Klima Sistemlerinde Otomatik Kontrol Sistemleri

Sayın Okurlar,ülkemizde ısıtma/soğutma/klima sistemlerinin projelendirilmesi ve işletilmesinde otomatik kontrol sistemlerine yeterince önem verilmemektedir. Fakat bu cihazlar sistemlerde enerji tasarrufu ve konfor şartlarını sağlamaktadır. Bu nedenle bu sayıdan itibaren klima sistemlerinde uygulamaya yönelik otomatik kontrol sistemleri tanıtılmaya çalışılacaktır.

A- DAMPERLER

% 100 taze hava emerek/atarak çalışan klima santrallarında damper kanatları ON/OFF çalışan, damper ser-vomotorları tarafından hareket ettirilirler. Sistem çalışmadığı zamanlarda damperler kapalıdır. Bunun nedeni, havanın doğal sirkülasyon ile klima 1- %100 TAZE HAVALI/ISITMA + sisteminde dolaşarak mevsime bağlı olarak mahal sıcaklığını azaltıp arttırmasını önlemektir. Ayrıca, dış ortamdan emilen havanın içinde çeşitli büyüklükte parçacıklar bulunmaktadır. Bu parçacıklar filtrenin daha fazla kirlenmesine, mahalde de daha fazla toz birikmesine neden olurlar. Damper servomotorları kumanda sinyalini fan motoru kumanda devresinden alırlar, Fanlar çalıştırıldığında, damper servomotorları da çalışmaya başlayarak damper kanatçıkları açılır. ON/OFF çalışan damper ser-vomotorlarının içlerinde spiral yay vardır ve servomotorlar açma yönünde çalışırken bu yay da kurularak, damperleri kapamak için hazır hale gelir. Fanlar durdurulduğu zaman damper motoruna da gi ren enerji kesilir ve yay gücü SOĞUTMALI   KLİMA   SANTRALI ile scrvomotor damper kanatçıklarını kapar. Bu tip motorlara "yay geri dönüşlü damper servomotoru" denir.

B. FİLTRE

Dış ortamdan emilen havanın içindeki partikülleri süzen filtreler zaman içinde kirlenmeye (dolmaya) başlarlar. Filtre kirlcndikçe içinde daha az miktarda hava geçmekte ve oluşturduğu direnç (basınç farkı) artmaktadır. Daha önceden belirlenmiş bir basınç farkı değerinden sonra hava akış miktarında meydana gelen azalmayı önlemek için filtrenin temizlenmesi veya yenilenmesi gereklidir. Filtrenin kirlendiği belirli zaman aralıklarında yapılan gözleme ile tesbit edilmeye çalışılmaktadır. Fakat insanların hatalarından dolayı çoğu zaman kirli kalmakladır. Bunu önlemenin en güzel yolu FARK BASİNÇ PRESOSTATI kullanmaktır. Fark basıncı presostatları devamlı filtre üzerinde oluşan fark basınç ölçerler ve ölçülen değer ayarlanmış (max.kirlilik) değere ulaşınca alarm sinyali verüler.

C- DONMA TERMOSTATLARI

Hava akışı yönünde ısıtıcı serpantinden sonra konan bir arıza ihbar elemanıdır. Üzerindeki set değeri 4°C veya daha aşağıya ayarlanır. Görevi serpantin içindeki suyun donmasını önlemektir. Normal çalışma süresinde (kışın) ısıtıcı serpantin sonrası hava sıcaklığı hiçbir zaman 4°C'ye kadar düşmemektedir. Sıcaklığın bu değere ulaşması, sistemde bir problem olduğunu belirlemektedir. Bu nedenle serpantinler içindeki suyun donmaması için termostat içindeki kontaklar açılarak kilitlenir ve fanlara, damper motorlarına giden elektrik kesilerek sistem durdurulur. Donma termostadının donma anında otomatik kilitlenmesi önemlidir. Termostat kontakları üzerindeki "reset" düğmesine basmadan daima açık kalır ve böylece sistem çalışmaz. İşletmeci bakımcı arızayı gidermek/araştırmak için santralın yanına gelerek en doğru gözlemi ve tamiri yapar ve reset düğmesine basarak sistemi çalıştırır.

D- FANLAR

Fan motorları manuel olarak veya zaman saati yardımıyla çalıştırılıp durdurulur. Fan motoru ile pervane kanatlar arasındaki hareketi sağlayan kayışın kopup kopmadığını, fanın emmesi ve basması arasında oluşan fark basınç ölçülerek bulunabilir. Bu ölçüm de filtrede olduğu gibi faik basınç prosestadı ile yapılır. Fan çalışmadığı anda fark basınç değeri sıfır olduğu için cihazın kontakları açıktır. Bu neden ile bir zaman rölesi yardımıyla bir süre için (10-15) sn. açık olan bu kontaklar kısa devre edilerek fan çalıştırılır. Belirlenen süre içinde eğer fan hava basmaya başlar ise fark basınç oluşmakta ve zaman rölesi devreden çıksa da fark basınç presoslatının kontakları kapandığı için çalışma devam etmektedir. Bir arıza sonucu hava akışı kesildiğinde cihazın kontakları açılarak elektrik motorunun enerjisi kesilmektedir.

Bu sistem sayesinde elektrik motorunun boşa çalışması veya mekanik bir arıza sonucu sıkışıp kalması ve yanması (termik atmayabilir) önlenmiş olur. Ayrıca fark basınç prcsoslaldan alınan sinyal uzağa taşınarak fanların çalışması en doğru şekilde izlenmektedir.

E- SOĞUTUCU SERPANTİN

Soğutulan mahal havasının sıcaklığının ölçümü en uygun yer olan dönüş kanalından yapılmakladır. Kanal üzerine monte edilen KANAL TİPİ SICAKLIK HİSSEDİCİSİ sürekli olarak kanal içinden geçen havanın sıcaklığını ölçer ve ORANSAL SICAKLIK KONTROL PANELİ' ne iletir.

Sıcaklık kontrol paneli, ölçülen değer ile ayar edilen (istenilen) sıcaklık değerini karşılaştırarak VANA SER-VOMOTORUNA kumanda sinyali gönderir. Ölçülen sıcaklık değeri istenilenden yüksek ise. vana servomotoru açma yönünde çalışarak, serpantin içinden daha fazla soğuk su dolaşmasını sağlar.

Böylece serpantin içinden geçen hava daha fazla soğutulmakta v" mahal hava sıcaklığı azaltılmaktad lahal hava sıcaklığı istenilen değere yaklaştıkça, belli bir oran nispetinde vana servomotoru yavaş yavaş kapama yönünde hareket etmekte ve serpantin içinden geçen su miktarı azaltılmakladır. Soğuk su devresinde

ÜÇ YOLLU OTOMATİK KONTROL VANA'sı kullanılmakta ve vana milini ORANSAL VANA MOTORU hareket ettirmektedir. Bu vana motorlarının yay geri dönüşlü olmalarına gerek yoktur. Çünkü elektrik kesilmelerinde sirkülasyon pompası da durmakta, sonuçta su akrşı olmamaktadır.

F- ISITMA SERP TİNİ KONTROLÜ

Kontrol panelinden gelen sinyal, ısıtma devresinde bulunan ORANSAL VANA MOTORU'na da iletilmektedir. Ölçülen sıcaklık değeri istenilen sıcaklık değerinden düşük ise, vana servomotoru açma yönünde çalışarak, serpantin içinden daha fazla miktarda buhar dolaşmasını sağlar. Böylece serpantin içinden geçen hava daha fazla ısıtılmakta ve mahal hava sıcaklığı arttırılmaktadır. Ölçülen hava sıcaklığı istenilen ayar değerine yaklaştıkça belli bir oran nisbetindc vana servomotoru yavaş yavaş kapama yönünde hareket etmekte ve serpantin içinden geçen buhar miktarı azaltılmaktadır.Buhar devrelerinde İKİ YOLLU OTOMATİK KONTROL VANA'sı kullanılmakta ve vana milini YAY GERİ DÖNÜŞLÜ ORANSAL VANA SERVOMOTORU hareket ettirmekledir. Buhar devrelerinde Y.G.D servomotor kullanılmasının sebebi yay gücü ile vananın kapattınlması-dır. Elektrik kesilmelerinde servomo-

KARIŞIM HAVALI ISITMA + Südî devamlı olarak geçerek serpantinin sıcaklığını artırmaktadır. (Elektrik kesilmelerinde fanlar da çalışmadığı için, serpantin üzcindeki ısı havaya aktarılamaz.) Bu sıcaklık artışının klima santralına zarar verebileceği düşünülerek, motor içindeki spiral yay gücü ile sadece elektrik kesilmelerinde vana tamamen kapalılmakla-

UTMA KLİMA SANTRALI vo kullanılmasına gerek yoktur.

ELEKTRİKLİ ISITICI Yakın zamana kadar elektrikli ısıtıcılar, elektriksel olarak kademelere ayrılıp, ısı ihtiyacına göre kademeli olarak devreye sokulup, çıkarılmaktaydılar. Bu kontrol için çok kademe kontak çıkışlı sıcaklık kontrol panelleri ve kontaktörler kullanılmaktaydı. Bu sistemlerin sakıncalı yanları ekonomik olarak ısıtcı kademelerinin çok bölünememesi, devreye istenilenden az ya da fazla kademede ısıtıcı sokulmasıdır.

Ayrıca kontaktörler çok kısa sürelerde devreye girip çıkarlarsa kontakları çok kısa zamanda aşınmaktadır. Bu nedenle de elektrikli ısıtıcıları devreye sokup çıkarırken belli bir sıcaklık faikının oluşması gereklidir. Bunların sonucunda istenilen sıcaklık değerinde sürekli bir salınım ve gereksiz enerji kayıpları oluşmaktadır. Günümüzde güç elektroniğinin gelişmesiyle kontaktör yerine sıcaklık kontrol panellerinden direkt sinyal alabilen ELEKTRONİK GÜÇ KONTROL ÜNİTELERİ kullanılmaktadır. 3 kw'tan 34 kw'a kadar tek bir ısıtıcı grup bu şekilde kontrol edilebilir. Daha büyük güçlerde elektrikli ısıtıcılar elektriksel olarak kademelere ayrılmaktadır.

Sıcaklık kontrol paneli ölçtüğü sıcaklık değeri ile ayar değerini karşılaştırarak ORANSAL olarak değişen kontrol sinyalini oluşturur. Kontrol sinyalinin büyüklüğüne göre GÜÇ KONTROL ÜNİTE'leri t, (devrede

kalma zamanı) ve t2 (devre dışı kalma zamanı) sürelerini ayarlayarak elektrikli ısıtıcıyı devreye sokar /çıkarır, t1   ve t2 süreleri gelen sinyale göre

devamlı olarak (oransal) değişmekte ve elektrikli ısıtıcıdan alınan ENERJİ istenilen oranda ayarlanmaktadır. Bunun sonucu elektrikli ısıtıcıdan alınan enerji aynı soğuk veya sıcak su ile çalışan + üç yollu vana kontrolü sistemlerdeki gibi istenildiği şekilde kontrol edilebilmekte ve enerji sarfiyatı yapılmamaktadır. Elektrikli ısıtıcılar klima santralı içinde kullanılabildiği gibi havalandırma kanalları üzerinde de rahatlıkla kullanılabilir.

Şemadaki sistemde de sıcaklık kontrol panelinden gelen sinyale göre elektronik güç kontrol ünitesi devreye girerek ısıtma işlemini yapmaktadır.

YÜKSEK    SICAKLIK TERMOSTATI

Hava akışının azalması veya arızadan dolayı elektrikli ısıtıcının devamlı devrede kalması sonucu aşırı ısıtmadan, ısıtıcı elemanlar ve klima santralı zarar görebilmektedir. Bunu önlemek için hava akış yönünde YÜKSEK SICAKLIK TERMOSTATI kullanılmaktadır. Sıcaklık aşırı seviyeye ulaştığında termostat devreyi keserek ısıtıcıları devreden çıkarmakta, sistemi korumakta, ayrıca alarm sinyali vermektedir.

SOĞUTUCU SERPANTİN KONROLU

Soğutucu serpantinin kontrolü daha önce anlatıldığı gibidir.

DONMA TERMOSTATI

Daha önce anlatıldığı gibi çalışmaktadır.

FİLTRE

Daha önce anlatıldığı gibi çalışmaktadır.

FANLAR

Daha önce anlatıldığı gibi çalışmaktadır.

DAMPERLER

Genelde klima santrallerinde yatırım maliyetini arttırdığı düşünülerek damper kontrolü yapılmamaktadır. Bunun yerine manuel olarak damper kanatçıkları ayarlanarak sabit bırakılmaktadır.

Fakat bu kanatçıklar hiçbir zaman dış hava sıcaklığına göre tekrar ayarlanmadığı için enerji kaybı oluşmaktadır.

Dış hava sıcaklığının, gün içinde bile değiştiği bölgelerde, elverişli sıcaklık değerlerinde ısıtma ve soğı . serpantinlerinin kullanılmayıp sadece dış hava alınarak ısıtma/soğutma yapılması zaman içinde büyük miktarda enerji tasarrufu sağlamaktadır. Özellikle soğutma enerjisinin maliyeti, ısıtmaya göre çok daha yüksektir.

Soğutma suyunu kullanmak yerine elverişli sıcaklık değerlerinde dış havayı soğutucu olarak kullanmak ekonomi sağlamaktadır. Bu sistemde damperler dönüş havası sıcaklığına ve dönüş havası/dış hava sıcaklık farkına göre konumlandırıl-maktadır.

Ayrıca mahal taze hava ihtiyacı için damper motorları min. açıklık konumunda sınırlandırılmışlardır. Bu sınırlama bir potansiyometre ile yapılmaktadır. Mevsime ve mahal şartlarına göre min. taze hava miktarı belirlenmekte ve manuel olarak ayarlanmaktadır.

Oransal damper kontrol paneli dönüş havası sıcaklığına göre ve ayrıca geçiş dönemlerinde (ilkbahar, sonbahar) dış hava sıcaklığını ısıtma veya soğutma için kullanarak enerji tasarrufu ve konfor sağlanmaktadır.  

Cumhur ALTINOĞLU

Elektrik Mühendisi