klima sistemleri

55 Pages·2009·2.49 MB·Turkish

by  Burak Olgun

21.05.2009
KKLLİİMMAA SSİİSSTTEEMMLLEERRİİ
Prof. Dr. Hasan Heperkan
1
1
21.05.2009
TARİHÇE
Tarihte insanlar ilk olarak açıkta ateş yakarak
ısınmışlardır. Isıtmanın kapalı mekanlarda ilk
i
rr uygullaması, ddamdda bbırakkıllan bbiir ddelliikk alltındda mahhalllliin
e
l
m ortasında açık bir ateş yakmak şeklinde olmuştur.
e
AAvvrruuppaallııllaarr, aaççııkk aatteeşşllee ııssııttmmaayyıı, mmaahhaalllliinn iiççeerrssiinnddee
tt
s
i “Şömine” olarak adlandırılan bacası olan ayrılmış bir
S

bölmede ggerççekleşştirerek ggelişştirmişşlerdir. Romalılar,,
a
m
2000 yıl, hatta daha eski zamanlarda sıcak gazları döşeme
i
l
K ve duvarlardaki kanallardan dolaştırmak suretiyle ısıtma
yapmışlardır.
2
2
21.05.2009
i
rr
e
l
m
e
tt
s
i
S

a
RRoommaallııllaarr DDöönneemmiinnee aaiitt bbiirr IIssııttmmaa SSiisstteemmii
m
Mekanik havalandırma ilk olarak madenlerde başlamış,
i
l
K
ddaahhaa ssoonnrraa hhaassttaanneelleerr vvee uummuummii bbiinnaallaarrddaa uuyygguullaannmmıışşttıırr..
İklimlendirme ise önceleri buharlaşmalı (evaporatif)
3 soğutma ile doğal olarak uygulanmıştır.
3
21.05.2009
İİllkk iikklliimllenddiirme ttesiisattı iise 11883366 dda İİngiillttere’’dde MMiillllett
Meclisi binasında kullanılmıştır. Rasyonel bir bilim
oollaarraakk ııssııttmmaa AAllmmaannyyaa vvee FFrraannssaa’ddaa, hhaavvaallaannddıırrmmaa iissee
İngiltere ve A.B.D. de 20. yüzyılın başında gelişmiştir.
Konfor ile ilggili bilimler özellikle A.B.D. de öne ççıkmışş,,
i
rr
e 1896 da ASHVE (Amerikan Isıtma ve Havalandırma
l
m
Mühendisleri Birliği), 1904 de ASRE (Amerikan
e
tt Soğutma Mühhenddiisllerii Biirlliiğii)) kkurullmuştur. 1911 dde
s
i
S ASME (Amerikan Makine Mühendisleri Birliği)

a
iikklliimmlleennddiirrmmee kkoonnuullaarrıınnıı mmaakkiinnee mmüühheennddiisslliiğğii aallaannıınnaa
m
dahil etmiştir. Günümüzde bu birlikler ASHRAE
i
l
K
((Amerikan Isıtma Soğğutma ve İklimlendirme
Mühendisleri Birliği) adı altında birleşmişlerdir.
4
4
21.05.2009
FFİİZZYYOOLLOOJJİİKK EESSAASSLLAARR VVEE
KONFOR
İnsan vücudu aslında düşük verimli (%11) bir ısı
(cid:122)
mmaakkiinneessiiddiirr. MMeettaabboolliizzmmaassıı ggeerreeğğii eenneerrjjii üürreettiirr vvee bbuunnuunn
i
rr
e
büyük bir kısmını ısı olarak çevreye verir (80W veya
l
m
40W/m2, otururken ≈ 60W/m2). Bu enerji gıdaların
e
hhüüccrreelleerrddee ookkssiijjeenn kkuullllaannııllaarraakk yyaakkııllmmaassıı ssoonnuuccuu oolluuşşuurr.
tt
s
İnsan vücudunda en önemli ısı kaynağı kaslardır. Soğuk
i
S
bir ortamda insan vücudu çevresine göre daha sıcak

a
oolldduuğğuunnddaann ssüürreekkllii ııssıı kkaayybbeeddeerr. AAyyrrııccaa ççeevvrree hhaavvaaddaa
m
bulunan nem miktarına göre hızlı veya yavaş su
i
l
K
kaybeder. İnsanın kendisini konforlu ve rahat hissetmesi
çevresii iille kkurdduğğu ısı ve kküüttlle ddengesiine bbağğllıddır.
5
5
21.05.2009
İİnsan ddeğğiişen ddış hhava şartllarına uyum sağğllayabbiillse dde
(cid:122)
kendisini konforlu ve rahat hissettiği bir “konfor bölgesi”
vvaarrddıırr.. BBuu bbööllggee iiççiinn kkeessiinn ssıınnıırrllaarr vveerriilleemmeemmeekkllee
birlikte hava dışında birçok etkenin konforu etkilediği
bilinmektedir. Bunlar arasında yaş, cinsiyet, giyim,
i
rr sağğllıkk, bbüünye, bbesllenme, mevsiim, yapıllan iişiin ttüürüü
e
l (aktivite seviyesi), aydınlatma durumu, gürültü seviyesi,
m
e kokular,, radyyoaktif ışşınım ve ççevre ile iletişşim sayyılabilir.
tt
s Konfor konusunda etkili olan hava özellikleri ise hava
i
S
sıcaklığı, bu sıcaklığın homojen dağılımı, ortalama duvar

a
ssııccaakkllıığğıı, hhaavvaannıınn nneemmii vvee hhaavvaa hhaarreekkeettlleerriiddiirr. BBuunnllaarrıınn
m
yanında, havanın saflığı, kokusuz olması, elektriksel yük
i
l
K
durumu, vb. etkenler de ççeşşitli zamanlarda önem
kazanabilir.
6
6
21.05.2009
KKabbull eddiillebbiilliir bbiir ısıll orttamın iillkk şarttı iinsanın
(cid:122)
kendisini çevresiyle ısıl dengede (nötr) hissetmesidir. Bir
kişiyi ısıl olarak etkileyecek etkenler standartlarda iki
grupta topllanan alltı parametre iille tanımllanmıştır. BBu
parametreler aşağıda sıralanmıştır.
KKiişşiisseell PPaarraammeettrreelleerr::
i ii..
rr
e
Aktivite seviyesi, M (met, W/m2)
–
l
m
Giyim, giysilerin ısıl yalıtımı, I (clo, m2°C/W)
–
e
gg
tt
s ii. Çevre Parametreleri:
i
S
Oda havası sıcaklığı, T (°C)
–
a
a
OOrttallama ışınım sıcakkllığğı TT ((°°CC))
m –
oıs
i Havanın nemi (su buharı basıncı), p (Pa, mmHg)
l –
K a
HHaavvaa hhıızzıı, VV ((mm//ss))
––
hhava
7
7
21.05.2009
i
rr
e
l
m
e
tt
s
i
S

a
m
i
l
K
Konfor Şartlarına etki eden Parametreler
8
8
21.05.2009
AASSHHRRAAEE ve IISSOO sttanddarttllarındda kkabbull eddiillen iikkii
(cid:122)
gösterge PMV (predicted mean vote, tahmin edilen
oorrttaallaammaa ooyy)) vvee PPPPDD ((pprreeddiicctteedd ppeerrcceennttaaggee ooff
dissatisfied, rahatsız hissedenlerin tahmin edilen yüzdesi)
endeksleridir. Her ikisinin de nasıl hesapplanacakları
i
rr
e
ASHRAE (standart 55) ve ISO (standart 7730)
l
m
standartlarında tanımlanmıştır. Tavsiye edilen çalışma
e
tt aralıkları -0.5<PMV<0.5 ve PPD<%10 olarak
s
i
S verilmektedir. PMV değeri, geniş bir denek kitlesinin

a
kkeennddiilleerriinnii ssııccaakk vveeyyaa ssooğğuukk hhiisssseettmmeelleerriinnee bbaağğllıı oollaarraakk
m
7 birimlik bir ölçek üzerinden değerlendirmeleri esasına
i
l
K
ddaayyaannıırr.. +33 ççookk ssııccaakk,, -33 ççookk ssooğğuukk vvee 00 nnööttrr kkaabbuull eeddiilliirr..
Genelde nötr durumu konforlu durumu temsil eder.
9
9
21.05.2009
PPMMVV ddeğğeriiniin analliittiikk ollarakk hhesapllanması FFanger
denklemi yardımıyla yapılabilir.
PMV = (0.028 + 0.3033 e -0.036M)x{(M - W) - 3.05x10 -3 (5733 - 6.99 (M - W) -
P ) - 0.42 [(M - W) - 58.15] – 1.7x10 -5 M (5867 – P ) – 0.0014 M (34 -
a a
T ) - 3.96x10 -8 f [(T + 273)4 – (T + 273)4] – f – h (T – T )}
i a gg gg oıs gg c gg a
rr
e
l
m
Burada
e
tt
s
i
S T =35.7 - 0.028 (M - W) - I {3.96x10 -8 f [(T + 273)4 - (T + 273)4]}
g g g g oıs

a
m hh = 22.3388 ((TT - TT ))00.2255 hh < 1122.11 ((VV ))00.55
c g a c hava
= 12.1 (V )0.5 diğer durumlarda
i
l hava
K
f = 1.0 + 1.29 I I < 0.078 m2 °C / W
g g g
== 11.0055 ++ 00.664455 II II >> 00.007788 mm22 °°CC // WW
g g
10
10