Klima Sistemlerinde Otomatik Kontrol Uygulamaları (2)

KARIŞIM HAVALI, ISITMA VE SOĞUTMA SERPANTİNLİ KLİMA SİSTEMİNDE NEM ALMA OPERASYONU

ISITICI SERPANTİN KONTROLÜ

Mahal havası sıcaklığının ölçümü; en uygun yer olan dönüş kanalından yapılmaktadır. Kanal üzerine monte edilen KANAL TİPİ SICAKLIK HİSSEDİCİSİ sürekli kanal içinden geçen havanın sıcaklığını ölçer ve ORANSAL SICAKLIK KONTROL PANELİ'ne iletir. Kontrol paneli ölçülen sıcaklık değeri ile ayar edilen değeri karşılaştırarak VANA SERVOMOTORU'na kumanda sinyali gönderir.

Şekil 1. sıcaklık kontrol panelinin ölçülen sıcaklığı (Xİ)'na bağlı, kontrol voltajı (Y) çıkışıdır.

Şekil 2. ölçülen sıcaklık, istenen Xs değerinden düşük ise çıkış sinyali 2 V'tur, ölçülen sıcaklık istenilen değere yaklaştıkça ısıtıcı vanası kapatır (5.5 V) ve damperler açmaya başlar. Sıcaklık değeri daha da artarsa damperler tekrar kapanıp (6.5 V) ve soğutucu vanası açılmaya başlar, sinyal değeri 10 V'a ulaştığında soğutucu vana % 100 açmış konumdadır.

3. ısıtıcı motorlu vanasının, Y kontrol sinyaline göre konumunu göstermektedir. Kontrol sinyali 2 V olduğunda, ölçülen sıcaklık çok dü-k, ısıtma ihtiyacı var demektir ve ..,ıtıcı motorlu vanası % 100 açık konuma gelir. Mahal ısındıkça kontrol sinyalinin değeri yükselir, buna bağlı olarak ısıtma motorlu vanası kapatmaya (sıcak su geçişi azalır) başlar. Ölçülen değer, istenilen değere yaklaştığında ısıtma ihtiyacı yok demektir. 5.5 V kontrol sinyaline karşılık ısıtıcı motorlu vanası tam kapalı duruma gelmiştir.

SOĞUTMA SERPANTİN KONTROLÜ  :   (NEM  DEĞERİ UYGUN)

Soğutma sisteminin çalışmasını anlatmadan önce MAXIMUM değer seçiciyi tanıyalım. İki giriş, tek çıkış vali olan bu cihaz, Yİ ve Y2 giriş sinyallerinin değerlerini sürekli olarak karşılaştırır ve büyük olan sinyal değerini Y3 sinyali olarak SOĞUTUCU MOTORLU VANASINA iletir.

Örnek : Y1=2V< Y2=6V Y3=6V Y1=7V> Y2=6V Y3=7V

Şekil l'e tekrar dönelim, ölçülen değer istenilen değeri aştıkça Yİ sinyali 5.5 V'un üzerine çıkar. Bu da ısıtma ve soğutma ihtiyacı yok demektir, Yİ sinyalinin 6.5 V'un üzerine çıkması soğutma ihtiyacının başladığını belirtir.

Maximum seçici Yİ ve Y2 sinyallerini karşılaştırır. Y2 sinyalinin 6V olduğunu varsayalım. (Nem düzeyi uygun) Yİ sinyali Y2 sinyalinden büyük olduğu için Y3=Y2 olacaktır.

Şekil 4. Soğutucu motorlu vananın Y3 sinyaline bağlı olarak konumunu göstermekteir. Y3 sinyalinin artmasıyla soğutucu vanası oransal olarak açılmaya başlar. Y3 sinyali 10 V'a ulaşmış ise. soğutma ihtiyacı çok artmış demektir. Bu nedenle soğutucu vanası % 100 açılır.

NEM ALMA KONTROLÜ (SICAKLIK DEĞERİ UYGUN)

Mahal havasının nem değerinin ölçümü en uygun yer olan dönüş kanalından yapılmaktadır. Kanal üzerine monte edilen KANAL TİPİ RELATİF NEM HİSSEDİCİSİ sürekli kanal içinden geçen havanın relatif nem değerini ölçer ve ORANSAL NEM KONTROL PANELİNE iletir. Kontrol paneli ölçülen relatif nem değeri ile ayar edilen değeri karşılaştırarak Y2 kontrol sinyalini üretir.

. nem kontrol panelinin ölçülen relatif nem değeri Xi'e bağlı kontrol voltajı (Y2) çıkışıdır. Ölçülen relatif nem değeri, istenen Xs değerinden düşük ise çıkış sinyali 2V'tur. ölçülen relatif nem istenilen değere ulaştığında çıkış 6V'a, daha da arttığı tiikdirde sinyal 10V'a kadar yükselir.

Max. seviyeye ulaşan Y2 sinyali Yİ sinyali ile karşılaştırılır. Yİ sinyalinin 6V olduğunu varsayalım (Sıcaklık değeri uygun) Y2 sinyali Yİ sinyalinden büyük olacağı için (Nem değeri yüksek olduğunu varsayalım) Y3=Y2 olacaktır.

Şekil 6. soğutucu motorlu vanasının Y3 sinyaline bağlı konumunu göstermektedir.

Soğutucu vanası artan nem değerine bağlı olarak aşırı soğutma yaparak, soğutucu serpantin içinden geçen havanın içindeki nemi yoğunlaştırarak, mahale nem değeri çok düşük hava gönderir.

Mahalde karışan havanın  nem değeri  bir süre sonra düşmeye başlar.

NEM ALMA (SICAKLIK DEĞERİ UYGUN DEĞİL)

Daha önce anlatılan aşamalarda nem ya da sıcaklığın istenilen değerde olduğu varsayılmıştır. Şimdi nem almanın genelde yaz aylarında yapıldığı düşünülerek inceleyelim. Öncelikle sıcaklığın, nem'e göre istenilen değerden daha yüksek olduğunu varsayalım.

Sıcaklık: 27°C Nem       : 51 % Rh

Sıcaklık kontrol panelinin çıkış sinyali Yİ =8 V

Nem kontrol panelinin çıkış sinyali Y2=7V'dır.

Bu durumda, ısıtıcı vanası kapalıdır. Y1>Y2 olduğu için maximum seçici çıkış sinyali Y3=8V olacaktır. Y3 sinyaline bağlı olarak soğutucu motorlu vanası açar ve içerisinin sıcaklığını düşürmeye başlar. Bir süre sonra sıcaklık düştüğü için Y1 sinyali düşmeye başlar. Sıcaklık değeri düştüğünden dolayı zaten yüksek olan relatif nem oranı daha fazla yükselebilir ve Y2>Y 1 olur.

Örneğin :

Y1=6V

Y2 = 7.5V olduğunu düşünelim.

Maximum seçicinin çıkış sinyali Y3=Y2=7.5V olacaktır ve böylece soğutucu vanası NEM'e bağlı olarak aşırı soğutma, yoğuşturma işlevine başlar.

Aşırı soğutma sonucunda üfleme havası sıcaklığı da istenilen değerin altına düşmeye başlayacaktır. Üfleme havasının sıcaklığı ile mahal havası arasındaki sıcaklık farkı büyük olmamalıdır. Bu nedenle üfleme havası sıcaklığı kontrol edilir.

Şekil 9'da üfleme havası sıcaklığı ile Xs ayar değeri arasındaki ilişki gö-rülmekteir. Üfleme havası sıcaklık-değeri örneğin; 17°C'nin altına düşmesi halinde, Xs ayar değeri yukarı doğru otomatik olarak kaymaya başlar. Üfleme havasının 16°C düşmesi halinde Xs değeri 27°C olur.

Şekil 10'da yeni set değerli çalışmayı göstermektedir. Set değerinin 27°C olmasıyla Yİ sinyali 4V'a düşecektir. Yİ sinyali aynı zamanda ısıtıcı motorlu vanasına da ulaştığı için vana açmaya başlayacaktır. Böylece aşırı soğutularak nemi alınmış hava tekrar ısıtılarak hem relatif nem değeri düşürülür hem de sıcaklık değeri yükseltilir.

Üfleme havası sıcaklığı minimum sıcaklık değerinde tutulduğu için bir süre sonra mahal nem değeri düşmeye başlayacak, fakat bu sefer de sıcaklık düşük kalacaktır. Bu nedenle ısıtıcı vanası biraz daha açarak ma-halin sıcaklığını istenilen değere ulaştıracaktır. Sonuç olarak başlangıçta oluşan sıcaklık, nem dalgalanması bir süre sonra minimum seviyeye ulaşarak istenilen değerler tutturu-lacaktır.

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 soğutma 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. Dönüş havasının düşük ve yüksek değerlerinde damper kanatları minimum konumda tutulurl Bunun nedeni minimum taze h, nın mahale girmesini sağlamaktır. Mahal havasının sıcaklığı istenen değere ulaştığında sıcaklık kontrolü damperler ile yapılmaktadır. Bu sistemde damperler dönüş havası sıcaklığına ve dönüş havası/dış hava sıcaklık farkına göre konumlandırılmaktadır.

Ayrıca mahal taze hava ihtiyacı için damper motorları inin. 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 ay geçiş dönemlerinde (ilkbahar, bahar) dış hava sıcaklığını ısıtma veya soğutma için kullanarak enerji tasarrufu ve konfor sağlanmaktadır.

FİLTRE

Dış ortamdan emilen havanın içindeki partikülleri süzen filtreler zaman içinde kirlenmeye (dolmaya) başlarlar. Filtre kirlendikçe içinden 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 vea yenilenmesi gereklidir. Filtrenin kirlendiği, belirli zaman liralıklarında yapılan gözleme ile tes-bit edilmeye çalışılmaktadır. Fakat insanların hatalarından dolayı filtre çoğu zaman kirli kalmaktadır. Bunu önlemenin en güzel yolu FARK BASINÇ PRESOSTATI kullanmaktır. Fark basınç presostatları devamlı filtre üzerinde oluşan fark basınç ölçerler ve ölçülen değer ayarlanmış (max.kirlilik) değere ulaşınca alarm sinyali verirler.

DONMA TERMOSTATLARI

Hava akışı yönünde ısıtıcı serpantinden sonra konan bir arıza ihbar ele-nanıdır. Üzerindeki set değeri 4°C eya 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 termostadınm 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.

FANLAR

Fan motorları manuel olarak veya zaman saati yardımıyla çalıştırılıp durdurulur. Fan motoru ile pervane kanatlar arasındaki hareketi sağlayan kayışın kopup kopmadığı. fanın emmesi ve basması arasında oluşan fark basınç ölçülerek bulunabilir. Bu ölçüm de filtrede olduğu gibi fark basınç presostadı ile yapılır. Fan çalışmadığı anda fark basınç değeri sıfır olduğu için cihazın kontakları açıktır. Bu nedenle 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 presostatınm 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 presostatdan alınan sinyal uzağa taşınarak fanların çalışması en doğru şekilde izlenmektedir.

MALZEME LİSTESİ

Kanal tipi sıcaklık duyar elamanı 4Ad.

Kanal tipi nem duyar elemanı 1 Ad. Donma    termostatı    (elle düzeltilmeli) 1 Ad.

Fark basınç presostatı 3 Ad. Oransal sıcaklık kontrol paneli 1 Ad. Oransal nem kontrol paneli 1 Ad. Maximum değer seçici 1 Ad. Oransal damper motoru 3 Ad. Oransal vana motoru 2 Ad.

Üç yollu vana gövdesi 2 Ad.

Cumhur ALTINOĞLU

1965 yılında İstanbul'da doğdu. 1987 yılında Yıldız Üniversitesi Elektrik Mühendisliği Bölümünden mezun oldu. 1986 yılında EMO LTD. ŞTl.'de çalışmaya başladı. Isıtma, Soğutma ve İklimlendirme sistemlerinde otomatik kontrol uygulamaları konusunda halen Sistem Uzmanı olarak çalışmaları sürdürmektedir.