Soğutma Yükü Hesabı Örneği

Daha önceki yazılarımızda soğutma yükü hesabının nasıl yapılacağını teknik olarak bahsetmiştik. Şimdi de bunu bir örnekle gösterelim. Üç katlı bir binanın ikinci katında bulunan çizim salonuna iklimlendirme tesisatı yapılacaktır. Aşağıda mimari ölçüleri ve sıcaklıkları verilen bu çizim bürosunun maksimum soğutma yükü ne olur?

Verilenler :

Yeri            : Ankara

Özelliği      : Isıtma işletim şekli II., serbest ve ayrık nizam.

Yapı tipi: L

Salonda bulunan ortalama insan ve çizim masası sayısı: 45 kişi

Hesap ayı: Haziran

Aydınlatma şiddeti: 750 lx

Pencerelerden 4 m mesafeye kadar gün ışığından faydalanılmaktadır. Lambalar tavan arası emişli olarak montaj yapılacaktır.

Hava geçiş miktarı: Her 100 W için 30 m³/h hava emilecektir. Her çizim masasına 60W gücünde bir gazlı lamba bağlanacaktır.

Aydınlatma süresi: 7^oo-12 ^oo ve 14 ^oo -17 ^oo arasındadır.

İç duvarlar: 20 cm kalınlığında hafif beton

Dış duvarlar: Dış yüzey kaplamalı, 20 cm ağır beton duvar.

Pencereler: Ahşap çift camlı pencere, içeri beyaz perdeli

İç kapılar : Ahşap ve eşiksiz, sıkı yapılı

Ölçüler      : Şekil üzerinde verilmiştir.

Sıcaklıklar : Şekil üzerinde verilmiştir.

Bu verilere göre önce yapı bileşenlerinin k-değerleri belirlenecektir.

Toplam ısı kazancı:

Q_K = Q_i + Q_D (W)

Toplam iç ısı kazancı:

Q_i = Q_P + Q_B + Q_M + Q_G + Q_C + Q_R (W)

İnsanlardan gelen ısı kazancı:

Q_P = n . q_P . S_i (W)

n = 45 kişi ve Çizelge 3.28‘den q_P = 75 W/kişi

S_i = 0,87 (Çizelge 3.1‘den % 50 soğutma yük faktörü için)

Q_Pd = 45 . 75 . 0,87 = 3053,7 W (Toplam duyulur ısı kazancı)

Q_Pg = 45 . 40 . 1 = 1800 W (Toplam gizli ısı kazancı)

Aydınlatmadan gelen ısı kazancı:

Q_P Q_B1 = P . ℓ . m_B . S_i  (W)

P = E_N . p . A (W)

E_N = 750 lx (Çizelge 3.3’den),

p = 29 W/(m²klx),

A = 300 m²

Eşit zaman faktörü:

Pencerelerden 4 m mesafeye kadar güneş ışığından faydalanıldığı dü- şünülerek salonun eni 15- (4+4) = 7 m olarak;

ℓ=[15-(4+4)]/15 =0,47 olur.

A = 15,0 m . 20,0 m = 300 m²

Artık ısı faktörü:

m_B = 0,7 (Çizelge 3.4)

S_i = 0,74

Q_B1 = 6525 . 0,47 . 0,7 . 0,74     = 1588,57 (W)

Çizim masalarındaki lambaların % 25’inin devamlı açık olduğu kabul edilirse çizim lambalarının toplam gücü;

Q_B2 = 60 . (0,25 . 45) = 675 W

Komşu duvarlardan gelen ısı kazancı:Q_R Kapılar:

Isı kazancı olan 103 nolu mahal kapısı

Q_K = k . A . DJ (W)

k = 2,3 W/m²K, A = 2,0 .1,0 = 2,0 m², DJ = 30-24 = 6 ^oC

Q_Ka = 2,3 . 2 . 6 = 27,6 W

Duvarlar: Isı kazancı olan 103 nolu mahal duvarı

Q_Du = k . A . DJ (W)

k = 1.27 W/m²K, A = (6,0 . 3,5) – 2,0 = 19,0 m²

DJ = 30-24 = 6 ^oC

Q_D = 1,27 . 19,0 . 6 = 144,78 W

Not: Sıcaklık farkı olmadığı için, döşeme, tavan ve 102 nolu mahal duvarından ısı kazancı olmamaktadır.

Q_R = Q_Ka + Q_Du = 27,6 + 144,78 = 172,38 W

Toplam iç ısı kazancı ise;

Q_i = 3053,7 +(1588,57+675)+ 172,38 = 5489,65 W

Dış ısı kazancı:

Q_D = Q_W + Q_T + Q_S + Q_FL (W)

Dış duvarlardan gelen ısı kazancı:

Q_W QW Kuzey  = k . A . DJ_eş (W)

k = 0,65 W/m²K

A = (20,0 . 3,25) – (1,5 . 2,0) . 3 = 56 m²

DJ_eş = 3 ^oC (Kuzey yön, VI. Sınıf yapı için, Çizelge 3.8.)

Q_{W Kuzey} = 0,65 . 56 . 3 = 109,2 W

QW Güney = k . A . D J eş (W)

DJ _eş = 7,9 ^oC (Güney yön, VI. Sınıf yapı için, Çizelge 3.8)

Q_{W Güney} = 0,65 . 56 . 7,9 = 287,56 W

QW Batı   = k . A . DJ_eş (W)

A = 3,25 .15 = 48,75 m²

DJ _eş = 8,8 ^oC (Batı yön, VI. Sınıf yapı için, Çizelge3.8)

Q_{W Batı} = 0,65 . (3,25 .15) . 8,8 = 278,85 W

Q_W = 109,2 + 287,56 + 278,85= 675,61 W

Pencerelerden taşınımla gelen ısı kazancı:

Q_T = k_F . A_M . (J_LR – J_La)

k_F = 2,3 W/m²K

A_M = (2,0 . 1,5) . 6 = 18 m²

J_LR =  24 ^oC

J_La =  35 ^oC

Q_T = 2,3 . 18 . (35 – 24) = 455,4 W

Pencerelerden Işınımla Gelen Isı Kazancı:

Kuzey:

QS Kuzey = [A1 . Imax + (A – A1) . Idif.max] . b . Sa

A=g_v . A_M

A_M = 1,5 . 2,0 = 3,0 m²

g_v = 0,71 (Ahşap çift cam ve 3 m² pencere için, Çizelge 8.10)

A = (3,0 . 0,71) = 2,13 m² (Bir pencere için)

= 2,13 . 3 = 6,39 m² (Üç pencere için)

Kuzey olduğu için güneş gören toplam cam yüzeyi alanı yok.

I_max = 117,46 W/m² (Kuzey yön için Çizelge 8.11’den)

I_dif.max= 117,46 W/m² (Kuzey yön için Çizelge 8.11’den)

b = 1 (Çift camlı pencere için Çizelge 8.12’den)

S_a = 0.82 (Yapı tipi L ve Kuzey yön için Çizelge 8.13’den)

Q_{S Kuzey} = [0 . 117,46 + (6,39 – 0) . 117,46] . 1 . 0,82 = 615,48 W

Pencere cam yüzeylerinin % 20’si kadarının gölgede kalarak güneş görmediği kabul edilmiştir.

Güney:

QS Güney = [A1 . Imax + (A – A1) . Idif.max] . b . Sa

Güneş gören toplam cam yüzeyi alanı:

A₁ = (2,13 – (2,13 . 0,20)) . 3 = 5,112 (m²) (Üç pencere için)

Q_{S Güney} = [5,112.197,71+(6,39–5,112).117,46].1.0,66 = 766,12 W

Pencerelerden ışınımla gelen toplam ısı kazancı:

Q_S = 615,48 + 766,12 = 1381,6 W

Dışardan gelen toplam ısı kazancı:

Q_A = 675,61 + 455,4 + 1381,6 = 2512,61 W

Toplam duyulur ısı kazancı:

Q_K = 5489,65 + 2512,61 = 8002,26 W

Toplam gizli ısı kazancı:

Q_K = 45 . 40 . 1 = 1800 W

Isı Kazancı Hesabının Çizelgelendirilmesi

Tıpkı ısı kaybı hesabında kullandığımız çizelgeye benzer bir ısı kazancı çizelgesi yardımıyla daha kolay hesaplama yapabiliriz;