İklimlendirme Nedir? Isıtma, Soğutma, Nem ve Taze Hava

Modern anlamdaki ilk iklimlendirme tesisatı 1902'de New York'ta bir matbaa için kuruldu. Amaç insanları serinletmek değildi: yaz nemiyle kâğıt şişiyor, renkli baskıda katmanlar üst üste oturmuyordu. Çözüm, havayı soğuk bir serpantinden geçirerek nemini almak ve sıcaklığını sabit tutmaktı. Bu hikâye iklimlendirmenin tanımını da özetler. İklimlendirme, kapalı bir mekândaki havanın sıcaklığını, nemini, hareketini, temizliğini ve taze hava miktarını birlikte, istenen değerlerde tutma işidir. Yalnız soğutmak ya da yalnız ısıtmak bu tanımın bir parçasıdır; iklimlendirmenin karşılığı İngilizcedeki air conditioning, ısıtma ve havalandırmayla birlikte anıldığı geniş adı ise HVAC'tır.

İklimlendirme hangi büyüklükleri kontrol eder?

1. Sıcaklık: yazın ısı kazancını almak, kışın ısı kaybını karşılamak. Konforda yalnız hava sıcaklığı değil duvar, cam ve döşeme gibi yüzeylerin sıcaklığı da hissedilir.
2. Nem: yazın havadaki fazla suyu almak, gerekiyorsa kışın nem eklemek. Uygulamada konfor mahallerinde bağıl nemin kabaca %30 ile %60 arasında tutulması hedeflenir.
3. Hava hareketi: şartlandırılmış havanın odaya cereyan hissi yaratmadan, ölü bölge bırakmadan dağıtılması.
4. Hava temizliği: filtre ile toz, polen ve partikülün tutulması; temiz oda gibi uygulamalarda partikül sayısının sınıf sınırında tutulması.
5. Taze hava: insanların ve süreçlerin ürettiği karbondioksit, koku ve kirleticilerin seyreltilmesi için dışarıdan yeterli hava alınması.

Bazı uygulamalarda bunlara altıncı bir büyüklük eklenir: odalar arasındaki basınç farkı. Hastane ve temiz odada hava, temiz alandan daha az temiz alana doğru akacak şekilde basınç kademesi kurulur. Konfor koşullarının nasıl tanımlandığı ASHRAE 55 ve EN 16798-1 gibi standartlarda yer alır; bu standartlar sıcaklığın yanında hava hızını, giysiyi ve aktiviteyi de hesaba katar.

Klima, havalandırma ve iklimlendirme arasındaki fark

Günlük dilde "klima" kelimesi çoğu zaman iklimlendirmenin yerine kullanılır; teknik açıdan klima bir cihaz, iklimlendirme bir sistem işidir. Havalandırmanın kendi başına nasıl çalıştığı havalandırma sistemi nedir yazısında anlatılıyor.

İki kavram: duyulur ısı ve gizli ısı

İklimlendirmenin yükü iki parçalıdır. Duyulur ısı havanın sıcaklığını değiştiren kısımdır ve termometreyle ölçülür. Gizli ısı havadaki nemle ilgilidir: nemi almak için su buharının yoğuşturulması, yani serpantin yüzeyinin havanın çiğ noktasının altına soğutulması gerekir. İki örnek bu ayrımın neden önemli olduğunu gösterir:

• 26 °C sıcaklık ve %50 bağıl nemdeki bir odanın çiğ noktası yaklaşık 15 °C'dir. Bu odada yüzeyi 15 °C'nin altına inen her boru, kanal ya da pencere camı terler. Soğuk hatların yalıtılmasının sebebi budur.
• Kışın 0 °C sıcaklık ve %80 bağıl nemdeki dış hava içeride 22 °C'ye ısıtıldığında, içindeki su miktarı değişmediği halde bağıl nemi yaklaşık %18'e düşer. Kış aylarında boğaz kuruluğu ve statik elektrik şikâyetleri bu yüzden artar.

İstanbul ve Kocaeli'de yaz aylarında dış hava nemlidir; bu yüzden özellikle taze hava oranı yüksek mekânlarda soğutma yükünün önemli bir kısmı sıcaklığı düşürmeye değil nemi almaya gider. Yalnız sıcaklığa göre seçilen bir cihaz odayı serinletse bile "yapış yapış" bir his bırakabilir.

İklimlendirme sistemi türleri

Bireysel sistemler

Split, multi split ve pencere tipi cihazlar. Her cihaz kendi odasını şartlandırır; kurulumu basittir, ama taze hava ve nem kontrolü çoğunlukla yoktur. Konut ve küçük ofislerde yaygındır.

Değişken akışkan debili (VRF) sistemler

Bir dış ünite bakır boru ağıyla çok sayıda iç üniteyi besler ve her iç ünite kendi odasını ayrı kontrol eder. Ofis, otel ve okul gibi çok odalı binalarda tercih edilir; taze hava için ayrıca bir santral ya da ısı geri kazanım cihazı eklenir. Ayrıntısı VRF klima nedir yazısında, uygulama kapsamı VRF klima sistemleri sayfasında.

Su borulu sistemler

Soğuk su bir chillerde, sıcak su bir kazanda ya da ısı pompasında üretilir ve borularla mahallerdeki fan coil'lere ya da santrallere taşınır. Büyük binalarda mesafe ve kontrol esnekliği sağlar. Mahal cihazı tarafı için fan coil nedir yazısına bakılabilir.

Tüm havalı sistemler

Havanın bir klima santralinde şartlandırılıp kanallarla dağıtıldığı sistemlerdir. Sıcaklık, nem, filtre ve taze hava tek noktada kontrol edildiği için AVM, sinema, spor salonu, hastane ve temiz oda gibi yerlerde öne çıkar. Santralin yapısı klima santrali nedir yazısında, soğutucu akışkanla doğrudan çalışan santraller DX bataryalı klima santrali nedir yazısında anlatılıyor.

Karma sistemler

Mahallerdeki sıcaklığı VRF ya da fan coil'in, taze havayı ve nemi ayrı bir santralin ya da ısı geri kazanım cihazının karşıladığı düzenler. Bugün ofis binalarında en yaygın çözüm budur.

İklimlendirme cihazı nedir?

İklimlendirme sistemini oluşturan ekipmanların genel adıdır. Isı üreten ya da çeken cihazlar (chiller, kazan, ısı pompası, VRF ve split dış üniteleri), havayı şartlandıran cihazlar (klima santrali, fan coil, VRF iç ünitesi, nemlendirici, nem alma cihazı), taşıyıcı elemanlar (pompa, fan, boru, kanal, menfez) ve kontrol elemanları (termostat, nem sensörü, damper motoru, otomasyon panosu) bu tanıma girer.

Konfor iklimlendirmesi ve proses iklimlendirmesi

Konfor iklimlendirmesinin amacı insanlardır: ofis, ev, mağaza, otel. Proses iklimlendirmesinde ise koşulu ürün ya da süreç belirler ve tolerans çok daha dardır. Matbaa ve kâğıt depolarında nem, tekstilde iplik kopmasını önleyen nem, sunucu odalarında ısı yükü, ilaç depolarında sıcaklık aralığı, temiz odalarda partikül sayısı belirleyicidir. Partikül sınırlarının nasıl tanımlandığı temiz oda sınıfları yazısında anlatılıyor.

Pasif iklimlendirme nedir?

Pasif iklimlendirme, mekanik cihaz kullanmadan ya da çok az enerjiyle binanın kendisini iklime uydurmaktır. Başlıca araçları şunlardır:

• Isı yalıtımı: duvar, çatı ve döşemeden ısı geçişini azaltır; Türkiye'de TS 825 ile tanımlanır.
• Gölgeleme: saçak, güneş kırıcı ve dış panjur yazın camdan giren güneş ısısını keser.
• Yönlenme ve cam oranı: güneyde kontrollü cam kışın güneş kazancı sağlar, batı cephesindeki büyük cam yaz öğleden sonralarında aşırı ısınma yaratır.
• Doğal havalandırma ve gece soğutması: karşılıklı açıklıklar ve baca etkisiyle hava akışı; serin gece havasıyla binanın soğutulması.
• Isıl kütle: kalın duvar ve döşemelerin gün içindeki sıcaklık dalgalanmasını yumuşatması.

Pasif önlemler aktif sistemin yerine geçmez, ama yükünü küçültür: iyi yalıtılmış ve gölgelenmiş bir binada daha küçük cihaz, daha ince kanal ve daha düşük işletme maliyetiyle aynı konfor sağlanır. Nem kontrolü ve kalabalık mekânların taze hava ihtiyacı ise pasif yöntemlerle tek başına karşılanamaz.

İklimlendirme nasıl yapılır? Projeden işletmeye

1. Tasarım koşulları: iç ortamda istenen sıcaklık, nem ve taze hava; dış ortam için bölgenin yaz ve kış tasarım değerleri.
2. Yük hesabı: her mahal için ısı kaybı, duyulur ve gizli ısı kazancı; insan, aydınlatma, cihaz ve güneş yükleri.
3. Taze hava debisi: kişi sayısı ve mahal kullanımına göre.
4. Sistem seçimi: binanın kullanımı, işletme saatleri, makine dairesi ve şaft imkânı, bütçe.
5. Ekipman ve dağıtım tasarımı: cihaz kapasiteleri, boru ve kanal çapları, menfez yerleşimi.
6. Kontrol senaryosu: hangi sensörün hangi cihazı nasıl yöneteceği.
7. Montaj, devreye alma ve balans: debilerin ve sıcaklıkların ölçülüp projedeki değerlere ayarlanması.
8. İşletme ve bakım: filtre, serpantin, drenaj ve akışkan kaçak kontrolleri.

Ön boyutlandırma için klima santrali hesabı ve VRF kapasite ve boru çapı hesabı araçları kullanılabilir. İşletme döneminde yapılacaklar iklimlendirme bakım ipuçları yazısında, mevzuat iklimlendirme yönetmeliği yazısında, bu alanda çalışacak personelin belgeleri iklimlendirme belgesi nasıl alınır yazısında ele alınıyor.

İstanbul ve Kocaeli'de iklimlendirme projeleri

Santral tasarımı, imalatı ve montajı klima santrali, ısıtma tarafı ısıtma sistemleri, split ve kanal tipi cihazların montajı ve bakımı klima montajı ve bakımı sayfalarında anlatılıyor. Maliyet kalemleri için klima santrali fiyatları ve VRF klima fiyatları sayfalarına bakılabilir. Hizmet verilen ilçeler İstanbul ve Kocaeli sayfalarında listeleniyor; keşif talebi iletişim sayfasından iletilebilir.