HVAC hava sistemleri merkezi veya merkezi olmayan olabilir. Merkezi hava sistemleri, soğutma ve ısıtma enerjilerini uzak bir merkezi tesisten alır. Merkezi olmayan HVAC hava sistemleri, hava sisteminin kendi içinde merkezi ısıtma ve soğutma tesisi ekipmanlarını içerir. HVAC hava sistemleri ayrıca sabit hava hacmi (CAV) veya değişken hava hacmi (VAV) olabilir. CAV sistemleri, değişken bir sıcaklıkta sabit besleme hava akışı sağlar. VAV sistemleri, sabit bir sıcaklıkta değişken besleme hava akışı sağlar. CAV ve VAV hava sistemleri ayrıca, tek bir sıcaklık bölgesini şartlandıran sistemlere ve birden çok sıcaklık bölgesini şartlandıran sistemlere ayrılabilir.
HVAC hava sistemlerinin merkezi veya merkezi olmayan, CAV veya VAV, tek bir bölgeye veya birden çok bölgeye hizmet vermesine bakılmaksızın, üniteler içindeki ısıtma ve soğutma serpantin seçenekleri aynıdır. Genel olarak, merkezi HVAC hava sistemlerinde ısıtma serpantini sıcak su, buhar veya elektrik, soğutma serpantini ise soğutulmuş su olacaktır. Merkezi olmayan HVAC sistemlerindeki ısıtma serpantini elektrikli, doğrudan veya dolaylı gazla çalışan veya (ters döngü) doğrudan genleşmeli (DX) soğutucu akışkan (yalnızca ısı pompaları için) olacaktır; soğutma serpantini DX soğutucu olacaktır.
Tek Bölge
Tek bölgeli bir CAV sistemi, sabit besleme hava akışı sağlayan bir klima santralinden oluşur (Şekil 1). Ünitenin ısıtma ve/veya soğutma kapasitesi, ünite tarafından hizmet verilen alanlardan birine monte edilmiş tek bir termostatın ihtiyaçlarını karşılamak için besleme hava akışının sıcaklığı değiştirilerek modüle edilir.
Tek bölgeli CAV sistemleri birden fazla alana hizmet verebilir; bu nedenle, tek bölgeli bir CAV sisteminin hizmet verdiği tüm mahallerin benzer HVAC yük özelliklerine sahip olmasını sağlamak önemlidir.
Isıtma ve Havalandırma
Isıtma ve havalandırma (H&V) sistemleri, yalnızca ısıtma gerektiren ve ayrıca yolcu havalandırması veya egzoz havası takviyesi için dış hava havalandırması gerektiren alanlara hizmet vermek için kullanılır. H&V üniteleri genellikle %100 dış hava sağlayacak şekilde yapılandırılır. Ancak, dış hava akışı, kış aylarında hizmet verilen mahallerin etkili bir şekilde ısıtılmasını sağlamak için gerekli olan besleme hava akışından daha azsa, dönüş havası özelliklerine sahip olabilirler. Üniteler, egzoz sistemlerinin kapalı olduğu ve dış hava damperlerinin kapalı olduğu boş dönemlerde hizmet verdikleri mahalleri ısıtıyorsa, H&V üniteleri de dönüş havası yetenekleri ile donatılabilir. H&V üniteleri normalde boş çalışma modu sırasında havanın %100'ünü yeniden sirküle eder.
Yaz aylarında H&:V ünitelerinin, mahal sıcaklığını dış hava sıcaklığından 5 ila 10°F daha yüksekte tutmak için hizmet verilen mahallere %100 dış hava sağlamak üzere dış ve dönüş havası damperlerini konumlandırması yaygın bir durumdur. H&:V ünitelerinin dönüş havası kapasitesi varsa, hizmet verilen mahallerde yaz işletimi modu sırasında ortaya çıkan fazla dış hava havasını boşaltmak veya boşaltmak için hükümler yapılmalıdır.
H&:V sistemleri için sıcaklık kontrolü, daha önce açıklanan tek bölgeli CAV sistemi ile aynıdır, ancak alan termostatı yalnızca H&V ünitesinin ısıtma kapasitesini kontrol edecektir. H&V sistemleri gerektiren bazı yaygın alan örnekleri spor salonları, soyunma odaları ve mutfaklardır:
Çoklu Bölge
CAV sistemleri, birden çok bölge sıcaklık kontrolü sağlamak için pek uygun değildir çünkü CAV sistemleriyle birden çok bölgeye hizmet vermek daha yüksek bir enerji maliyetine ve bazı durumlarda normalde mevcut olan VAV seçeneklerinden daha yüksek bir ilk maliyete neden olur. Ancak yeniden ısıtma, çift kanallı ve çok bölgeli konfigürasyonların kullanılmasıyla CAV sistemleri, özellikle mevcut sistemlerin yenilenmesi olmak üzere belirli uygulamalar için birden fazla sıcaklık bölgesine hizmet edebilir.
tekrar ısıtmak
Bir CAV yeniden ısıtma sistemi, besleme havası kanalı ünite tarafından hizmet verilen alan içinde birden fazla bölgeye hizmet vermek üzere dallara ayrılan bir CAV ünitesinden oluşur (Şekil 2). Her bölgeye branşman kanalına bir yeniden ısıtma bobini monte edilmiştir. Tipik olarak, CAV ünitesinden tahliye edilen hava sıcaklığı, gerekirse sıcaklık bölgelerinin soğutma ihtiyaçlarını karşılayabilmesi için yaklaşık 55°F'de tutulur. Her bölgede bulunan bir yalnızca ısıtma termostatı, ilgili bölge yeniden ısıtma bobininin ısıtma çıkışını kontrol eder. Bu bobin, bölge termostatının ayar noktasını korumak için gerektiği şekilde CAV ünitesinden gelen besleme havasını yeniden ısıtır. Bölgede ısıtma gerekmiyorsa, ısıtma bobini kapatılacaktır. Bölge yeniden ısıtma bobininin yalnızca bölge için bina kabuğu ısı kayıplarını karşılamak için değil, aynı zamanda besleme hava akışını tahliye havası sıcaklığından (tipik olarak 55°F) bölge soğutma ayar noktasına (tipik olarak 75°F) yükseltmek için boyutlandırılması gerekir.
CAV yeniden ısıtma sistemleri, besleme hava akışının aynı anda soğutulması (CAV ünitesinde) ve ısıtılması (yeniden ısıtma bobininde) gerçekleştiğinden enerji açısından verimli değildir. CAV yeniden ısıtma sistemleri tasarlanırken dikkatli olunmalıdır, çünkü 2018 Uluslararası Enerji Koruma Kodu, Bölüm 503.4.5, yeniden ısıtma meydana gelmeden önce besleme hava akışının her bölgeye maksimum besleme hava akışının en az %30'una düşürülmesini gerektirir. Bu kuralın bir istisnası, özel nem kontrol gereksinimleri olan .zone'lar içindir.
Çift Kanal
Çift kanallı bir CAV sistemi, özel olarak yapılandırılmış bir CAV klima santraline bağlı bir sıcak kanal ve bir soğuk kanal olmak üzere iki ayrı besleme havası kanalı içerir (Şekil 3). Besleme hava akışı, besleme fanının aşağı akışındaki ünite içinde sıcak güverte ve soğuk güverte olarak adlandırılanlara bölünür. Sıcak güvertede ünitenin içine bir ısıtma bataryası ve soğuk güvertede ünitenin içine bir soğutma bataryası monte edilmiştir. Besleme hava akışının bir kısmı sıcak güverteden üflenir ve üniteye bağlı ana sıcak kanaldan ayrılır. Kalan besleme havası akışı soğuk güverteden üflenir. ve üniteye bağlı ana soğuk kanaldan boşaltılır. Hem sıcak hem de soğuk besleme kanalları, bina boyunca birbirine paralel olarak yönlendirilir ve ünite tarafından hizmet verilen alan içinde birden fazla bölgeye hizmet vermek için dallara ayrılır.
Her bölge, her biri motorla çalışan bir damper ve bir giriş hava akış sensörü ile donatılmış, hem sıcak hem de soğuk kanal giriş bağlantılarına sahip çift kanallı bir karıştırma kutusu ile donatılmıştır. Çift kanallı karıştırma kutusu, bölgeye havanın beslendiği tek bir kanal çıkışına sahiptir. Bölgeye sağlanan havanın sıcaklığı, bölge termostatının ayar noktasını korumak için gerektiği gibi çift kanallı karıştırma kutusundaki sıcak ve soğuk hava akışlarını modüle ederek kontrol edilir. CAV çift kanallı karıştırma kutuları için bölgeye toplam besleme hava akışı sabit kalır.
Tipik olarak, CAV klima santralinden gelen soğuk güverte hava sıcaklığı yaklaşık 85°F'de tutulur, böylece sıcaklık bölgelerinin gerektirmesi durumunda soğutma sağlanır. CAV ünitesinden gelen sıcak güverte sıcaklığı, sıcaklık bölgelerinin gerektirdiği durumlarda ısıtmanın sağlanabilmesi için yaklaşık 55°F'de tutulur. Çift kanallı bir klima santralindeki ısıtma bobini sıcak su, buhar veya elektrik olabilir. Soğutma bobini normalde soğutulmuş su olacaktır. Çift kanallı klima santralleri nadiren DX soğutucu akışkan soğutma serpantini kullanır.
Çift kanallı CAV sistemleri, yüksek ilk maliyeti nedeniyle genellikle ticari binalar için bir uygulamaya sahip değildir. Bu nedenle, çift kanallı sistemleri daha ayrıntılı olarak tartışmayacağız Çift kanallı CAV sistemleri, yıllar önce esas olarak binalardaki laboratuvar alanlarına hizmet etmek için tasarlandı. Bu nedenle, bir projenin bir binanın çift kanallı CAV sistemi ile yenilenmesini içermesi durumunda, HV AC sistem tasarımcısının bu tür sistemi anlaması gerekir. Ancak günümüzde laboratuvar alanlarına hizmet etmek için çift kanallı CAV sistemlerinden daha düşük ilk maliyeti ve daha düşük işletme maliyeti olan daha fazla modem HVAC sistemi bulunmaktadır. Bu nedenle, yeni bir binanın çift kanallı bir CAV sistemine ihtiyaç duyması pek olası değildir.
çok bölgeli
Multizone CAV sistemleri, klima santrali içinde bir sıcak güverte ve bir soğuk güverte bulunması bakımından çift kanallı CAV sistemlerine benzer (Şekil 4). Fark, her bölge için sıcak ve soğuk hava akımlarının klima santralinde karıştırılmasıdır. Her bölge için klima santralinin tahliyesine monte edilmiş sıcak ve soğuk hava motorlu damper bulunmaktadır; yani ünite beş bölgeli bir ünite ise ünitenin tahliyesine monte edilmiş beş adet sıcak güverte motorlu damper ve beş adet soğuk güverte motorlu damper olacaktır. Bölgeye hava verilen her bir bölgeye hizmet veren her bir sıcak ve soğuk damperin kombine çıkışında tek kanal bağlantısı bulunmaktadır. Her bir bölgeye verilen havanın sıcaklığı, bölge termostatının ayar noktasını korumak için gerektiği şekilde klima santralindeki sıcak ve soğuk hava akışlarının modüle edilmesiyle kontrol edilir. CAV çok bölgeli sistemler için, her bölgeye toplam besleme hava akışı sabit kalır. Çok bölgeli CAV sistemleri için sıcak ve soğuk güverte sıcaklıkları, çift kanallı CAV sistemleri için güverte sıcaklıklarına benzer.
Çok bölgeli CAV sistemleri ticari binalarda yaygın olarak kullanılmaz çünkü mevcut olan VAV seçenekleri tipik olarak daha düşük bir ilk maliyete ve daha düşük işletme maliyetine sahiptir. Ayrıca, çok bölgeli bir ünite tarafından barındırılabilecek bölge sayısı, klima santralinin tahliyesindeki her bölge için sıcak ve soğuk motorlu damperlerin montajı için mevcut fiziksel alanla sınırlıdır. Bu nedenle, çok bölgeli birimler en fazla sekiz bölgeye hizmet verebilir. Bir VAV sisteminin hizmet verebileceği bölge sayısı, ekipmanla sınırlı olmayıp, hizmet verilen alanların ihtiyaçlarına göre belirlenir.
HVAC Tasarım Kaynak Kitabı - W. Larsen Angel, PE, LEED AP, MEP danışmanlık mühendislik firması Green Building Energy Engineers'da müdürdür. MEP danışmanlık mühendisliği sektöründe 30 yılı aşkın süredir çalışmaktadır. Bay Angel, tasarım standartlarının geliştirilmesine katkıda bulunmuştur ve HVAC sistem tasarım sürecini düzene sokmak için yeni yollar bulmaya devam etmektedir.
