sirkülasyonunun sağlanması.

YENİ SİSTEM  KLİMALAR
İnsanoğlunun ideal yaşam alanında ısının 20-27, nemin ise yüzde 30-60 aralığında olması gerekiyor. Dışına çıkıldığında ortam rahatsız edici oluyor. Konfor bölgeleri yaratmanın yollarından biri de klima kullanmak. Sıcağa karşı önlem almak için bir lüks olmaktan öte, gereklilik haline geldi. Üretici markalar, rekabet içinde teknolojilerini sürekli yeniliyor. Böylece klimalar sadece havayı serinletmekle kalmayıp sigara dumanını yok ediyor, hastalıkları önlüyor, havayı temizliyor, sessiz çalışıyor.
Diğer tüm elektrikli cihazlarda olduğu gibi, klimalarda da artık en çok aranan özellik, tasarruf sağlayan A sınıfından olması. Böylece hem faturalar düşüyor, hem de çevreye daha az zarar veriliyor.

Yeni modeller, yüksek kalitedeki filtreleriyle ortamdaki havanın daha temiz olmasını sağlıyor. Filtrelerin bazıları sigara dumanını yok etmeye yararken, bazıları zararlı partiküllere son vererek bakterileri öldürüyor. hijyenik bir hava yaratıyor.
Klimaların artık kendi kendini temizleyen modelleri de var. Böylece tekrar kullanıma hazır hale geliyor. drenaj suyunu kullanarak iç ünite bataryasını yıkayarak kendini temizliyor.
Otomatik sıcaklık kontrolü olan modeller arzu edilen sıcaklık derecesi elde edilene kadar çalışıyor, iç ortamdaki ısıyı da sabit tutuyor. Bazı modellerde dışarıdaki ısıyı algılayarak sıcaklığı ayarlıyor.
Uyku fonksiyonu olan modeller, uyurken sizin için ideal sıcaklığı sağlıyor. Aynı zamanda sessizlik özelliği ön plana çıkıyor. Yatak odası için belirlenen 30 dB ses seviyesinden az ses seviyesinde çalışan modeller var.
Hava yönlendirme kanatçıkları da klima teknolojilerinde çok önemli. Havanın sağa sola, aşağı yukarı homojen biçimde dağılması sayesinde serin hava bir yere yoğunlaşmıyor ve hastalıklar önleniyor. özel göz ,geniş bir açıyla döşeme ve duvar sıcaklığını ölçerek otomatik olarak bir yandan diğer yana hareket eder. Isı farklılığı olan bölgeleri tespit ederek ısıyı o bölgeye yönlendirir. Odanızda homojen bir hava dağılımı sağlar.
Otomatik yeniden başlatma özelliğiyle cihaz çalışırken herhangi bir elektrik kesintisi olursa, klima ayarlanmış çalışma koşullarını hafızasına kaydediyor. Elektrik geldiğinde hafızasındaki kayıtlara göre eski ayarlarda çalışmaya devam ediyor.
Çocuk odası kliması sağlıklı hava koşulları yaratılmasını sağlıyor. Bakteri oluşumuna izin vermeyen kumandası kullanım kolaylığı sağlıyor. 20 derecenin altına düşmeyen ayar sıcaklığı sayesinde ortamdaki ani ısınma ve soğumaları engelliyor. Ortama antioksidan özelliği olan Vitamin C yayarken, toz, bakteri, küf gibi hava kirleticileri tutuyor, kötü kokuları emiyor.
KLİMA SEÇERKEN
· Uygun kapasiteli klima seçerken ilk kriter, odanın büyüklüğü. Diğer önemli faktörler tavan yüksekliği, yerel iklim, güneş-gölge durumu, yön, pencere boyutları ve cinsi, duvarların yalıtım durumu, içerideki kişi sayısı ve içeride mevcut ısı üreten cihazlar. Bu karışık seçimin, işinin ehli bir uzman servis yardımı ile yapılmasını tavsiye edilir.
· Daha büyük klima her zaman daha iyi anlamına gelmez, çünkü içeriyi homojen bir şekilde soğutmaz. Sabit hızda çalışıp az dur-kalk yapan küçük bir klima, sık sık çalışıp duran gereksiz büyük bir klimadan daha verimli çalışır ve daha iyi nem alır.
· Evinizin elektrik tesisatının, klimanın elektrik ihtiyacını karşılayacak kapasitede olduğuna dikkat edin.
· Klimanın çalışırken ne kadar ses çıkardığına dikkat edin.
· Filtrelerin düzenli temizlik için kolay çıkarılır olması önemli.
· Kumandası kolay kullanımlı, termostat ayarı kolay görülür olmalı ve zaman ayarlı açma kapama imkânı bulunmalı. Sıcaklığı, uyuyan insanın ihtiyacına göre ayarlayan uyku modu da yararlı bir özellik.
· Satın alınmış klimanın montajı yapılırken insanlara direkt olarak üflemeyecek şekilde yer seçilmeli ve yer seçimi uzman servislerce önerilmeli. Ayrıca yönlendirme kanatçıkları doğru ayarlanmalı. Klimanın üflediği serin hava, yakın mesafeden bir insanın üzerine vurmamalı.
· Montaj yapılırken, klimanın altında elektrikli bir cihaz bulunmamasına, klimanın ısı, su buharı veya yağ buharına maruz kalacak bir yere konmamasına, duvarın klimayı taşıyacak sağlamlıkta olmasına dikkat edilmeli.
KLİMAYI EKONOMİK KULLANMAK
· Klimanızı çok düşük sıcaklığa ayarlamayın. Böyle daha hızlı serinlik elde edemezsiniz. Rahat edeceğiniz en yüksek sıcaklığı seçin. Çünkü ne kadar düşük sıcaklığa ayarlarsanız o kadar fazla enerji sarf edersiniz.
· Üfleme hızını gereğinden yüksek tutmayın.
· Sıcak günlerde kapı ve pencerelerinizi kapayın, akşam serinliğinde açın. Temiz hava ihtiyacı doğarsa bir pencereyi uzun süre aralık bırakmak yerine kısa süre tam açın.
· Çok sıcak olmayan ama çok nemli günlerde, klimanızı nem alma modunda çalıştırın.
· Çok sıcak günlerde perde, jaluzi ve kepenkler güneşin ısısını keserek klimanıza yardımcı olur.
· İç ünitesinin hava giriş çıkışının perde, mobilya vb. ile kapanmamasına dikkat edin. Dış ünitenin hava giriş çıkışı da serbest olmalı, mümkünse binanın daha gölgeli tarafına takılmalı.
· Filtreleri kullanım kılavuzunda belirtilen aralıklarla temizleyin. Klimanızın düzenli bakımını da mutlaka yaptırın.
· Zamanlayıcısını kullanın, böylece ev boşken gereksiz kullanılmaz ama sizin geldiğiniz saatte ev serinlemiş olur.
· Eksik yalıtımlı eski bir binada iseniz yalıtımı güncel şartlara uyacak şekilde iyileştirin.
Vücut;  sıcaklığını 36.5 derece dolayında sabit tutmaya çalışır normal oda ısısı dediğimiz 20 derece, sağlık için en uygun koşuldur.
İnsanın vücut ısısı, gün içinde küçük de olsa düzenli bir dalgalanma gösteriyor. Akşama doğru biraz artıyor, uykuda azalıyor, sabaha karşı tekrar artmaya başlıyor.Klimalı bir odada akşam rahatça uyuduktan sonra sabaha karşı üşüyerek uyanmamızın nedeni, aslında odanın değil içimizin soğumuş olmasdııdır. vücut ısımızı oldukça dar bir aralıkta tutmak zorundayız. Vücut ısımız 40 derecenin üstüne çıkmışsa çok hastayız demektir, 35’e inmişse donmak üzereyiz.
- Klimaların hava kanatlarının, oturulan ya da yatılan yere direkt yönlendirilmemesi önemli. 
-  Filtreleri belli aralıklarla temizlemek.  (Ev, otel gibi ortamlarda filtreler lkbahar ve sonbahar olmak üzere yılda 2 defa, ofis ve işyerleri gibi daha kalabalık ortamlarda ise 3 ayda bir temizlenmeli veya değiştirilmeli). 
- Klima ekipmanına elektrostatik veya hepa filtreler eklenmesi, havadaki alerjenlerin temizlenmesine yardımcı olur. 
- İnsan sağlığı için sıcaklığın 20-25 derece, nemin yüzde 45-60 olması ideal. Konforlu bir ortam için klimanın yazın 20-21 derece, kış aylarında ise 27-28 derece olarak ayarlanması uygundur. 
- Sinüs ve akciğer hastalarının çok uzun süre klimalı ortamda kalmamaları ve klima bakımlarını ihmal etmemeleri sağlık açısından son derece önemli.

KLİMA  HÜCRELERİ:

1. Vantilatör Hücresi

Vantilatör hücresinde kapasiteye uygun büyüklükte radyal çift emişli, sık veya seyrek kanatlı, yüksek verimli, galvanizli saçtan mamul ithal fanlar kullanılmaktadır. Fanların hücreye bağlantısı kauçuk izolatörlerle yapılarak titreşimin gövdeye geçmesi önlenmiştir. Statik ve dinamik olarak balansı alınmış fanlar, kayış-kasnak tahrikli olup, hava atış ağızları santral gövdesine konnektörlerle iritbatlandırılarak titreşim izolasyonu sağlanmıştır.

2. Filtre Hücresi

 

Santrallerde isteğe göre çeşitli verimde zig-zag, torba veya HEPA filtreler kullanılabilmektedir. Kapaklı yapılan filtre hücreleri standart filtre ölçülerine uygun büyüklüktedir. İsteğe göre gözetleme pencereli yapılabilmektedir. Hücre hava kaçaklarını önleyecek konstrüksüyondadır.

3 .Karışım Hücresi

Karışım odası iklimlendirme santralinde dönüş havası ile dış havayı karıştırarak sistem havasını oluşturmakta kullanılır. Enerji tasarrufu amaçlı hava karışım hücreleri genellikle iklimlendirme santrallerinin en başında bulunur.
Karışım hücresi iç ve dış hava ayar damperlerini ihtiva eder. Alüminyum profilden aerodinamik kanatlı, hava ayar damperleri zıt hareketli plastik dişli yapıda olup, hava sızdırmaz yapıdadır.

4. Isıtıcı Hücresi

Isıtıcı hücreler iklimlendirme santrallerinin en önemli elemanlarından birisidir. Konumlarına göre Ön Isıtıcılar ve Son Isıtıcılar olarak 2 ye ayrılır.
Ön ısıtıcılar havanın daha fazla neme ihtiyaç duyması durumunda kullanılır ve bu amaçla iklimlendirme santralinde nemlendiriciden önce konulur.
Son ısıtıcı ise sistem havasının esas ısıtıcısıdır. Santralde nemlendiriciden sonra gelir ve odaya verilen havanın ısı ihtiyacını karşılamak için kullanılır.
Bakır boru-alüminyum kanatlı bataryalar galvanizli saçtan mamul kızaklar üzerine monte edilmiş olup, istenildiği takdirde hücrenin kapak tarafından çıkarılabilmektedir. Isıtıcı akışkana bağlı olarak uygun malzemeden imal edilmektedir.

5. Soğutucu Hücresi

Soğutucu akışkanla hava birbiri ile hiç temas etmeden iletim yoluyla havanın ısısı çekilir, soğutucu akışkana verilerek hava soğutulmuş olur. Isıtıcı hücresi özelliklerini taşımaktadır. Soğutucu batarya altına tabanı izole edilmiş yoğuşma suyu tavası monte edilmiştir.

6. Nemlendirme Hücresi

Konfor şartlarında mahale verilen havanın bağıl neminin alt sınırının %35-40 olması istenir. Bu nedenle,mahale verilen sistem havasının neminin bu sınırların altında olması durumunda nemlendirilmesi ve üstünde olması durumunda da neminin alınması gerekmektedir.Nemlendirme hücresi gövdesi galvanizli saç, alt havuz paslanmaz sacdan imal edilmektedir. Bu hücre gövde, damla tutucu, atomize fıskiyelerden oluşmuştur. Kollektör sistemi PVC veya galvanizli borudan mamul olup gözetleme pencereli olarak imal edilmektedir.
Damla tutucuların görevi, zig-zaglı ya da girdaplı yapıları ile havanın hızının etkisiyle kanala girmeye çalışan, sistem havası içindeki sıvı zerreciklerini tutarak kanala bırakmamaktır.

7. Isı Geri Kazanım Hücresi

Egzost havasıyla atılan ısının tekrar geri kazanılması için ısı geri kazanım cihazları kullanılmaktadır.

8. Plakalı Isı Geri Kazanım Hücresi

 

Alüminyum veya paslanmaz çelik plakalardan oluşmuş eşanjör çift devreli olup yüksek ısı transferi katsayısı ve geniş yüzey alanı sayesinde santrale alınan taze hava ile dışarı atılan egzost havası arasında etkin bir ısı transferi sağlar.

Tekerlek Tipi Isı Geri Kazanım Hücresi

Isı tekerleğinde, iç ısı tutucu nitelikte bir materyalle örülmüş olan tekerleğin bir bölümünden sıcak gazlar geçirilerek bu bölüm ısıtılır. Yeterince ısınan bölüm soğuk gaz tarafına hareket eder ve ısısını soğuk gaza verir ve soğuyarak devrini tamamlar.Tekerleğin içi paslanmaz çelik veya alüminyumdan yapılmış tel ağı ile örülüdür.Isı tekerleğinin yüksek ısı transfer verimi ve düşük maliyet gibi avantajları vardır.
Isı transferini maksimum düzeye çıkartabilmek için optimum bir dönüş hızı ile dönen eşanjörde dışarı atılan egzost havası ile yapılan ısı transferi neticesinde tekerleğin bir kısmının ısınması veya soğuması sağlanır. Çok ufak gözeneklere sahip tekerleğin bu kısmı gerçekleştirdiği dönüş ile taze hava giriş kısmına geldiğinde bu sefer taze havayı ısıtır ya da soğutur.

8. Susturucu

Gerekli ses tutma kapasitesini sağlayacak özellikte imal edilmektedir. Kulisler galvaniz paneller içine akustik izolasyon konularak imal edilirler. Klima santrallerinin kurulacağı şartlara uygun olarak susturucu seçilir

 KLİMA
Kapalı   gaz   dolaşım   sistemi :  aşağıdaki sistem bir araba klima sistemi olmakla birlikte  genel olarak hava soğutmalı bir klima sistemini ifade etmektedir. 

 

 
1- Kompresör  2- Kondanser  3- Evaparatör  4- Expansion ( genleşme) valfi  5- Nem tutucu filtre  6- Kondanser fanı 7- Evaparatör fanı   8- Presostat
Klima sistemdeki gazın; sıvı hale dönüştürülmesi için, sıkıştırılması ve soğutulması gerekir.Kompresör, klima gazını  sıkıştırır. Basıncı ve sıcaklığı artan klima gazı, kondanserden geçerken ortalama 60 °C sıcaklıkda sıvı hale dönüşür. Kondanser; kondenser fanı ile soğutulur .Basıncı yüksek sıvı haldeki klima gazı, genleşme valfinden, geniş bir hacme geçer ve basıncı düşer.Sıvı halindeki soğutucu gaz, evaparatör içerisinde buharlaşarak çevresindeki ısıyı toplar. Evaparatör yüzeyi ve çevresi " -10 °C " ile " -18 °C " 'ye kadar soğur.Soğuma sonucu sağlanan bu serinlik, evaparatör fanı içeri  üflenir.Bu olay; soğutucu gazın buhar halinden, tekrar sıvı haline dönüşmesi ile tekrarlanır.