A- Giriş. Hafta sonu evleri kış mevsiminde en iyi şartlarda haftada iki gün kullanılmaktadır. Ev iki gün boyunca ısıtıldıktan sonra beş gün boyunca soğumaya bırakılmaktadır. Eve tekrar gelindiğinde, ısıtma sistemi uzun süre bina yapısının kaybettiği ısıyı tamamlamak için çalışmaktadır. Yani öncelikle, beş gün boyunca soğuyan duvarlar ve eşyalar tekrar ısınmakta, ancak bundan sonra sistem normal çalışma rejimine geçerek konforu sağlayabilmektedir. Geçiş süresi boyunca ortam havası ısıtılsa bile, soğuk yüzeylere ışınımla olan ısı kaybı nedeniyle konfor hissi oluşmamaktadır. Bu dönemde sistem sürekli çalışarak büyük enerji tüketmektedir. Dolayısıyla yapıların kütle etkisi, hafta sonu evlerinde olumsuz yönde olmakta ve hem konforu bozarken, hem de yakıt tüketimini artırmaktadır. Yapılan basit hesap göstermektedir ki, yapıyı haftada iki gün kullanmakla, sürekli bütün bir hafta kullanmak arasında yakıt tüketimi açısından çok büyük fark olmamaktadır. İki gün ısıtmanın yakıt maliyeti, sürekli rejimde dört veya beş gün ısıtma maliyetine eşdeğer olmaktadır. Söz konusu etkilerin incelenebilmesi için İstanbul'da bir hafta sonu evi örneği alınarak, basitleştirici kabullerle simüle edilmiş ve yakıt tüketimi ve çalışma süreleri hesaplanmıştır. B- Örnek Ev Tanımı ve Hesap Kabulleri Gözönüne alınan villa tipi hafta sonu evi aşağıdaki özelliklere sahiptir: İstanbul şartlarındaki villa kışın da kullanılmaktadır ve sıcak sulu radyatörlü bir ısıtma sistemine sahiptir. ısıtma kazanının gücü 37.000 kcal/h değerindedir. Eve gelindiğinde her tarafta sıcaklığın 1 O °C olduğu ve 22 °C sıcaklığa çıkıncaya kadar sistemin çalıştığı kabul edilmişti r. Dış duvarların ortalama sıcaklığı 18 0C'ye kadar çıkarılmaktadır. Yakıt olarak mazot veya dökme LPG kullanılabilir. - Her biri 150 m' olan üç kattan oluşmaktadır. 150 m' x 3 kat= 450 m' - Döşemeler (şap dahil) 40 cm kalınlıktadır ve betonarme yapıdadır. - Döşeme ortalama yoğunluğu 2400 kg/m3; özgül ısısı 0.88 kJ/kg°C - Dış duvarlar delikli tuğladan yapılma ve kalınlığı sıva dahil 26 cm - Dış duvarların çevresi 55 m ve kat yüksekliği 2.8 m (döşeme kalınlığı dahil) - Dış duvar ortalama yoğunluğu 700 kg/ m3; özgül ısısı 0.84 kJ/kg°C - Kirişler, kolonlar ve beton perdelerin ısıl kütlesi döşemelerin %25'i kadar kabul edilmiştir. - İç duvarların ısıl kütlesi, dış duvarların yarısı kadar alınmıştır. - Mobilya ve eşyaların toplam 20 ton olduğu, özgül ısılarının 1.1 kJ/kg°C olduğu kabul edilmiştir. - Sistemdeki boruların 314 • çapında ve 250 m uzunluktaki boruya eşdeğer olduğu kabul edilmiştir. - Sistemde 30000 kcal/h kapasiteli çelik panel radyatör kullanıldığı kabul edilmiştir. - Sistemde boylerde 200 L su kabul edilmiş ve diğer su içeren elemanlardaki toplam su miktarı hesaplanmıştır. Sirkülasyon boruları 150 m 314 • boruya eşdeğer kabul edilmiştir. C- Hesaplar 1- Tüm yapının rejime girmesi için gerekli ısının hesaplanması (veya sürekli kullanım halinde evde depolanmış ısı miktarı) Gözönüne alınan hafta sonu evinin 10°C'den 22°C'ye (dış duvarlar 18°C'ye) çıkartılması için gerekli enerji miktarı ve bu enerjinin sağlanması için gerekli yakıt maliyeti basit bir bilgisayar programıyla hesaplanmıştır. Döşeme, tavan, iç duvarlar, eşyalar ve mobilyalarda depolanan ısı genel olarak, Q = V.p.C.(T0 -T,) biçiminde ifade edilebilir. Burada, V = hacim (m') r = yoğunluk (kg/m') C = özgül ısı (k)/kg0 ) T0 = başlangıç sıcaklığı (°C) T, = son sıcaklık (°C) Dış duvarlarda depolanan ısı da benzer biçimde bulunabilir. Yalnız burada son sıcaklık, ulaşılması istenen iç sıcaklıkla dış sıcaklığın ortalaması olarak alınmalıdır. ısıtma sisteminde ise, sistemde dolaşan suyun sıcaklığı yüksektir. Klasik sistemlerde bu ortalama su sıcakl ığı 80°C olurken, yapılan hesaplarda 60°( olarak alınmıştır. TESİSAT DERGİSİ SAYI 64 NİSAN 2001 127 ısıtma tesisatındaki boru, radyatör, kazan gibi elemanların kütleleri ve su içerikleri katalog değerlerinden belirlenmiştir. Buna göre evin çeşitli bölümlerine verilen ve buralarda depolanan ısı miktarları aşağıdadır: Döşemelere 5.575.680 kj (=1.334. 000 kcal) Dış duvarlara 565.044 kj (= 135.000 kcal) Kiriş ve kolonlara 1.393.920 kj (= 333.000 kcal) İç duvarlara 282.522 kf (= 67.000 kcal) İç havaya 20.480 kf (= 5.000 kcal) Eşyalara 264.000 kj (= 63.000 kca/) Çelik tesisata 5.288 kf (= 1.300 kcal) Sistemdeki suya 94.050 k} (= 22.500 kcal) Evde depolanan toplam ısı miktarı 1.962.000 kcal Burada en büyük ısı döşemelerde depolanmaktadır. Depolanan toplam ısı= 1.962.000 kcal bu l unmuştur. Bu miktarda enerjinin mevcut 37.000 kcal/h kapasiteli kazan tarafından karşılanması için; binanın dışarı olan ısı kayıpları hariç kazanın 52 saat tam yükte çalışması gerekmektedir. 2- Hafta sonu evlerinin soğuma ve ısınmasının hesabı Aşağıda hafta sonu evlerinin ısıma ve soğumasında ısıl kütlenin etkisinin hesabında bina, çevre ve ısıtma sistemi arasındaki dengeyi veren diferansiyel denklemlerin çözümü gerekmektedir. Burada denklemin analitik çözümü ile ulaşılan sonuçlar veri lmiştir. Buna göre kütle 22 °C sıcaklıkta iken ve dış sıcaklık 2 °C iken, örnek yapının soğuması sırasında 10.3 °C değerine ulaşılması için 12C saat yani 5 gün gerekli olduğu görülmektedir. Burada bina hesap ısı kaybı 30.000 kcal/h alınmıştır. Buna karşılık ısınma hesaplarında binanın kendi ısı kaybı da dikkate alındığında, 1 O 0 C'deki binanın 2 °C dış sıcaklık şartlarında 37.000 kcal/h kapasiteli bir kazanla ısıtılması hal inde, 48 saatte kütlenin sıcakl ı ğı ancak 16,8 °C değerine çıkabilmektedir. Bu sırada iç sıcakl ık daha yüksek olabilir, çünkü radyatörler ısıyı önce iç havaya vermekte, ısı buradan duvarlara ve eşyalara geçmektedir. Kütlenin 21,5 °C sıcaklık değerine ulaşabilmesi için bu sabit şartlarda 96 saat ( 4 gün) çal ışması gerekmektedir. >>>
RkJQdWJsaXNoZXIy MTcyMTY=