Enerji Verimli Havalandırma Sistemleri: Ticari Binalarda Taze Hava ve İklimlendirme

Ofis, otel ya da AVM'de iklimlendirmenin enerji tüketimini cihaz etiketindeki verim değeri tek başına belirlemez. Bu binalar yılın büyük kısmını kısmi yükte geçirir: toplantı odası yarı boştur, otel odası gün içinde kullanılmaz, AVM'nin kalabalığı saatten saate değişir. Enerji verimli havalandırma sistemleri bu değişkenliği izleyen sistemlerdir ve dört ilkeye dayanır: taze havayı ihtiyaç kadar almak, dışarı atılan havanın enerjisini geri kazanmak, ısıtma ve soğutmayı kısmi yükte verimli üretmek, boş alanı şartlandırmamak. Fabrika ve atölyelerde öncelikler farklıdır; o taraf endüstriyel havalandırmada enerji verimliliği yazısında ele alınıyor.

Taze hava: sabit debi yerine ihtiyaç kontrollü havalandırma

Ticari binada taze hava debisi, tasarımda en kalabalık durum için hesaplanır. Oysa bir toplantı salonu günün çoğunda boş ya da yarı doludur. İhtiyaç kontrollü havalandırmada odadaki ya da dönüş kanalındaki CO₂ sensörü kişi sayısının göstergesi olarak kullanılır; değişken debi (VAV) kutusu ya da santral fanının devri, CO₂ değeri hedefin altında kaldığı sürece taze havayı azaltır.

Hedef değer için TS EN 16798-1 kategorileri kullanılır. Standart, dış havanın üzerindeki CO₂ farkını Kategori I'de 550 ppm, Kategori II'de 800 ppm, Kategori III'te 1.350 ppm olarak verir; yeni ofis binalarında genellikle Kategori II esas alınır. Aynı standart taze havayı iki bileşenle tanımlar: kişi başı pay ve bina malzemelerinden gelen emisyonlar için alan başı pay (q = n · q_p + A · q_B). Bu yüzden oda boşken bile taze hava sıfıra indirilmez; alan başı pay en düşük debi olarak kalır.

• Sensör, insanların soluduğu seviyeyi temsil eden bir noktaya ya da dönüş kanalına konur; besleme menfezinin önüne yerleştirilmez.
• Sürekli dolu olan ya da hiç tam boşalmayan alanlarda sensörün otomatik taban kalibrasyonu yanıltıcı olabilir; periyodik referans ölçümüyle karşılaştırma bakım planına yazılır.
• Kişi başı taze hava ve oda debisinin ön hesabı için havalandırma hesabı aracı kullanılabilir.

Isı geri kazanım: atılan havanın enerjisini geri almak

Binalarda Enerji Performansı Yönetmeliği, yeni binalarda 500 m³/h ve üzerindeki havalandırma ve iklimlendirme sistemlerinde ısı geri kazanım tasarımı yapılmasını, yaz ve kış için en az %50 verim sağlanmasını ve geçiş mevsimi için by-pass bulunmasını ister; ilk yatırım ve işletme ekonomisi uygunsa uygulama zorunludur. AB'nin 1253/2014 sayılı ekotasarım tüzüğü de konut dışı binalardaki çift yönlü havalandırma ünitelerinde 2018'den bu yana en az %73, bataryalı sistemlerde en az %68 termal verim ister.

İstanbul'un nemli yazında cihaz tipinin seçimi geri kazanılan gücü belirgin biçimde değiştirir. 2.000 m³/h taze havada, 33 °C kuru termometre / 24 °C yaş termometre dış şart ve 24 °C / %50 oda şartıyla yapılan bir hesapta, %73 duyulur verimli plakalı eşanjör yaklaşık 4,2 kW geri kazanırken aynı duyulur verimde ve %60 gizli verimdeki entalpik rotor yaklaşık 9,8 kW geri kazanır. Fark, taze havadaki nemin içeri alınmadan önce egzoz tarafına aktarılmasından gelir ve soğutma bataryasının boyutunu doğrudan küçültür. Kendi debi ve şartlarınızla hesap için klima santrali hesabı aracının ısı geri kazanım modunu kullanabilirsiniz; plakalı, rotorlu ve bataryalı cihazların yapısı, kışın donma riski ve rotorun hangi egzozlarda tercih edilmediği klima santrali sayfasında anlatılıyor.

Mutfak ve tuvalet egzozu gibi koku ve kirletici taşıyan hatlar genellikle rotorlu cihaza bağlanmaz; ayrı egzoz edilir ya da bataryalı sisteme verilir.

Serbest soğutma: dış hava yetiyorsa kompresörü çalıştırmamak

İç ısı yükü yüksek ofislerde ve AVM'lerde bahar ve sonbaharda dışarısı serinken içerisi soğutma ister. Karışım damperli bir klima santrali bu dönemde taze hava oranını artırarak kompresör çalıştırmadan soğutma yapabilir. İstanbul gibi nemli iklimlerde karar yalnız kuru termometre sıcaklığına göre değil, dış ve iç havanın entalpisi karşılaştırılarak verilmelidir; aksi hâlde serin ama nemli dış hava bataryada nem alma yükü oluşturur. Serbest soğutma için santralde modülasyonlu taze hava ve egzoz damperleri ile dönüş ya da egzoz fanı gerekir; yalnız taze hava fanı olan sistemlerde bina basıncı yükselir. Geceleri dış havayla binanın yapı kütlesini soğutmak (gece yıkaması) da sabahın ilk saatlerindeki soğutma yükünü azaltır.

Üretim tarafı: VRF ve fan coil kısmi yükte

İnverter kompresörlü VRF dış üniteleri kapasitelerini yüke göre ayarlar ve verimleri çoğu zaman tam yükten çok kısmi yükte yüksektir. Isı geri kazanımlı (üç borulu) VRF sistemleri ise güney cephesindeki ofisler soğutma isterken kuzey cephesi ya da toplantı odaları ısıtma istiyorsa, bir zondan çekilen ısıyı diğerine aktarır. Sunucu odası gibi yıl boyu soğutma isteyen mahaller, ısıtma ihtiyacı olan zonlar için ısı kaynağına dönüşür. VRF ile fan coil arasındaki seçim binanın yük profiline göre yapılır; VRF yerine hangi binada su soğutma grubu ve fan coilin öne çıktığı VRF klima avantajları yazısında, sistem tasarımı ve kurulumu VRF klima sistemleri sayfasında yer alıyor.

Fan coil'li sistemlerde enerjinin bir kısmı dağıtımda harcanır. EC motorlu fan coil'ler düşük devirde AC motorlulara göre daha az güç çeker. İki yollu vana ile değişken debili pompa birlikte kullanıldığında kullanılmayan cihazdan soğuk su geçmez ve pompa gücü yükle birlikte düşer; üç yollu vanalı sistemde ise su, cihaz kapalıyken de by-pass hattından dolaşmaya devam eder.

Bina tipine göre öncelikler

Bu bina tiplerinde ticari binada enerji verimli iklimlendirme tasarımı ve uygulaması ofis, AVM ve otel havalandırma hizmetimiz kapsamındadır; otel tarafından bir uygulama için otel VRF klima sistemi kurulumu referansına bakabilirsiniz. AVM ve kapalı otoparklarda sensörlü fan kontrolü için otopark havalandırma sistemleri sayfası incelenebilir.

Kontrol ve izleme: verimi korumak

Enerji verimli havalandırma sistemleri bile kontrol ayarları bozulduğunda kısa sürede verimsiz çalışmaya başlar. Bina otomasyon sisteminde (BMS) en sık rastlanan kayıplar şunlardır: tatil ve hafta sonu programının iptal edilmesi, ısıtma ve soğutma set değerlerinin birbirine çok yakın girilmesi yüzünden aynı mahalde iki sistemin birbirine karşı çalışması, sıkışmış bir taze hava damperinin fark edilmemesi. Önlem olarak:

• Her ana sistem (santral, VRF grubu, pompa grubu) için ayrı enerji sayacı konur ve tüketim aylık izlenir.
• BMS'de trend kaydı açık tutulur; damper konumları, vana açıklıkları ve set değerleri periyodik olarak gözden geçirilir.
• Sensörler bakım planına alınır; sapmış bir sıcaklık ya da CO₂ sensörü bütün kontrol mantığını yanıltır.

Mevcut binada nereden başlamalı

1. Ölçüm: çalışma saatleri, set değerleri, taze hava debileri ve sistem bazında tüketim.
2. Kontrol düzeltmeleri: zaman programları, ölü bant, sensör kalibrasyonu. Yatırımı en düşük adımdır.
3. Debi ve balans: projede öngörülenden fazla taze hava alan mahallerin ayarı.
4. Isı geri kazanım ve fan yenilemesi: mevcut santrale ısı geri kazanım eklenmesi ya da santralin EC fanlı, ısı geri kazanımlı bir cihazla değiştirilmesi.
5. Üretim ekipmanı: ömrünü tamamlamış split ya da eski sistemlerin VRF ya da yeni bir santral çözümüne geçirilmesi.

Santral yenileme ve ısı geri kazanım eklemede kapsam klima santrali sayfasında, maliyeti belirleyen kalemler klima santrali fiyatları sayfasında anlatılıyor. Binanız için ölçüm ve iyileştirme planı talebini iletişim sayfasından iletebilirsiniz.