bölüm-6 kanal tasarımı

Transkript

170
KANAL TASARIMI
Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU
BÖLÜM-6
KANAL TASARIMI
6.1 GİRİŞ
Klima ve havalandırma tesisatlarında veya endüstriyel havalandırma ve hava ile taşıma tesisatlarında havanın
nakli amacı ile hava kanalları kullanılmaktadır. Bu bölümde konu ile ilgili bir kısım uygulamaya yönelik bilgiler
verilecektir. Hava kanalları imalatı ile ilgili Amerika ve Avrupa’da kabul gören iki standart burada verilen bilgilerin
temelini oluşturacaktır. Bunlar SMACNA (Sheet Metal And Air Conditioning Contractors National Association) ve
DW 142, DW 143 (İngiltere standartları)’dır.
Yuvarlak kanal sistemlerinin elemanları standartlaştırılmıştır. Böylece kolayca standart seri üretim yapmak,
üretimi stoklamak ve kısa zamanda müşteriye teslim edebilmek mümkün olmuştur. Buna karşılık dikdörtgen kesitli
kanallar ve bağlantı parçaları için böyle bir standart boyut söz konusu değildir. Dikdörtgen kesitli kanallar ve
bağlantı elemanı müşterinin istediği boyutlarda ve çoğu zaman şantiyede yerinde üretilir. İdeal bir hava kanalı,
1. Gerekli bölgeye yeterli havayı taşımalı,
2. İlk kuruluş ve işletme masrafları ekonomik olmalı,
3. Fazla gürültü ve titreşim yapmamalıdır.
6.2 HAVA KANALLARININ SINIFLANDIRILMASI
Hava kanalları, şekilleri ve malzeme yapıları itibari ile iki ayrı gruba ayrılabilir.
6.2.1 Malzemelerine Göre Hava Kanalları
Hava kanalları kullanım alanlarına ve maliyetlerine bağlı olarak değişik malzemelerden imal edilebilirler. Bunlar;
a) Galvanizli çelik sac,
b) Karbon çelik sac,
c) Alüminyum sac,
d) Paslanmaz çelik,
e) Bakır sac,
f) Polipropilen levha,
g) Fiber elyaf kanallar
h) Polistren (XPS) kanallar
i) Kumaş kanallar
a) Galvanizli Çelik Sac Hava Kanalı
Konfor kliması ve havalandırma tesisatı hava kanalları imalatında ağırlıklı olarak kullanılan bazı endüstriyel
uygulamalarda da kullanım alanı bulan bir malzemedir. Taşınan hava içerisinde aşındırıcı veya korozyona
sebebiyet verecek maddelerin bulunmadığı sistemlerde kullanılabilir. Taşınan hava sıcaklığının 200°C’nin altında
olması gereklidir. Hava sıcaklığı 200°C’ye yaklaştıkça korozyon riski o oranda artacaktır.
Galvaniz levhalar; 122 g/m2 -350 g/m2 arasında çinko kaplanmış, 0,3 mm – 3 mm kalınlıkta ve 600 mm – 1,250
mm genişliğindeki saclardan standart boy 2 m olmak üzere maksimum 4 m’ye kadar istenen uzunluk ve
toleranslar dâhilinde levhalar şeklinde temin edilebilir. Ayrıca sac plakalar çeşitli genişliklerde rulo halinde temin
edilebilir.
c) Karbon Çelik Sac Hava Kanalı
Bu malzemeden imal edilen hava kanalları mutfak egzoz sistemlerinde, duman naklinde, bacalar gibi yüksek
sıcaklıkların oluştuğu, kanal sistemlerinde ve kanalların özel boya veya kaplama yapılmasının gerektiği
durumlarda kullanılır.
0,5 mm’den 4 mm’ye kadar 1x2 m – 1x2,4 m – 1,2x2,4 m boyutlarında siyah sac levhalar temin edilebilir.
171
KANAL TASARIMI
d) Alüminyum Sac Hava Kanalı
Rutubet oranları yüksek olan hava kanalı sistemleri ve alüminyumun dayanıklı olduğu maddeleri içeren
havalandırma sistemlerinde kullanılır. Yüksek basınç değerlerinin bulunduğu kanal sistemlerinde malzeme
kalınlığı ve dayanımı göz ardı edilmemelidir.
AA1000 / AA3000 / AA5000 alaşım serilerinde 0,2-3 mm arası kalınlıkta alüminyum sac levhalar temin edilebilir.
e) Paslanmaz Çelik Sacdan Hava Kanalı
Mutfak egzoz sistemlerinde veya rutubet gibi korozif malzemelerin bulunduğu sistemlerde kullanıldığı gibi,
hijyenik konfor klimasında kanallarda korozyon ihtimalini minimuma indirmek amacıyla da kullanılır.
0,4 mm’den 30 mm’ye kadar 1x2 m – 1,25x2,5 m – 1,5x3 m ebatlarında paslanmaz çelik levha sac temin
edilebilir.
TABLO-6.1 Paslanmaz çelik levhaların özellikleri
AISI TP
Özellikler
Uygulama Alanları
304
Paslanmaz temel çeşididir. 450°C’ ye kadar yüksek
oksidasyon mukavemeti sağlar. Mekaniksel direnç ve
sürtünme mukavemeti çok iyidir.
Kimya, petro-kimya, otomotiv, tıp endüstrisinde,
boyler ve eşanjör üretiminde tercih edilir.
316
650°C’ye kadar yüksek oksidasyon mukavemeti sağlar,
mekaniksel kopma ve büzülme mukavemeti, ayrıca
bünyesinde bulunan molibden nedeniyle yüksek korozyon
mukavemeti mevcuttur.
Kimya, petro-kimya, gıda, tekstil, kağıt
endüstrisinde, deniz ve endüstriyel atmosfer
şartlarında tercih edilir.
e) Bakır Sac Hava Kanalı
Bakırın dayanıklı olduğu kimyasalları içeren hava taşıma sistemlerinde kullanılır. Sistemin basınç değerlerinin göz
önüne alınması gereklidir. Yukarıda bahsedilen malzemelerin haricinde;
 Fiberglas takviyeli plastik kanallar, kimyasal atık ihtiva eden yer altı hava kanal sistemlerinde,
 PVC hava kanalları, yer altı kanal sistemlerinde, kimyasal duman naklinde, hastanelerde,
 Polivinil çelik kanallar, yer altı kanal sistemlerinde, rutubet yüklü hava naklinde, hastanelerde,
 Betonarme kanallar, yer altı kanal sistemlerinde ve şaftlarda,
 Plaka tipi cam yünü veya poliüretan kanallar, düşük basınçlı konfor kliması uygulamalarında kullanılır.
Ancak bu malzemelerden bir kısmının kolay yanabilir olması ve hatta bazılarının yanma esnasında zehirli gaz
açığa çıkarması nedeni ile kullanım alanları sınırlandırılmıştır.
f) Polipropilen Levha
Polipropilen düşük özgül ağırlıklı (0,91 g/cm³) bir termoplastik türü olup, birçok asit, alkali ve çözücü maddelere
karşı yüksek kimyasal dirence sahiptir. Çalışma sıcaklık aralığı 0 ila +100°C arasında olup, kaynakla
birleştirilebilir. Isı iletkenlik katsayısı 0,22 W/mK’dir. DIN 4102 standartlarına göre yanıcılık özelliğine sahiptir.
Hava kanalı malzemesi olarak genellikle 4 veya 5 mm levhalar tercih edilmekte olup, kanal bağlantı flanşları 8
mm levhadan imal edilmektedir. Ayrıca istendiği takdirde polipropilen malzemeden menfez imalatı da
yapılmaktadır.
6.2.2 Şekillerine Göre Hava Kanalları
Silindirik Hava Kanalları
Silindirik hava kanalları, kanallar içerisinde hava akış profilinin en uygun olduğu kanallardır. Bu özelliğinden dolayı
silindirik hava kanallarında ortalama basınç değerlerinde daha yüksek hava hızlarına çıkabilmek mümkün
olmaktadır. Yine aynı sebepten dolayı dikdörtgen kesitli hava kanallarına oranla ses oluşumları daha düşüktür.
Silindirik kanallar genellikle fabrikasyon imalat olarak yapılır. Şantiye montajları sırasında özel birleştirme
parçaları kullanılır.
172
KANAL TASARIMI
TABLO-6.2 Dikdörtgen kanallarda minimum sac kalınlıkları
Maksimum kanal
boyutu
(mm)
400
600
800
1000
1250
1600
2000
2500
3000
Sac kalınlığı (mm)
Düşük ve orta basınçlı sistemler
Yüksek basınçlı kanallar
(mm)
(mm)
0,6
0,8
0,8
0,8
0,8
0,8
0,8
0,8
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
1,2
1,0
1,2
1,2
--
Silindirik hava kanalı imalatında ülkemizde en çok rastlanan tarz spiral kenetli silindirik hava kanallarıdır. Ayrıca
alüminyum malzeme ve çelik destek telleri kullanılarak yapılan bükülebilir hava kanalları da kullanılmaktadır.
(Yukarıda bahsedilen silindirik hava kanallarında basınç düşümlerinin daha az olduğu konusu yüzey
pürüzlülüğünün fazla olması nedeni ile bükülebilir silindirik hava kanalları için geçerli değildir). Bükülebilir silindirik
hava kanalları özellikle branşman ayrımlarında montaj kolaylığı sağlaması yönü ile tercih edilirler. Ancak yapıları
itibari ile ana kanallarda kullanıma uygun değildirler.
Oval (Eliptik) Hava Kanalları
Silindirik hava kanallarında kesit değerleri, çapları ile orantılı olduğundan, özellikle asma tavan kullanılan ve asma
tavan arası boşluğun fazla olmadığı hacimlerde kullanımları sıkıntılı olabilmektedir. Bu nedenle son zamanlarda
eliptik yapıda hava kanalı kullanımları görülmektedir. Eliptik yapıda hava kanallarında kanal yüksekliği
düşürülürken kenarlarda sağlanan silindirik yapılar sayesinde hava akışının kolay olması nedeniyle basınç
kayıpları azaltılabilmektedir.
Dikdörtgen Hava Kanalları
Uygulamada yaygın olarak kullanılmakta olan dikdörtgen kesitli hava kanalları farklı bağlantı şekilleri ile imal
edilmektedirler:
a) Sürgülü bağlantı,
b) Çerçeveli bağlantı,
c) Flanşlı bağlantı,
d) Kendinden flanşlı bağlantı
a) Sürgülü Bağlantı
Sürgülü bağlantıda Şekil-6.1’de görüldüğü üzere, parça kanal bitim noktaları “U” tarzında bükülmüş iki kanalın her
iki tarafı da “U” tarzında bükülmüş bir parça ile birleştirilmesi yolu ile yapılır. Bu tarz bağlantıda büküm
toleranslarının dikkatli olarak verilmesi ve birleşim noktalarının ve özellikle köşe birleşimlerinin mastiklenmesi,
kanal kaçaklarının minimize edilmesi açısından önemlidir. Sürgülü bağlantıların kanal kaçakları yönünden
uygulamasında sıkıntı yaşanması mümkündür. Bu nedenle düşük basınçlı sistemler haricinde kullanılmamalıdır.
b) Çerçeveli Bağlantı
Çerçeveli bağlantıda, (Şekil-6.2’de koyu renkli olarak görülen) çerçeve kanaldan ayrı olarak imal edilir. İki kanal
parçasından birinin kenarı düz olarak bırakılırken diğer kanalın kenarı 90° bükülür. Kenarı düz bırakılan kanala
çerçevenin Şekil-6.2’de görülen alt kısmı çakılır ve zımba ile sabitlenir. Daha sonra kenarı 90° bükülen ikinci
kanal çerçevenin üst kısmına oturtularak çerçevenin en son kısmı bu büküm üzerine eğilerek çekiç ile ezilir.
Çerçeveli kanallarda sürgülü kanallara oranla kaçak miktarları düşük olmasına rağmen mastik kullanılmaması
halinde hava kaçaklarının istenilen seviyelerin üstünde olmasına neden olabildiğinden, genelde alçak basınç ve
orta basıncın düşük kısımları haricinde kullanılmamalıdırlar. Çerçeveli kanal uygulamalarında hava kaçaklarının
azaltılmasında mastik kullanımının yanı sıra hava akış yönü göz önüne alınarak kullanılması önemlidir.
Çerçevenin dışarıda kalan üst kısmının hava akış yönü ile ters tarafta olması gereklidir.
173
KANAL TASARIMI
c) Flanşlı Bağlantı
Kanal bağlantılarında hazır flanş kullanımı imalatta işçilik maliyetini azaltacak, işçilik hatalarını minimuma
indirerek hava kaçak miktarlarını minimum seviyeye indirebilecek bir yöntemdir. Şekil-6.3’de görülen flanşlı
bağlantıda flanş iç kısımlarında mastik bulunur. Bunun yanı sıra flanş bağlantılarında conta kullanımı, çeşitli
mekanik bağlantı parçaları (klips, köşe parçası, cıvata, somun) kullanımı söz konusudur.
Flanşlı bağlantı ile yapılan kanalların uygunluğu yapılacak testler ile değişik basınç sınıfları için gerekli değerlerde
olup olmadığı değerlendirilerek kontrol edilebilir.
Şekil-6.1 Sürgülü bağlantı
Şekil-6.2 Çerçeveli bağlantı
Şekil-6.3 Flanşlı bağlantı
d) Kendinden Flanşlı Bağlantı
Flanşlı hava kanalı imalatında son yıllardaki gelişmeler doğrultusunda kendinden flanşlı fabrikasyon hava
kanalları da kullanılmaya başlanılmıştır. Flanşların kanala montajı için ayrı bir çaba gerekmediğinden şantiye
ortamındaki işçilik miktarında azalma sağladığı gibi hava kaçakları konusunda da olumlu özellikler taşımaktadır.
6.3 KANAL MAKİNELERİ
6.3.1 Kenet Makinesi
Kanal imalatında Pitsburg kenedi yapımı uzun işçilik zamanına neden olduğu için kenet makineleri geliştirilmiş
olup çeşitli kenet formları oluşturulabilmektedir (Şekil-6.4).
Şekil-6.4 Kenet makinesi ile yapılan farklı kenet formları
6.3.2 Tam Otomatik Makine ile Prizmatik Kanal Yapımı
Günümüz teknolojisinde yüksek sızdırmazlık sınıfı gerektiren uygulamalarda, elle veya yarı otomatik yapılan
kanallar yeterli olmadığından tam otomatik kanal makineleri geliştirilmiştir. Rulo halindeki sac levhalar kanal
makinesine girmeden önce zikzak makinesinden geçirilerek ses ve titreşim problemi oluşturmaması
174
KANAL TASARIMI
sağlanmaktadır (Şekil-6.5). Zikzak makinesinden geçen sac levha otomatik kare kanal makinesine verilir ve
istenen ölçülerde prizmatik kanal üretimi gerçekleştirilir (Şekil-6.6).
Şekil-6.5 Zikzak makinesi
Şekil-6.6 Otomatik kare kanal makinesi
6.3.3 Tam Otomatik Makine ile Spiral Kanal Yapımı
Özellikle kanalların açıkta olabildiği alış veriş merkezi, otobüs terminali, spor salonları gibi uygulamalarda spiral
yuvarlak kanallar tercih edilir. Yuvarlak kanalda sürtünme kayıpları daha az olmakta ve aynı kesit için daha ince
sac levhalar kullanılabilmektedir. Şekil-6.7’te yuvarlak kanal makinesi ile kanal üretimi görülmektedir.
Şekil-6.7 Otomatik spiral kanal makinesi
Aynı şekilde yuvarlak kanallar için redüksiyon, T bağlantı, pantolon parçası, dirsek, vb. bağlantı parçalarının
yapımı için geliştirilmiş makineler mevcuttur (Şekil-6.8).
175
KANAL TASARIMI
Şekil-6.8 Yuvarlak dirsek makinesi
6.4 HAVA KANALLARINDA ASKI SİSTEMLERİ
Hava kanallarında askı malzeme ve boyut sistemlerinin seçimi diğer bir önemli noktadır. Bunların seçim kriterleri
yine SMACNA tarafından tanımlanmıştır. Askı sistemlerinin binaya sabitleme parçaları, askı çabuk veya şeritleri
ve taşıyıcı profiller olarak ayrı gruplarda incelenebilir.
Binaya sabitleme parçaları olarak beton içerisine önceden yerleştirilen parçalar, betona sonradan monte edilen
sabitleme parçaları (dübel gibi) ve çelik konstrüksiyon sabitleme parçaları (cıvata-somun gibi) sayılabilir. Askı
sistemlerinin malzeme ve boyut seçimlerinde dikkat edilmesi gereken hususlar; askısı yapılacak olan hava
kanalının boyutsal özellikleri, malzeme yapısı, ağırlığı, askının yapılacağı tavan veya duvarın malzeme özellikleri
vb. olmaktadır. Hava kanallarının asıldıkları zamandan itibaren, çok uzun yıllar tekrar ulaşılamayacak noktalarda
olmalarından dolayı askı sağlamlığında ve zaman içerisinde yapısal özelliklerinde büyük kayıplar olmaması
önemlidir. Özellikle ses ve titreşimin önem taşıdığı binalarda (stüdyolar gibi) askılarda kanal ve profil arasındaki
temas bölgesinde ve askının binaya monte edildiği bölgelerde ses ve titreşim alıcı takozların kullanımı dikkat
edilmesi gereken diğer hususlardandır. Askılarda sıkça kullanılan dübel, çelik rot, çelik şerit, profil gibi unsurlara
ait bazı seçim kriterleri yukarıdaki tablolarda verilmiştir.
Şekil-6.9 Hava kanalı askı detayları
176
KANAL TASARIMI
TABLO-6.3 Dikdörtgen kanallarda kanal askılar için minimum ölçüler
Maksimum kanal
3 m aralıklı
çevresinin yarısı
(mm)
Şerit
Çubuk
P/2 = 760
25,4 x 0,85
3,4
P/2 = 1830
25,4 x 1,31
9,5
P/2 = 2440
25,4 x 1,61
9,5
P/2 = 3050
38,1 x 1,61
12,7
P/2 = 4270
38,1 x 1,61
12,7
P/2 = 4880
------12,7
P/2 = daha fazla
Şerit bağlantılarında kullanılacak birleştiriciler
25,4 x 1,31-1,00-0,85 mm 1 adet M6 cıvata
25,4 x 1,61 mm 2 adet M6 cıvata
38,1 x 1,61 mm 2 adet M10 cıvata
Bir adetten fazla olan cıvatalar yan yana değil seri
olarak yerleştirilmelidir.
2,4 m aralıklı
1,5 m aralıklı
1,2 m aralıklı
Şerit
25,4 x 0,85
25,4 x 1,00
25,4 x 1,31
25,4 x 1,61
38,1 x 1,61
38,1 x 1,61
Çubuk
Şerit
Çubuk
Şerit
Çubuk
3,4
25,4 x 0,85
2,7
25,4 x 0,85
2,7
6,4
25,4 x 0,85
6,4
25,4 x 0,85
6,4
9,5
25,4 x 1,00
9,5
25,4 x 0,85
6,4
9,5
25,4 x 1,31
9,5
25,4 x 1,00
6,4
12,7
25,4 x 1,61
9,5
25,4 x 1,31
9,5
12,7
25,4 x 1,61
9,5
25,4 x 1,61
9,5
Özel analiz gerektirir.
Askı başına yük miktarı
Şerit
Çubuk
25,4 x 0,85 mm 118 kg
2,7 mm 36 kg
9,5 mm 308 kg
25,4 x 1,00 mm 145 kg
3,4 mm 54 kg
12,7 mm 567 kg
25,4 x 1,31 mm 191 kg
4,1 mm 73 kg
15,9 mm 907 kg
25,4 x 1,61 mm 318 kg
6,4 mm 122 kg
19,1 mm 1360 kg
38,1 x 1,61 mm 500 kg
TABLO-6.4 Silindirik kanallarda kanal askıları için minimum ölçüler
Kanal çapı (mm)
250
460
610
900
1270
1520
2130
Maksimum aralık (m)
3,7
3,7
3,7
3,7
3,7
3,7
3,7
Çubuk çapı (mm)
6,4
6,4
6,4
9,5
İki adet 9,5
İki adet 9,5
İki adet 9,5
Şerit askı (mm)
25,4 x 0,85
25,4 x 0,85
25,4 x 0,85
25,4 x 1,00
İki adet 25,4 x 1,00
6.5 KANALLARDA HAVA KAÇAKLARI
Kanal sistemlerindeki kaçaklar yolu ile kaybedilen enerji çok yüksek boyutlardadır. Özellikle temiz oda
uygulamalarında, bazı endüstriyel uygulamalarda ve nem alma uygulamalarında kanallardaki hava kaçakları
enerji kaybı dışında özel öneme sahiptir. Burada özel olarak sızdırmazlık istenen haller dışında, genel
havalandırma ve klima uygulamalarında sızdırmazlık dolayısı ile oluşan enerji maliyeti üzerinde durulacaktır.
Sadece havalandırma yapılması durumunda hava kaçaklarının enerji maliyeti fan enerji tüketiminde ortaya
çıkmaktadır. Kaçak ne kadar fazla ise bu oranda fan gücü boşa harcanmış olacaktır.
Klima kanallarında ise kaçak hava; aynı zamanda soğutma ve ısıtma enerjisi kaybı anlamına gelmektedir.
Dolayısı ile klima sistemlerinde hem fanda, hem de soğutma (veya ısınma) grubunda enerji boşa harcanması söz
konusudur. Havası şartlandırılan hacimlerden geçen kanallardaki sızma, yine iklimlendirilen hacme olacağından,
bir kayıp oluşturmayacağı ileri sürülebilir. Ancak bu halde bile sızan hava istenilen fonksiyonu yerine
getirmeyecek, menfezlerden hedef bölgeye üflenemeyecektir.
Kanal sisteminde hava kaçak miktarının istenilen limitler içerisinde olması aşağıdaki hususlar açısından
önemlidir:
a) Gereğinden büyük ve az verimli cihazların kullanılması sonucu ortaya çıkabilecek ilave enerji maliyetinin
bertaraf edilmesi ve enerjinin boşa kullanılmasının engellenmesi.
b) Hava kaçağının çok yüksek olması sonucunda, hava dağılımının sağlanması için gereken ilave işçilik
maliyetinin engellenmesi.
c) Hava kaçağı kaynaklı seslerin minimuma indirgenmesi
d) Frekans değiştirici ve değişken hava debisi ayar cihazlarının kullanıldığı sistemlerde ortaya çıkabilecek
kontrol problemlerinin engellenmesi. Sıfır kaçak tehlikeli gazların dağıtım sistemlerinde aranan bir özellik
olmakla beraber, konfor kliması ve benzeri uygulamalarda amaç değildir. Bu tür bir amaç uygulama
maliyetlerinde büyük artışlara sebebiyet verecektir.
177
KANAL TASARIMI
6.5.1 Hava Kanallarında Kaçak
• Boyuna kenetlerde,
• İki kanal parçasının birbirine ekleme bölgelerinde (sürgü, çerçeve veya flanş) özellikle köşe
birleşimlerinde,
• Boy kenetler ile kanal birleşimlerinin kesiştiği köşelerde, meydana gelir.
6.5.2 Hava Kaçağı-Alan İlişkisi
İster yuvarlak isterse dikdörtgen, hava kanallarında kaçak miktarı kanal boyu ve kesiti ile değişken değerde
olabilir. Ancak genel uygulamalarda görülmüştür ki kaçak miktarları hava kanalı alanı ile orantılı olarak
değişmektedir. Dolayısı ile hava kaçağı miktarlarının hesap kriterler arasında kanal yüzey alanı bulunmaktadır
6.5.3 Hava Kaçak Sınıfları ve Kabul Edilebilir Hava Kaçağı Değerleri
Hava kaçaklarında izin verilen limitlerin ele alınmasında öncelikle kanallardaki basınç sınıfları ele alınmalıdır.
Yüksek basınçta çalışmakta olan tüm kanalların test edilerek Tablo-6.5’de verilen hava kaçak limitlerine
uygunluğu saptanmalıdır. Orta ve düşük basınçlı kanal sistemlerinin sızdırmazlık testlerinin yapılması
standartlarda bir zorunluluk olarak belirtilmemiştir. Bu kanallarda test isteniyorsa projede bu belirtilmelidir.
İzin verilen hava kaçakları DW 142’de dört basınç standardı altında toplanmıştır. Sınıf A düşük basınç
sistemlerinde, Sınıf B orta basınç kanal sistemlerinde Sınıf C ve D yüksek basınç sistemlerinde kullanılan kaçak
sınıfı değerlerini içermektedir. Tablo-6.5’de bu sınıflar ve ilgili basınç değerleri görülmektedir. Tablo-6.6’de basınç
sınıflarının, müsaade edilebilir kaçak miktarlarının sınıflarına göre, basınç değerlerine bağlı olarak hesap tarzları
verilmiştir. Tablo-6.7’da ise bu formüller doğrultusunda hesaplanmış kaçak miktarları değişik basınç değerleri için
verilmektedir.
TABLO-6.5 Basınca göre kanal sınıflandırılması ve kaçak sınıfları
Kanal Basınç Sınıfı
Düşük
Orta
Yüksek
Statik Basınç Sınırları (Pa)
Pozitif (Pa)
Negatif (Pa)
500
500
1000
750
2000
750
2500
750
Hava Kaçak Sınıfı
Sınıf A
Sınıf B
Sınıf C
Sınıf D
TABLO-6.6 Hava kaçak limitlerinin hesabı
Kanal Basınç Sınıfı
Hava Kaçak Limitleri
1
Düşük Basınç – Sınıf A
m2
hava kanalında izin verilen kaçak miktarı (l/s)
0,027 x P0,65 (P: Sistem basıncı)
Orta Basınç – Sınıf B
0,009 x P0,65
Yüksek Basınç – Sınıf C
0,003 x P0,65
Yüksek Basınç – Sınıf D
0,001 x P0,65
6.5.4 Hava Kaçakları ve Toplam Hava Debisi İlişkisi
Hava kaçağı kanal yüzey alanına bağlı olduğu için toplam hava miktarının bir yüzdesi olarak belirtilmez. Aynı
zamanda toplu hava debisinin belirli bir yüzdesi, performans standardı olarak da kabul edilebilir bir değer olarak
belirtilemez.
Ancak çalışma şartlarında düşük basınçlı kanallarda hava kaçakları toplam hava miktarının %6’sı kadar, orta
basınçlı kanallarda %3’ü kadar, yüksek basınçlı kanallarda %2-%0,5’i civarında olduğu kabul edilebilir. Dolayısı
ile tasarımcı bu değerlerden yola çıkarak, toplam kaçak miktarının ne olabileceğini bilmek sureti ile basınç ve
kaçak sınıfına karar verebilir.
6.5.5 Kanalda Hava Kaçak Testinin Yapılması
Hava kanallarında kaçak testinin yapılması esnasında takip edilmesi gereken hususlar ve sırası aşağıdaki gibi
olmalıdır:
178
KANAL TASARIMI
TABLO-6.7 Hava kaçak limitlerinin hesaplanmış değerleri
Statik
basınç
(Pa)
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1
m2
hava kanalında izin verilen hava kaçak miktarı (l/s)
Düşük
Orta
Yüksek
Yüksek
basınç
basınç
basınç
basınç
Sınıf A
Sınıf B
Sınıf C
Sınıf D
0,54
0,18
0,84
0,28
1,10
0,37
1,32
0,44
1,53
0,51
0,58
0,19
0,64
0,21
0,69
0,23
0,75
0,25
0,80
0,27
0,29
0,10
0,30
0,10
0,32
0,11
Statik
basınç
(Pa)
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
2100
2200
2300
2400
2500
1 m2 hava kanalında izin verilen hava kaçak miktarı (l/s)
Düşük
Orta
Yüksek
Yüksek
basınç
basınç
basınç
basınç
Sınıf A
Sınıf B
Sınıf C
Sınıf D
0,33
0,11
0,35
0,12
0,36
0,12
0,38
0,13
0,39
0,13
0,40
0,14
0,42
0,14
0,14
0,15
0,15
0,16
0,16
Sızdırmazlık Sınıfının Belirlenmesi
SINIF A 500 Pa pozitif, 500 Pa negatif basınca kadar,
SINIF B 1000 Pa pozitif, 750 Pa negatif basınca kadar,
SINIF C 2000 Pa pozitif, 750 Pa negatif basınca kadar,
SINIF D 2500 Pa pozitif, 750 Pa negatif basınca kadar.
Test Basıncının Belirlenmesi
Pm = ortalama çalışma basıncı
P1 = kanal başlangıcında çalışma basıncı
P2 = kanal sonunda çalışma basıncı
Test Yapılacak Zonların Belirlenmesi
Sahada test cihazının konumlandırılabilmesi, test yapılacak kısımların sistem karakteristiklerini taşıması ve
benzeri konular göz önüne alınarak test yapılacak zonlar belirlenmelidir.
Test Yapılacak Hava Kanalının Yüzey Alanının Belirlenmesi
Test yapılmak üzere seçilen hava kanallarının yüzey alanları hesaplanmalıdır. Değişik basınç sınıflarında test
yapılacak hava kanalının maksimum yüzey miktarları Tablo-6.7’de verilen miktarlardan fazla olmaması gereklidir.
İzin Verilen Toplam Hava Kaçak Miktarının Hesaplanması
Tablo-6.7’de verilen basınç sınıfına göre metrekare yüzey alanı başına düşen hava miktarının yüzey alanı ile
çarpılması ile müsaade edilen toplam kaçak miktarı hesaplanır.
Test Prosedürü
 Hava kanallarının kaçak miktarları bu amaçla hazırlanmış özel test cihazları ile ölçülür. Test cihazı, hızı
ve hava debisi ayarlanabilen bir adet fan, statik test basıncının ve hava debisinin okunduğu iki adet “U”
manometre, 100 veya 50 mm çapında ölçme borusu ve bükülebilir borudan oluşur (Şekil-6.10).
 Testi yapılacak bölümlerdeki bütün açıklıklar (menfez ağzı, branşman ağızları vb.) sızdırmaz bir şekilde
kapatılır.
 Test cihazı uygun bir şekilde, hava kanalına bağlanır ve fan çalıştırılarak devir sayısı yavaşça artırılmaya
başlanır. Bu değer kanal üzerine monte edilen manometre sayesinde okunur. Ortalama basınç değerine
ulaştıktan sonra ölçüm yapılmadan önce fan 5 dakika çalıştırılmalıdır.
 İkinci manometre (fan ile kanal arasındaki boruya bağlı olan) okunan basınç farkı havanın hızından
doğan basıncı gösterir. Bu da ölçüm yapılan kanalın her tarafı kapalı olmasına rağmen hava hareketinin
olduğunu, yani bir miktar havanın dışarı sızdığını gösterir. Burada amaç sıfır sızdırmazlık olmadığından
yapılan ölçüm sonucuna göre hava kanallarında ki kaçak hava miktarı, seçilen sızdırmazlık sınıfının
kabul edilebilir hava kaçağı limitleri dâhilinde olması yeterli sonuçtur. Alınan basınç değeri test cihazı
179
KANAL TASARIMI

üretici firmasının sağladığı çevrim tabloları veya grafikler yardımı ile kanal kesitindeki kaçak miktarı
tespit edilir. Test 15 dakika boyunca sürdürülüp kaçak miktarında artış olup olmadığı gözlenmelidir.
Alınan sonuçlar test raporuna işlenir.
Şekil-6.10 Hava kaçakları için tipik test diyagramı
6.5.6 Kaçak Noktalarının Tespit Edilmesi
Ölçümler sonucu elde edilen değerler beklenenin üzerinde çıkarsa, kaçakların azaltılması için aşağıdaki
yöntemlerin bir veya birkaçının kullanılması ile kaçak noktaları tespit edilip ve kaçak engellenerek test tekrarlanır.
Aşağıda belirtilen işlemlerin fan çalışır konumda iken yapılması gereklidir:
 Bakarak ve el yordamı ile: Özellikle ilk bakışta görülmesi zor, kanalın arka tarafında kalan ve montaj
sırasında çalışanın zorlanmasından kaynaklanabilecek, imalat eksiklikleri olabilir. Bunlara örnek olarak,
flanşlı imalatta conta, cıvata, somun ve klips eksiklikleri, diğer imalatlarda ise kanal birleşim noktalarının
iyi dövülmemesinden doğabilecek eksiklikler verilebilir.
 Dinleyerek: Kaçak noktalarından çıkan hava, çıkış hızına bağlı olarak ıslık tarzı sesler çıkarır. Bu
seslerin takibi yolu ile kaçak noktalarına ulaşılabilir.
 Hissederek: Kanal üzerinde, özellikle olası kaçak noktalarına yakın bölgelerde el gezdirmek sureti ile
hava kaçak noktalarının tespiti yapılabilir.
 Sabunlu su kullanarak: Sabunlu su muhtemel kaçak noktalarına sürülerek baloncuk oluşumlarının
gözlenmesi sureti ile kaçak tespiti yapılabilir.
 Duman tabletleri: Bunlar, kullanıldığında yoğun miktarda renkli duman çıkaran tabletlerdir. Kanal
içerisine fan çalışır pozisyonda iken uygulandığında, kaçak noktalarından çıkan dumanların takibi ile
kaçak tespiti yapılabilir.
Yukarıda bahsi geçen yöntemlerde “A” şıkkından “E” şıkkına doğru ilerledikçe yöntemler daha küçük boyutlu
kaçakların tespitinde kullanılan yöntemler olarak gelişmektedir. Dolayısı ile yöntem seçiminde kanal kaçak
boyutunun dikkate alınması gereklidir (Tablo-6.8).
TABLO-6.8 Hava kaçak ölçümlerinde sınıflarına göre kullanılacak maksimum kanal alanları
Kanalda Statik Basınç (Pa)
1800
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
Sınıf A
5
16
26
35
50
64
84
119
177
Maksimum test alanı (m2)
Sınıf B
16
50
79
110
150
193
252
357
533
Sınıf C
50
152
238
331
448
580
757
1073
1600
180
KANAL TASARIMI
6.6 KANAL TASARIMINDA GÖZ ÖNÜNE ALINAN HUSUSLAR
6.6.1 Ortam Basıncı Bağıntıları
Ortam basıncı, fan yeri ve kanal sistem düzenlemesi ile belirlenir. Ortama hava veren fan ortam basıncını artırır.
Ortamdan hava emen, başka bir deyişle egzoz fanı ise ortam basıncını azaltır. Her iki fan birlikte kullanılıyor ise
ortamın basıncı fanların bağıl kapasitelerine bağlıdır. Yani besleme fanı egzoz fanından büyük ise ortam pozitif
basınçtadır. Tersi durumda ise ortam negatif basınçtadır. Diğer yandan difüzörlerin yerlerinin doğru tayin edilmesi
ile rüzgâr etkisi nedeni ile sistemdeki basınç değişimleri en aza indirgenebilir.
6.6.2 Yangın ve Duman Kontrolü
Kanal sisteminin bir bölgeden diğer bölgeye yangın dumanını, sıcak gazları ve yangını taşıyarak sistemdeki olası
yangını hızlandırıp genişletmesine engel olabilmek iklimlendirme sisteminin en önemli kısımlarından biridir. NFPA
Standart 90A yangın koruması: kanalları, bağlantı elemanlarını ve aksesuarlarını, hava dağıtım kutularını ve
geçitleri, hava giriş, çıkış ve taze hava giriş ağızlarını, hava filtrelerini, fanları, elektrik tesisatını ve diğer
cihazlarını, hava serinletme ve ısıtma cihazlarını, sızma işlemlerini de kapsayan bina konstrüksiyonunu, duman
kontrolünü de kapsayan kontrolleri ayrıntılı olarak inceler. İlgili standartlarda ve kılavuzlarda izin verilebilir en
büyük damper boyutları ve damperlerin montaj esasları da özetlenmiştir. Yangın damperleri için 1,5 veya 3 saat
yangına dayanıklılık aranır. Duman damperleri en az 120 °C sıcaklığa, 250 – 1000 Pa basınç fark aralığında
sızmaya (2 kPa ve 3 kPa şeklindeki sınıflandırma seçime bağlıdır) göre sınıflandırılırlar. Bu bağlamda daha
ayrıntılı yangın koruma bilgisi için 1991 ASHRAE Handbook Applications, bölüm 47 ve NFPA Fire Protection
Handbook 1991’den yararlanılabilir.
6.6.3 Kanal Yalıtımı
Hava kanalları ve dağıtım kutuları (alçak konut yapıları hariç) ASHRAE Standart 90.1(1989) bölüm 9.4’e göre ısı
yalıtımı yapılmalıdır. İlave yalıtım, buhar geciktiricileri veya her ikisi birden nem geçişini ve yoğuşmasını
sınırlandırmak için gerekebilir. Yüksek konut binalarında (ASHRAE Standart 100.2), ticari binalarda (ASHRAE
Standart 100.3), endüstriyel binalarda (ASHRAE Standart 100.4), enstitü binalarında (ASHRAE Standart 100.5)
ve halka açık toplantı binalarında (ASHRAE Standart 100.6) ulaşılabilir kanallar, hava dağıtım kutuları ve kapalı
hacimler ASHRAE 90.1’e göre ısıl yalıtım yapılmalıdır. Yalıtım yapılırken kanalın veya kutunun bulunduğu
ortamın sıcaklık değerleri, kanaldaki havanın sıcaklıkları vb. kriterler göz önüne alınmalıdır. Şüphesiz ki doğru bir
malzeme seçimi ile yalıtım gerçekleştirilmelidir.
6.6.4 Havalandırma Sistemlerinde Dış Hava Miktarı Tayini
Yalnız havalandırma yapılan ortamlarda havanın tamamı dışarıdan alınmakta ve hava üzerinde hiçbir
termodinamik işlem yapmadan ortama verilmektedir. Dışarıdan taze hava ortama gelirken, Ortamın bayatlamış
havası da dışarı atılmaktadır. Bu işlemler genellikle, hava fanları yardımı ile cebri olarak yapıldıklarından, fanın
gücünün belirlenmesinde ortam hava debisinin bilinmesi gerekmektedir.
Ortam hava debisinin belirlenmesinde göz önünde bulunması gereken hususlar;
1. Ortam havasını kirlilik durumu
2. Dış havanın fiziki durumu
3. Ortam havasının sıcaklığı
4. Ortam havasının nemliliği
5. Ortamın kullanım amacı
6. Ortamdan ortam havasına yapılan gaz katkıları
7. Ortamda bulunmak durumunda olanların özellikleri
6.7 HAVALANDIRMA YÜKLERİNİN HESAPLANMASI
Yaşadığımız ortamlardaki havanın sıcaklık ve nem seviyesi ile toz ve zararlı gaz miktarları doğru hesaplanmış
hava miktarları ve iyi bir hava dağıtım tasarımı ile insan sağlığı için uygun hale getirilebilir. Yeterli havalandırma
yapabilmek için gerekli olan hava miktarının belirlenmesi için genel olarak beş farklı yöntem kullanılır.
181
KANAL TASARIMI
6.7.1 Saatlik Hava Değişim Sayısı Yöntemi
En çok kullanılan yöntemdir. Havalandırılması istenen yerin hacmi (en x boy x yükseklik) hesaplanır. Kullanım
amacına göre tavsiye edilen saatteki hava değişim sayısı (Tablo-6.9) ile hacim çarpılarak o mekan için
havalandırma debisi bulunur. Buna göre hava ihtiyacı;
(m3/h)
(6.1)
Hd : Hava değişim sayısı (defa/saat= 1/h=
Vm : Ortamın toplam hacmi (m3)
h-1)
(Tablo-6.9)
TABLO-6.9 Çeşitli ortamların saatlik hava değişim sayıları
Ortam Adı
Değişim
Ortam Adı
Değişim
sayısı
sayısı
Ahırlar
8-15
Tamirhaneler
15-30
Ameliyathaneler
6
Tiyatrolar
6-8
Analiz Laboratuarı
7-8
Umumi Tuvaletler
10-15
Banyolar
6-10
Veteriner Klinikleri
10
Basımevleri
10-15
Yatakhaneler
5
Bekleme Odaları
7-8
Yatak Odaları
2-4
Büyük Mağazalar
7-8
Yer Altı Çamaşırhaneleri
30-40
Depolar
5-10
Boya atölyeleri
30-60
Dinlenme Odaları
7-8
İşleme atölyeleri
6-10
Doğramacılar
10
Bankalar
2-4
Duş Alanları
15-20
Otel barları
4-6
Duş Kabinleri
15-20
Çamaşırhaneler
20-30
Dükkanlar
6-15
Ekmek fırınları
20-30
Et Lokantaları
20-30
Bürolar (*)
4-6
Ev Tuvaletleri
10-15
Kafeterya ve kafeterya barları
10-12
Fotokopiciler
12
Kargo ambarları ( genel olarak )
6-10
Fırın atölyeleri (ergitme ve ısıl işlem fırınları)
30-60
İçinde et, yumurta v.b. cinsinden besin
Galvanik Banyolar
25
maddeleri bulunan gemi ambarları
10-20
Gece Kulüpleri
18
Kantinler
4-6
Giyinme Odaları
8-12
Fotoğraf stüdyolarında bulunan karanlık odalar
10-15
İş Yerleri
12
Mantarlıklar ( mantar yetiştirilen mahaller )
10-20
Kaportacılar
20-40
Sinemalar (*)
10-15
Kilerle
10
Ticari mutfaklar veya okul mutfakları
15-20
Klinikler
5
Ev mutfakları
10-15
Konferans Salonları
10
Fabrikalar ( genel olarak )
6-10
Kuaförler
10-15
Dökümhaneler
20-30
Kuru Temizlemeciler
30-40
Gemilerdeki meyve ambarları
20-30
Kütüphaneler
5
Garajlar ( oto bakım ve onarım mahalleri )
6-8
Marangozlar
10
Toplantı salonları ( * )
4-6
Medikal Ofisler
2-4
Hastaneler
4-6
Moteller
10-15
Laboratuarlar
4-6
Müzeler
5
Lavabolar
10-15
Ofisler
6-7
Yüzme havuzları
20-30
Okullar
5-7
Kümes haneler
6-10
Oturma Odaları
3-6
Konut mahalleri
1-2
Pet Shoplar
15-30
Lokantalar
6-10
Pizzacılar
20-40
Bilardo salonları
6-8
Publar
8-14
Kazan daireleri
20-30
Restoranlar
8-15
Sınıflar
2-3
Restoran Mutfakları
25-35
Kulüp salonları
8-10
Self Servis
10-20
Dans salonları (*)
6-8
Seralar
4-10
Makina daireleri
20-30
Spor Malzemeleri
8-15
Gemilerde dinlenme salonları
10-20
Süper Marketler
5-10
Boyahaneler
20-30
Tabakhaneler
10
Tiyatrolar ( * )
10-15
(*) Bu mahallerin içinde sigara içilmesi halinde, tabloda belirtilen saatteki hava yenilenme veya değişim sayılarının iki katına çıkarılması
Örnek: 40 m2’lik ofisin tavan yüksekliği 2,7 m ise toplam hacim: 108 m3’tür. Sigara içilmeyen ofisler için tavsiye
edilen hava değişim sayısı 6-7 değişim/saat’tir. Değişim sayısını beş kabul edersek ofis havalandırma debisi: 108
m3 x 6 değişim/saat: 648 m3/h olacaktır.
182
KANAL TASARIMI
6.7.2 Birim Alan Yöntemi
Restoranlar, toplantı salonları gibi daha büyük mekânların havalandırma debisinin hesaplanması için
kullanılabilen bir yöntemdir. Kullanım amacına göre bir m2 alan için tavsiye edilen hava miktarı (Tablo-6.10) ile
mekânın toplam alanının çarpılması sonucunda gerekli hava debisi bulunur.
TABLO-6.10 Birim alan yöntemine göre hava ihtiyacı
Bina Tipi
Konferans salonu
Spor Salonu
Yüzme Havuzu
Mutfak
Restoran
Tuvalet
Depo
Bir m2 alan için hava debisi (m3/h)
34
25
8,5
51
34
34
17
6.7.3 Ortamdaki İnsan Sayısı Yöntemi
Ortam havalandırılmalarında, Ortamın kullanım amacı ve ortamda bulunan insanların havayı kirletme durumlarını
da göz önünde bulundurmak gerekir (Şekil-6.11). Ortamın ortalama taze hava ihtiyacını kişi sayısına göre
belirlenmesinde kesin sayısal bir değer vermek imkânı yoktur. Bunun için Ortamın kullanım amacına göre fert
başına tecrübe edilen yaklaşık değerler alınmaktadır. Tablo-6.10’da ortam kullanım amacı ve o ortamda bulunan
insanların taze dış hava ihtiyaçlarına göre fert başına ihtiyaç duyulan taze hava miktarları verilmiştir. Ancak,
lüzumu halinde bu değerlerin 10-15 m3/h altında ve üstünde almak mümkündür.
Şekil-6.11 Ortam havasına insanlar tarafından yapılan katkılar
Konferans salonları gibi kalabalık yerlerin havalandırma debisinin hesaplanması için tercih edilebilen bir
yöntemdir. Kişilerin hareketliliğine göre çeşitli mekânlar için belirlenmiş olan kişi başı hava miktarları ile ortamda
bulunacağı varsayılan kişi sayısı çarpılarak hava debisi bulunur:
ş
Toplam dış hava debisi (L/s)
(6.2)
Vkişi : İnsanlar tarafından ihtiyaç duyulan temiz hava miktarı (L/s, kişi) (Tablo-6.11 ve 6.12)
n: Ortamda bulunan insan sayısı
Örnek: Sigara içilmesinin serbest olduğu bir kantinde ortalama 25 kişinin bulunduğu kabul edilmektedir. Bu
kantine dış hava sağlamak amacıyla bağlanan fanın hava debisi ne olmalıdır?
Çözüm: Toplam dış hava debisi: Vkişi = 30 L/s, kişi
Q  nV
. kişi
Q = 25 kişi x 30 L/s = 750 L/s: 2250 m3/h
183
KANAL TASARIMI
TABLO-6.11 ASHRAE'nin 62.1-2010 Standardına göre çeşitli ortamlar için dış hava ihtiyacı
184
KANAL TASARIMI
TABLO-6.11 ASHRAE'nin 62.1-2010 Standardına göre çeşitli ortamlar için dış hava ihtiyacı (devam)
185
KANAL TASARIMI
TABLO-6.11 ASHRAE'nin 62.1-2010 Standardına göre çeşitli ortamlar için dış hava ihtiyacı (devam)
TABLO-6.12 Konutlarda kişi başına minimum dış hava ihtiyacı
Uygulama
Oturma alanları
Dış Hava İhtiyacı
Kişi başına 7,5 L/s değerinden
az olmamak üzere saatte
Mutfaklar
50 L/s kesintili veya 12 L/s
sürekli veya açılabilir pencereli
25 L/s kesintili veya 10 L/s
sürekli veya açılabilir pencereli
Banyolar
Tuvaletler
Garajlar
Her apartman dairesi için ayrı
Ortak hacimler
50 L/s araba başına
7,7 L/sm2
Açıklamalar
Saatteki hava değişimini hesaplamak için, şartlandırılan
hacimdeki bütün alanların hacmi dâhil edilmelidir. Havalandırma
normal olarak enfiltrasyonla sağlanır.
Çok sızdırmaz olarak yapılan odalardaki şömine ve soba gibi
elemanlara yakma havası ilave olarak temin edilmelidir.
Yatak odalarındaki insan sayısı ilk oda için 2, ilave yatak odaları
için 1 kabul edilmiştir. Eğer daha yüksek kullanım olduğu
biliniyorsa hava ona göre artırılmalıdır.
Tesis edilen mekanik egzozun kapasitesi, iklim şartları
havalandırma sisteminin seçimini etkiler.
Normal olarak enfiltrasyon veya doğal havalandırmayla
sağlanır.
Kapalı garajlara bakınız.
186
KANAL TASARIMI
TABLO-6.13 ASHRAE'nin 62.1-2010 Standardına göre minimum egzoz miktarı
6.7.4 Isı Transferi Yöntemi
Bina içerisindeki makineler, aydınlatma elemanlarından, trafo ve jeneratörden yayılan ısının ortamdan uzaklaştırılması için
gerekli olan hava debisinin belirlendiği yöntemdir.
(m3/h)
(6.3)
Q: Ortamda yayılan ısı (W)
(T2-Ti): İç ve dış sıcaklık farkı (°C)
Örneğin makine ve aydınlatmadan ortama yayılan ısı 28 kW olsun iç ortam sıcaklığı 30°C, dış ortam sıcaklığı 26 olsun. Bu
durumda yeterli havalandırma için gerekli hava debisi: 28.000 / (30-26)x0,36 = 19.444 m3/h olacaktır.
187
KANAL TASARIMI
6.8 KANAL BOYUTLANDIRILMASI
Sistemde kullanılan fan, motor, ısıtıcı, soğutucu gibi makine ve teçhizatların güçlerinin belirlenmesinde, hava
kanallarının fiziki yapı ve temel özelliklerinin bilinmesi gerekir. Havalandırma kanallarındaki basınç kayıplarının
oluşmasında kanal cidarlarındaki sürtünme, ara bağlantı parçalarındaki pürüzler, yön değiştirmeler ve çap
daralmaları etkili olmaktadır. Kanallardaki basınç kayıplarının hesabı; kanal yapımında kullanılan malzemenin,
kanaldaki hava hızının ve kanal boyunun bilinmesi durumunda, kanal ağının toplam basınç kaybının bulunması
ile mümkün olur.
Bu kısımda hava kanalları basınç kaybı hesabında kullanılan eşit basınç düşümü yöntemi ile basınç kaybı hesabı
hakkında pratik bilgiler vereceğiz. Hava kanalı basınç kaybı değerlerini etkileyen unsurlar hava hızı, kanal kesitleri
ve hava kanalı malzemesidir (malzeme özelliğine bağlı olarak oluşan sürtünme katsayısı).
6.8.1 Kanalardaki Hava Hızları
Hava kanalı hızlarının belirlenmesinde ortamların özelliklerine göre ses oluşum miktarları ve toplam basınç kaybı
değerleri dikkate alınmalıdır. Tablo-6.14’de değişik ortamlarda uygulanabilecek hava kanalı hızları bulunmaktadır.
Tabloda bulunan ortamların dışında bir hacim söz konusu ise özelliklerini karşılaştırmak sureti ile benzer bir
ortama ait değerler seçilebilir.
Kanallardaki hava hızı; kanalın kullanım yeri yapının cinsi ile ses durumuna bağlıdır. Havanın kullanım amacına
göre uygun hızı seçmek gerekmektedir. Lüzumundan fazla hız seçilmesinde, kanallarda gürültü ve istenmeyen
sesler oluşur. Ayrıca; hava hızı sistem fanının gücü ile ilgili olduğu için; hız artınca fanın debisi ve yükünü de
artırmak gerekir. Hava hızının gereğinden düşük seçilmesinde de yeterli hava debisine ulaşılmadığından,
istenilen şartlardaki havalandırma ya da iklimlendirme yapılamaz. Tablo-6.14’de Carrier tarafından tavsiye edilen
hız değerleri verilmiştir.
TABLO-6.14 Farklı ortamlardaki kanallar için önerilen hava hızları (Carrier)
Uygulama
Ses
Kriteri
[m/s]
Ekonomik Kritere Göre Hava Hızı
Ana Kanal
Besleme
Dönüş
5
4
Tali Kanal
Besleme
Dönüş
3
3
Konutlar
3
Apart Otel, Hastane, Yatak Odası
5
7,5
6,5
6
5
Özel ofis, Kütüphane, Yönetici Odası
6
10
7,5
8
6
Tiyatro, Konser Salonu
4
6,5
5,5
5
4
7,5
10
7,5
8
6
9
10
7,5
8
6
12,5
15
9
11
7,5
Genel Ofis, Lokantalar, Alışveriş, Bankalar
Ortalama Dükkan ve Kafeteryalar
Endüstri
6.8.2 Kanal Kenar Oranları
Kanallar boyutlandırılırken, kat yüksekliklerinin dikkate alınması gerekir. Ancak normal şartlarda, eğer kat
yüksekliğinden dolayı bir problem yok ise, kanal oranlarının 2/3 olarak alınması en uygun olanıdır.
Örnek: Hava debisi 750 m3/h ve hava hızı da 3 m/s olan bir yan kanalın boyutlarını 2/3 oranına göre belirleyiniz.
Çözüm: V= 3 m/s, Q= 700 m3/h = 0,194 m3/s
Q  V .A  ise
Kesit alanı;
A
Q 0,208 m3 / s

 0,0694 m2
V
3m / s
Kanal boyutları;
188
KANAL TASARIMI
A= a.b ve kenar oranları
b 2

a 3
2
b  a olduğu için
3
2
2a 2
A= a.b = a . a 
3
3
2
2a
0,0694 
 2a2  0, 2082
3
a  0,1041  a  0,3226 m
2
2.0,3226
b a
 b  0,2150 m
3
3
6.8.3 Bir Havalandırma Sistemindeki Basınç
 Havalandırma sistemindeki hava hareketi, basınç farklarının bir sonucudur.
 Bir hava besleme sisteminde, sistem tarafından oluşturulan basınç, atmosfer basıncına ilave olarak
eklenen basınçtır.
 Bir egzoz sisteminde amaç; sistemdeki basıncı düşürmek için basıncı atmosfer basıncının altına
indirmektir.
Havalandırma sisteminin çalışmasında üç tip basınç önemlidir. Bunlar:
 Statik basınç
 Hız basıncı (dinamik basınç)
 Toplam basınç
Odadaki atmosferik basınca kıyasla havalandırma sistemindeki basınç farkları çok küçük olduğundan hava
sıkıştırılamaz olarak kabul edilir.
Hız Basıncı (Pd)
 Bu durgun haldeki havayı belli bir hıza (V) ulaştırmak için gereken basınç olarak tanımlanır ve hava
akımının kinetik enerjisi ile orantılıdır.
 Pd akış yönünde hareket eder ve akış yönünde ölçülür.
 Pd bir sistem içinde kinetik enerjisini temsil eder.
 Pd her zaman pozitiftir.
Pd = 0,602 V2 [Pa]
(6.5)
Burada:
Pd = hız basıncı [Pa]
V = akış hızı, [m/s]
Statik Basınç (Ps)
 Bu basınç kanalda şişme ya da çökmeye neden olur ve su basıncı (Pa) inç cinsinden ifade edilir, kanal
içindeki basınç olarak tanımlanır.
 Ps tüm yönlerde eşit olarak hareket eder.
 Ps negatif veya pozitif olabilir
Statik basınç pozitif veya negatif olabilir:
Pozitif statik basınç için havanın genişleme eğilimine neden olur. Negatif statik basınç havada daralma eğilimi
oluşturur.
Örnek olarak bir kanalda açılan bir deliği parmağınız ile kapattığınızda onu itiyorsa kanalda pozitif basınç,
parmağınızı içeriye doğru çekiyorsa negatif basınç mevcuttur.
189
KANAL TASARIMI
Toplam Basınç (PT)
PT = Ps + Pd



[Pa]
(6.6)
Hız basıncının ve statik basıncın cebirsel bir toplamı olarak ifade edilir
Statik basınç bir sistemin potansiyel enerjisini, hız basıncı ise sistemin kinetik enerjisini temsil eder.
Bunların toplamı sistemin toplam enerjisini verir.
Toplam basınç akış yönünde ölçülür ve negatif veya pozitif olabilir.
6.9 KANAL BASINÇ KAYBI HESAP YÖNTEMLERİ
Kanal sistem tasarımında öncelikle hava üfleme ve emme menfezlerinin yerleri ve her bir menfezin kapasitesi
(debisi), tipi ve büyüklüğü belirlenmelidir. Bu hava verme ve emme menfezlerinin standart tipte ve biçimde
olmasına ve bilinen bir firma ürünü olmasına dikkat edilmelidir. Daha sonraki adım, kanal sisteminin şematik
olarak çizilmesidir. Bu şematik ön çizimde hesaplanan hava miktarları, çıkış yerleri ve en ekonomik ve uygun
kanal güzergâhı gösterilir. Bundan sonra kanallar boyutlandırılarak çeşitli elemanlardaki basınç kayıpları
hesaplanır. Bulunan değerler şematik çizimlere işlenir. Kanal hesaplarında bulunan boyutlar yuvarlak kanallar
içindir. Eğer dikdörtgen kanallar kullanılacak ise eşdeğer kanal çapından, dikdörtgen kanal boyutların geçilir.
Kanal boyutlandırılmasında kullanılan yöntemler şunlardır;
1. Statik basınç geri kazanım yöntemi
2. Hız düşümü yöntemi
3. Eşdeğer sürtünme kaybı yöntemi
4. Uzatılmış plenumlar
5. T- yöntemi
6. Sabit hız yöntemi
7. Toplam basınç yöntemi
6.9.1 Statik Basınç Geri Kazanım Yöntemi
Hava kanalı içerisinde akmakta olan havanın toplam basıncı, havanın hızından kaynaklanan dinamik basınç ile
statik basıncın toplamıdır. Statik geri kazanım yönteminde amaç tüm kanal boyunca toplam basıncın sabit
tutulmasıdır. Bu amaçla ana kanaldan branşmanlara doğru gidildikçe hava hızı düşürülür.
Bu sayede, sabit toplam basınç içerisinde dinamik basıncın oranı düşürülürken statik basınç artırılır. Statik
basıncın itme gücü ile de havanın akışı sağlanır. Statik geri kazanım yönteminde, kanal basınçları düşüktür. Tüm
kanallarda eşit miktarlarda basınçlandırma oluşur. Bu avantajlara karşın kanal boyutlarının büyüklüğü ve dolayısı
ile ilk yatırım maliyetlerinin yüksek oluşu dezavantaj olarak karşımıza çıkmaktadır.
Bu yöntem her basınç ve hızdaki besleme kanalları için uygulanabilir. Ancak normal olarak dönüş ve egzoz
kanalları için kullanılamaz. 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 statik
basınca dönüştürülür ve bu parçadaki 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 balansı bozmaz. Statik geri kazanma yönteminin
dezavantajı uzun kolların sonlarında, özellikle bu kanal kolu diğerlerine göre çok uzun ise, aşırı büyük kanal
boyutları vermesidir. Ayrıca bu bölgelerde hızlar da çok düştüğünden kanalın ısı kayıp ve kazançlarına karşı
yalıtımı gerekir.
Bir kanal sistemi bu yönteme göre şu şekilde tasarlanır: Fan çıkışında Tablo-6.14’e göre bir başlangıç hızı seçilir
ve ilk kanal bölümünün boyutu, Ek-2’deki “Yuvarlak Kanallar İçin Sürtünme Kaybı” diyagramındaki koyu bölgeden
(örnek olarak 2 Pa/m) seçilir. Kanalın kalan bölümlerinin boyutu Şekil-6.13’deki L/Q oranı diyagramından ve Şekil6.14’deki “Düşük Hızlı Statik Geri Kazanım” diyagramından bulunur. Hava miktarı (Q) ve statik geri kazanıma
göre belirlenecek kanal bölümündeki çıkışlar ya da kollar arasındaki uzunluk (L) bilindiğine göre, Şekil-6.13’den
190
KANAL TASARIMI
L/Q oranı bulunur. Bu uzunluk (L), çıkışlar ya da dallar arasındaki eşdeğer uzunluktur ve şekil değişim bölümleri
dışındaki dirsekleri de kapsar. Değişim bölümünün etkisi de Şekil-6.14’deki Statik Geri Kazanım”da hesaba katılır.
Bu hesaplama, kanal değişim bölümünün de bu bölümdeki önerilere uygun olarak tasarlandığı varsayımına
dayanır.
Şekil-6.12 Statik geri kazanım yönteminin bir kanal sistemine uygulanması
Boyutları belirlenen kanal bölümündeki hızı belirlemek için Şekil-6.14 kullanılır. L/Q oranı değerleri ve boyutları
belitlenen kanal bölümünden hemen önceki kanal bölümündeki hıza (v1) göre Şekil-6.13 kullanılır. Buradan
bulunacak hıza (v2) ve hava miktarına göre bir kanal alanı belirlenir. Ek-3 yardımıyla prizmatik kanal boyutları ve
eşdeğer yuvarlak kanal boyutu bulunur. Bu kanal boyutu kullanıldığında kanal uzunluğu boyunca oluşacak
sürtünme kaybı, her dal ve menfezden sonraki hız değişimine bağlı statik basınç artışına eşit olacaktır. Ama
alanın azalmasının, çıkıştan sonraki kanal boyutunda bir değişiklik oluşturmayacak kadar küçük olabileceği ya da
kanal alanının gereğinden fazla küçültüldüğü durumlar da olabilir. Bu durumda, kanalın belli bir bölümünde fanın
karşılamak zorunda olduğu bir kazanım ya da kayıp ortaya çıkar. Normal olarak bu kayıp veya kazanç küçük
olduğundan ihmal edilebilir.
Bir kanal sistemini sıfır kazanım ya da kayba göre tasarlamak yerine, sistemin tümünde veya bir bölümünde
sürekli kayba veya kazanıma göre de tasarım yapılabilir. Sürekli kayba göre tasarım, çalışma maliyetini ve
dengelem süresini artırır ve fan motorunun daha büyük olmasını gerektirebilir. Normal olarak önerilmemekle
birlikte, sürekli kayba göre tasarım kanal boyutunu azaltır.
Örnek: Verilenler:
 Toplam hava debisi 9180 m3/h (2,55 m3/s)
 İlk kanal bölümündeki hız: 8,64 m/s
 Dirseklerdeki radyüs oranı, R/D=1,25
 18 hava terminali, her biri 510 m3/h (0,14 m3/s)
 Tüm terminaller için çalıştırma basıncı: 37 Pa
İstenen:
1. Kanal boyutları
2. Fan çıkışında gereken toplam basınç
Çözüm:
1. İlk hız 8,64 m/s ve hava miktarı 2,55 m3/s ise, fan çıkışından sonraki ilk kanal alanı 0,295 m2’dir. Ek-3’den
560x560 mm’lik kanal boyutu seçilir. Bu tabloya göre eşdeğer yuvarlak kanal boyutu 610 mm’dir. Ek-2’ye göre
eşdeğer basınç kaybı 1,2 Pa/m’dir. Fan çıkışından ilk ayrılmaya kadar olan bölümün eşdeğer uzunluğu:
=Kanal uzunluğu + Bağlantı elemanlarının oluşturduğu ek uzunluk = 18,3 + 3,6 =21,9 m =22 m
191
KANAL TASARIMI
Kanalla akış arasındaki eşdeğer uzunluk-L (m)
2,0
30
L
Kanalla çıkış arasındaki eşdeğer uzunluk (m)
Q0,61 Dal çıkışından sonraki hava miktarı (m3/h)
1,6
1,4
1,2
1,0
25
20
15
10
0,8
0,6
9
7
0,4
6
5
4
3,5
3
0,2
0,16
2,5
2
1,7
0,12
0,10
1,5
0,08
0,06
0,04
0,02
2
4
6
8
10 12 14 18 20
30
40
60
80 100 120 160 200
400
600
Kol çıkışından sonra hava miktarı (m3/h)
Şekil-6.13 Statik geri kazanım yöntemin için L/Q oranı diyagramı
Şekil-6.14 “Düşük Hızlı Statik Geri Kazanım” diyagramı
800
1200 1600 2000
(x1000)
192
KANAL TASARIMI
İlk ayrılmaya kadar olan kanal bölümündeki sürtünme kaybı:
= Eşdeğer kanal uzunluğu x Sürtünme oranı = 22 x 1,2 =26 Pa
Kanalın geri kalan bölümlerinin boyutları şöyle hesaplanır. Önce en uzun kanal bölümü (A’dan 18’e kadar olan
bölüm) hesaplanır. Bu örnekte 1 ve 7 çıkışlarının hemen önündeki kanalın statik basıncının, 13 numaralı
menfezden önceki statik basınca eşit olması istenir.
Tablo-6.16’de kanal büyüklükleri ayrıntılı olarak gösterilmiştir.
1. Fan çıkışında istenilen toplam basınç, ilk kanal bölümündeki sürtünme kaybı ve terminal çalıştırma basınç
toplamına eşittir.
Fan çıkış basıncı:
= Sürtünme kaybı + Terminal basıncı
= 26 + 37 =63 Pa
Her terminaldeki statik basınç hemen hemen eşit olsa bile, kollara giden havayı düzenlemek için ayırıcı damper
kullanmak yerinde olur.
Şekil-6.15 Düşük hızlı sistemler için örnek kanal tasarımı
193
KANAL TASARIMI
TABLO-6.16 Kanal boyutları hesaplama formu
Besleme kanalı toplam statik basınç = Kritik kanal için basınç kaybı ..(Pa) + Hava çıkışı statik basınç kaybı …(Pa) = ……………(Pa)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Bölüm No
Hava
Eşdeğer
L/Q
Hız (V)
Alan
Kanal çapı veya
Sürtünme kayıpları
Kanalda kayıp
Miktarı
Uzunluk
oranı
(m/s)
(m2)
prizmatik
veya çıkıştan
toplam statik
(m3/h)
(m)
boyutları**
çıkışa statik basınç
basınç
(mm)
değişimi (Pa)
(Pa)
A’ya kadar
A-B
B-13
13-14
14-15
15-16
16-17
17-18
B-7
7-8
8-9
9-10
10-11
11-12
A-1
1-2
2-3
3-4
4-5
5-6
9180
6120
3060
2550
2040
1530
1020
510
3060
2550
2040
1530
1020
510
3060
2550
2040
1530
1020
510
21,9
6,1
11,3*
6,1
6,1
6,1
6,1
6,1
5,2*
6,1
6,1
6,1
6,1
5,2
6,1*
6,1
6,1
6,1
6,1
6,1
0,135
0,39
0,23
0,26
0,32
0,41
0,63
8,64
7,67
5,94
5,01
4,32
3,66
3,00
2,44
0,295
0,221
0,143
0,139
0,131
0,116
0,094
0,059
550x550
550x400
550x250
550x250
550x250
500x250
400x250
250x250
550x250
550x250
550x250
500x250
400x250
250x250
550x250
550x250
550x250
500x250
400x250
250x250
25,88
25,88
*Dirseklerdeki basınç kaybını kanal boyutunun belirleyeceği varsayılmıştır.
**Kanal boyutu Ek-2’den bulunur. Önce en uzun kanal büyüklüğü belirlenir. Geri kalan kanallar B’den 18. Menfeze giden kolda simetri içinde olduğundan,
aynı boyuttadır. Öteki kollar simetrik değilse ve hava miktarları farklı ise dalın başlangıcı için bir ilk hız varsayılır. Bu hızın ilk koldan önceki toplam kanal
hızından biraz düşük olması gerekir.
6.9.2 Hız Düşümü Yöntemi
Kanal projelendirilmesinin bu yönteminde, ana ve kollardaki hızlar Tablo-6.14’den seçilir. Çeşitli kanallardaki
basınç düşümleri hesaplanır ve en büyük basınç düşümü, vantilatörün çalışması gereken statik basıncı belirler.
Diğer kanallardaki damperler kısmen kapalı olmasına karşılık kritik devredeki damper tamamen açıktır. Bazen
ana kanaldaki hız seçimlerinde, her ayrılmadan sonra biraz daha düşük hız değeri alınır. Hız yönteminin bu
şekline “hız düşümü yöntemi” denir.
Örnek: Bir hastane koridorundan hava emen Şekil-6.16’da gösterilen sistemin hız düşüm yöntemine göre kanal
tasarımı yapılacaktır. Kanallar yuvarlak tipte olup tavana yerleştirilecektir. Daralma parçasındaki =30° ve
dirseklerde r/D oranı 1,5 alınacaktır. Menfezlerdeki basınç kaybı 20 Pa kabul edilecektir. Buna göre kanal
boyutlarını ve fanın çalıştırması gereken statik basıncı bulunuz.
Şekil-6.16 Örnekteki kanal sistemi
Çözüm: Tablo-6.17’de her bir kanal için uygun bilgiler sıralanmıştır. Kanal boyutlarının bulunmasında Tablo6.14’de önerilen değerler alınmıştır.
194
KANAL TASARIMI
TABLO-6.22 Örnekteki kanal sistemi için hız seçimi
Kanal Kısmı
A
B
C
D
E
Debi (L/s)
200
400
600
800
800
Hız (m/s)
5
6
7
8
8
Düz kanalların boyutları Ek-2’ye göre şu şekilde hesaplanır:
A parçası: Hız 5 m/s ve debi 200 L/s için Ek-2’den özgül sürtünme kaybı R=1,509 Pa/m, çap D=225 mm,
B parçası: Hız 6 m/s ve debi 400 L/s için Ek-2’den özgül sürtünme kaybı R=1,551 Pa/m, çap D=290 mm,
C parçası: Hız 7 m/s ve debi 600 L/s için Ek-2’den özgül sürtünme kaybı R=1,78 Pa/m, çap D=330 mm,
D parçası: Hız 8 m/s ve debi 800 L/s için Ek-2’den özgül sürtünme kaybı R=2,09 Pa/m, çap D=360 mm,
E parçası: Hız 8 m/s ve debi 800 L/s için Ek-2’den özgül sürtünme kaybı R=2,09 Pa/m, çap D=360 mm bulunur.
Daralma ve dirseklerdeki basınç kayıpları Ek-6’dan bulunur:
AB daralma parçası: =30° ve A0/A1 = 2902/3802=0,5 için Ek-6’dan (ED4-1) C=0,32 bulunur.
BC daralma parçası: =30° ve A0/A1 = 3802/4372=0,75 için Ek-6’dan (ED4-1) C=0,16 bulunur (enterpolasyon).
CD daralma parçası: =30° ve A0/A1 = 4372/4502=0,9 için Ek-6’dan (ED4-1) C=0,064 bulunur (enterpolasyon).
DE dirsek parçası: R/D=1,5 ve D=450 mm için Ek-6’dan (CD3-9) C=0,15 bulunur.
Tüm hesaplamalar Tablo-6.18’de gösterilmiştir. Menfez kaybı sadece son menfez için toplam kayıplara 20 Pa
olarak ilave edilecektir. Benzer şekilde varsa filtre, susturucu gibi elemanlara ait basınç kayıpları da toplam
basınç kaybına eklenir.
TABLO-6.23 Örnek için kanal basınç kayıpları hesaplama tablosu
Hava Kanal Hesabı
Debi
Hız
Kısım
Q
V
L/s
A
200
B
Sürtünme Kayıpları
Boy
Çap
Ölçüsü
deş
axb
m/s
mm
mm x mm
m
Pa/m
Pa
-
Pa
Pa
5
225
3,8
1,509
5,734
0,32
4,8
10,534
400
6
290
3,8
1,551
5,893
0,16
3,456
9,349
C
600
7
330
3,8
1,78
6,764
0,064
1,881
8,645
D
800
8
360
5,4
2,09
11,286
0,15
6,144
17,43
E
800
8
360
1,5
2,09
3,135
--
--
3,135
R
Sür.Kay.
Ps =LR
Kayıp
Din.
Kats.
Kay.
C
Pd
Toplam
Kayıplar
Kanal
L
Öz. Sürt.
Kay.
Dinamik Kayıplar
Eşdeğer
Son Menfez
Toplam
PT
20
69,093
6.9.3 Eşdeğer Sürtünme Kaybı Yöntemi
Eşdeğer sürtünme kaybı yönteminde, hava kanalının birim boyunda sürtünme kayıplarının tüm sistemde sabit
tutulması öngörülür. Bu yöntemle yapılan hesaplar sonucunda da elde edilen hava hızları; statik geri kazanım
yönteminde olduğu gibi ana kanaldan branşmanlara geldikçe düşme yönündedir. Ancak hesaplanan hava kanalı
boyutları eş sürtünme kaybı yönteminde daha küçüktür.
Bu kayıplar sürtünme kayıpları olarak isimlendirilir ve aşağıdakilerle ilgilidir:
 Kanal boyutu,
 İç yüzey pürüzlülüğü,
 Hava akış debisi,
 Kanal uzunluğu
Bu faktörler arasındaki ilişki aşağıdaki bağıntılarla ifade edilir:
195
KANAL TASARIMI
(6.7)
(6.8)
Burada P: Sürtünme kaybı [Pa]
L: Kanal uzunluğu [m]
de: Kanal çapı veya prizmatik kanalın eşdeğer çapı [mm]
V: Hava hızı [m/s]
Q: Hava debisi [L/s]
Dikdörtgen kanallar için eşdeğer çap aşağıdaki bağıntı ile hesaplanabilir:
(6.9)
Burada de: Dikdörtgen kanalın eşdeğer çapı [mm]
a ve b: Kanal kenar ölçüleri [mm]
Bir diğer kullanışlı parametre hız basıncından elde edilen hız basınç yüksekliğidir:
(6.10)
(6.11)
Burada
Hız basınç yüksekliğidir [Pa]
V: Hava hızı [m/s]
Q: Hava debisi [L/s]
Eşdeğer kanal çapı [mm]
Bağlantı elemanlarındaki sürtünme kayıpları hız yüksekliğine bir sabit çarpan veya katsayı eklenerek bulunur.
Farklı bağlantı elemanları için bu katsayılar aşağıdaki tabloda verilmiştir:
TABLO-6.24 Temel bağlantı elemanları için sürtünme katsayısı
Bağlantı Elemanı
Daralma parçası
Dirsek
Pantolon parçası (Y)
Te parçası
C Katsayısı
0,25
0,27
0,30
0,37
NOT: Burada verilen C değerleri kaba bir yaklaşım olup detaylı hesaplamalar
için Ek-6’da verilen değerler kullanılmalıdır.
Bağlantı elemanlarında oluşan dinamik basınç kayıpları aşağıdaki bağıntı ile ifade edilir:
(6.12)
Burada : Kanal bağlantı elemanlarındaki dinamik kayıp [Pa]
C: Bağlantı elemanlarındaki sürtünme katsayısı
: Hız yüksekliği [Pa]
Düz kanallardaki kayıp katsayısı R, Darcy-Weisbach bağıntısına göre hesaplanmış olup galvaniz kanallar için Ek2’de verilmiştir. Belli bir çap için hıza bağlı olarak Tablo Ek-2’den bulunan R değeri, kanal uzunluğu ile çarpılırsa
statik (sürekli) basınç kaybı bulunur.
(6.13)
196
KANAL TASARIMI
Burada
: Düz kanallar için statik basınç kaybı değeri [Pa]
R: Kanal içi yüzeyindeki pürüzlülüğe ve hıza bağlı özgül sürtünme kaybı [Pa/m]
L: Kanal uzunluğu [m]
Eşdeğer sürtünme yöntemi ile hava kanalı boyut ve basınç hesabı yapmak için aşağıdaki sıralama takip
edilmelidir:
1. Kanal sisteminin tüm parçalarını (düz kanal, cihaz taze hava ve egzoz kanalları, dirsek, redüksiyon,
kolektör, menfez, damper, sustururcu, kanal tipi ısıtıcı vb.) gösteren bir taslak hazırlanır.
2. Taslak üzerinde menfez debileri ve buna bağlı olarak gelişen kanal debileri yazılır.
3. Kanal parçaları numaralandırılır. Numaralandırma esnasında debi değişikliği gösteren tüm kanal
parçalarına farklı numara verilmelidir. Bunun yanında debi değişmemesine rağmen mimari
gerekliliklerden veya kanal ekipmanı bağlantıları yüzünden kanal boyutunda değişiklik göstermesi
muhtemel olan kanal parçalarını da ayrı numara verilmelidir.
4. Diyagramdan birim sürtünme katsayısı seçilir. Katsayı seçiminde ortam özelliklerine bağlı olarak tabloda
verilen hava hızı değerleri kullanılır. Konfor kliması sistemlerinde bu katsayı genellikle 0,6 – 1,6 Pa/m
aralığında seçilmesi uygun sonuçlar verir.
5. Kanal taslağında bulunan kanal parçaları sürtünme katsayısı ve parça üzerindeki hava debisi göz önüne
alınarak, kanal çapı önce yuvarlak olarak belirlenir. Aynı zamanda özel dirençler için hava hızları not
edilir.
6. Daha sonra Ek-3 kullanılarak yuvarlak kanalların eşdeğer dikdörtgen ebatları seçilir. Bu seçim
esnasında dikdörtgen kanal kesitinin yükseklik değeri mimari şartlar göz önüne alınarak seçilir ve bunun
karşılığı olan genişlik tablodan belirlenir. Kanal yükseklik ve genişliğinin belirlenmesinde dikkat edilmesi
gereken hususların başında, yüksekliğin genişliğe oranının 1/3 oranını geçmemesidir. Mimari şartların
çok zorladığı şartlarda bu oran 1/4’e kadar çıkartılabilir.
7. Kanal boyutları belirlendikten sonra basınç kaybı yönünden en uzak (kritik) devre belirlenir. (Kritik devre
olmaya aday birden fazla devre var ise bunların tamamı için basınç kaybı hesabı yapılmalı, hesaplar
sonucu en yüksek basınç kaybının olduğu devre kritik devre olarak seçilmelidir). Belirlenen kritik devre
için düz kanallarda olan basınç kayıpları birim metredeki sürtünme katsayısı ve kanal boyları kullanılarak
hesaplanır. Daha sonra bu devre üzerinde bulunan özel dirençler özel direnç tabloları kullanılarak ayrıca
hesap edilir ve düz kanal kayıplarına eklenir. Geriye kalan siste ekipmanlarının (klima santrali, menfez,
panjur, kanal tipi ısıtıcı, susturucu, damper vb.) basınç kayıpları üretici firma katalogları esas alınıp kanal
kayıplarına üzerine ilave edilmek sureti ile toplam basınç kaybı hesaplanır.
Örnek:
Şekildeki yuvarlak kanal sisteminin statik basınç kaybını hesaplayınız. Dirsek oranı R/D=1,5 ve eşdeğer sürtünme
kaybını düz kanallar için 2 Pa/m kabul ediniz.
Şekil-6.17 Örnekteki havalandırma sistemi
Çözüm: Düz kanallar için Ek-2 diyagramı yardımıyla;
G parçası: 192 L/s debi ve R=2 Pa/m için V=5,52 m/s ve D=210 mm,
D parçası: 192 L/s debi ve R=2 Pa/m için V=5,52 m/s ve D=210 mm,
C parçası: 664 L/s debi ve R=2 Pa/m için V=7,5 m/s ve D=335 mm,
B parçası: 900 L/s debi ve R=2 Pa/m için V=8,07 m/s ve D=377 mm bulunur.
197
KANAL TASARIMI
Kanal bağlantı elemanları için Ek-6 kullanılarak;
G serbest çıkışı: C=1 alınır (SR2-1),
D dirsek (D): r/D=1,5 ve D=210 mm için C=0,11 (Ek-6, Model CD3-1),
Te parçası (C): As/Ac=2102/3352≈0,4 için Qs/Qb=192/664≈0,3 için C=0,14 (SD5-10)
Te parçası (B): As/Ac=3352/3772≈0,8 için Qs/Qb=664/900≈0,7 için C=0,13 (SD5-10)
TABLO-6.25 Kanal ölçülendirilmesi ve basınç kayıplarının bulunması
Debi
Hava Kanal Hesabı
Hız
Eşdeğer
Çap
V
deş
Kısım
Q
G
D
C
B
L/s
192
192
664
900
m/s
5,5
5,5
7,5
8
mm
210
210
335
377
F
E
472
236
6,9
5,8
295
227
Kanal
Ölçüsü
axb
Boy
mm x mm
m
15
12
15
30
L
Öz. Sürt.
Sürt.
Kaybı
Kaybı
R
Ps
Pa/m
Pa
2
30
2
24
2
30
2
60
Dinamik Kayıplar
Kayıp
Din.
Kats.
Kayıp
Pd
C
1
0,11
0,14
0,13
Pa
18,15
1,996
4,725
4,992
Toplam
Toplam
Kayıplar
PT
Pa
48,15
25,996
34,725
64,992
173,863
Örnek: Aşağıdaki Şekil-6.18’de hava kanalı şebekesinin kanal ölçülerini ve toplam basınç kaybını bulunuz.
Vantilatör çıkışındaki hava hızını 8 m/s alınız. Bağlantı elemanlarının C değerlerini Tablo-6.19’dan alınız. Kanal
kare olarak başlayıp bir kenarı (genişliği) sabit kabul edilerek prizmatik kanala dönüştürülecektir. Son menfez
kaybı 25 Pa alınacaktır.
Şekil-6.18 Havalandırma kanalı şebekesi
TABLO-6.26 Kanal ölçülendirilmesi ve basınç kayıplarının bulunması
Debi
Hava Kanal Hesabı
Hız
Eşdeğer
Çap
V
deş
Kanal
Ölçüsü
axb
Boy
Öz.Sürt.
Sür.
Kay.
Kay.
L
R
Ps =LR
Dinamik Kayıplar
Kayıp
Din.
Kat.
Kay.
C
Pd
m
20
20
25
0,37
0,37
0,27
Kısım
Q
AB
BC
CD
L/s
695
420
210
m/s
7,86
6,95
5,86
mm
333
280
215
mm x mm
300 x 300
300 x 225
300 x 150
BE
CF
210
210
5,86
5,86
215
215
300 x 175
300 x 175
Pa/m
2,2
2,2
2,2
Pa
44
44
55
Pa
13,715
10,723
5,563
Menfez
Toplam
Toplam
kayıp
PT
Pa
57,715
54,723
60,563
25
198,001
198
KANAL TASARIMI
6.9.4 Uzatılmış Plenumlar
Uzatılmış plenum, bir geniş kanal veya uzun bir depo olarak tarif edilir ve genellikle fan çıkışındadır. Bu plenum
üzerinde çeşitli hava çıkış açıklıkları veya kol çıkışları bulunmaktadır. Plenumlar sulu sistemlerdeki kolektöre
benzer bir fonksiyona sahiptir. Bu sistemin dezavantajı düşük hava hızları nedeniyle büyük ölçüde ısı kayıp ve
kazançlarına neden olmasıdır. Genellikle sıcak hava ile komut ısıtması gibi küçük fakat çok dallı sistemlerde
kullanılır.
6.9.5 T Yöntemi
Bu yöntem yeni geliştirilmiş bir kanal dizaynı optimizasyon yöntemidir ki, sistemin ilk yatırım maliyeti, işletme
maliyeti, enerji maliyeti, çalışma saati, yıllık enflasyon oranı, faiz oranı vs. gibi parametrelerini de göz önüne
alarak hesap yapar. Bu yöntemin uygulanmasında esas olarak uygun bilgisayar programlarından faydalanılabilir.
Bu yöntemde, sistem yoğunlaştırılması, fan seçimi ve sistem genişlemesi şeklinde üç aşamadan oluşan
hesaplama yöntemi vardır. Süreklilik, nominal kanal boyutu, hava hızı sınırlaması ve konstrüksiyon sınırlaması
gibi hususlar dikkate alınarak hesaplamalar gerçekleştirilir.
T Yöntemi kanal sistemlerinin optimum tasarımı için kullanılan özel bir yöntemdir. Dinamik bir programlama
düşüncesi kullanılır. Kanal sisteminin karmaşıklığı ve kısıtlılıkları olduğundan çoğunlukla yukarıda anlatılanın
aksine minimum kanal maliyetini sağlama yeteneği bulunmayabilir. Dinamik programlamada ortak minimumu
bulmak için daha fazla değişkenlik sunar.
T Yöntemi bir optimizasyon yöntemi olup T faktörünü kullanır. T faktörü, fan basınç dağıtım faktörüdür. Fan
basınç dağıtım faktörü (FBDF) sıfır ile bir arasında herhangi bir değer alabilir ve sistem hala dengelenecek
olabilir. T yöntemi aşağıdaki bağıntı ile verilen kendine has fan basınç dağıtımı faktörü hesaplama yöntemine
sahiptir. Bu kısımda T yönteminde T faktörünün nasıl hesaplandığı açıklanır, ayrıca başlangıç maliyetlerinin bir
oranına eşit fan basınç dağılımı faktörünü ayarlayan bir yöntem olarak düşünülebilir.
(6.14)
Bu teknik kullanılarak aşağıdaki bağıntı elde edilir:
(6.15)
Matematik analiz aşağıda gösterilmiştir. Kanal bölümünün ilk yatırım maliyeti:
(6.16)
(6.9) bağıntısında yerine konursa;
(6.17)
P1, P2 seri bağlanmış kanal parçalarındaki optimum basınçlar olup gerekli sadeleştirmeler yapıldığında;
(6.18)
(6.9) denklemi çözüldüğünde;
(6.19)
(6.20)
199
KANAL TASARIMI
(6.11) denklemi (6.10) da yerine konursa;
(6.15)
Bu bağıntı 6.5 bağıntısında yerine konursa;
(6.21)
Böylelikle T Yöntemi sonuçlarına ulaşılmış olur. Bu nedenle, T-faktörü de başlangıç maliyetinin bir oranı olarak
ifade edilebilir, onaylama işlemi doğrudur. Bu oran, her kanal bölümüne ait fan basınç dağılımını kontrol
edecektir.
6.9.6 Sabit Hız Yöntemi
Bu yöntem, özellikle kanallarla madde transferi yapılan endüstriyel uygulamalarda yaygın olarak kullanılır. Bu
yöntemde Tablo-10.3’teki “Kirletici Taşıma Hızları”na bağlı olarak belirlenen kanal hızı tüm kanal boyunca sabit
tutulur. Aynı şekilde kanal çapı da sabit alınır. Endüstriyel uygulamalarda yaygın olarak dikişsiz (eksiz) yuvarlak
kanallar tercih edilir. Bu kanallar çoğunlukla siklonlara ve/veya toz tutma filtrelerine, oradan da emiş fanlarına
bağlanır.
6.9.7 Toplam Basınç Yöntemi
Toplam basınç yönteminde dinamik ve statik basınçların toplamı her kanal parçası için ayrı ayrı hesaplanır.
Yaygın olarak kullanılan bir yöntem değildir.
6.10 SANTRAL İÇİ CİHAZLARININ BASINÇ KAYBI
Santral içine yerleştirilen kapaklar, susturucular, ısıtıcı ve soğutucular, hava filtreleri, nemlendiriciler, damla
tutucular, nem tutucular ve ısı geri kazanım cihazları gibi kısımlar da önemli ölçüde basınç kaybına sebep
olmaktadırlar. Aşağıda verilen Tablo-6.27’de santral içi cihazların sebep oldukları basınç kayıpları verilmiştir.
TABLO-6.27 Santral içi bağlantı cihazları basınç kayıpları
Bağlantı Cihazı
Kalın Filtreler
İnce Filtreler
Isıtıcılar
Soğutucular
Buharlaştırıcı
Pa
60-120
120-160
20-100
30-120
80-150
Bağlantı Cihazı
Hava Menfezi
Susturucu
Panjur Kapak (Açık)
Dış Koruma Kafesi
Yangın Koruma Kapağı
Pa
15-40
20-50
10-30
30-60
5-30
6.11 FAN SİSTEM ETKİLEŞİMİ
Fan performans verileri, uygulamada ölçülenlerden farklı olmaktadır. Fan testleri sırasında giriş serbesttir ve
çıkışta ise çıkışla aynı kesitte ve yeteri kadar uzunlukta düz kanal bulunur. Bu fan performansı açısından en
uygun durumdur. Hâlbuki uygulamada fan giriş ve çıkışında uygun olmayan bağlantılar söz konusudur. Bu
durumda hesaplanan sistem hava debisi ve basınç kaybına göre seçilecek fanın yetersiz kalmasına neden
olacaktır. Bunun önlenmesi için fan-sistem etkileşimini dikkate alan ilave basınç kaybı göz önüne alınmalıdır.
Burada sözü edilen fan-sistem etkileşimi tesisin tamamlanmasından sonra test ve ayar işlemi sırasında
ölçülemez. Bu nedenle tasarım sırasında projeci tarafından sistem etkisi hesaplanıp fan seçimi buna göre
yapılmalıdır. Fan-sistem etkileşiminde “üfleme alanı/çıkış ağzı alanı oranı” ve “etkin kanal uzunluğu yüzdesi”
değerleri Şekil-6.26’da gösterilmiştir.
200
KANAL TASARIMI
Şekil-6.19 Kontrollü difüzyon ve düz çıkış kanalında düzgün hız profili teşkili
Fan bir kanal sistemine bağlandığında çalışma noktası Şekil-6.20’deki gibi olur. Devir sayısı azaldığında hem
basınç hem de debi azalır. Fan sistem etkileşimi için bu çalışma noktası 1’den 2’ye doğru kaymış olur. Şayet
devir sayısı yerine hava debisi damper ile kısılacak olursa yeni çalışma noktası 3’e kayar. Debi azalırken basınç
artmış olur.
Şekil-6.20 Fan sistem etkileşimi ve çalışma noktasının değişimi
6.12 KANAL SİSTEMİNDE EKONOMİ
Bir kanal sisteminde maliyetleri, diğer sistemlerde olduğu gibi ilk yatırım maliyeti ve işletme maliyeti olarak ikiye
ayırmak mümkündür. Her iki maliyeti aynı baza getirip, optimum çözümü elde edebilmek için sistemin toplam yıllık
maliyeti tarif edilir. Bu toplam yıllık maliyeti oluşturan kalemler aşağıdaki gibi sıralanabilir:
A. Yıllık Yatırım Maliyeti
1. İlk yatırım Maliyetlerinin amortisman süresi ve enflasyon oranlarına göre belirlenen yıllık eşdeğer
maliyeti
2. Faiz Maliyeti
3. Vergiler
201
KANAL TASARIMI
B. Yıllık İşletme Maliyeti
1. Yıllık enerji maliyeti
2. Yıllık bakım maliyeti
3. Yıllık işletme maliyeti
Türkiye şartlarında ilk yatırım maliyeti en önemli kalemdir. Bunun yanında ikinci önemli kalem yıllık enerji
maliyetidir. Bu durumda yatırımın optimizasyon çalışmaları göreceli olarak basittir. Sadece kanal sisteminin ilk
toplam yatırım maliyeti ile sistemin yıllık enerji maliyetinin toplamını minimize etmek yeterlidir.
6.12.1 Optimizasyon
Prensip olarak kanal sisteminin kesiti ne kadar küçük tutulursa kanal yatırım maliyeti azalır. Buna karşılık yıllık
enerji tüketimi artar, fan yatırım maliyeti artar. Bunlar ters yönde işleyen temel parametrelerdir. Kanal tasarımında
klasik yöntemler yerine, T-yöntemi gibi optimizasyona dayalı yöntemlere gidilmesinde büyük yarar bulunmaktadır.
Türkiye’nin değişen ekonomik koşulları karşısında, kanal tasarımında ilk yatırım maliyetini azaltıcı yönde hareket
edilmelidir. Ses limitlerini aşmayacak Şekilde mümkün olduğu kadar yüksek hızlara çıkmak ve yuvarlak kanallar
kullanmak temel öneriler olmaktadır.
6.12.2 İlk Yatırım Maliyetine Etki Eden Faktörler
Yatırım maliyetini azaltmak için uygulamada denenmiş pratik öneriler aşağıdaki gibi sayılabilir:
1. Mümkün olduğu kadar az sayıda bağlantı elemanı kullanın
2. Hava kaçaklarının önleyin. Bu amaçla hazır kanallar kullanmayı tercih edin
3. Yuvarlak kanallar kullanın
4. Dikdörtgen kanal kullanıyorsanız, kenar oranını 1’e yakın tutmaya çalışın
Bu yaklaşımla, yatırım maliyetine etki eden önemli parametreler aşağıda sıra ile incelenecektir.
Kanal Kenar Oranı Etkisi
Kanalların yuvarlak veya dikdörtgen olması ve dikdörtgen kanallarda bir kenar uzunluğunun diğerine oranı olan
kenar oranı değerinin değişmesi gerek ilk yatırım maliyetlerini, gerekse enerji maliyetlerini önemli ölçüde artırır.
Tablo-6.28’de farklı kenar oranlarına sahip dikdörtgen ve yuvarlak düz kanal için hesaplanan ağırlık değerleri
verilmiştir.
TABLO-6.28 Kenar oranı etkisi (Aynı debi ve sürtünme kaybı için)
Kanal Boyutu
mm
 600
Kanal Alanı
m2
0,28
Kenar Oranı
-
Saç Et Kalınlığı
mm
0,55
Ağırlık
kg/m
8,35
550 x 550
750 x 400
1100 x 300
1500 x 250
2000 x 200
0,30
0,30
0,33
0,38
0,40
1/1
1,9/1
3,7/1
6/1
10/1
0,55
0,55
0,85
1,00
1,31
9,73
10,71
19,21
28,28
46,29
Bu karşılaştırmada söz konusu farklı boyuttaki kanalların aynı debiyi aynı sürtünme kaybı ile taşıması esas
alınmıştır. Buradan açıkça görülmektedir ki artan kenar oranları birim kanal uzunluğundaki ağırlığı önemli ölçüde
artırmaktadır. Hiç kuşkusuz artan kanal ağırlığı ile birlikte kanalın yatırım maliyeti ve işçilik maliyeti de artacaktır.
Basınç Sınıflandırılması
Bazı yayınlarda kanal tasarımcısının kanalda geçerli basınç değerlerini vermesi gerektiği vurgulanır. Kanal
sistemi üzerinde geçerli çalışma basınç grubu verilmelidir. Böylece et kalınlıklarını bu basınca göre belirlemek
mümkün olacaktır. Bununla kanal maliyetleri azaltılabilir.
Bağlantı Elemanı Maliyetleri
İlgili bölümde çeşitli bağlantı elemanlarının kayıp katsayıları verilmiştir. Tasarımcı buradan en uygun bağlantı
elemanını seçebilir. Ancak en küçük kayıp katsayısını veren bağlantı elemanı en pahalı olanı olabilir. Yüksek
kenar oranlı bir bağlantı elemanı yapmak, kare bir bağlantı elemanından biraz daha pahalı fakat yuvarlak bağlantı
202
KANAL TASARIMI
elemanı yapmaktan daha ucuzdur. Bugün için bağlantı elemanı otomatik ekipmanla fabrikada üretilmekte ve
işçilik minimuma düşürülmektedir. Elle üretimde ise işçilik maliyeti, aynı kesitli ve aynı uzunlukta düz kanal
maliyetinin 4-8 misli olabilmektedir. Eğer yönlendirici kanallar kullanılırsa bu oran çok daha büyük olacaktır.
6.12.3 Yuvarlak Kanallar ile Dikdörtgen Kanalların Maliyetinin Karşılaştırılması
Yuvarlak kanalların tesis maliyetleri önemli ölçüde daha düşüktür. Yuvarlak kanalları bir kişi tesis edebilir. Hâlbuki
eşdeğer bir dikdörtgen kanal için en az iki kişi gereklidir. Ayrıca yuvarlak kanalların tesis standartları çok daha az
malzeme kullanımını gerektirir. Yuvarlak kanalların daha ucuz olmasının nedenleri aşağıda sıralanmıştır:
1. Yuvarlak kanallar sınırlı sayıda standardize edilmiş elemanlardan ve belirli sayıda standart boyuttan
oluşur.
2. Kanalların ve bağlantı elemanlarının üretimi tamamen otomatik ve seri olarak sistematik bir şekilde
yapılmaktadır. Endüstriyel kalite kontrolü mümkündür.
3. Yuvarlak kanalların tesis zamanı, benzer bir dikdörtgen kanalın yaklaşık üçte biri kadar olabilmektedir.
4. Yalıtım malzemesinin maliyetleri daha düşüktür. Çünkü:
a) Uygulanması ve ulaşımı daha kolaydır
b) Daha küçük çevre uzunluğu dolayısı ile daha az yalıtım malzemesi kullanılır. Örneğin; çapı 500 mm
olan yuvarlak kanalın çevresi, kenar ölçüleri 400 x 400 mm olan dikdörtgen kanaldan %13 daha
azdır. Yalıtım için bu oranda az malzeme kullanılır.
c) Gerek yangından korumak için ve gerekse ısıl yalıtım için yuvarlak kanallarda daha ince yalıtım
kullanılabilir. Şekil-6.21 ve Tablo-6.24’da kanalların dıştan yangına karşı yalıtım değerleri ve
karşılaştırılmaları verilmiştir.
Şekil-6.21 Yalıtım kalınlığı tanımı (Yuvarlak kanallarda daha ince yangın yalıtım kullanımına izin verir.)
TABLO-6.24 Yalıtım kalınlıkları (mm)
Yuvarlak
30
30
50
50
100
100
Dikdörtgen
40
40
70
70
140
120
5. Gerekli kanal, mesnet ve askılarının sayısı ve boyutları yuvarlak kanallarda daha azdır. Askılar arası
mesafe dikdörtgen kanalda 2,5 m iken bu değer yuvarlak kanalda 3 m değerine çıkar. Böylece bu
malzemeden %20 tasarruf söz konusudur.
6.13 KANALLARIN İÇ TEMİZLİĞİ
İç hava kalitesinin sağlanması ile ilgili çalışmalar göstermiştir ki, sistemin yetersiz kalmasında hasta bina
sendromunda kanalların temizliği büyük önem taşımaktadır. Besleme ve dönüş kanallarında toplanan toz, mantar
vs. gibi kirleticilerin hastalık kavramına büyük katkıları vardır. Bu nedenle özellikle besleme kanallarının içinin
temizlenmesi gereği, bazı batı ülkelerinde örneğin İsveç’te bina yönetmeliklerine dâhil edilmiştir. Kanal içi temizliği
için çeşitli temizlik yöntemleri ve cihazları geliştirilmiştir. Bu cihazların standart çapları ve uygun geometrisi
nedeniyle yuvarlak kanallara uygulanması daha kolay ve daha ucuz olmaktadır.
6.13.1 Temizlik Robotu ile Hava Kanalı Temizliği
Alerjiden etkilenen insanların 6 da 1'i hava kanalı sistemi içindeki mantar ve bakteri ile olan direkt ilişkiden
etkilenmektedir. Temiz ve pürüzsüz bir yüzeye oranla kirlenmeye başlamış ve pürüzlülüğü artmış bir yüzeyde kir
203
KANAL TASARIMI
ve toz parçacıkları daha kolay ve fazla birikmektedir. Metalik yüzeye yapışan nemli kir, toz topaklarında üreyen
küf ve mantarlar aynı zamanda nem tutulmasına da zemin hazırlayarak korozyonu başlatmakta ya da korozyonu
hızlandırmaktadır. Korozyondan kaynaklanan malzeme problemleri hava kanalının ömrünün kısalmasına
sebebiyet vermektedir. Bu yüzden hava kanallarının temizliği belirli periyotlar içerisinde yapılmalıdır.
İzleme ve temizleme işlemi aşağıdaki prosedürlere göre yapılmaktadır.
Şekil-6.22 Kanallar için temizlik ve izleme robotları
6.13.2 İzleme ve Görüntü Alma
Temizlikten önce İnceleme robotu havalandırma kanalları içine varsa mevcut bir temizleme kapağı kullanılarak ya
da bir menfez girişinden sokulur ve menfezin kapatılması için plastik balonlar kullanılır. Bu robotun biri önünde,
diğeri arkasında iki kamerası vardır. Araştırma robotu küçüktür ve kesiti 200x120 mm’den büyük her türlü
dikdörtgen kanalda, 250 mm çapından büyük her türlü yuvarlak kanalda ileri geri hareket edebilir. Robotun
üzerindeki halojen lambaların ışık ayarı ile en uygun görüntüyü elde etmek mümkündür.
Şekil-6.23 Kanal içinde izleme ve görüntü alma
Araştırma robotu ile hatalı imal ve monte edilmiş, korozyona uğramış, kirlenmiş bölgeleri görebilir, Robot üzerinde
bulunan kameralar vasıtası ile videoya kaydedebiliriz. Araştırma robotu ile yapılan kanal içi kontrolü, yeni monte
edilmiş bir sistemin devreye alınması sırasında çok yararlı olmaktadır Bunun nedeni ise kanal montajları
esnasında şantiye kaynaklı toz, toprak vb. oluşan kirliliklerin önlenmesi içindir.
6.13.3 Temizlenecek Kanal Bölümlerinin Ayrılması
Temizleme robotları yaklaşık 20 m kablo ile yönlendirilmektedir. Bu nedenle 100 mm-2000 mm arasında balonlar
yardımı ile temizlenecek bölge ayrılır. Bu bölgede uygun fırçalar takılan robotların mekanik fırçalaması ile toz ve
kirler kanal yüzeyinden kaldırılır. Vakum motorları yardımı ile yoğun kirli hava bu kısımdan alınarak özel HEPA
filtreli emiş cihazından geçirilerek dışarı atılır.
204
KANAL TASARIMI
Şekil-6.24 Temizlenecek kanalın bölümlere ayrılması
6.13.4 Jet Nozul Yardımı ile Son Temizlik
Kanal içlerinde uçuşma nedeni ile kalkan toz taneciklerinden kaynaklanan son kirlilik de basınçlı azot gazı
püskürten özel jet nozul başlığı yardımı ile ortamdan uzaklaştırılarak kanal temizleme işlemi tamamlanmış olur.
Şekil-6.25 Jet nozul ile kanal temizliği
6.13.5 Klima Santrali ve Serpantin Temizliği
Ayrıca serpantinlerin yüzeyinde oluşan 1 mm.lik kir tabakası ısı transferini yaklaşık olarak % 10 oranında
azaltmakta, başka bir deyişle aynı ısıl verimi elde etmek için harcanması gereken enerji miktarını % 10 oranında
arttırmaktadır. Buda işletme giderleri açısından bir önem teşkil etmektedir. Serpantin yüzeyine yapışarak ısı
transferini engelleyen, enerji israfına neden olan kirlilik de özel çözücü kimyasallar kullanılarak temizlenmektedir.
Bu amaçla kullanılan kimyasal temizleyiciler basınçlı su yardımı ile serpantin yüzeyine püskürtülür temizleme
işlemi sonrasında yine basınçlı su ile serpantin yüzeyinin durulanması işlemi yapılır.
6.14 BESLEME KANALI SİSTEMİ TİPLERİ
Besleme ve geri dönüş kanal sistemlerinin çeşitli temel tipleri mevcuttur. Herhangi bir sistem veya farklı
sistemlerin birleştirilmesi özel bir yapı için ihtiyaçların karşılanmasında kullanılabilir. Besleme kanal sistemlerinin
genel tipleri şunları kapsamaktadır:
 Radyal (yuvarlak) sistem
 Uzatılmış büyük kanal (plenum) sistemi
 Daralan büyük kanal (plenum) sistemi
 Daralan gövde (trunk) sistemi
 Çevresel döngülü sistem
 Örümcek kanal sistemi
6.14.1 Radyal (Dairesel) Sistem
Radyal (dairesel) kanal sistemi en basit şekilde merkezi bir ana besleme kanalına bağlanan çok sayıda dairesel
şekildeki kanal kollarından oluşur (Şekil-6.26). Ayrıca ana besleme kanalı (plenum) iki veya daha fazla çıkışı
destekleyecek şekilde tasarlanmıştır. Bu sıkça rastlanan bir durumdur çünkü bir yapının uygun şekilde
şartlandırılabilmesi için çok sayıda çıkış bağlanır ve pelunumun yüzey alanı kadar çıkış alınabilir. Radyal sistem
205
KANAL TASARIMI
yaygın olarak tavan aralarında, asma tavan boşluklarında ve tesisat şaftlarında uygulanır. Ayrıca yukarıdan,
aşağıdan veya yatay üflemeli klima santralleri ve fırınlarda kullanılabilir.
Şekil-6.26 Radyal (dairesel) kanal sistemi
6.14.2 Uzatılmış Büyük Kanal (Plenum) Sistemi
Uzatılmış büyük kanal sistemi (Şekil-6.27) genellikle iç üniteye bağlı bir veya iki adet kutuya benzer büyük kanal
sisteminden oluşur. Bu uzatılmış büyük kanal aynı genişlik ve yüksekliğe sahip olup başlangıçtan sona kadar aynı
boyuttadır. Kollar, uzatılmış büyük kanala bağlı çıkış ağızlarıdır. En iyi sonuçlara, uzatılmış büyük kanalın klima
santrali veya hava ısıtıcıdan 7,5 m’den daha fazla olmadığı durumlarda ulaşılır. Şayet ikili büyük kanal
kullanılıyorsa (Şekil-6.28) bu mesafe 15 m’ye kadar çıkabilir. Şayet fiziksel proje gereklerine bağlı olarak daha
uzun hatlar gerekiyorsa daralan uzatılmış büyük kanal sistemi kullanımı gibi ilave çözümler dikkate alınmalıdır.
Burada bir diğer endişe uzatılmış büyük kanaldaki besleme hızları arttıkça en yakın kanallarda istenen hava
debisi elde edilemeyebilir.
Şekil-6.27 Uzatılmış büyük kanal sistemi (tekli kanal)
206
KANAL TASARIMI
Asla uzatılmış büyük kanalın (plenum) uç alın kısmından kol almayın. En iyi sonuçlar için kol bağlantıları
plenumun uç kısmından 0,6 m uzaktan başlatılmalıdır. Özet olarak uzatılmış geniş kanal (plenum) sistemi için
aşağıdaki kurallara uymak gereklidir:
 Tek uzatılmış ana kanalın boyu 7,5 m’yi aşmamalıdır.
 İkili uzatılmış kanal boyu 15 m’yi aşmamalıdır.
 Kol bağlantıları uç kısımdan 0,6 m uzaktan başlamalıdır.
 Asla uzatılmış büyük kanalın uç kısmından kol almayın.
Şekil-6.28 Uzatılmış büyük kanal sistemi (İkili uzatılmış kanal)
6.14.3 Daralan Büyük Kanal Sistemi
Şekil-6.29 Daralan büyük kanal sistemi
Daralan büyük kanal sistemi, (Şekil-6.29) fiziksel boyutlar veya yapısal zorunluluklar nedeniyle 7,5 m’den daha
uzun olması gerektiği durumlarda kullanılabilir. Daralan büyük kanal kavramı çok basit olup bir redüksiyon ile
kanal hızları ve kesiti %50 azaltılır. Bu daraltma, santrale yakın kollardaki hava karakteristiklerini iyileştirir. %50
kuralı Şekil-6.30’da gösterilmiştir. Kanalın geniş kısmına dikkat edilirse buradaki hava debisi 2040 m 3/h ve
kanaldaki hız 4,6 m/s’dir. Üçüncü koldan sonra hava debisi 1020 m3/s ve hava hızı 2,3 m/s’ye düşmektedir. Bu
207
KANAL TASARIMI
şartlar redüksiyon parçasının üçüncü koldan sonra yerleştirilmesinin uygun olacağını gösterir. Daralmanın hemen
çıkış kısmında hava hızı 4,6 m/s olacak şekilde yeniden ana kanaldaki ortalama hıza ulaştırılır.
Bu sistemin imalatı ve montajı bağıl olarak kolaydır. Sistemi imal etmek için bazen ilave levha metal gerekebilir,
ancak bu işçilik doğru yapılırsa iyi ürünler ortaya çıkabilir. Sistemi dengelemek için uygun kol damperleri
kullanmak gerekir.
Şekil-6.30 Daralan büyük kanalda %50 kuralı
6.14.4 Daralan Gövde Sistemi
Daralan gövde sistemi (Şekil-6.31), kademeli daralma dışında daralan büyük kanal sistemine çok benzemektedir.
Bu çoklu daralmalar, her bölüne verilen hava debisi düşürülmek suretiyle m/s olarak hava hızını her gövde
parçasında sabit hale getirir. Bu sistemi imal ve monte etmek için genellikle daha fazla levha metal ve işçilik
gerekir. Bir diğer önemli problem çok fazla bağlantı kısmının sızdırmaz hale getirilmesi zorunluluğudur (hava
kaçaklarını önlemek). Daralan gövde sistemi, ayrıca uzun yuvarlak kanallarla ve hazır bağlantı elemanları ile de
uygulanabilir. Yuvarlak kanal sistemleri, imalat ve kurulum işçilik masraflarını önemli ölçüde azaltır ve uygun
şekilde yapıldığında çok tatmin edici ürünler ortaya çıkar.
Şekil-6.31 Daralan gövde sistemi
Kullanılan bir diğer düzenleme, birincil/ikincil gövde sistemi olarak bilinir (Şekil-6.32). Bu tip sistem; bir adet birincil
gövdeye ve iki veya daha fazla ikincil gövdeye sahiptir. Sistemde birincil gövdenin sonuna “Te” bağlantı elemanı
yerleştirilerek daraltılmış gövde sistemindeki aynı işlev yapılmış olur. Her ikincil gövde sistemi, birincil gövde
kesitinden daha küçük kesit alanına sahiptir. İkincil gövdeler her bir kola uygun hızda hava hızı sağlamak için
boyutlandırılır. Bu tip bir sistem, iki veya daha fazla yönde yayılan bir yapı içinde çok başarılı bir şekilde
kullanılabilir.
208
KANAL TASARIMI
Şekil-6.32 Birincil-ikincil gövde sistemi
6.14.5 Çevresel Döngülü Kanal Sistemi
Çevresel döngülü kanal sistemi, asmolen katlı betonarme binalar için uygundur (Şekil-6.33). Genellikle soğuk
iklimlerdeki uygulamalarda radyal sistemden daha iyidir.
Bununla birlikte çevresel döngülü sistem, bazı dezavantajlara sahip olup tasarımı biraz daha zordur ve kurulması
daha pahalıdır. Temel olarak kanallar asmolen boşluklarına uygun şekilde yerleştirilir. Tüm çevredeki kanal
döngüsündeki kanallar aynı boyuttadır. Döngünün besleme kanalları besleme plenumundan dört veya daha fazla
kanal ile bağlanmıştır. Besleme kanalları da aynı boyuttadır. Besleme plenumu bina için gerekli hava debisini
besleyecek kapasiteye uygun olarak tasarlanmıştır.
Şekil-6.33 Çevre dönüşlü kanal sistemi
6.14.6 Örümcek Sistemi
Bir örümcek kanal sistemi, gövde ve kol sisteminin bir uzak çeşididir. Büyük besleme hava kutusundan, genellikle
büyük çaplı esnek kanallarla daha küçük hava kutularına bağlanır. Bu küçük hava kutusundan daha küçük esnek
kanallarla menfez ve difüzörlere bağlanır. Aşağıdaki Şekil-6.34’te bu sisteme ait bir şema gösterilmiştir.
209
KANAL TASARIMI
Şekil-6.34 Örümcek kanal sistemi
6. BÖLÜM KAYNAKLARI
1. TTMD Teknik Yayın No: 9, Tesisat Mühendisliği Uygulama Kitabı
2. Hava Kanalları Hesabı ve Konstrüksiyonu (Dipl. İng. O. H. Brandi)
3. MMO Yayın No: MMO / 2002 / 296-2, Klima Tesisatı
4. Üntes Eğitim Notları
5. ÇİMEN, F., Hava Kanalları,TTMD Dergisi, Sayı:1, Mart-Nisan 2003.
6. http://www.rses.org/assets/serviceapplicationmanual/630-148.pdf
7. F. WANG, Computer aided optimal design of duct system using simulated annealing (Master Thesis),
Oklahama State University, May 1991.
8. http://www.imco.com.tr/pdf/yeterlihava.pdf
9. H. Bulgurcu, Havalandırma Sistemleri, Ders Sunumları, Balıkesir 2001.
10. M. Bilgili, E. Şimşek, Y. Polat, A. Yaşar, Havalandırma Sistemleri, Adana Meslek Yüksekokulu Yayınları
No:1 Adana 2005.
11. SMACNA, Technical Paper On Duct Leakage, Sheet Metal and Air Conditioning Contractors' National
Association (SMACNA) P.O. Box 221230 Chantilly, VA 20153-1230
12. Roger M Hensley, DUCT System Desıgn Considerations, Refrigeration Service Engineers Society 1666
Rand Road Des Plaines, Illinois 60016

bölüm-6 kanal tasarımı

Transkript

Benzer belgeler

Recipient name

phlebo press - Ecrin Medikal

Teknik Detay

Isıtmalı Regülatör Analitik gaz sistemleri için özel

Sinoptik Haritalar

PDF Indir