AKTİF CHILLED BEAM ÜNİTESİNDE İNDÜKSİYON ETKİSİ
Chilled Beam’lerde “indüksiyon” terimi bir nozul vasıtasıyla primer (birincil) havanın basınç altında üflenmesi sürecini açıklamak için kullanılır, bu da nozulun çıkışında dönüş veya plenum havasını beraberinde sürükler.
Şekil 1: Bir chilled beam ünitesindeki indüksiyon etkisi
Üflenen hava miktarına karşı sürüklenen hava (indüklenen hava miktarı Q) miktarı, indüksiyon oranı olarak adlandırılır.
İndüklenen hava, nozuldan üflenen hava ile temas etmeden önce, havayı ısıtan veya soğutan bir serpantin üzerinden emilir. Serpantin tarafından transfer edilen enerji miktarı, indüklenen hava sıcaklığı, su besleme sıcaklığı, serpantin üzerinden geçen indüklenmiş hava hacmi ve serpantin yüzey alanı gibi çeşitli faktörlere bağlıdır.
Şekil 2: Bir nozuldan basınç altında birincil havanın üflenmesi edilmesi işlemi
Bir chilled beam sistemini tasarlarken, transfer verimliliği sıklıkla kullanılan bir parametredir. Bu, birincil hava hacminin serpantin tarafından transfer edilen ısıtma veya soğutma enerjisine oranıdır.
Transfer verimliliği, tüm HVAC sistemi verimliliği ile ilgilidir. Depolayabileceğinden daha düşük termal enerji miktarından dolayı ihtiyaç duyulan hava önemli ölçüde fazla olduğundan, termal enerjiyi su ile taşımak hava ile taşımaya göre daha az enerji gerektirir. Son zamanlarda yapılan birkaç bina tasarımı, enerji tasarrufunda %10-15’lik bir potansiyel kazanım olduğunu göstermiştir. Potansiyel tasarruf daha yüksektir, ancak tasarımcı tarafından yapılan sistem seçimleri ve primer hava gereksinimleri ile sınırlıdır. Harcanan enerjiyi en aza indirmek için, primer hava debisi, temiz hava gereksinimlerinden daha fazla olmamalıdır.
Su, enerjiyi aktarmak için çok daha verimli bir seçenektir.
Binanın HVAC sistemini tasarlarken chilled beam’ler için indüksiyon oranını bilmek faydalı olabilir. Örneğin, bir hasta odasında kullanılmak üzere aktif chilled beam seçerken, ASHRAE 170 standardı, en az ikisi temiz hava olmak üzere minimum altı hava değişimi önerir. Altı hava değişiminin tümü temiz hava olabilir, ancak enerji verimliliğinin yüksek olduğu tasarımlarda temiz hava minimum iki değişimle sınırlı olmalıdır. Bu, tasarımcının gereken altı hava değişimini karşılamak için indüksiyon oranını 1 m³/h primer hava için 2 m³/h indüklenen hava olarak seçmesi anlamına gelir.
Bir aktif indüksiyon ünitesi için indüksiyon oranı, tipik olarak ünite üzerinde bir enerji dengesi hesaplanarak belirlenir. Temel olarak, indüklenen havaya su tarafında transfer edilen toplam enerji, indüklenen havanın debisini belirlemek için kullanılır. İndüksiyon oranının belirlenmesi, çoğunlukla hava sıcaklığı ölçümleri kullanılarak gerçekleştirilir. Primer hava sıcaklığını, indüklenen hava sıcaklığını ve üflenen (karışım) hava sıcaklığını öğrendikten sonra, indüksiyon oranı hesaplanabilir. Üflenen hava sıcaklığı, üfleme slotlarının uzunluğu boyunca primer hava nozullarının sayısı ve konumuna bağlıdır ve sahada değil, test ortamında belirlenmelidir. Bu, üfleme havası sıcaklığının doğru bir şekilde ölçülmesini sağlayacaktır.
DİFÜZÖRLERDE İNDÜKSİYON ETKİSİ
İndüksiyon ünitesinin aksine, bir tavan difüzörünün indüksiyon oranı, bir açıklığa giren havanın hacmine göre değil, difüzörün açıklığından üflenen havanın hacmine göre belirlenir (Şekil 3). Difüzör açıklığından üflenen besleme havası hareket ederken, sürüklenerek bu havaya eklenen hava kütlesinden dolayı hızı yavaşlar. İndüklenen havanın hacmini belirlemek için difüzörden sabit bir uzaklık belirlenmelidir, çünkü difüzörden uzaklaştıkça sürüklenen hava hacmi artar ve indüksiyon oranı artar. Bir mesafe belirlendiğide, sürüklenen hava hacmi besleme havası sıcaklığı, sürüklenen (oda) hava sıcaklığı ve karışım havası sıcaklığı (belirlenen uzaklıkta) kullanılarak tahmin edilebilir.
Şekil 3: Difüzörün üfleme yolu boyunca sürüklenen hava
Karışım havası sıcaklığı, hareket eden hava katmanında önemli değişkenler olabileceğinden, kolayca belirlenebilen bir değer değildir. Bu katman üfleme noktasının yakınında 1cm’den daha az kalınlıktadır, ancak difüzör tipine bağlı olarak daha kalın olabilir. Bazı durumlarda katman tavandan ayrılmış bile olabilir. Daha iyi indüksiyon oranları, yüksek üfleme hızlarına sahip düzenli üfleme şekillerine sahip ve ince difüzörlerle sağlanabilir.
Bir tavan difüzörünün etkinliğini değerlendirmek için daha iyi bir referans, Hava Yayılma Performans Endeksi (ADPI) olacaktır. ADPI, belirtilen besleme havası debisi, besleme havası sıcaklığı ve soğutma yükü olan bir difüzör için tek sayılı bir derecelendirme indeksidir. Bu, yaşam alanının (occupied zone) hava hızına ve alandaki cereyan sıcaklığına bağlıdır.
Proje Tasarımında indüksiyon kullanım örneği :
Aşağıdaki çok amaçlı kompleks proje örneğinde iki farklı difüzör sistemi ile hava dağıtımı sağlanmaktadır.
Şekil 4: Jet nozul difüzörün indüksiyon etkisinin uygulama örneği
- Tribünlerin üst kısmından jet nozul difüzörlerle saha ortasına yüksek hızda atılan primer hava
- Tribünlerin alt kısmından deplasmanlı difüzörlerle sahaya doğru verilen düşük hızda primer hava
Bu tasarımda; tribün üstünden jet nozul ile yüksek hızda atılan hava, alt kısımlardaki ortam havasını da indükte ederek jet nozul havasına karıştırır ve bu sayede tribünlerin alt kısımından verilen primer havayı tribün oturma alanı boyunca yukarıya doğru taşıyarak seyirci kısmı için şartlandırılmış taze hava dolaşımını sağlar.
Şekil 5: Jet nozul difüzörün indüksiyon etkisinin uygulama örneği-2
Kaynaklar : Price Industries Limited
Hazırlayanlar: Samet Menteş – Ender Bilgin
İndüksiyon üniteleri ve Yüksek indüksiyonlu difüzörler
Daha fazla bilgi ve projenize çözüm desteği almak için bize ulaşın :
Telefon: 0216 4700070 veya 0533 7323738