Ders 10 · Bölüm 4: Ticari sistemler — çatı tipi paket cihaz, ekonomizer, VAV, VRF, kuru soğutucu

Bir alışveriş merkezinin çatısına çıkarsanız sıra sıra dizilmiş dev kutular görürsünüz. Her biri soğutmayı, ısıtmayı, taze havayı ve filtrelemeyi tek gövdede yapan çatı tipi paket cihazlardır. Bu bölüm onları ve havayı ya da gazı ihtiyaca göre ayarlayan akıllı sistemleri anlatıyor. Sayılar ders notlarındaki gibi.

Çatı tipi paket cihaz

Paket cihaz fabrikada birleştirilip gazı doldurulmuş gelir; sahada boru çekmek, vakum almak gerekmez. Etiketteki gaz miktarı tüm şarjdır; gaz tamamen kaçarsa tam miktar tartılıp konabilir. 10 tonluk cihaz iki ayrı 5 tonluk devreyle 5 ya da 10 ton çalışır; 4 ve 6 tonluk devreler ise 4, 6 ve 10 tonluk üç kademe verir. Cihaz duvara ya da köşeye çok yakın konursa kondenser kendi sıcak havasını emer. Çatı 'iki kez ölç, bir kez kes' kuralıyla delinir, cihaz kaide (curb) üstüne oturur. Vinçle kaldırırken en az üç kişilik ekip olur: biri vinççiye el işareti verir, ikisi cihazı yerine yönlendirir.

Ekonomizer: dış havayla serinlemek

Ekonomizer iki iş yapar: gereken taze havayı içeri alır ve dış hava uygunsa kompresörü çalıştırmadan serinletir. Sabit kuru termometre kontrolünde ayar 68 °F (20 °C) ise dışarısı 70 °F'ken ekonomizer kapalı, 65 °F'ken açıktır. Diferansiyel kontrol dış havayı dönüş havasıyla kıyaslar. Ama sıcaklık tek başına yetmez: 90 °F hava yüzde 70 nemde 45,3, yüzde 40 nemde 35,2 Btu/lb ısı taşır. Bu yüzden yeni cihazlar entalpiyi, yani havanın toplam ısısını ölçer; sabit entalpi ayarı çoğu zaman 28 Btu/lb civarıdır. Dış hava damperi her durumda yaklaşık yüzde 10 açık kalır.

Dört çalışma modu

Isıtma modunda dış hava genelde 30 °F'ın (-1 °C) altındadır ve yalnız asgari taze hava alınır: örneğin yüzde 10 dış, yüzde 90 dönüş havası. Modülasyon modunda soğutma istenir ama hava 30–50 °F arasıdır; kompresör çalışmaz, damperler açılıp kapanarak serinletir. Entegre modda hava 55–75 °F arası ılıktır; dış hava damperi tam açılır, eksik kalanı kompresör tamamlar. Mekanik modda hava genelde 75 °F'ın üstündedir; ekonomizer devreden çıkar, damper asgariye döner. Fanlar çalıştığı için 'bedava soğutma' aslında bedava değildir, ama fatura çok düşer.

İhtiyaca göre havalandırma (DCV)

Klasik sistem binanın beklenen kalabalığına göre ayarlanır; akşam 18.00'de boşalan ofise de sabah 10.00'daki kadar dış hava basar. İhtiyaca göre havalandırma, nefesimizle çıkan karbondioksiti ölçerek içerideki insan sayısını tahmin eder. Çok salonlu bir sinemada satılan bilet sayısı bile her salonun havasını ayarlamakta kullanılabilir. Sensör kapı girişine ya da köşeye konmaz, yoksa yanlış okur. Tek sensör dönüş havasındaki ortalamayı görür; değişken debili sistemde her bölgeye ayrı sensör konabilir.

Değişken hava debisi (VAV)

VAV sisteminde bölge damperleri kapandıkça kanaldaki statik basınç yükselir; sensörler bunu görür ve değişken hızlı sürücü fanı yavaşlatır. Dört yaygın kutu vardır: soğutma-ısıtma (ısıtma serpantinli), yalnız soğutma, paralel fanlı ve seri fanlı. Paralel fanlı kutu, oda fazla soğursa tavan arasındaki ılık havayı katar; seri fanlıda fan, bölge doluyken hep çalışır. Sıcak su serpantini iki yollu vanayla değişken, üç yollu vanayla sabit pompa debisiyle beslenir. Donmaya karşı glikol eklenir: yüzde 30 glikol donmayı 2–8 °F'a, yüzde 50 glikol -36 ile -30 °F'a indirir. Ama yüzde 30 karışım ısı taşıma gücünü yaklaşık yüzde 10, yüzde 50 karışım yaklaşık yüzde 20 azaltır ve daha büyük pompa ister.

Değişken gaz akışı (VRF) ve kuru soğutucu

VRF havayı değil, soğutucu gazın miktarını ayarlar: invertörlü kompresör örneğin 60 Hz'den 200 Hz'e, her biri 10 Hz'lik 15 kademede hızlanır. Bazı sistemler 50'den fazla iç üniteye hizmet eder. İki borulu VRF bir ısı pompasıdır; üniteler aynı anda ya ısıtır ya soğutur. Üç borulu sistem ısı geri kazanır: dağıtım kutusundaki beşe kadar elektronik genleşme valfi sayesinde bir oda ısıtılırken diğeri soğutulur. Kuru soğutucu hava soğutmalı kondensere benzer ama içinde su ya da glikol dolaşır; veri merkezleri için idealdir. Sıcak havada kompresör çalışır, serin havada kompresör durur ve dışarıda soğuyan su doğrudan serinletir.

Sahada neden önemli?

Çatı güvenliği: Merdiven çatı kenarından en az iki basamak yukarı uzanmalı, aletler iple çekilmeli; vinçteki yükün altında durulmaz.

Enerji: Doğru ayarlanmış ekonomizer ve karbondioksit sensörü kompresörü daha az çalıştırır; yanlış ayar ya kötü iç hava ya da yüksek fatura demektir.

Glikol: Tadı tatlıdır ama zehirlidir; yutulursa kalbe ve böbreklere zarar veren asitlere dönüşür.

Ek malzeme

Bu bölümün ek malzemesi: ders notlarından üretilen özet, sohbet ve test.

Mini test

1) 4 ve 6 tonluk iki devreli paket cihaz hangi kademeleri verir? — 4, 6 ve 10 ton. 2) Entegre modda dış hava aralığı? — 55–75 °F. 3) DCV insan sayısını neyle tahmin eder? — Karbondioksit sensörüyle. 4) Yüzde 50 glikol ısı taşıma gücünü ne kadar azaltır? — Yaklaşık yüzde 20. 5) Bir odayı ısıtırken diğerini soğutan VRF kaç borulu? — Üç borulu, ısı geri kazanımlı.

Ders 10 ve HVACR Dersleri dizisi burada bitiyor. Isıdan basınca, kompresörden soğutma kulesine uzanan bu yolculukta bizimle olduğunuz için teşekkürler.

Ders notu: Bu bölüm, HVACR Dersleri dizisinin 10. dersinin 4. bölümüdür. İçerik temel HVAC/R ders notlarından derlenmiştir; sayılar oradaki gibi bırakılmış, saha yorumları bana aittir.