IklHavalandirma[1]

8/8/2019 IklHavalandirma[1]

1/51

KLMLEMDRMEHAVALANDIRMAUYGULAMALARIDERS NOTLARI


2/51

1BLM 1

KLMLENDRME

Istma, soutma, havalandrma ve iklimlendirme/klima konularnda ana hedef insanlar iin daha iyi, daha rahat, huzurlu, salkl

ve emniyetli bir yaam salamaktr. Dier yandan, bugnk teknolojinin ve eitli endstriyel ilemlerin yaplmas srasnda daallan ortamn belirli ve yaplan ilere uygun olan artlara getirilmesi gerekmektedir. Ayrca, havann artlandrlmas ihtiyacsadece insanlar iin deil, eitli amalarla beslenen evcil hayvanlar, hatta bitkiler iin de gerekmektedir. Bu uygun artlar;ortamn scakl, bal nem seviyesi, iindeki oksijen miktar, toz-duman/koku gibi zararl maddelerden arndrlp temizlenmesive ortam havasnn tm hacimdeki homojen dalmnn yani hava hareketinin salanmaseklinde zetlenebilir. Bu amalauygulanan ilemlere "Havann artlandrlmas" veya "klimlendirme" ad verilmekte olup dilimize Almancadan girmi olan"Klima" ve ngilizceden girmi olan "Air conditioning" deyimleri de sk sk kullanlmaktadr.

Btn bunlar salarken de beklenen en nemli husus, ekonomiklik ve evreye en az zarar verecek tarzda tesis edilmiolmasdr (evre kirlilii, grlt, d estetik grnm). Dolaysyla, ihtiyalar yeterli derecede iyi salayan ve ayn zamanda dakurulu ve iletme masraflar ynnden mmkn olduunca ekonomik olan bir iklimlendirme sistemi beklenir. Tek tek mnferit

elemanlar bu esaslara gre standartlatrlm ve imal edilmi, ayrca iyi projelendirilip cihaz-ekipman seimleri de doru vetitizlikle yaplm ve en nemlisi sistemin altrlaca yapya, amalara uygun ekilde yerletirilmi, testleri-ayarlar-balanslardzgn yaplarak devreye alnm olmas yannda iyi eitilmi ileticilerin eline teslim edilmi bir iklimlendirme sistemi beklenenivererek uzun yllar almaya devam edecektir.

1.1. KLMLENDRMENN NEM

Dnyada kabul edilmi aratrmalara gre, insanlar belli bir scaklk ve nem aralnda ve temiz haval ortamlarda rahatetmektedirler. Bu aralk konfor blgesi olarak tanmlanmtr (nem %30 ile %60, scaklk 20-270C). Scakln gereinden fazlaveya az olmasnn rahatsz edici olduu aktr. Nem dzeyinin az olmas boaz kuruluu, gzlerde yanma gibi rahatszlklarayol amasnn yannda, fazla nem de terlemeye ve bunaltc bir scaklk hissine neden olur. Ayrca ortamn havas temiz ve tazeolmaldr, toz, duman, polen ve dier zararl maddelerin filtre edilmesi ve insann fark etmeyecei ama temiz havay getirip kirlihavay gtrecek bir hava dolam gereklidir.

Gnmzde pek ok insann yaamnn nemli bir blm kapal meknlarda gemektedir. Bu meknlar gerek hacim, gereksebarndrdklar insan says olarak byk boyutlara ulamlardr. Fuar, konferans, tiyatro, sinema salonlarnn, alverimerkezlerinin, diskotek ve gazinolarn, pencereleri almayan yksek binalarn vb. yaanabilir hlde tutulmas iin iklimlendirme(klima) arttr. Oteller, hastaneler, gda, tekstil, elektronik, kt, ttn, vb. endstrileri de iklimlendirmeye tam anlamylamuhtatrlar.

Kk iyerleri ve konutlarda da klima kullanmnn yararlar tartlmazdr. Fazla scak, fazla souk, rutubetli, fazla kuru,oksijeni az-karbondioksiti fazla, tozlu, dumanl, kokulu ortamlarda yaamay, almay, hatta mal ve eyalarn bulundurmayelbette ki hi kimse istemez. Yazn seyahat ederken bindiiniz tatn camlarn scaktan bunalmamak iin aamayacanz,

asan

z da fayda etmeyecei durumlarda ise ara kliman

z imdad

n

za koacakt

r.klimlendirilmi ortamlar, i gc veriminde art ve salkl bir yaam salar. Yukarda saylan zararlardan kurtulmak veyararlar elde etmek iin iklimlendirme gereklidir. Bu bilgilerin nda klima bir lks deil, insanca yaamak iin bir ihtiyahline gelmitir.

klimlendirme soutma deildir. klimlendirme, kapal meknn havasnn istenen scaklk, nem, hava dolam, temizlik vetazelikte tutulmasdr. Bunlarn hepsinin olmasa da, birkann kontrol altnda tutulmas da iklimlendirme olarak tanmlanabilir.

Bir iklimlendirme cihaz yazn ierideki fazla sy darya atarak ierisini serinletir. Bu srada havann fazla nemi alnr, ieridegerekli hzda hava dolam salanr ve hava filtre edilir. Cihazn s pompas zellii de varsa, kn yaz almasnn tersinealarak dardan ald sy ieriye vererek stma da salar. Is, soutulan ortamdan evaporatr (buharlatrc) vastas ile

ekilir, kondenser vastas ile stlan ortama verilir.


3/51

2Scaklk ve bal nem seviyelerinin muhafazas, oksijen ihtiyac, toz-duman ve kokudan arndrma, hava hareketini salamaeklinde zetlenen iklimlendirmenin alt ana unsuru aadaki ekilde salanr:

1. Scaklk seviyesinin muhafazas: nsan veya imalat kontrol iin ortam scakl konfor veya tasarm artlarnsalanmaldr. Bu artlar insan konforu iin 18-27 C arasnda deimektedir. klimlendirilen hacmin s kayb (kkonumu) veya s kazanc (yaz konumu) durumuna gre stma veya soutma ilemleri ile scaklk seviyesi muhafazaedilir.

a. Istma: Merkezi bir mahalde retilen scak su, kzgn su, buhar ile elektrikli stclarla, direkt yakclara sahipcihazlarla, s pompalar ile, atk lan geri kazanma cihazlar ile, gne enerjisinden yararlanma usulleri ilesalanr.

b. Soutma: Mekanik soutma usulleri, evaporatif soutma, soutma enerjisinin depolanmas gibi uygulamalarlasalanr.

2. Nem seviyesinin salanmas: Burada da hacmin nem kayb veya kazanc durumuna gre nemin alnmas veya ilaveedilmesi gerekecektir. zellikle kn nem oran dk olan d havann stlarak iklimlendirilen hacme verilmesiileminde ok dk seviyelere den hava bal nem yzdesinin, hacmin kullanma amalarna uygun seviyelerekartlmas gerekir. nsan konforu iin bal nem %30 - %60 arasnda tutulmaldr.

a. Bal nemin ykseltilmesi, nemlendiricilerle slanr (buharl, pskrtmeli)b. Bal nemin drlmesi ise hava scaklnn i nokta deerinin altna indirilip tekrar stlmas veya

kimyasal usullerle salanr.

3. Oksijen ihtiyacnn salanmas: Doada bol miktarda bulunan ve yaayan tm varlklarn vazgeilmez ihtiyac olanoksijen, pratik olarak sadece d havadan salanabilmektedir. Bu amala iklimlendirilen hacme ulatrlmak zereiklimlendirme sistemine hesaplanan belirli oranlarda d havann alnmas gerekecektir.

4. klimlendirilen hacmin havasnn kir, toz, koku, sigara duman gibi zararl ve rahatsz edici maddelerdenarndrlmas: Havann deiik tr ve verim deerlerine sahip filtrelerden geirilmesi ile salanr. Koku ve sigaradumannn atlmas en etkin ekilde d taze hava ile salanmakta olup aktif karbon filtreler, baz zel ykayclar,absorban maddelerle temas ettirme gibi usullerde uygulanma gereksinimine gre kullanlmaktadr.

5.

Havan

n harekete geirilmesi: klimlendirilen hacmin gerek s

cakl

k ve nem seviyesi, gerekse kirlenme durumu hernoktada ayn olmayacaktr. Is kayp ve kazanlar, bata cam olmak zere d yzeylerde daha fazladr. Kirlenmedurumu ise kirlenme kaynann younlat noktalarda fazla olacaktr. Ayrca konfor iin yaz aylarnda daha fazla, kaylarnda nispeten daha dk hava hareketi gereklidir. klimlendirme sistemlerinde hava hareketini salayanelemanlar vantilatr veya fan diye adlandrlr, radyal ve aksiyal diye iki grupta toplanr.

6. Temizlik: Havann iindeki partikl madde (PM) ve zararl gazlarn (SO2, CO2 vb.) filtrelenmesi gerekir.klimlendirme sisteminin btn bu saylan ilemlerini ekil 1.1de ve iklimlendirme soutma ilikisini ekil 1.2.de gstermekmmkndr.

ekil 1.1.klimlendirme sisteminden beklenen ilemler

HAVANINTOZLARDANSZLMES

SOUTMA

HAVA HAREKET

KRLHAVANINATILMASI

ISITMA

TAZE HAVAHTYACI

KURUTMA

KLMLENDRME

NEMLENDRME


4/51

3

ekil 1.2. klimlendirme ile soutma ilikisi

Bir iklimlendirme sistemi, yukarda saylan zellikleri ile bir btn tekil edecek tarzda tasarlanp uygulanacaktr. Ancak, heruygulamann ayr zelliklerinin olaca ve belirli ihtiyalar karlamasnn beklenecei muhakkaktr. Bu da, sz konusuilemlerden tmne ihtiya olmayabilecei (rnein nemlendirme gibi), baz ilemlerin daha basit veya daha komplike ekilde(rnein bir ameliyathane iklimlendirme cihaznn HEPA filtresi gibi) yaplmasnn gerekebilecei anlamn tamaktadr. Sistem,belirli bir yapya oturtulma amacn tadna gre bu yapnn bamsz hacimlerinin ayr ayr tm ihtiyalarn karlamasbeklenecektir.

Klima sisteminin tasarmnda yukarda saylan ilemleri yapmas beklenirken bunu en ekonomik ve evreye en az zarar verecektarzda yapmas esastr, iklimlendirilen hacimden uzaklatrlmas istenen s, nem ve hava kirlilikleri, mmkn olduuncakaynanda yakalanp hacme yaylmadan uzaklatrlmaldr. Bu surette hedeflenen deerlere daha kolay eriilebilecektir.

Grld gibi, iklimlendirme ilemlerinin temelinde Hava esas unsuru tekil etmektedir. Havann iklimlendirme ilemindekigrevleri aadaki ekilde sralanabilir:

a. Is ve nemi tar (iklimlendirilen hacme veya darya)b. Oksijeni taze havadan salar.c. Koku, toz, duman v.s. darya tar.

Bu da hava unsuru ok iyi tanmamz ve fiziksel zelliklerini iyi kavramamz gerektirir. Bu konuda fizik, termodinamik, stransferi ve akkanlar mekanii temel bilgilerine sk sk ihtiya duyulur.

1.2. FZYOLOJK ESASLAR VE KONFOR

nsan ve dier canllar vcutlarnda srekli enerji retirler. Bu enerjinin byk bir ksmsl enerji olup insanlarda bu, aktivitesinegre 100 ila 1000 W arasnda olmaktadr. Vcut scaklnn dar bir snr iinde kalmas, gerek konfor ve rahatlk hissi gereksesalk iin gereklidir. Bundan ar sapmalar scak veya souktan rahatszlk hatta tepki eklinde ve hayat kaybna kadarvarabilen sonulara neden olabilmektedir. Bu nedenle vcut ssnn, insann rahata dayanabilecei scaklklarn snr iindekalacak ekilde kontroll tarzda vcuttan evreye verilmesi gerekmektedir.

Vcut tarafndan retilen metabolik enerjinin bir ksm vcut adaleleri ile ie dnecek, kalan ksm ise evreye verilecek ve

kalan vcut scaklnn artmasna neden olacaktr. Ancak, vcut scaklnn artmas ile kontrol mekanizmas bunu drmekzere bir yandan terleme hzn arttrp evreye gizli s vermek sureti ile dier yandan da insann elf kontrol ile giysilerinikartmak, serin bir ortama gemek, mmkn olabiliyorsa aktivitesini azaltarak metabolik enerji seviyesi byk lde deiir.Birim vcut yzeyinden uyurken 40 W/m2 civarnda iken gre msabakas gibi ok ar spor srasnda 500 W/m2 seviyelerinekmaktadr. Ortalama 1.8 m2 olan insan vcudu yzeyinde bu rakam 900 W seviyesinde olacaktr. Buna bal olarak insannoksijen ihtiyac da deiecek ve uyurken 0.5 It/dak iken ok ar i yapma durumunda 2 It/dak ya ykselmektedir. Kalp atlarda aktivite arttka artmakta ve 150-170 l/dak ya kadar kmaktadr.

ekil 1.3te termal konforu etkileyen faktrleri gstermektedir. lk olarak vcut, vcut scakln salamak iin metabolikilemlerle s retir. Metabolik ilemler ya, salk ve aktivite seviyesi gibi faktrlerden etkilenir. rnek olarak verilen bir evrekoullar ortamdaki bir kii iin yeterince uyumlu olabilirken dierinin hastalanmasna neden olabilir. Mevsimler deitiinde birkii giydii elbiseleri ile ayarlamak isteyebilir. Onlar evre artlarn arzu ettiklerinden daha geni kademede konforlu bulabilirler.

Istma,nemlendirme vehava kalitesinin

kontrol

klimlendirmedesoutma ve nem

alma ilemleri

Endstriyel soutma,besin hazrlamay daieren kimyasal veproses endstrileri

KLMLENDRME SOUTMA


5/51

4

ekil 1.3. Termal konforu etkileyen faktrleri gstermektedir

Fanger tarafndan gelitirilen srekli rejim modelleri, vcudun sl dengede olduunu ve enerji depolamasnn ihmaledilebileceini kabul eder. Vcut ii ve deri tek bir blme olarak ele alnd iin, titreme ve kan ak ile denetim gz nnealnmaz ve scaklk zaman gre sabit kabul edilir. Srekli rejimde retilen enerji, s kaybna eit olur ve enerji dengesi;

M W = Qsk - Qres= (C + R + Esk) + (Cres - Eres)

bants ile verilir. Bu bantdaki deerler aada tanmlanmtr.M = Metabolik sl enerji retimi, W/m2W = Yaplan mekanik i, W/m2Qres = Solunum ile olan toplam s kayb, W/m2QSk = Deriden olan s kayb, W/m2Cres = Solunumla ilgili tanm kayb, W/m2Eres = Solunumla ilgili buharlama kayb, W/m2C + R = Deriden duyulurs kayb, W/m2Esk = Deriden toplam buharlama kayb, W/m*

ekil 1.3. nsan vcudu ve evrenin sl etkileiminin silindirik modeli

Drt evresel faktr vcudun s datma kabiliyetini etkilemektedir. Bunlar, hava scakl, evre yzeylerin scakl, nem vehava hzdr. Giyimin miktar ve tipi ve sakinlerin eylem seviyeleri de bu faktrleri etkilemektedir. Bir iklimlendirme sisteminde budrt faktr kontrol edilerek tasarmnda kolaylk salanr. ayet bir kimse uygun giyimliyse aadaki kademeler genelliklekullanl olabilecektir.

Aktivite

Ya

Salk durumu

Psikolojikfaktrler

Inm Buharlama Tanm

Vcut s kayplar

Giyim

Yalt

mf

aktrleri

Hava scakl Yzey scakl Hava hareketi Bal nem

Termal konfor faktrleri


6/51

5Etkili scaklk 18 ile 27 CNem 2 ile 17 C i noktas scaklndaOrtalama hava hz 0.25 m/sden yukarda

Isnn evreye verilmesinde, giyimin tecrit zellikleri ve teri geirgenlii, evre havas scakl ve bal nem seviyesi ile havahareketlerinin durumu, evredeki yzeylerin scaklk-konum ve absorptivite-emissivite zellikleri yani radyasyonla s al veriartlar nemli etkenler olarak saylabilir. Buradan gidilerek, etken scaklk deyimi ortaya km ve evre konforartlar iin bir

l olmutur. Scaklk ile beraber bal nem ve hava hzn da dikkate alarak yeni bir scaklk lei tarif etmek gerekmitir. Buscakla etken scaklk (ET) ad verilmi olup fizyolojik olarak hissedilen scakl temsil eder. Aadaki ekilde (ET) ve konforblgeleri grlmektedir.

ekil 1.4. Standart etkin scaklk ve ASHRAE konfor blgeleri

Belirli bir scaklk ve nem seviyesindeki bir ortamda vcuttan atlan sya edeers atlan ve bal nemi % 50 olan bir bakaortamn scakl etken scaklk olarak tarif edilmektedir. Ancak, etken scakln giyim ve aktiviteye bal bir deer olmas ve budeerlerin hesaplanmasnn, deiken saysnn okluu nedeni ile ve bunlarn srekli deimesinin sz konusu olduundanbasit bir tabloda toplanmas ok zor ve yanltc olmaktadr. Gelien bilgisayar teknolojisi bunlarn hesapla zmn mmknhale getirmitir. Konforartlarnn tespiti bu ekilde yaplabilmektedir.

1.3. HAVA KALTES

Tipik bir insann mrnn byk bir ounluu yaplarn i hacimlerinde gemektedir. Bununla birlikte 1970li yllarda petrolbunalmndan sonra daha fazla nem kazanan enerji tasarrufuna ynelik bina yapm zellikle d atmosferden daha skekildetecrit edilmi i hacimlere sahip yaplarn ortaya kmasn salamtr. Bu tr yaplarda ise, yaplan istatistikler, i havakirliliinin ncekilere gre daha yksek seviyelere km olduunu gstermektedir. D ortama gre iyi yaltlm bu hacimlerdebu defa kirli havann atlmas ve taze havann i ortama alnma ihtiyac belirmitir.

Unutulmamas gereken hedef ncelikle insan sal ve onun ihtiyalar olduuna gre ve insan mrnn ortalama %90 bu ihacimlerde getiine gre i hava kalitesi bugn iklimlendirme-havalandrma konularnn en nemli unsurunu tekil etmelidir veetmektedir de. hacimlerin kirlenmesine neden olan mikron mertebesinde byklkteki zerreler ile birok kimyasal buharlar vegazlar ve insan salna zararl etkileri ylece zetlenebilir:

1. Karbon Monoksit2. Azot Dioksit3. Hidrokarbonlar ve Karbon Dioksit4. Formaldehitler (HCHO - Bina inaat ve izole malzemeleri ile mefruat ve baz giyim eyalarnda)5. Radon gaz (Uranyum ve dier radyoaktif madde karml evre, ta, toprak, baz kuyu sular ve baz doalgaz)


7/51

66. Asbest (naat malzemelerinde)7. Ev eyalarnda bulunan toksik maddeler (Boya, cila, sentetik kuma v.b.)8. Solunum yollarna ular trden havada asl toz ve zerreler ile uucu organik bileimler (%98i mikrondan daha kk

boyutlu olup zel yksek verimli filtrelerle tutulabilmektedir).9. Sigara duman10. Alerjen maddeler (Polen, mantar v.b.)11. Patojenler (Bakteri, virs ve eitli mikroorganizmalar)

Gerek olan husus, i havann kirlenmesinden en ok etkilenen ve zarar gren insan, i hacim havasnn kirletilmesinde de yineen bata gelen etkendir. rnein, insan solunum yolu ile CO2 ve su buhar nereder, ayrca vcut kokusu, birok hastalkmikroplan ile sigara iimi, evde yaplan boya-cila-temizlik, yemek piirme gibi iler insann neden olduu hava kirlilikleridir.zetle, i hacimlerdeki hava kirliliinin istatistiksel olarak artmasnn drt ana sebebi vardr:

a. Enerji tasarrufu amac ile i hacimlerin tabii havalandrlmasnn ar derecede azaltlmasb. Sentetik malzeme kullanmnn ok fazla artmasc. hacimlerde havay kirletici unsurlarn, havalandrma yetersizlii ile daha etken hale gelmesid. hava kirliliine ynelen dikkatler sonucu bu konunun daha etraflekilde ortaya km olmas

hava kirliliinin artmasn nlemenin ilk ve en etkin ekli hava kirliliine neden olan kaynan kurutulmasna almaktr.Ancak, bunun her zaman tmyle mmkn olmayaca aktr. Bu nedenle, en etkin nlem olarak "i hacimlerde reyen havakirletici maddeleri redii hzdan daha hzl ekilde sz konusu i ortamdan atmak" gerekmektedir. Bunun iin ise iyi birhavalandrma ve filtreleme sistemi ile i havay kirleten kaynaklarn hemen yannda tesis edilecek emici azlarla kirliliinyaylmasna meydan vermeden yakalayp darya atmak etkin bir zm yolu olmaktadr. Dier yandan, bina iinde meydanagelen hava kirliliinin bir ksm da gene bro ii elemanlar tarafndan absorbe veya adsorbe edilmektedir. hava kirliinin insansal ve konforuna etkileri safha olarak gruplanabilir:

1. Rahatsz edici, sknt verici ortam2. Ksa sreli rahatszlklar, solunum zorluklan, alerjik reaksiyonlar, gzlerde yanma ve kant, dikkat dalmas ve

dnme zorlamas3. Uzun sreli, kronik hastalklar

Bunlardan en ciddi ve en nemli olanphesiz Akcier kanseri olup, kronik solunum yollar ve akcier hastalklar da insansal ynnden nemlidir. hava kirliliinden etkilenme derecesi ve ekli insanlarn kaltmsal yaps, genel salk seviyesi,ya, cinsiyeti ve daha pek ok baka etkenlere bal olarak deimektedir. hava kirliliinin insan sal zerindeki nemlietkilerinden bir olan, dikkatin dalmas, isteksizlik, halsizlik olay alma verimini azaltc sonular dourmaktadr. Aynzamanda i hava kalitesi eer mahal bir retim tesisi ise, retilen mal n kalitesine de direk etki eder. Dolaysyla i ortamnistenilen deerler mertebesinde artlandrlmas pek ok adan nem arz etmektedir.

Havalandrma, stma ve soutma cihazlarnda nemli bir yk oluturur ve bylelikle enerji kullanmnda nemli bir katlmcdr.Ortamn kullanm ekli ve havalandrma seviyeleri dikkatlice dnlmelidir. rnek olarak binann bir blmnde sigaraya izinverilmesi binann dier ksmn etkileyeceinden sigara iin havalandrma debileri dzgn olarak kabul edilmemelidir. Ayrcageri dolam iin havann temizlenmesi ve filtreleme aratrmas dikkatlice incelenmelidir. Geri dolam havasnn kullanm d

hava scakl son derece yksek veya dk olduunda enerji tasarrufu salayacaktr. ASHRAE standard [2] geri dolamhavas iin izin verilebilir seviyelerini belirlemesi iin aadaki prosedr vermektedir.

mr VVV

+=

V = havalandrma amalar iin besleme havas debisi, l/s

rV

= geri dolam havas debisi, l/s

mV

= ortamn kullanm durumu iin minimum d hava debisi,

rnein olarak Tablo 1.1de verilen havalandrma iin d hava ihtiyac iin sigarasz deer alnacak olursa d hava ihtiyac kiibana 2.5 l/sden az olmamaldr. Ayrca;

EVVV m0r

+=

0V

= belirli ortamlar iin d hava debisi (sigaral veya sigarasz, yaklak olarak), L/s (Tablo 1.1)E = hava temizleme cihaznn kirletici uzaklatrma verimi.


8/51

7Verim uzaklatrlacak kirletici iin bal olarak belirlenmelidir. Tablo 1.2de ASHRAE tarafndan 1m partikln uzaklatrlmasiin yaklak deerleri verilmitir.

Tablo 1.1. Havalandrma iin d hava ihtiyac

Kii bana d hava ihtiyac, l/slev

Her 100 m2 alan iin

hesaplanan kii say

s

Sigaral SigaraszBrolar 7 10 2,5Toplant ve bekleme ortamlar 60 17,5 3,5Lobiler 30 7,5 2,5

Tablo 1.2. ASHRAE toz leke verimleri (1- m parackta)

Filtre TipiVerim

Kademesi,%

Uygulama

Yapkan(viskoz) arpma 5-25 Toz ve lif uzaklatrmaKuru ortam

Cam yk, ok kademeli selloz, yn keesi 25-40 Yukardakine benzer ve baz endstriyel uygulamalar iin3-10 ma uygun 6-20mm kalnlnda lif 40-80 Bina geri dn ve taze hava sistemleri0.5 - 4 ma uygun lif(genellikle cam lifi) 80-98 Hastane ameliyathaneleri, temiz odalar, zel uygulamalarElektrostatik(tipine bal olarak) 20-90 Polen ve havada uan paracklar

rnek Problem 1.1.Bir bro binasnn toplant odas iin ayet sigaraya izin verilirse havalandrma debisini, d hava seviyesini ve geri dnhavas debisini hesaplaynz. (Hava temizleme cihaz ttn dumann E = %60 uzaklatrabilmektedir.)

zmTablo 1.1den herhangi bir geri dolam ve temizleme olmakszn havalandrma kii bana gerekli d hava miktar 17.5 l/s

bulunur. Ayrca tablodan sigara iilen ortamda kii bana en az 3.5 l/s d hava debisi gerekmektedir. Bu tasarm problemi iiniki zm mevcuttur:

Besleme havas kii bana 17.5 l/s veyaUygun geri dn havas ve gerekli havalandrma debisi aadaki gibi hesaplanabilir.

s/l3.2360

5.35.17

E

VVV

m0r =

=

=

s/l8.265.33.23VVV mr =+=+=

kii ba

Yukar

daki rnekteki ikinci yakla

mdaki toplam havaland

rma debisi daha yksek lden, enerji gereksiniminin daha azolmasn salamak iin d hava debisi azaltlr. ayet kirlenme, ttn dumanndan, vcut kokusundan, nemden veyainsanlardan kaynaklanan yksek CO2den kaynaklanyorsa ortamda insanlar olmad zaman havalandrma gerekmez. Bununlabirlikte ekipman ve ilemler gibi malzemelerden kan gaz, doal radon retimi varsa ortam bo bile olsa uygun seviyehavalandrma salanmaldr.


9/51

8BLM 2

KLMLENDRME SSTEMLER

klimlendirme sistemleri kullanm alanlarna gre iki gruba ayrlabilir:

1. Konfor iklimlendirmesiEvler, otel, motel, konaklama tesislerinde insan konforu iin kullanlr.

2. Endstriyel iklimlendirmeTekstil, kimya, ila, gda, vb. i kollarnda rn veya prosesin gerektirdii zel ortamlarn salanmas amacylakullanlr.

2.1. KLMLENDRME SSTEMLERNN SINIFLANDIRILMASI

2.1.1. Merkezi Sistemler

Bu tr sistemler daha ok byk binalarn iklimlendirilmesi iin kullanlr. Bir kazan ve radyatrlerden oluan bir kalorifertesisatna benzetilebilir. Kazan yerine bir klima santrali, radyatrler yerine de havaland rma kanallar, menfezleri ve/veya fanlserpantin niteleri (fan-coil unit) vb. cihazlar bulunmaktadr. Sistemin boru veya kanallar ierisinde su, hava veya bir soutucuakkan dolatrlarak stma-soutma-havalandrma ve nem kontrol salanr. Merkezi sistemler tamamen haval, tamamensulu ve sulu-haval sistemler olarak ana sisteme ayrlabilir.

Tamamen haval sistemler

Merkezi bir klima santralinde artlandrlan havann kanallar yardmyla iklimlendirilecek ortama gnderilmesidir. zellikle bykmahallerin iklimlendirilmesinde kullanlr. Merkezi klima santrali karm hcresi, filtre, aspiratr, vantiltr, stc batarya,soutucu batarya ve nemlendirici hcrelerden meydana gelir. Havann soutulmas, serpantinde souk su veya dorudansoutucu akkan dolatrlarak salanr. Tamamen haval sistemler kendi aralarnda, yeniden stma terminalli, iki kanall ve

deiken hava debili olmak zere alt gruplara ayrlmaktadr.

ekil 2.1. Tamamen haval sistem emas

Tamamen sulu sistemler

ok odal binalarda, ofis binalar, otel, motel, hastane ve apartmanlarda yaygn olarak kullanlr. Her bir odaya yerletirilen havaartlandrma cihaz (fan coil) ile odalarn soutulmas salanr. Fanl serpantinlerde dolaan su, merkezi bir soutma grubunda(chiller) pompalar yardmyla tesisata gnderilir. Her bir odann scakl bir termostat yardmyla kontrol edilebilir. Sulu sistemlerde kendi aralarnda aadaki ekilde snflandrlr: ki borulu, borulu, drt borulu


10/51

9

ekil 2.2. Tamamen sulu sistem emas

Sulu ve haval sistemler

Bir merkezde artlandrlan temiz havann ve merkezi bir soutma grubunda soutulan suyun, fanl serpantin birimlerinegnderilerek mahallerin, insanlarn temiz hava ihtiyalarn da karlayarak soutulmas ilemidir. Sulu-haval sistemler de kendiaralarnda u tiplere ayrlrlar: ndksiyonlu tip, fanl-serpantinli tip

ekil 2.3. Sulu-haval sistem emas

2.1.2. Bamsz (Yerel) Sistemler

Bamsz iklimlendirme sistemleri paket cihazlar ve ayrk (split) tip klimalar olmak zere ikiye ayrlr. Ayrk (Split) tip klimalar dakendi aralarnda snflandrlmaktadr.

1. Paket cihazlara. Salon tipib. Deme=konsol tipic. at tipid. Pencere tipi

2. Ayrk (Split) tip klimalara. Duvar tipib. Deme tipic. Salon tipid. Kanal tipie. Tavan tipif. Gizli tavan (kaset) tipig. Portatif Klimalar


11/51

10

ekil 2.4. Yerel iklimlendirme cihazlar


12/51

11BLM 3

PSKROMETR

Psikrometri, nemli havann termodinamik zellikleri ile bu zellikleri kullanarak nemli havadaki ilemler ve artlar ile ilgilenen

termodinamiin bir daldr. Son yllarda yaplan almalar ile scakla bal olarak termodinamik zellikler iin yeni bantlarbulunmutur. Bu yeni formllere gre nemli havaya ve suya ait termodinamik zellikler EK 1 ve EK 2deki tablolardasunulmutur.

zmlerde basitlik hz ve ekonomi salanmas bakmndan iklimlendirme problemlerinde kullanlan ideal gaz kanunlar ile buformllerin sonularnn karlatrlmas durumunda, aradaki farkn ihmal edilebilir mertebede olduu grlebilir. deal gazbantlar kullanlmas durumunda 101.325 kPa basn ve -50 ila +50 C scaklklar arasnda duymu havann entalpi ve zglnemdeki hata oran, % 0.7 deerinden daha kk olduu, Threkeld tarafndan ispatlanmtr. Artan basnlarda bu hata orandaha azalmaktadr. Bu blmdeki incelemelerde genel olarak ideal gaz yaklam kullanlacaktr.

3.1. KURU VE NEML HAVANIN BLEM

Atmosferik hava ok saydaki gaz ve su buharnn karm ile eitli kirli gaz, iek tozlar (polen) ve dumandan oluur. Geneldekirletici kaynaklardan uzakta atmosferik hava iinde duman ve kirli gaz bulunmaz.

Kuru hava ise iindeki su buhar tamamen alnm atmosferik havadr. Hassas lmler ile kuru havann izafi olarak sabitolduu gsterilmitir. indeki bileenler, corafi blgelere, ykseklie ve zamana bal olarak ok az deiebilmektedir.Hacimsel olarak kuru hayada yaklak olarak % 78.084 Azot, % 20.9476 Oksijen, % 0.934 Argon, % 0.0314 Karbondioksit,%0.001818 Neon, % 0.000524 Helyum % 0.0007 Metan, % 0 ila % 0.0001 Kkrt dioksit, % 0.0005 Hidrojen ve toplam %0.0002 Kripton, Ksenon, Ozon gazlarndan olutuu kabul edilir. Karbon-12 skalasna gre kuru havann mol ktlesi 28.965kg/mol ve gaz sabiti aadaki deerlerdedir.

RH = 8314.41 J/mol K / 28. 965 kg/mol= 287.055 J/kgK = 0.287 kJ/kgK

Nemli hava, kuru hava ve su buharnn karm olarak iki bileenden meydana geldii kabul edilir. Hava iindeki su buharnnmiktar, sfrdan (kuru hava) scaklk ve basnca bal olarak bir maksimum deere kadar deiir. Hava iinde u buharnnmaksimum olma durumu, doymu olarak adlandrlr ve nemli hava ile youmu suyun (sv veya kat) doal denge halidir. Aksibelirtilmedike youmu su yzeyine temasta olan havann temasta olduu ksm doymu olarak kabul edilir. Karbon-12skalasna gre suyun mol ktlesi 18.01534 kg/mol ve su buharnn gaz sabiti aadaki deerlerdedir.

RH2O =8314.41 J/mol K / 18.01534 kg/mol= 461.52 J/kgK = 0.461 kJ/kgK

3.2. STANDART ATMOSFER

Atmosferik havann barometrik basnc ve scakl, esas olarak deniz seviyesinden olan ykseklikle deitii gibi, corafidurumla ve hava artlar ile de deiir. klimlendirme mhendisliinde belirli bir referansa gre, eitli yksekliklerde havannfiziksel zelliklerini bulabilmek iin standart atmosfer tanm gereklidir.

Deniz seviyesinde standart havann scakl 15 C, standart barometrik basnc ise 101.325 kPa deerindedir. Troposfere(Atmosferin alt katmanna) kadar havann scaklnn, ykseklik ile dorusal deitii ve stratosferde sabit deere ulat kabuledilir. Atmosferin alt ksmlarnda kuru havann bileeninin sabit olduu ve ideal gaz davran gsterdii kabul edilir. Standartyer ekimi 9.807 m/s deerindedir. Deniz seviyesinden olan yksekliklere gre standart atmosferik havann scaklk vebasncnn deiimleri Tablo 3.1de verilmitir.


13/51

12Tablo 3.1. Standart atmosferik havann zelliklerinin deniz seviyesinden olan ykseklikle deiimi

Ykseklik, m Scaklk, C Basn, kPa-500 18.2 107.478

0 15.0 101.325500 11.8 95.4611000 8.5 89.8742000 2.0 79.4953000 -4.5 70.1084000 -11.5 61.6405000 -17.5 54.0206000 -24.0 47.1817000 -30.5 41.0618000 -37.0 35.6009000 -43.5 30.74210000 -50.0 20.436

3.3. DEAL GAZLARIN DURUM DENKLEM

deal gazlara ait ilk yasa R. Boyle ve E. Mariotte tarafndan kartlmtr. Bunlar, belli miktarda gaz iin sabit tutulan scaklkta,hacim ve basncn arpmnn sabit olduunu tespit etmilerdir (Boyle - Mariotte yasas).

P.V = sabit

Bu durum, sabit scakla ve gazn cinsine bamldr. T = sabit olmak zere 1 durumundaki hacim enerjisi 2 durumundakineeittir.

ekil 3.1.zotermlerin P-V diyagramnda gsterilii

19. y.y. balarnda J. L. Gay - Lussac ve J. Dalton sabit basnta hacim ile scaklk arasndaki banty aratrdlar. Sonuolarak hacimsel genleme katsaysnn btn ideal gazlar iin ayn deerde olduu tespit edilmitir.

)T1(vv 0T +=

+=

15.273

T1vv 0T

Burada vT ve v0 gazn sabit basnta T ve 0 C scaklklarndaki hacimleridir. Bu ifadeye 1. Gay - Lussac yasas denilir.

Basncn, sabit hacimde scakla bamlln Boyle - Mariotte ve Gay - Lussac yasalarndan tretmek mmkndr. ekil3.2deki gibi bir gaz P0 basncnda stlarak v0 hacminden v1 hacmine genletiriliyor ve T1 = sabit scaklnda izotermsktrlarak v0 hacmine isabet eden P1 basncna getiriliyor. T1 = sabit iin Byle - Mariotte yazlacak olursa,

v v0 vT

P

P0 TT0=273.15 K

v, m3/kg

P


14/51

13

ekil 3.2. Charles yasasnn tretilii

P0 . v1 = P1 . v0

ve P0 sabit iin

+=

15.273

T1vv 101

ifadesi geerli olduundan;

+=

15.273

T1PP 101

ifadesi elde edilir. Bu ifade Charles yasas olarak bilinmektedir.

P1 = 0 iin T1 = -273.5 C elde edilir ki, bu mutlak sfr noktasdr.

Bu yasalar her durum deiiminde bir bykln sabit tutulmas

n

art komaktad

r. Bas

nc

n, hacmin ve s

cakl

n ayn

zamanda deitii durum deiiklikleri iin geerli ideal gaz durum denklemi Boyle - Mariotte ve Gay - Lussac, yasalarndantretilebilir. Bunun iin Gay - Lussac yasasn mutlak scaklk cinsinden ifade etmek gerekir.

0

0 TT

vv =

Burada T = 273.15 Kdir.

ekilde belirtildii zere P0 basncnda bir gaz, v0 zgl hacminden v1e stlarak izobar olarak geniletilmekte ve T scaklnagetirilmektedir. Daha sonra bu noktadan izoterm olarak P basncna sktrlmaktadr.

0

01 TT

vv =

vPvP 10 =

Bu iki ifadeden;

vPT

TvP

0

00 =

eklinde ideal gaz denklemi yazlabilir.

0

00

TvP terimi her gaz iin ayn deer tamakta olup, zel gaz sabiti adn almaktadr.

v0 v1

P1

P0 T1T0=0 C

v

P


15/51

14RTPvR

T

vP

0

00 ==

TRmVPm

Vv ==

TRPVm ==

Bir gazn bir molnn ktlesine mol ktlesi denir ve M hatfi ile gsterilir. Buna gre ktlesi m olan gaz;

Mm

n =

adet moldr.

TRMnVPM.nm ==

Mol hacmi aadaki ekilde tanmlanr;TRMvP

n

Vv MM ==

Genel gaz sabiti;

TRvPM.RR M ==

ifadesi elde edilir. Avagadro yasasna gre btn gazlarn mol hacmi P0 = 1 atm ve T0 = 273.15 K ile belirli normal artlarda22.414 l/moldr. Bu deerler genel gaz sabiti iin yerletirilirse;

0

M0

TvPR =

K15.273

mol/l414.22atm1R

=

Kmol/atml0.08205R =

Kmol/cal987.1Kmol/J31441.8R ==

ekil 3.3deal gaz durum denklemi

v

P

T1

T2

T3

T3> T2>T1


16/51

153.4. KLMLENDRME LE LGL TANIMLAR

Kuru termometre scakl (T)

Havann, iindeki su buhar ve radyasyonun tesiri altnda kalmakszn herhangi birekilde llen scakla kuru termometrescakl denir. Bildiimiz termometrelerden okunan scaklktr.

Ya termometre scakl (Tya)

Belirli bir su ktlesinin doygun olmayan hava tarafndan etkilendiini varsayalm. Suyun scakl doygun olmayan havannscaklndan daha byk olursa sudan havaya s akm balar ve su yava yava buharlaarak scakl der. Suyun scaklhavann scaklna eit olunca sudan havaya s akm son bulur. Ancak hava doygunlamad iin buharlama devam eder vebuharlamann devam etmesi, suyun scaklnn havann scaklnn altna dmesine neden olur. Bu durumda havadan suyadoru bir s akm balar. Buharlaan suyun kaybettii s miktar havadan suya iletilen s miktarndan byk olursa suyunscakl dmeye devan eder ve bir sre sonra yle bir noktaya gelinir ki, artk buharlaan suyun kaybettii s miktar,havadan suya iletilen s miktarna eit olur. te bu scakla ya termometre scakl denir.

Bu scakl lmek iin zel termometreler kullanlr. Pratikte haznesi slak pamuk ile sarlm bir termometrenin zerinden 5m/s hzndaki hava akm geirilmesi durumunda termometrenin gsterdii scaklk ya termometre scaklna ok yakndr.zerinden hava akm geirilen su ancak ya termometre scaklna kadar soutulabilir. Bu scaklk yle bir scaklktr ki subuharlamak suretiyle havay ayn scaklkta adyabatik olarak doymu hale getirir.

Youma noktas scakl (i Noktas Scakl) (Tyo)

Bir nemli havann youma noktas, su buharna doymu hale gelene kadar soutulmas gerekli scaklk derecesidir. Ancak busoutmada havann bileiminin ve basncnn sabit kalmas koulu vardr.

Bir baka deyile artlar verilmi olan bir havann ayn barometrik artlar altnda bulunan ve ayn miktar su buhar ihtiva edendoymu hava scaklna o havann youma noktas scakl denir.

Nemli hava iindeki su buhar

n

n k

smi bas

nc

(PH2O)Su buharnn nemli hava iindeki ksmi basncdr.

HOHOHH PPPPPP 22 =+=

PH : Kuru havann ksmi basncPH2O: Su buharnn ksmi basnc

Mutlak nem (dv, gr/m3)

1 m3 nemli havann ierdii su buhar ktlesine mutlak nem denir. Bir baka deyile birim hacim iindeki su buharnn ktlesinemutlak nem denir.

dv = mH2O / V

Mutlak nemi belirlemek iin 1 m3 nemli hava, nem tutucu bir madde olan CaCl2 zerinden geirilir. CaCl2 nemli havann ierdiisu buharn tutar. CaCl2nin nemli hava geirilmeden nceki arl ile nemli hava geirildikten sonraki arl arasndaki fark,nemli havann ierdii su buhar miktarn yani mutlak nemi ifade eder.

zgl nem (x, kgnem / kgkuru hava)

Nemli hava iindeki su buhar ktlesinin kuru hava ktlesine oran zgl nem olarak ifade edilir. Birim arlktaki kuru hava

iinde bulunan su buhar

n

n a

rl

d

r.x = mH2O / mH


17/51

16Bal nem ()

Nemli havann iindeki su buhar arlnn ayn artlardaki havann iinde bulunmas mmkn olan maksimum su buhararlna orandr. Bir baka deyile havann iindeki su buharnn ksmi basncnn o havann i noktasndaki nemin doymabasncna orandr.

= mH2O / mD = PH2O / PD

mH2O : Nemli hava iindeki su buharnn arl, kgmD : Havann iinde bulunmas mmkn olan maksimum su buhar arl, kgPH2O : Herhangi bir scaklk ve nemdeki havann iindeki su buharnn ksmi basnc, PaPD : Mevcut havadaki doyma noktasndaki (i noktas) suyun ksmi basnc, Pa

Doyma derecesi ()

Nemli havann zgl neminin o havann doymu haldeki zgl nemine orandr.

= x / xD

Duyulurs

Herhangi bir cismin scakln ykseltmek iin verilmesi gereken lzumlu s miktarna duyulur s denir. Burada scaklkdeiiklii sz konusu olduundan, bu sy duyularmzla anlayabiliriz. Herhangi bir cismin duyulur s miktarndaki deime;kuru termometre scaklklarndaki fark ile bu cisme ait ortalama zgl s biliniyorsa aadaki ekilde tayin edilebilir.

QD = m CP (T)

QD: Duyulurs, kcal/kgm : Ktle, kg

CP : Ortalama zgl

s

, kcal/kgCT : Kuru termometre scaklklar fark (C)

Gizli Is

Herhangi bir cismin scakl deimeksizin faz durumunu deitirmek iin verilen veya alnan s miktarna gizli s denir. Gizlis scakln bir fonksiyonudur. Bir ak kapta kaynayan su, 760 mmHg basn altnda 100 C de buharlamaya balar. Btnkaptaki su tamamen buharlaana kadar scakl sabit ve 100 C de kalr. Buharlamak iin gerekli s ise, kab kaynatan skaynandan alnr. 1 kg suyun 100 C de buhar olmas iin gerekli gizli s r = 538.9 kcal/kgdir. Aynekilde, kaynama noktasaltnda normal scaklklarda, hava iersinde buharlamada da bu sya ihtiya vardr. Mesela, ya termometre scaklnnlmnde kee sathndan buharlaan su, gerekli sy havadan almtr ve hava bu sy vererek kendisi soumutur. Havannsoutmak suretiyle verdii duyulur s, suyun buharlamas iin gerekli gizli sya dnmtr ve bu ilemde gizli s duyulur

sya eittir, dolaysyla ilem adyabatiktir. Suyun 760 mmHg basn altnda 0 C de buharlama gizli ss r0 = 597.2 kcal/kgdir.

zgl Hacim (v)

Hava ve su buhar karm bakmndan 1 kg havann igal ettii hacimdir Birimi m3 / kgdr.

Younluk ()

1 m3 maddenin ktle miktardr. Birimi kg/m3tr. Younluk ile zgl hacim birbirlerinin tersidir (=1/v).

Entalpi (h)

Hava ve nem karmnn stlrken verilmesi gereken veya soutulurken alnmas gereken s miktardr (kj/kg). Gizli ve duyulurslarn toplamndan oluur.


18/51

173.5. PSKROMETRK BAINTILAR

deal Gaz Kanunu ve Ksmi Basnlar

RTPV

mmRTPV ==

DHDOHOHHOHH PPPPPvePPPPPP 222 ===+=

DHDOHOHHOHH mmmmmvemmmmmm 222 ===+=

OH

OH

H

H

2

2 MR

RveMR

R ==

=

=

J/molK8.31441=R

kg/mol0.01802kg/kmol18.02=M

kg/mol0.028964kg/kmol28.964=M

OH

H

2yerine konursa;

kgK

kJ461.0

kgK

J461.3990

mol

kg01802.0

molKJ

31441.8Rve

kgK

kJ287.0

kgK

J287.0601

mol

kg028964.0

molKJ

31441.8R OHH 2 ======

Kuru Hava Ktlesi

TRVP

mH

HH =

( ) 484.3PPTV

mkJ

kgK484.3

kgKkJ

287.0

1R1

DH

H

===

Su buhar Ktlesi

TR

VPm

OH

OHOH

2

2

2=

( ) 169.2PTVmkJkgK169.2

kgKkJ

461.01R1 DOHOH

2

2

===

Doyma Durumunda Su Buhar Ktlesi

DD P169.2TV

m1 ==

Nemli Havann Ktlesi

OHH 2mmm +=

( ) ( ) ( )DDD P315.1P484.3TV

m169.2PT

V484.3PP

T

Vm =+=


19/51

18Nemli Havann Younluu

Vm

=

( )

T P315.1T P484.3V

P315.1P484.3

T

V

D

D

=

=

zgl Nem

( )

( ) 484.3PPT

V

169.2PT

V

m

mx

D

D

H

OH2

=

D

D

PPP

622.0x

=

D

DDD PP

P622.0xxx1

===

Nemli Havann zgl Hacmi

Nemli havann zgl hacmi, nemli hava hacminin kuru hava miktarna oran olarak belirlenir.

H

x1 mV

v =+ m3/kgkuru hava

Dier taraftan zgl hacim;

OHH 2mm

Vv

m

Vv

+==

)mm(vV OHH 2+=

Her iki taraf mHa blersek;

H

OHH

H m

)mm(v

m

V2

+=

)x1(vv x1 +=+

TR)mm(PV KOHH 2+=

Her iki taraf Vye blersek;

P

TRv

v

TRP KK ==

HHOHOHK RyRyR 22 +=


20/51

19

x1

R

x1

xRRR

m

mmm

m

R

m

mmm

m

Rmm

mR

mm

mR HOHKH

H

OHH

H

H

OH

H

OHH

H

OH

H

OHH

HOH

OHH

OH

K2

2

2

2

2

2

2

2

2

++

+=

++

+

++

+=

+

+

+

==

x1

R

x1

xR

P

Tv

P

TRv HOHK 2

( )

+=+=+= +++

OH

HOHx1HOHx1x1

2

22 R

RxR

P

TvRxR

P

Tv)x1(vv

Nemli havann zgl Entalpisi

OHOHHH 22hmhmH +=

hH : Kuru havann zgl entalpisihH2O : Su buharnn havann zgl entalpisi

Karmn zgl Entalpisi

H

x1 mH

h =+ eklinde tanmlanr.

OHHx1 2xhhh +=+

h1+x, x kadar nemi olan nemli havann zgl entalpisidir.

0Cdeki entegrasyon sabitini ihmal ederek, kuru havann zgl entalpisi iin;

P

HH,P

T

0H,PH dTh

CTCh

==

)C0(hTCh HH,PHo+=

TCh H,PH =

Su buharnn zgl entalpisi iin ise;

TChh OH,PBOH 22 +=

Burada hB, su buharnn buharlama entalpisidir. Kuru havann ve su buharnn entalpisi h1+x eitliinde yerine konursa;

)TChxTCh OH,PBH,Px1 2++=+

Burada zgl slar ortalama olarak aadaki ekilde alnabilir.

gradkg

kJ805.1C

gradkg

kJ006.1C OH,PH,P 2 ==


21/51

20rnek Problem 3.1.15 m3 hacmindeki kapal bir kapta 35 C scaklk ve 100 kPa basnta ve % 90 bal nemde hava bulunmaktadr. ,

a. Kapta bulunan kuru hava ktlesinib. Havann zgl neminic. Birim kuru hava ktlesi iin havann entalpisini hesaplaynz.(CP,H = 1.006 kJ/kgC)

zm

a) kg101.16K)15.27335(

kgK

kJ287.0

m15kPa935.94TR VPm

3

H

HH =+==

b) 0331.0935.94

065.5622.0

P

P622.0

PP

P622.0

PP

P622.0x

H

OH

OH

OH

D

D 2

2

2 ===

=

= kgnem / kgkuru hava

c) OHHx1 2xhhh +=+

( )TChxTChTChh

TChOH,PBH,Px1

OH,PBOH

H,PH

2

22

++=

+=

=+

EK 2.den 35 C iin doymu buhar entalpisi; hB = 2564.53 kJ/kg

kg

kJ121.9235

Ckg

kJ805.1

kg

kj53.2564033.0C35

Ckg

kJ006.1h x1 =

++

=+ o

o

o

V=15 m3T=35 C

P=100 kPa=% 90

35 C iin doyma basnc EK 2.den PD,@35 C = 5.6278 kPa

PH2O = PD PH2O = 0.90 5.6278 = 5.065 kPa

PH = P PH2O PH=100 5.065 = 94.935 kPa


22/51

21BLM 4

PSKROMETRK DYAGRAM VE TABLOLAR

Psikrometrik diyagram, nemli havann fiziksel zelliklerini grafik halinde veren bir diyagramd r. Bir psikrometrik diyagramdaki

eksenlerin seimi tamamen keyfidir. Termodinamik olarak nemli havaya ait birok problemin grafik zmnde psikrometrikdiyagramda eksenlerin entalpi ve zgl nem eklinde alnmas byk kolaylk salar. Mollier tarafndan hazrlanan ilkdiyagramda da eksenler, entalpi ve zgl nem olarak alnmtr.

Ayn eksen takm kullanlarak, ASHRAE tarafndan yedi adet Mollier tipi psikrometrik diyagram hazrlanmtr. Bunlardan 1, 2, 3ve 4 numaral diyagramlarda, atmosfer basnc standart deniz seviyesindeki basn olarak 101.325 kPa alnmaktadr. 5Numaral diyagram, deniz seviyesinden 750 m (92.66 kPa) ykseklik, 6 numaral diyagram, deniz seviyesinden 1500 m (84.54kPa) ykseklik, 7 numaral diyagram ise deniz seviyesinden 2250 m (77.04 kPa) ykseklik iin hazrlanmtr. Dier taraftan;

1, 5 ,6, 7 nolu diyagramlar: 0 ile 50 C (normal scaklklar) 2 nolu diyagram: -40 ile 10 C (dk scaklklar) 3 nolu diyagram: 10 ile 120 C (yksek scaklklar)

4 nolu diyagram: 100 ile 1200 C (ok yksek scaklklar) kuru termometre scaklklarna gre dzenlenmitir.

Bu diyagramlarda verilen basnlarn dndaki atmosferik basnlarda enterpolasyon yapmak gerekmektedir. Btn budiyagramlarn karlatrlmas ile aadaki hususlar tespit edilebilir.

Verilen bir ya ve kuru termometre scaklklar ifti iin zgl nem ve entalpi deniz seviyesinden olan ykseklikleartarken bal nem ok az deiir.

Verilen bir ya ve kuru termometre scaklklar ifti iin atmosferik basnla zgl hacim ok fazla deiir. Pratik olarakzgl hacmin atmosferik basnla ters orantl deitii kabul edilir.

Aadaki Tablo 4.1de, deniz seviyesindeki (1 nolu diyagram) zellikler ile deniz seviyesinden 1500 m (6 nolu diyagram)

ykseklikteki zelliklerin bir kar

lat

r

lmas

grlmektedir.Tablo 4.1. 1 nolu diyagram ile 6 nolu diyagramn karlatrlmas

DiyagramNo

T(kuru)

T(ya)

h(kJ/kg)

X(gr/kg)

(%)

v(m3/kg)

1 40 30 99.5 23.0 49 0.920

6 40 30 114.1 28.6 50 1.111

Btn bu diyagramlarda entalpi ve zgl nem iin dik koordinat sistemi yerine, eik eksen takm kullanlmtr. ASHRAE'ninhazrlam olduu 1 nolu psikrometrik diyagram, EK 3.te grlmektedir. Bu diyagram zerinde nemli havaya ait entalpi, zgl

nem, kuru termometre s

cakl

klar

, termodinamik ya termometre s

cakl

klar

, ba

l nem ve zgl hacim fiziksel deikenleribulunmaktadr.

Bu diyagramda kuru termometre scakl 0 ila 50 C arasnda, bal nem 0 (kuru hava) ile 30 gnem/ kgkuru hava arasndadeimektedir. Sabit entalpi deiimleri ise eik olarak birbirine paralel dorulareklinde 1 kJ/ kgkuru hava aralklarla belirtilmiolarak grlmektedir. Kuru termometre scaklklar dz dorular halinde olmasna ramen birbirine tam olarak paralel deildir vedik durumdan hafife sapmaktadr. Termodinamik ya termometre scaklklar ise entalpi dorularndan biraz farkl olarak eikdorular halinde grlmektedir.

Doyma erisinin stnde kalan dar bir blge, nemli havann sisli blgesi olarak tanmlanr. ki faz temsil eden bu blgede, svsu zerrecikleri ile doymu nemli havann bir karm grlmekte olup bunlar sl dengededir. Sisli blgedeki sabit scaklkdorular, nemli hava blgesindeki termodinamik ya termometre scaklklarnn uzants ile uyum iindedir. Eer gerekirse bu

sisli blge iinde bal nem, entalpi ve termodinamik ya termometre scaklklar uzatlabilir.

Diyagramn sol st kesinde grlen yarm dairede iki lek vardr. Birinci lek duyulursnn toplam sya orann gsterirken,ikinci lek entalpi farknn zgl nem farkna orann gstermektedir. Bu yarm dairedeki lekler, psikrometrik diyagramdakideiimlerin dorultusunu tespit etmek iin kullanlr.


23/51

224.1. PSKROMETRK DYAGRAMIN KULLANILMASI

4.1.1. Kuru Termometre Scakl (KT)

Psikrometrik diyagramn alt ksmndaki yatay doru kuru termometre scakln gsterir. Kuru termometre scaklklar iletermodinamik ya termometre scaklklar, doyma erisi ( =1) zerinde ayn deere sahiptir.

ekil 4.1. Kuru termometre scakl (KT)

4.1.2. Ya Termometre Scakl (YT)

Ya termometre deiimleri de ekil 4.2de gsterilmitir. Psikrometrik diyagramda eik izgiler halindedir ve tam olarak doruolmasna ramen birbirlerine paralel deildir.

ekil 4.2. Ya termometre scakl (YT)

4.1.3. Bal Nem ()

Bal nem () erileri, bu diyagramda %10 aralklarla izilmitir. Doyma erisi %100 bal neme kar gelirken, x = 0 yataydorusu %100 kuru havaya kar gelmektedir.

ekil 4.3. Bal nem ()

, %100 90 80 70 60 50

40

30

20

10

0

1020

30

40

50

60

7080 90

YT, C

-5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55

KT, C


24/51

234.1.4. zgl Nem (x)

Psikrometrik diyagramn sol ksmndaki dikey doru zgl nemi gstermektedir. Dikkat edilmesi gereken bir husus da buradadeerler gnem/kgkuru hava cinsindedir.

ekil 4.4. zgl nem (x)

4.1.5. zgl Hacim (v)

zgl hacim dorular dz olmalarna ramen bunlar da birbirlerine tam olarak paralel deildir. Bunlar diyagramda 0.01m3/kgkuru hava hassasiyetle belirtilmitir.

ekil 4.5. zgl hacim (v)

4.1.6. Entalpi (h)

Entalpi deiimleri ekil 4.6da gsterilmitir. Birimi kj/kgdr.

ekil 4.6. Entalpi (h)

20

30

40

50

60

70

80

h, kJ/kg

0.84

0.88

0.90

0.92

0.820.800.78

v, m3 / kg

0.86 /

0.94

16

12

8

4

20

24

28

0

x,

gnem/

kgkuruhava


25/51

244.1.7. i Noktas Scakl (Youma Noktas Scakl) (Tyo)

i noktas veya youma noktas scakln bir rnekle aklanacaktr. rnein kuru termometre scakl 30 C, yatermometre scakl 20 C olan bir ortamdaki havay ele alnsn. Bu havann i noktas scakln belirlemek iin ncelikle buiki noktay aktrlr. Kesime noktasndan % 100 bal nem erisine kuru termometre scaklna paralel bir doru izilir. %100 bal nem erisiyle birleim noktasndan aaya inilerek kuru termometre scaklna karlk gelen deer okunur. Burnekte okunan deer yaklak 15 Cdir. Bu deer i noktas (youma noktas) scakldr.

ekil 4.7. i noktas scakl(Tyo)

rnek Problem 4.1.Kuru termometre scakl 40 C, termodinamik ya termometre scakl 20 C ve atmosfer basncnn 101.325 kPa olduu birortamdaki nemli havann zgl nemini, entalpisini, i noktas scakln, bal nemini ve zgl hacmini bulunuz.

zm40 C scaklktaki kuru termometre dorusu ile 20 C scaklktaki ya termometre dorusunun kesim noktasndan, istenentermodinamik zellikler gerektiinde enterpolasyon yaplarak aadaki ekilde bulunabilir:

zgl nem, x = 6.5 gnem/kgkuru havaEntalpi, h = 56.7 kJ/ kgkuru havaBal nem, = %14i noktas, Tyo = 7 Czgl hacim, v = 0.896 m3/ kgkuru hava

ekil 4.8. rnek Problem 4.1in psikrometrik diyagram yardm ile zm

h=56.7 kJ/kgkuru hava

v=0.896 m3/kgkuru hava

x= 6.5 gnem / kgkuru hava

T=40C

=% 14

T*= 20 C

Tyo=7 C

15 30

YT=20 C

KT=30 C

20

Tyo=15 C


26/51

254.2. PSKROMETRK TABLOLARIN KULLANILMASI

Psikrometrik Tablolar, nemli havann fiziksel zelliklerini saysal deerler halinde veren tablolardr. Son yllarda yaplanalmalar ile scakla bal olarak termodinamik zellikler iin yeni bantlar bulunmutur. Bu yeni formllere gre nemlihavaya ve suya ait termodinamik zellikler EK 1 ve EK 2deki tablolarda sunulmutur. Termodinamik olarak nemli havaya aitbirok problemin zmnde psikrometrik diyagram dnda tablolar da kullanlabilir. EK 1 de verilen nemli havanntermodinamik zellikleri (Standart atmosfer basnc, 101.325 kPa) tablosunda satr ve stunlardaki deerler yardm ile nemli

havann zellikleri belirlenebilir.

Psikrometrik Tablo kullanlarak verilen bir nemli havann zelliklerinin belirlenmesi aadaki rnek ile anlatlmtr.

rnek Problem 4.2.

Kuru termometre scakl 20 C ve bal nemi () % 40 olan hnemli havann zgl nemini, entalpisini, i noktas scakln,ve zgl hacmini bulunuz.

zmProblemin zmnde 3 adm izlenecektir.

1. Admncelikle su buharnn ksmi basnc belirlenecektir. Bunun iin;

DOH

D

OH PPP

P2

2 ==

Bu formldeki PD basnc iin EK 1den 20 Cdeki doyma basnc okunur (Youmu su stunundan, Psu).

PD=2.3389

Yerine konursa;

kPa0.935563389.240.0P OH2 ==

Hesaplanan bu deer EK 1deki nemli havann termodinamik zellikleri (Standart atmosfer basnc, 101.325 kPa) tablosundanbulunur ve yaklak olarak 0.9353 alnabilir. Bu basnca karlk gelen scaklk 6 Cdir. Bu scaklk verilen artlardaki nemlihavann YOUMA NOKTASI SICAKLIIDIR (TYO). Ayrca bu scakla karlk gelen zgl nem deeri de verilen artlardakinemli havann ZGL NEMDR (x) ve 0.005818 kgnem / kgkuruhava deerindedir.

2. Adm

6 Cde % 100 bal nemdeki havay, 20 Cde % 40 bal nemli hava artlarna getirebilmek iin stma ilemi gerekmektedir.Bunun iin aadaki forml uygulanrsa;

( ) )TCxTChh OH,PH,PD 2 ++= ve EK 1den hD = 20.644 kJ/kg

( ) ( )

kgkj34.875h

0.14714.084644.20h

C620Ckg

kJ805.1005818.0C620

Ckg

kJ006.1

kg

kJ644.20h

=

++=

+

+= o

o

o

o

xDkgnem / kgkuruhava

PsukPa,

TC

0.005818 0.9353 6


27/51

26Hesaplanan bu entalpi EK 1deki tablodan aranr ve bu entalpiye karlk gelen scaklk ya termometre scakln verir.

Tablo incelendiinde hesaplanan entalpi deeri 12 ila 13 C arasnda kalmaktadr. Hesaplamalarda az da olsa hata payolmamas iin iterasyon yaplacaktr.

C12.27x0.726x-132.547

1.851

1

x-13

179.34726.36

875.34726.36

1213

x13o===

=

YT= 12.27 C

3. Adm

zgl hacim v iin daha nce belirlenen aadaki forml kullanlacaktr.

( ) ( )287.0461.0005818.0325.101

15.27320vRRx

P

Tv)x1(vv x1HOHx1x1 2 +

+=+=+= +++

( ) 0.833287.00.0012.893v x1 =+=+ m3/kg

TC

hD

12 34.179

x 34.875

13 36.726


28/51

27BLM 5

PSKROMETRK LEMLER

Nemli hava ile ilgili birok problem, psikrometrik diyagram kullanlarak kolayca zlebilir. Bu konu, aadaki tipik rnekler ile

kolayca aklanabilir. Burada verilen rneklerin hepsinde standart atmosfer basnc, 101.325 kPa olarak gz nne alnmtr.Nemli hava ile yaplan btn ilemlerde, zgl deerlerin ifadesinde deimeyen tek deer olan kuru havann ktlesi esas alnr.zgl entalpi, zgl hacim vs. her ey kuru hava ktlesine gre ifade edilir. Nemli hava ile ilgili temel ilemlerekil 5.1degsterilmitir.

ekil 5.1. Nemli hava ile ilgili temel ilemler

5.1. NEML HAVANIN DUYULUR OLARAK ISITILMASI

Serpantin yzeylerinde havann stlmas bu ileme tipik bir rnektir. zgl nemin sabit olmas nedeniyle, nemli havaya duyulurs ilave etme ilemi, psikrometrik diyagramda, soldan saa doru giden yatay bir doru ile belirlenir. ekil 5.2e nemli havaya

duyulurs verilmesi ematik olarak gsterilmektedir.

ekil 5.2. Nemli havan

n duyulur olarak

s

t

lmas

Srekli rejimde sisteme verilen s:

)hh(mQ 12H21 =

( ) ( ) xTTCTTCmQ 12OH,P12H,PH21 2 +=

OHH 2mmm += 2a1a mm = 2,H1,H mm = 2,OH1,OH 22 mm =

H

OH

mmx 2=

1,H

1,OH1 m

mx 2= 2,H

2,OH2 m

mx 2= 21 xx = (Istma n art)

mH1h1x1=x2

mH2h2x1=x2

Q1-2

Istc Akkan1 2

Nem alma

Nemlendirme

Soutma Istma


29/51

28rnek Problem 5.1.3000 m3/h debisinde, 2 C scaklktaki doymu hava stc bir serpantin yardm ile 40 C scaklna kadar duyulur olarakstlmaktadr. Serpantine verilmesi gereken s miktarn bulunuz.

zmProblemin psikrometrik diyagramdaki zm ekil 5.3'te grlmektedir. 1 artlarnda 2 C scaklkta stc serpantine girenhavann;

Entalpisi, h1 = 12.5 kJ/kgkuru havazgl nemi, x1 = 4.25 gnem/kgkuru havazgl hacmi, v1= 0.785 m3/kgkuru hava

2 artlarnda 40 C scaklkta ve ayn zgl nemde (x2 = x1) stc serpantinden kan havann;Entalpisi, h2 = 51.4 kJ/kgkuru havazgl nemi, x2 = x1 = 4.25 gnem/kgkuru hava

Sistemdeki kuru hava miktar:

h/kg3822kg/m785.0h/m3000

vV

m havakuru33

a ===

)hh(mQ 12a21 = = 3822 (51.4 -12.5) = 148676 kJ/h = 41.3 kW elde edilir.

ekil 5.3. rnek Problem 5.1in psikrometrik diyagram yardm ile zm

5.2. NEML HAVANIN SOUTULMASI

Soutma ilemi soutucuya giren nemli havann youma noktas scaklna kadar sabit zgl nemde (stma ileminde olduugibi, x1=x2) devam eder. Bu noktadan itibaren nemli hava iindeki su buhar youmaya balar. Youan su, soutucunun

altndan drenaj edilir. Soutucu bir serpantin ile nemli havann i noktas altndaki bir scakla kadar soutulmas, ematikolarak ekil 5.4'te grlmektedir. Ayrca soutma ileminin Psikrometrik diyagramda gsterimi ekil 5.5.ada verilmitir.Soutma ilemi srasnda 2 noktasna kadar duyulur s, 2 ile 3 noktas arasnda gizli s ekilir. Soutma ilemi gerektePsikrometrik diyagramda bir eri gibidir (ekil 5.5.b). Ancak soutma prosesini biz doru eklinde gsteririz.

ekil 5.4. Nemli havann i noktas altndaki bir scaklkta soutulmas

h1=12.5v1=0.785

h2=51.4

1 2 x1= x2=4.25w1= w2

T1=2C T2=40C

ma1h1x1

ma2h2x2

Q1-2

mWhW

1 2Soutucu Akkan


30/51

29

ekil 5.5.a. Gerekte soutma ilemi ekil 5.5.b. Teorik soutma ilemi

Sistemdeki ktle ve enerji dengesinden aadaki bantlar bulunabilir.

a2a1a mmm ==

2aw1a2,OHw1,OH xmmxmmmm 22 +=+=

mw = ma (x1 - x2)

ww212a1a hmQhmhm ++=

Yukarda bulunan mw deeri sonraki formlde yerine konur ve dzenlenirse;

[ ]w2121a21w21a212a1a h)xx()hh(mQh)xx(mQhmhm =++=

Burada youan suyun tads ihmal edilirse;

Q1-2 = ma (h1 - h2)

rnek Problem 5.2.17000 m3/h debisinde, %50 bal neminde ve 30 C kuru termometre scaklndaki nemli hava, 10 C scaklnda doymuhale getirilene kadar bir soutucu serpantin zerinden geiriliyor. Bu ilemin gerekleebilmesi iin gerekli olan soutmakapasitesini ve sistemden ayrlan su miktarn bulunuz.

zmProblemin psikrometrik diyagramdaki zm ekil 5.6te grlmektedir. Bu ekilde grld gibi 1 ile 2 arasndaki gerekdeiim bir eridir. Ancak bu erinin izimi ok g olduundan ve sonucu fazla etkilemediinden, psikrometri almalarndadeiimin 1 ile 2'yi birletiren doru boyunca olduu kabul edilir.

1 artlarnda 30 C scaklkta ve = %50 bal neminde, soutucu serpantine giren havann zellikleri,h1 = 64.3 kJ/kgkuru havax1 = 13.3 gnem/kgkuru havav1 = 0.877 m3/kgkuru hava

2 artlarnda 10 C scaklkta soutucu serpantinden kan doymu havann zellikleri,h2 = 29.5 kJ/kgkuru havax2 = 7.6 gnem/kgkuru hava

Sistemdeki kuru hava miktar;

h/kg19384kg/m877.0h/m17000

vV

m havakuru33

a ===

Q1-2 = ma (h1 - h2) = 19384 (64.3 29.5) = 674563.2 kJ/h = 187 kW

mw = ma (x1 - x2) = 19384 kgkuru hava / h (13.3 7.6) gnem / kgkuru hava = 110488.8 gnem / h = 110.4888 kgnem / h

21

3

Tyo

21

3


31/51

30

ekil 5.6. rnek problem 5.2nin psikrometrik diyagram yardm ile zm

Soutucu serpantin knda hava, bu problemde olduu gibi doymu hale getirilebiliyorsa; 2 noktasndaki scakla Cihaz iNoktas (CN) scakl ad verilir. ekil 5.6daki 2 noktas ideal bir noktadr. Sonsuz byklkte serpantin kullanldnda hava2 artlarnda doymu olarak serpantini terk eder. CN scakl kullanlan serpantin konstrksiyonuna, havann serpantinboyunca ak biimine ve soutucu akkann cins ve scaklna baldr. Bu deer serpantin reticileri tarafndan tablo halindeverilir. Ters akl bir serpantinde CN soutucu akkan giri scaklna ok yakndr. Pratik olarak CN scakln soutucuakkan scakl veya onun birka derece st almak mmkndr. Yukardaki rnekte soutucu akkan scaklnn 8 veya 9C olmas beklenir.

te yandan pratik serpantinlerde 2 noktasna ulalamaz. Bir serpantin verimi tarif edildiinde, 2 noktasna ulama halindeverim %100 deerindedir. Pratikteki serpantinlerde ise verim %85 - 90 mertebelerine ulaabilir. Serpantinlerde verim tarifi yerineby-pass oran tarifi daha yaygndr. Verimi %85 olan serpantinin by-pass oran %15 deerindedir. Yani bu oranda havaartlanamadan serpantini terk etmektedir. Cihaz reticileri ayn zamanda by-pass orann da verirler. CN scakl ve by-passoran deerleri verilen bir serpantindeki deiimi gstermek iin giri artlarn CN'na birletiren doruyu izip bunu verim

(veya by-pass) oran

nda blmek yeterlidir.rnek Problem 5.3.17000 m3/h debisinde, %50 bal neminde ve 30 C kuru termometre scaklndaki nemli hava, CN scakl 10 C ve by-pass oran %15 olan bir serpantinde soutulduunda gerekletirilebilecek soutmay bulunuz.

zmProblemin psikrometrik diyagramndaki zm ekil 5.7da grlmektedir. 1 noktas bal nem ve 30 C kuru termometredeerleri ile belirlenir. 2 noktas ise doyma erisi zerinde CN scakl ile belirlenir. 1 ve 2 noktalarn birletiren doru %15orannda blnr. Bunun iin rnein kuru termometre scaklndan yararlanlabilinir.

C13'T85.01030

'T3085.0

TT'TT

22

21

21 o==

=

Buna gre, 1 noktasnda;h1 = 64.3 kJ/kgkuru havax1 = 1.,3 gnem/kgkuru havav1 = 0.877 m3/kgkuru hava

2 noktasnda,T2 = 13Ch2 = 35 kJ/kgkuru havax2 = 8.5 gnem/kgkuru hava

Sistemdeki kuru hava miktar

;

h/kg19384kg/m877.0h/m17000

vV

m havakuru33

a ===

h2=29.5

h1=64.3

1

2

1=%50

T1=30C

1=%100

T2=10C

x1= 13.3

x2= 7.6


32/51

31Gerekleen soutma;

Q1-2 = ma (h1 - h2) = 19384 (64.3 - 35) = 567951.2 kJ/h = 158 kW

ekil 5.7. rnek problem 5.3n psikrometrik diyagram yardm ile zm

5.3. K NEML HAVANIN ADYABATK KARIIMI

klimlendirme sistemlerinde ok karlalan bir olay, farkl iki zellikteki nemli havann adyabatik kartrlmasdr. ekil 5.8 buolayematik olarak aklamaktadr.

ekil 5.8. Farklartlarda iki nemli havann adyabatik kartrlma ilemi

Adyabatik karm olaynda aadaki temel denklem yazlabilir.

ma1 h1 + ma2 h2 = maK hKma1 + ma2 = maKma1 x1 + ma2 x2 = maK xK

Bu denklemlerde, karmdan sonraki havann ktlesel debisini gsteren maK teriminin yok edilmesi halinde;

1K

K2

1K

K2

1K

K2

2a

1a

TTTT

xxxx

hhhh

mm

=

=

=

Bu balantya gre iki nemli havann adyabatik kartrma ilemi sonunda elde edilen nokta, psikrometrik diyagramda, bunoktalar birletirerek elde edilen doru parasnn, iki havann ktlesel debilerinin oranlanmas yardm ile bu doru paras

zerinde kolayca bulunabilir.

ma1h1x1

ma2h2x2

maKhKxK

h2=29.5

h1=64.3

1

2 (CN)

1=%50

30

1=%100

10 13

2

h2=35


33/51

32rnek Problem 5.4.8000 m3/h debisinde, 4C kuru termometre ve 2C termodinamik ya termometre scaklndaki d hava ile 25000 m3/hdebisinde, 25 C kuru termometre ve %50 bal nemindeki i hava adyabatik olarak kartrlmaktadr. Karm havasnn kurutermometre ve termodinamik ya termometre scaklklarn bulunuz.

zmProblemin psikrometrik diyagramdaki zm ekil 5.9de grlmektedir. Bu diyagramda 1 ve 2 artlarndaki nemli havann z-

gl hacimleri srayla;

v1 = 0.789 m3/kgkuru navav2 = 0.858 m3/kgkuru hava

Ktlesel debiler iin;

h/kg10140kg/m789.0h/m8000

vV

m havakuru33

1

11a ===

h/kg29140kg/m858.0h/m25000

vV

m havakuru33

2

22a ===

3-2 dorusunun 1-3 dorusuna oran;

348.02914010140

mm

31

23

2a

1a ===

veya 1-K dorusunun 1-2 dorusuna oran;

742.02928029140

m

m

21

31

aK

2a ===

elde edilir. Psikrometrik diyagramdaki 1-2 dorusu bir cetvel ile yukarda verilen oran gerekletirecek ekilde blnrse,karm gsteren K noktas kolayca tespit edilebilir. Elde edilen noktaya ait deerler;

Kuru termometre scakl, TK = 19.5 CTermodinamik ya termometre scakl, TK* = 14.6 C, olarak bulunur.

veya;

C57.19T392.1T348.0T25348.04TT25

TTTT

m

mKKK

K

K

1K

K2

2a

1a o===

=

=

Bu scaklk ile 1-2 dorusu aktrlrsa termodinamik ya termometre scakl yine TK* = 14.6 C, olarak bulunur.

ekil 5.9. rnek problem 5.4n psikrometrik diyagram yardm ile zm

1

K

4 25T * =2C

1=%50

19.5

2

TK* =14.6C


34/51

335.4. NEML HAVA NE ADYABATK SU VEYA BUHAR PSKRTME

Nemli hava iine su buhar veya sv su pskrtlerek bu havann iindeki nem artrlabilir. Bu ileme ait ematik bir dzenlemeekil 5.10'da grlmektedir.

ekil 5.10. Nemli hava iine su veya buhar pskrtmesi ilemi

Yaplan ilemin adyabatik olduu kabul edilirse;

ma1 h1 + mw hw = ma2 h2ma1 x1 + mw = ma2 x2 (xw = 1, su)

ma1 = ma2 = ma

ma h1 + mw hw = ma h2ma x1 + mw = ma x2 mw = ma (x2 - x1)

ma h1 + ma (x2 - x1)hw = ma h2

1212

w xx

hhh

=

Psikrometrik diyagramda bu bant, bu olaydaki deiimin havann cihaza giri noktasndan itibaren doyma erisine doru,dorusal bir deiim gsterdiini vermektedir. Bu dorunun eimi de pskrtlen suyun veya buharn hw entalpisine eittir.

rnek Problem 5.5.

Kuru hava ktlesel debisi 100 kg/dak., kuru termometre scakl 20 C, termodinamik ya termometre scakl 8 C olan havaekil 5.9'daki bir cihaza benzer bir tesisatta 110 C scaklktaki doymu buhar ile nemlendiriliyor. Nemlendirici kndakihavann i noktas 13 C olmas istendiine gre, bu ilem iin gerekli buhar debisini bulunuz.

zmProblemin psikrometrik diyagramdaki zm ekil 5.11.'de grlmektedir. EK 2'den bu artlardaki doymu su buharnnentalpisi;

hg = 2690.93 kJ/kgnem

Psikrometrik diyagramda 1 ile 2 noktas arasndaki dorunun eimi iin,

69093.2xh=

kJ/gnem

Bu eimdeki doru, psikrometrik diyagramdaki yarm daire zerindeki lek yardm ile izilebilir. lk olarak bu yarm dairede bueimdeki doru izilir, sonra havann nemlendirici cihaza giriini gsteren 1 noktasndan bu doruya paralel bir doru izilir. Bu

doru i noktas scakl T2,yo = 13 C olan noktaya kadar uzatlarak 2 noktasnn yeri bulunur. Bu ilem iin gerekli olanbuhar miktar giri ve ktaki zgl nemler yardm ile;

mw = ma (x2 x1) = (100 kg/dak) (60dak/h) (0.0094 0.0018) kgnem/kgkuru hava = 45.6 kgkuru hava/h

ma1h1x1

ma2h2x2

1 2

mwhw

Su buharveya supskrtme


35/51

34

ekil 5.11. rnek problem 5.5'in psikrometrik diyagram yardm ile zm

rnek Problem 5.6.Su ile nemlendirmeye rnek olarak kuru hava ktlesel debisi 6000 kg/h kuru termometre scakl 30 C, bal nemi %50 olanhavann, bu havann ya termometre scaklna eit olan 22 C'de su ile nemlendirilmesi incelensin. ekil 5.9'a benzer sistemlenemlendirme yapld ve havann doymu artlarda nemlendiriciyi terk ettii kabul edildiinde harcanan (nemlendiriciyegnderilen) su miktarn ve havann kartlarn belirleyiniz.

zmProblemin psikrometrik diyagramda zm ekil 5.12'de grlmektedir. EK 2'den 22 C'de suyun entalpisi 92.27 kJ/kg olarakokunur. Psikrometrik diyagramda 1 ile 2 noktas arasndaki dorunun eimi;

09227.0xh=

kJ/gnem

Bu eimdeki doru ya termometre dorusudur (Ayrca psikrometrik diyagramdaki yarm dairedeki lekten de yararlanlabilir).

1 noktasndan geen ya termometre dorusunun doyma erisini kestii nokta 2 noktasdr ve havann kartlarn verir.

2 noktasnda;T2 = 22 Cx2 = 16.7 g nem/ kgkuru hava = 1.01 noktasnda;x1 = 13.4 gnem/kgkuru hava

Bu ilem iin gerekli su miktar;mw = ma (x2 x1) = 6000 (16.7 13.4)mw = 19.8 kg nem/h

ekil 5.12. rnek problem 5.6'n psikrometrik diyagram yardm ile zm

1

1=%50

30C

1=%100

22

2

x1= 13.4

x2= 16.7

1

2

13C 20C

x1= 1.8

x2= 9.4

T1* =8C

h

x=2.69093

Paralel

20.2C


36/51

35Yukardaki rnekte nemlendirme sonucunda doymuartlara ulald kabul edilmitir. Gerekte hibir ykama ile nemlendirmeileminde verim %100 deildir ve hava doymuartlara ulatrlamaz. Aynen soutma ileminde olduu gibi ykama ilemindede bir verim tarifi vardr. Bu durumda 1-2 dorusu, verim orannda blnerek gerek ykaycdan kartlar belirlenir.

rnek Problem 5.7.Yukardaki rnek problem 5.6'da ykama veriminin %70 olmas halinde harcanan su miktarn ve havann nemlendiriciden kartlarn bulunuz.

zmAynen yukardaki rnekte olduu gibi hareket edilerek 1 ve 2 noktalar bulunur (ekil 5.13). Daha sonra 1-2 dorusu %70orannda blnerek 2 noktas bulunur. Bunun iin yine scaklktan veya zgl nemden yararlanlabilir.

70.07.164.13'x4.13

2230'T30

)70(%70.0xx

'xxTT

'TT 2221

21

21

21 =

=

=

=

Buna gre havann kartlar (2);T2 = 24.4 Cx2 = 15.7 g/kg

ekil 5.13. rnek problem 5.7'nin psikrometrik diyagram yardm ile zm

5.5. HAVANIN SICAK VEYA SOUK SU LE YIKANMASI

Pratikte ykama ile nemlendirmede yukarda hesaplanan mw su miktarndan ok fazla miktarda su kullanlr. Fskiyedenpskrtlen sudan ancak mw kadar buharlaarak havaya karr. Geri kalan havuza dklr ve ayn su sirkle edilmeye devameder. Pratikteki su ile ykama ekil 5.14'de ematik olarak verilmitir. Burada eer ykama yaplan suyun scakl, havann yatermometre scaklnda ise proses yine adyabatik nemlendirmedir ve aynen rnek problem 5.7'deki gibi hesaplan r. Eer

pskrtlen suyun scakl, havann ya termometre scaklnda deilse, ilem artk adyabatik deildir. Ancak ayn su sirkleediliyorsa, bir sre sonra havuzdaki su havann ya termometre scaklna der ve ilem yine adyabatik nemlendirmeyednr. Bu nedenle ykama ilemleri adyabatik nemlendirme olarak ele alnr.

ekil 5.14. Pratikte su ile ykama

1

1=%50

30

1=%100

22 22.4

2

x1= 13.4

x2= 16.7

2x2= 15.7

mah1x1

mah2x2

1 2

HavuzPom a

Supskrtme


37/51

36Eer ykama ekil 5.15'de grld gibi scak veya souk su ile yaplrsa, bu durumda ilemde su ile s verilir veya s ekilir.Yani adyabatik olmayan bir ilem sz konusudur. Scak su ile veya souk su ile ykama yapldnda havann deiimipsikrometrik diyagramda bir eri oluturur. Ykamann paralel veya ters akl olmasna gre bu deiim farkldr. Bu deiiminbelirlenebilmesi karmak bir hesab gerektirir.

ekil 5.15. Scak veya souk su ile ykama

Pratik amalarla deiimi dorusal kabul etmek, psikrometride ok kullanlan bir yaklamdr. Ters ykama halinde, pskrtlensuyun scakl bir nevi CN scakl olarak kabul edilebilir. Dolays ile deiim havann giri artlarndan (1 noktas)pskrtlen su scaklndaki doymu hava artlarna (2 noktas) doru olacak ve bu iki noktay birletiren doru ile ifadeedilebilecektir. kta hava yine hibir zaman doyma artlarna ulaamayacandan, bir ykama verimi bu ilemde de geerlidir.Dolays ile hava ykaycdan 1-2 dorusu zerinde 2 artlarnda kar.

rnek Problem 5.8.Kuru hava ktlesel debisi 10000 kg/h, kuru termometre scakl 30 C, bal nemi %50 olan hava 15 C scaklkta su ile tersakml olarak, verimi %80 olan bir ykaycda ykandnda, havann ykaycdan k artlarn ve ykaycnn soutmakapasitesini bulunuz.

zmProblemin psikrometrik diyagramda zm ekil 5.16'da grlmektedir.

1 noktasnn artlar;T1 = 30 C1 = %50h1 = 64 kJ/kgx1 = 13.4 g/kg

15 C scaklkta doymu havaya kar gelen 2 noktasartlar;T2 = 15 C

2 = %100h2 = 42 kJ/kgx2 = 10.6 g/kg

Bu iki noktay birletiren doru %80 orannda blnrse, rnein,

)80(%80.0TT

'TT21

'21

21

21 =

=

ve buradan T2 = 18C bulunur. T2=18 C kuru termometre dorusu ile kesim noktas yardm ile 2 noktas bulunur. Bunoktadaki artlar;

T2 = 18 C

2 = %86h2 = 46.2kJ/kgx2 =11. 2 g/kg

Kazan veya Chiller

mah1x1T2

mah2x2T2

1 2

Havuz

Supskrtme

Pom a


38/51

37Doruyu blmek yerine aadaki orandan T2 deerini ekerek de scaklk bulunabilir.

C18'T80.01530

'T30)80(%80.0

TT'TT

21

'212

2

21

21 o==

=

=

Grld gibi burada ykama yaplmasna karn hava nem kaybetmitir. Souk su ile ykama yapldnda, su scaklna

bal olarak nemlendirme veya nem alma gerekletirilebilir. Buna gre soutma kapasitesi;

Q2 = ma.(h1 - h2) = 10000 (64 - 46.2) = 178000 kJ/h = 49.4 kW

ekil 5.16. rnek problem 5.8'in psikrometrik diyagram yardm ile zm

rnek Problem 5.9.Kuru hava ktlesel debisi 1000 kg/h, kuru termometre scakl 17 C, bal nemi %50 olan hava, 30 C scaklkta su ile tersakml olarak, verimi %80 olan bir ykaycda ykandnda, havann ykaycdan kartlarn ve stcnn gcn bulunuz.

zmProblemin psikrometrik diyagramda zm ekil 5.17'da grlmektedir.

1 noktasnn artlar;T1 = 17 C1 = %50h1 = 32.5 kJ/kgx1 = 6 g/kg

30 C scaklkta doymu havaya kar gelen 2 noktasartlar;T2 = 30 C2 = %100h2 = 100 kJ/kgx2 = 27.3 g/kg

Bu iki noktay birletiren doru %80 orannda blnrse;

=

)80(%80.0

21

'21T2 = 27.4C

bulunur. T2 =27.4 C scakl ile 1-2 noktalarn birletiren dorunun kesim noktas 2 artlarn verir. Bylece dier deerlerdebu noktadan belirlenebilir. Veya;

04.23'xve4.27'T80.03.276

'x6

3017

'T17)80(%80.0

xx

'xx

TT

'TT22

22

21

21

21

21 ===

=

=

=

1

1=%50

30C

1=%100

15

2

18

2

h2=42

h2=46.2

h1=64


39/51

38T2 = 27.4 C2= %95h2 = 84.2 kJ/kgx2 = 23.04 g/kg

Buna gre gerekli stc kapasitesi;

Q1-2 = ma (h2 h1) = 10000 (84.2 32.5) = 517000 kJ/h = 143.6 kW

ekil 5.17. rnek problem 5.9'un psikrometrik diyagram yardm ile zm

5.6. HAVADAN HGROSKOPK MADDELERLE NEM ALINMASI

Baz kimyasal maddeler nemi absorbe ederler. Bunlara nem alc (Higroskopik) maddeler denir. Nemli hava, nem alc madde(rnein silika jel) yatandan geirilirse, nemini bu yatakta kaybederek kuruyacaktr. Nem alc maddeler zamanla neme

doyarlar. Bu durumda nem al

c

yatak

s

t

larak (s

cak hava ile) rejenere edilir ve tekrar kullan

ma haz

r hale getirilir.

Nem alc maddelerle nem alnmas adyabatik bir ilem olarak kabul edilebilir. Bu durumda kurutucu yatak boyunca ilerleyenhavann deiimi, yaklak olarak sabit ya termometre dorusu boyunca aa ynde bir deiim olarak kabul edilebilir. ekil5.18.'de bu deiim grlmektedir.

ekil 5.18. Nem alc maddelerle havann neminin alnmas

Buna gre kta hava daha scak ve daha kurudur. Bir baka anlatmla bu ilem adyabatik nemlendirmenin tersi ynndedir.

Kurutucudan ktaki 2 noktasnn yeri nem alcnn konstrksiyonu ve karakteristiine baldr.

Ya termometrescakl dorusu

Giri havasartlar

k havasartlar

1

1=%50

27.4 30C

1=%100

17

2

x1= 6

x2= 27.3

2x2= 23.04


40/51

395.7. BR SALONDAK ISI VE NEM KAZANCININ NEML HAVA LE ALINMASI

Bir salonun iklimlendirmesi ile ilgili problemlerde ounlukla, gnderilen nemli havann debisinin ve hava artlarnn belirlenmesigerekir. ekil 5.19'de s ve nem kazancnn olduu, iklimlendirilen bir salon, ematik olarak grlmektedir. Salonuncidarlarndan ieri giren s ile salon iinde retilen net slarn toplam Qs ile gsterilmektedir. Gz nne alnan durumda, subuharnn neden olduu buharlama ss, bu s iinde dnlmediinden Qsss, duyulurs olarak tanmlanr.

ekil 5.19. Bir salondaki s ve nem kazancnn nemli hava ile alnmasna ait ema

Dier taraftan, salonun cidarlarndan giren ve kan ile salon iinde, eitli kaynaklardan retilen net su buhar miktarmwolsun. Salona ilave edilen bu su buhar, ktlesi ile entalpisinin arpm kadar bir gizli sy, salona ilave edecektir. Devaml rejimhalinde bu salon iin;

ma.h1 + Qs + (mw.hw) = ma.h2 Qs + (mw.hw) = ma. (h2-h1)

ma.x1 + mw = ma. x2 mw = ma.(x2-x1)

bantlar yazlabilir. lk denklemin sol taraf, bu salonda btn kaynaklardan aa kan, hem duyulur hem de gizli smiktarlarnn toplamn gstermektedir. ki denklemin birletirilmesi ile;

+=

w

wws

12

12

m)hm(Q

xxhh

eitlii elde edilir. Bu eitlik de, (sa taraftaki terimler sabit olduundan) psikrometrik diyagramda dorusal bir deiimgstermekte olup bu dorunun eiminin saysal [Qs + ( mw.hw)] / mweklindedir. Buna gre salonu istenilen i artlarda (2artlarnda) tutmak iin, salona gnderilmesi gerekli besleme havasnn artlar (1 noktas), i artlar temsil eden noktadan (2noktas) geen yukardaki eimdeki doru zerinde olmaldr.

Bu tarife gre 1 noktas yukardaki doru zerindeki her nokta olabilir. Besleme havasartlarn belirleyen bu doruya DuyulurIs Oran Dorusu denir. Bu doru zerinde 1 noktas yer deitirdike sadece besleme havasnn gerekli olan miktar (ma)deiir. Buna gre 1 noktas 2 noktasna ne kadar yaknsa, besleme havas miktar o kadar fazla olacaktr.

Genellikle psikrometrik hesaplarda fleme havas (besleme havas) scakl veya i scaklkla fleme havas scaklarasndaki fark verilir. Bu durumda Duyulur Is Oran dorusu izilerek fleme havas artlar ve fleme havas miktarbelirlenebilir.

Duyulur Is Oran dorusu eiminin yukardaki denklem ile belirlenmesi en salkl yoldur. ou zaman, bu eiminbulunmasnda Duyulur Is Oran (DIO) deerinden yararlanlr. (DIO) duyulur s kazancnn, toplam s kazancna orandr.Psikrometrik diyagramdaki yarm dairenin iinde (DIO) deerleri, hs / T ile gsterilmitir. Bu deer,

DIO =+

=

)hm(Q

Q

T

h

wws

ss

ifadesi ile bulunur ve eim yarm daire zerinde iaretlenen DIO noktas ile daire merkezini birletiren dorunun eimi olarakbelirlenir. Ancak hesaplarda eim iin (h2-h1) / (x2-x1) = [Qs + ( mw.hw)] / mw denkleminin kullanlmasn neriyoruz.

mah1x1

mah2x2

1

2Qs mw

(mwhw)

SALON


41/51

40rnek Problem 5.10.Bir salondan emilen havann (salon i hava artlar) kuru termometre scakl 25 C, termodinamik ya termometre scakl ise19 C deerlerindedir. Bu salonun duyulur s kazancnn 30000 kJ/h ve salondaki insanlardan olan nem kazancnn 5 kg/holduu bilinmektedir. retilen nem doymu ve 30 C scaklktadr. Salona gnderilen temiz havann kuru termometrescaklnn 15 C olduu bilindiine gre, salona gnderilmesi gereken temiz havann hacimsel debisi ile termodinamik yatermometre scakln bulunuz.

zmProblemin psikrometrik diyagramdaki zm ekil 5.20'da grlmektedir. Havann salondan k art psikrometrikdiyagramda 2 noktas ile gsterilmitir. EK 2 yardm ile salona ilave edilen nemin entalpisi (retilen nem doymu ve 30 C iin);

hw = 2555.52 kJ/kg

=+

+

=

=

5)52.25555(30000

m

)hm(Q

xh

xx

hh

w

wws

12

12 8555 kJ/kgnem = 8.555 kJ/gnem

Psikrometrik diyagramdaki yarm dairenin h/x leinden yararlanlarak 2 noktasndan geen ve eimi 8.555 kJ/gnem olan birdoru izilebilir. Bu dorunun, kuru termometre scakl 15 C olan doruyu kestii nokta 1 noktasdr. Bu ekilde, 1 noktasnn

termodinamik ya termometre scakl T1* = 13.8 C elde edilir.

DIO dorusunun eimi iin hs/hT leinden de yararlanlabilirdi. Bu ikinci yntemde, psikrometrik diyagramdaki h/x leiyerine, salondaki duyulurs kazancnn toplam s kazancna oran olan hs /hT leinden yararlanlr. Bu rnekte, bu oran;

)52.25555(3000030000

)hm(Q

Q

T

h

wws

ss

+=

+=

= 0.701

stenirse psikrometrik diyagramda, 2 noktasndan geen bu eimdeki doru yardmyla 1 noktas bulunabilir.

Dikkat edilirse psikrometrik diyagramdaki yarm dairenin leklerinde hs/hT = 0.701 deeri ile h/x = 8555 kJ/kgnem deeri

st ste almaktadr. Salona gnderilmesi gereken temiz hava Qs + (mw.hw) = ma. (h2-h1) denklemi kullanlarak bulunabilir.

Qs + (mw.hw) = ma. (h2-h1)

0.390.54)52.25555(30000

hh

)hm(Qm

12

wwsa

+=

+= = 2851.8 kgkuru hava/h

1 noktasnda v1 = 0.828 m3/ kgkuru hava olduundan, salona gnderilmesi gereken temiz hava;

Hacimsel debi = ma.v1 = (2851.8) (0.828) = 2361.3 m3/holarak bulunabilir.

ekil 5.20. rnek problem 5.10'nun psikrometrik diyagram yardm ile zm

1

2

25C

h1=39

h

x=8.555

Paralel

T * =19C

T1* =13.8Cv1= 0.828

h2=54

15


42/51

41rnek Problem 5.11.Bir salonda kn i artlar kuru termometre scakl 20 C, bal nem %50 deerlerinde tutulmak istenmektedir. Salonunduyulurs kayb 30000 kJ/h ve nem kazanc 5 kg/h olarak bilinmektedir. Nemin entalpisi, hw = 2555.52 kJ/kg alnabilir. Salonaflenen scak hava ile salon havas arasndaki fark 10 C istendiine gre, salona gnderilmesi gereken fleme havas miktarve artlarn belirleyiniz.

zm

Problemin psikrometrik diyagramdaki zm ekil 5.21'de grlmektedir. Salon i artlar diyagramda 2 noktas ilegsterilmitir.

34455

)52.25555(30000m

)hm(Q

xh

xx

hh

w

wws

12

12 =+

+

=

=

kJ /kgnem = -3.445 kJ /gnem

Burada s kaybnn (-) iaretle gz nne alnaca unutulmamaldr. Psikrometrik diyagramdaki yarm dairenin h/xleinden yararlanlarak 2 noktasndan geen ve eimi -3.445 olan doru izilir. Bu dorunun;

T1 = T2 + 10 = 20 + 10 = 30 C

kuru termometre scakl dorusunu kestii (1) noktas fleme artlarn verir.

T1 = 30 Ch1 = 44.6 kJ/kgx1 = 5.6 g/kg

Salona gnderilmesi gerekli fleme havas,

Qs + (mw.hw) = ma. (h2-h1)

6.440.39

)52.25555(30000

hh

)hm(Qm

12

wwsa

+=

+= = 3075 kgkuru hava/h

ekil 5.21. rnek problem 5.11'in psikrometrik diyagramnda gsterimi

5.8. KONFOR KLMASI

eitli klima uygulamalarnda psikrometri almas yaplarak santral seilmesi gerekir. Farkl uygulamalarda, ieride istenenartlarn salanmas iin klima santralinde i ve d hava karm farkl ilemlerden geirilir. Bu ilem kombinasyonlarn geni

bir biimde ele almak buradaki amalara uygun deildir. Klima santralinde ama, kar

m havas

n

bir veya bir dizi uygunilemle istenen fleme artlarna getirmektir. Burada sadece yaz ve k klimas olmak zere iki klasik konfor uygulamas rneiverilecektir.

12

3020C

h2=44.6

h

x=-3.445

Paralel

h2=39

1=%50


43/51

42rnek Problem 5.12.Yaz klimas yaz hesap artlar kuru termometre scakl 33 C ve ya termometre scakl 25 C olan bir iklimde, i artlarkuru termometre 25 C ve bal nem %50 olarak istenmektedir. Gz nne alnan salonun duyulurs kazanc, Qs = 30000 kJ/h,nem kazanc 5 kg/h olarak bilinmektedir. Santralde 1 ksm d hava, 3 ksm i hava ile kartrlmaktadr.

a. fleme scaklnn 15 C olabilmesi iin soutucu serpantin cihaz i noktas scakl (CN) ve by-pass faktr (BF)ne olmaldr?

b. Soutucu serpantinin kapasitesi ne olmaldr?zmProblemin psikrometrik diyagramdaki zm, ekil 5.22'de grlmektedir. Klasik yaz klimasnda istenilen fleme artlarnaulaabilmek iin sadece serpantin yzeylerinde havann soutulmas ounlukla yeterlidir. Psikrometrik diyagramda i artlarkuru termometre 25 C ve bal nem %50 ile dartlar kuru termometre scakl 33 C ve ya termometre scakl 25 Cdeerleri iaretlendikten sonra bu ikisini birletiren doru 1/4 orannda blnerek, K karm noktasartlar bulunur.

C27T41

3325

T25

311

TT

TTK

K

DI

K o==

+

=

TK = 27 C kuru termometre dorusu ile ve DI noktalarn birletiren dorunun kesim noktasnda karm havasartlar;

TK = 27 ChK = 57 kJ/kgxK = 11.7 g/kg

fleme havasnn 1 noktas ile gsterilen artlar ise aynen rnek problem 5.10'da anlatld gibi retilen nem doymu ve 30 Cscaklkta alnarak EK 2den doymu buhar entalpisi;

hw = 2555.52 kJ/kg

=+

+

=

5

)52.25555(30000

m

)hm(Q

x

h

w

wws 8555 kJ/kgnem = 8.555 kJ/gnem

Psikrometrik diyagramdaki yarm dairenin h/x leinden yararlanlarak noktasndan geen ve eimi 8.555 kJ/gnem olan birdoru izilebilir. Bu dorunun, kuru termometre scakl 15 C olan doruyu kestii nokta 1 noktasdr. Bu ekilde, 1 noktasnntermodinamik ya termometre scakl T1* = 13.8 C elde edilir.

T1 = 15 CT1* = 13.8 Ch1 = 39 kJ/kgv1 = 0.328 m37kg

olarak bulunur. K ve 1 noktalar birletirilerek uzatlr ve doyma erisini kestii nokta CN olarak belirlenir. Soutucuserpantinden 1 noktasnda kabilmek iin serpantinin CN scakl, TCN = 12 C olmak zorundadr. By-pass faktr (BF) ise;

BF = )20(%2.012271215

TT

TT

CNK

CN1 =

=

Soutucu serpantin kapasitesi iin nce ktlesel debi belirlenmelidir;

Qs + (mw.hw) = ma. (h-h1)

0.390.54

)52.25555(30000

hh

)hm(Qm

1

wwsa

+=

+= = 2851.8 kgkuru hava/h

Soutucu serpantin kapasitesi;

Q1-2 = ma. (hK h1) Q1-2 =2851.8 (57 - 39) = 51332 kJ/h = 14.2 kW


44/51

43

ekil 5.22. rnek problem 5.12'in psikrometrik diyagramnda gsterimi

rnek Problem 5.13.K klimas k hesap artlar kuru termometre scakl 0 C ve bal nemi %60 olan bir iklimde i artlar kuru termometre 20

C, ba

l nem %50 deerlerinde istenmektedir. Salonun duyulur

s

kayb

30000 kJ/h ve nem kazanc

5 kg/h olarakbilinmektedir. Salona flenen scak hava, salon i havasndan 10 C daha scaktr. Klima santralinde 1 ksm d hava l ksm ihava ile kartrlmaktadr.

a. Santralde gerekli ilemleri belirleyiniz.b. Gerekli stma kapasitesini belirleyiniz.

zmProblemin psikrometrik diyagramda zm ekil 5.23'de grlmektedir. Klasik k klimasnda karm havasnn istenilenfleme artlarna ulatrlabilmesi iin nce stlmas, sonra ykaycda adyabatik nemlendirme ile nemlendirilmesi ve tekrarstlmas gerekir. Bunun yerine gnmzde hijyen nedenleri ile buharla nemlendirme daha ok tercih edilmektedir. Bu durumdakarm havasn sadece stmak ve buharla nemlendirmek yeterli olmaktadr. Bu ikinci yol problemin zmnde tercihedilecektir.

Kullanlan buharn scakl 100 C kabul edilsin. Buna gre, psikrometrik diyagramda i ve dartlar iaretlendikten sonra, buiki noktay birletiren doru 1/2 orannda blnerek K karm noktasartlar bulunur.

C10T21

020

T20

111

TT

TTK

K

DI

K o==

+

=

TK = 10 C kuru termometre dorusu ile ve D noktalarn birletiren dorunun kesim noktas karm artlarn verir.

TK = 10 ChK = 22.1 kJ/kg

xK = 4.8 g/kg

fleme havasnn 1 noktas ile gsterilen artlarnn bulunmas aynen rnek problem 5.11de olduu gibi;

34455

)52.25555(30000m

)hm(Q

xh

xx

hh

w

wws

1

1 =+

+

=

=

kJ /kgnem = -3.445 kJ /gnem

rnek problem 5.11de olduu gibi burada da s kaybnn (-) iaretle gz nne alnaca unutulmamaldr. Psikrometrikdiyagramdaki yarm dairenin h/x leinden yararlanlarak noktasndan geen ve eimi -3.445 olan doru izilir. Budorunun;

T1 = T + 10 = 20 + 10 = 30 C

kuru termometre scakl dorusunu kestii (1) noktas fleme artlarn verir.

D

33

h

x=8.5555

Paralel

TDI* =25

1=%50

K

15

1CN

12

hK=57

h1=39

25 27


45/51

44T1 = 30 Ch1 = 44.6 kJ/kgx1 = 5.6 g/kg

Buharla nem verme ileminde h/x eimi 100 C'deki doymu buharn entalpisine eit olacaktr. EK 2'den 100 C'deki doymubuharn entalpisi;

hw = 2675.44 kJ/kg = 2.67544 kJ/g

Bu deer yardm ile psikrometrik diyagramdaki yarm daireden eim bulunur. Daha sonra bu eime 1 noktasndan izilenparalel buharla nemlendirme ilemini gstermektedir. Ayn zamanda stma ileminde x = sabit olan yatay doru ile temsil edilir.Buna gre K noktasndan geen yatay doru stma ilemi olup, bu dorunun yukarda bulunan buharla nemlendirmedorusunu kestii A noktas havann stcdan kt, nemlendiriciye girdii noktadr. A noktasartlar;

TA = 29.9 ChA = 42.8 kJ/kgxA= 4.8 g/kg

Buna gre stc kapasitesi

Q1-2 = ma. (hA - hK)

olup, ma deerini bulmak iin, rnek problem 5.11de olduu gibi fleme havasnn giri ve kartlar olan ve 1 noktalargz nne alnarak salona gnderilmesi gerekli fleme havas;

Qs + (mw.hw) = ma. (h-h1)

6.440.39)52.25555(30000

hh

)hm(Qm

1

wwsa

+=

+= = 3075 kgkuru hava/h

Bu deer yardm ile;

Q1-2 = 3075.(42.8 22.1) = 63650 kJ/h = 17.7 kW

stc serpantin kapasitesi belirlenir. Havaya verilen buhar miktar ise;

mb = ma.(x1 - xA) mb = 3075 (5.6 4.8) mb = 2460 g/h = 2.46 kg/h

ekil 5.23. rnek problem 5.13'n psikrometrik diyagramnda gsterimi

D

30

h

x=-3.445

Paralel

K

20

1

0

hK=22.1

h1=44.6

10

h

x=2.67544

Paralel

A

hA=42.8

h=39.0


46/51

EK 1.

Nemli havann termodinamik zellikleri (Standart atmosfer basnc, 101.325 kPa)

ScaklkC

zgl nemkgnem / kgkuruhava

zgl hacimm3 / kgkuru hava

EntalpikJ / kgkuru hava

EntropikJ / kgkuru havaK

Youmu suScaklk

C

TxD vH

vHD(vD-vH)

vD hHhHD

(hD-hH)hD sH

sHD(sD-sH)

sDhsu

kJ / kgssu

kJ / kgKPsu

kPa,T

-60 0.0000067 0.6027 0.0000 0.6027 -60.351 0.017 -60.334 -0.2495 0.0001 -0.2494 -446.29 -1.6854 0.00108 -60

-59 0.0000076 0.6056 0.0000 0.6056 -59.344 0.018 -59.326 -0.2448 0.0001 -0.2447 -444.63 -1.6776 0.00124 -59

-58 0.0000087 0.6084 0.0000 0.6084 -58.338 0.021 -58.317 -0.2401 0.0001 -0.2400 -442.95 -1.6698 0.00141 -58

-57 0.0000100 0.6113 0.0000 0.6113 -57.332 0.024 -57.308 -0.2354 0.0001 -0.2353 -441.27 -1.6620 0.00161 -57

-56 0.0000114 0.6141 0.0000 0.6141 -56.326 0.028 -56.298 -0.2308 0.0001 -0.2306 -439.58 -1.6542 0.00184 -56

-55 0.0000129 0.6170 0.0000 0.6170 -55.319 0.031 -55.288 -0.2261 0.0002 -0.2260 -437.89 -1.6464 0.00209 -55

-54 0.0000147 0.6198 0.0000 0.6198 -54.313 0.036 -54.278 -0.2215 0.0002 -0.2214 -436.19 -1.6386 0.00238 -54

-53 0.0000167 0.6226 0.0000 0.6227 -53.307 0.041 -53.267 -0.2170 0.0002 -0.2168 -434.48 -1.6308 0.00271 -53

-52 0.0000190 0.6255 0.0000 0.6255 -52.301 0.046 -52.255 -0.2124 0.0002 -0.2122 -432.76 -1.6230 0.00307 -52

-51 0.0000215 0.6283 0.0000 0.6284 -51.295 0.052 -51.243 -0.2079 0.0002 -0.2076 -431.03 -1.6153 0.00348 -51

-50 0.0000243 0.6312 0.0000 0.6312 -50.289 0.059 -50.230 -0.2033 0.0003 -0.2031 -429.30 -1.6075 0.00394 -50

-49 0.0000275 0.6340 0.0000 0.6341 -49.283 0.067 -49.216 -0.1988 0.0003 -0.1985 -427.56 -1.5997 0.00445 -49

-48 0.0000311 0.6369 0.0000 0.6369 -48.277 0.075 -48.202 -0.1944 0.0004 -0.1940 -425.82 -1.5919 0.00503 -48

-47 0.0000350 0.6397 0.0000 0.6398 -47.271 0.085 -47.186 -0.1899 0.0004 -0.1895 -424.06 -1.5842 0.00568 -47

-46 0.0000395 0.6426 0.0000 0.6426 -46.265 0.095 -46.170 -0.1855 0.0004 -0.1850 -422.30 -1.5764 0.00640 -46

-45 0.0000445 0.6454 0.0000 0.6455 -45.259 0.108 -45.151 -0.1811 0.0005 -0.1805 -420.54 -1.5686 0.00721 -45

-44 0.0000500 0.6483 0.0001 0.6483 -44.253 0.121 -44.132 -0.1767 0.0006 -0.1761 -418.76 1.5609 0.00811 -44

-43 0.0000562 0.6511 0.0001 0.6512 -43.247 0.137 -43.111 -0.1723 0.0006 -0.1716 -416.98 1.5531 0.00911 -43

-42 0.0000631 0.6540 0.0001 0.6540 -42.241 0.153 -42.088 -0.1679 0.0007 -0.1672 -415.19 1.54

IklHavalandirma[1]

Documents

Transcript of IklHavalandirma[1]