Mekanik Havalandırma ve Hava Dağıtım Sistemlerinin Durumu
Havalandırma, kirlenmiş iç havanın binanın dışından taze hava ile değiştirilmesi işlemidir. Bu, bina kabuğundaki çatlaklar ve açıklıklardan hava sızıntısı (hava sızması) veya doğal, mekanik veya ikisinin bir kombinasyonu (hibrit veya karma mod) şeklinde bilerek sağlanan havalandırma şeklinde tesadüfi olabilir. Mekanik havalandırmada, hava akımı bina boyunca fanlar ve kanal düzeni aracılığıyla dağıtılır ve daha sonra hava terminal cihazları veya difüzörler aracılığıyla odaya dağıtılır. Bu makalenin odak noktası, yakın zamanda geliştirilen hava dağıtım yöntemlerine özel bir vurgu yaparak mekanik oda hava dağıtım sistemlerinin mevcut durumu üzerindedir.
Uzun yıllardır farklı bina türlerinde çeşitli mekanik havalandırma ve oda hava dağıtımı yöntemleri uygulanmış ve kullanılmıştır. Karıştırma havalandırması (MV) gibi bu klasik yöntemlerden bazıları hala yaygın olarak kullanılmaktadır, ancak şu anda daha geniş ticarileştirme için çarpan jetler (IJ) ve birleşik jetler (CJ) sistemleri gibi yeni kavramlar geliştirilmektedir. Hava dağıtım sisteminin standart bir tasarımında, bina (veya oda) genellikle iç ısı kaynakları ve dış ısı kazançları/kayıpları için izin verilen boş bir alan olarak kabul edilir, ancak normal olarak yerel ısı kaynakları ve ortaya çıkan termal dumanlar hesaba katılmaz. onlardan. Çoğu durumda, termal dumanlar, yalnızca deplasmanlı havalandırma (DV) (bunun itici gücü olan) durumunda değil, aynı zamanda MV de hava hareketi üzerinde büyük bir etkiye sahip olabilir. Uygulamada, termal dumanları anlık olarak dikkate almayan havalandırma sistemleri için basit bir tasarım yaklaşımı, genellikle hava kalitesi temini ve enerji performansı açısından uygun olmayan performansa yol açabilir.
Hem geleneksel hem de daha az geleneksel olan farklı oda hava dağıtım yöntemlerinden bazılarının kısa bir özeti aşağıda verilmiştir. Bu tür sistemler, hava besleme ve odadan çıkış (oda hava dağıtımı) yöntemine bağlı olarak altı ana tipte kategorize edilebilir. Her yöntem, odada ürettiği hava akışı modeli ve hava besleme/egzoz cihazlarının konumu ile karakterize edilir.
Karma havalandırma, bilinen mekanik havalandırma sistemlerinden daha uzun süredir kullanılmaktadır ve çeşitli havalandırma kılavuzları ve standartlarında iyi belgelenmiştir. Bir OG sisteminin arkasındaki ilke, bir odadaki kirletici konsantrasyonlarını azaltmak için temiz havayı kirli oda havasıyla karıştırmaktır. Burada, oda çevre birimleri etrafında hava jetleri sirkülasyonu sağlamak için normal olarak odanın üst kısımlarında (yüksek seviyede tavan veya duvar) yüksek bir hızda (tipik olarak > 2,0 m/s) bir hava jeti sağlanır. OG’ye dayalı bazı hava besleme yöntemleri Tablo 1’de verilmiştir.. Normalde, hava akış hızları, o oda için soğutma ve ısıtma yükleri tarafından belirlenen oda için hava değişim sayısı ile belirlenir. Düzgün tasarlanmış bir sistemle, kullanılan bölgede (1,8 m yüksekliğe kadar) ortaya çıkan sıcaklık ve kirletici konsantrasyonu oldukça eşit olmalıdır. Bu yaygın olarak kullanılan bir hava dağıtım sistemi olmasına rağmen, iyi hava kalitesi temini ve enerji performansı açısından çok verimli olmadığı bilinmektedir.
MV’den farklı olarak DV sistemi, kirli oda havasının dışarıdan sağlanan taze hava ile yer değiştirmesi prensibine dayanmaktadır. Soğuk hava, odadaki ısı kaynakları tarafından ısındığı için, yukarı doğru bir hava hareketi (termal bulutlar) oluşturmak için zeminde veya yakınında normal olarak düşük hızda (tipik olarak <0.5 m/s) sağlanır (bkz. Tablo 1). Bu akış modeli normalde hava sıcaklığı ve kirletici konsantrasyonunda dikey gradyanlar yaratacaktır. Bu yöntem için hava akış hızları, zemin seviyesindeki düşük hava sıcaklıklarından kaynaklanan çekişi önlemek için normalde hava besleme sıcaklığındaki (tipik olarak >17°C) sınırlama ile belirlenir. Ancak oda hava hareketinin esas olarak kaldırma kuvvetleri tarafından yönlendirilmesi nedeniyle bu yöntem sadece soğutma için kullanılabilir. Bu hava dağıtım yöntemi, karıştırmaya göre daha düşük fan gücü gerektirdiği ve daha yüksek havalandırma etkinliğine sahip olduğu için genellikle OG’den daha enerji verimlidir.
Bir DV sistemi genellikle daha verimli bir hava besleme yöntemi sağlamasına rağmen, iki ana dezavantajdan muzdariptir: (1) ısıtma modunda kullanılamaz; (2) temiz hava beslemesinin odaya sınırlı bir nüfuz etme derinliği vardır. Sözde hibrit hava besleme sistemi, hem OG hem de DV sistemlerinin özelliklerini birleştirir ve DV sisteminin eksikliklerinin üstesinden gelebilir. IJ sistemi ve CJ sistemi gibi bazı hibrit hava dağıtım sistemleri yakın zamanda geliştirilmiştir.
IJ sistemi, zeminin geniş bir alanına yayılmasını sağlamak için zemine doğru bir hava jeti sağlamak için bir kanal veya açıklık kullanır. Bir orta momentum besleme cihazı olarak IJ havalandırma, hem karıştırma hem de yer değiştirme sistemlerinin olumlu etkilerini birleştirebilir. Ürettiği jet, DV için olduğundan daha yüksek bir momentuma sahiptir ve bu nedenle zemine daha eşit bir şekilde yayılabilir. Sonuç olarak sistem, DV gibi işgal edilen bölgenin alt kısmında temiz bir hava alanı sağlayabilir, ancak odadaki bir DV sisteminden daha ileri konumlara ulaşabilir. Ayrıca ısıtma modunda olduğu kadar soğutma modunda da bir IJ sistemi kullanmak mümkündür. CJ sisteminde, aynı akış yönlerinde yakın aralıklı yarıklardan veya dairesel deliklerden çıkan bir dizi jet, normal olarak bir duvar veya zemin gibi bir oda yüzeyine yakın tek bir jet oluşturmak için kısa bir mesafe aşağı akışta birleşir. Kombine jetler daha sonra bir IJ sisteminden gelene benzer bir etki yaratmak için zemine doğru yönlendirilir. CJ’nin özellikleri, bir DV sistemi durumunda olduğu gibi kaldırma kuvvetine dayalı bir akıştan ziyade daha yüksek momentumlu oda hava beslemesi olması açısından IJ’ye benzer.
IJ ve CJ sistemlerini içeren çalışmalar, bu oda havası besleme yöntemlerinin önemli ölçüde daha iyi hava kalitesi performansı sağlayabildiğini ve aynı zamanda OG sisteminden daha az enerji gerektirdiğini göstermiştir. IJ ve CJ sistemlerinin performansları, soğutma modlu DV sistemi ile karşılaştırıldığında oldukça yakın olmasına rağmen, ikinci yöntemin hava besleme noktasından uzak mesafelere ulaşmadaki sınırlaması, düşük soğutma kapasitesi (<40 W/m 2 ) gibi birçok eksikliği vardır. alanı) ve ısıtma için uygun değildir. Hem IJ hem de CJ normalde bu tür sınırlamalara sahip değildir.
