HVAC terimi, ısıtma, havalandırma ve iklimlendirme kelimelerinin İngilizce karşılıklarının (Heating,Ventilating, Air Conditioning ) baş harflerinden oluşan sektörel bir kısaltmadır.HVAC Teknolojisi termodinamik, akışkanlar mekaniği ve ısı transferi gibi mekanik mühendisliğine ait prensipleri temel alarak ısı kontrolü, nem kontrolü, kapalı alan hava kalitesi ve iklimlendirme konularında ihtiyaçlara çözümler üretmek üzere geliştirilmiştir.
HVAC Teknolojisinin Tarihi
HVAC teknolojisinin kısaca tarihine değinecek olursak aslında fan olarak kabul edilen cihazlar bu sistemin atası olarak kabul görmektedir.
15.Yüzyılda İtalyan ressam Leonardo Da Vinci, patronu Milano dükü Ludovico Sforzanın eşi Beatrice D’Este nin odasını serinletmek için soğuk su buharının insan gücüyle çalışan bir pervane vasıtasıyla ortama yayılmasını sağlayan bir sistem icat etti.1882 Yılında Amerikalı elektrik mühendisi Schuyler Skaats Wheeler tarihte ilk kez doğru akım elektrik motoru ile çalışan iki kanatlı bir pervanesi bulunan masaüstü bir fan üretti.
Herhangi bir koruma kafesi olmayan bu fan Crocker & Curtis Electric Motor Co tarafından markalaştırıldı ve satılmaya başlandı. 1890 Yılında bu ürünün patentini alan Schuyler Skaats Wheeler yaptığı bu buluş ile 1904 yılında Franklin Institute tarafından insanlığın rahat yaşam, refah ve mutluluklarına dair icatlar yapan mucitlere verilen John Scott madalyası ile ödüllendirilmiştir.
Aynı yıl Chicago yangınında tüm mal varlığını kaybetmiş olan ve yeniden bir hayat kurmak için New Yorka gelen ve Singer Sewing Company’de (Singer Dikiş Makineleri) çalışmaya başlayan Alman göçmeni Philip H. Diehl bir dikiş makinesi motoruna bir pervane bağlamış ve bu fanı tavana monte ederek tarihte ilk kez tavan vantilatörünü icat etmiştir. 1887 Yılında patentini aldığı tavan vantilatörünü sürekli geliştiren Philip H. Diehl 1904 yılında tavan vantilatörüne aydınlatma ilave ederek icadını geliştirmeye devam etmiştir.
1890’lı yıllarda Nicola Teslanın asenkron indüksiyon motorunu icat edip patentini alması sonrasında üreticiler tüm fanlarda asenkron indüksiyon motoru kullanmaya başlamışlardır. 20.yüzyılın başlarından itibaren sadece motor ve pervaneden oluşan fanlara, pervanenin boşta ve yüksek hızda çalışmasından dolayı oluşabilecek kazaları önlemek için koruma kafesi takılmaya başlamıştır.
Modern klima teknolojisinin temelleri 20.Yüzyılın başlarında atılmıştır. Michael Faraday, Willis Carrier, Reuben Trane, William Rankine, Sadi Carnot gibi bilim adamları ve mühendisler tarafından icat edilmiş ve geliştirilmiştir. Tarihte ilk modern iklimlendirme uygulaması 1902 yılında New Yorkta çok yetenekli bir mühendis olan Willis Haviland Carrier tarafından bir matbaa tesisine uygulanmıştır. Willis Haviland Carrierın uyguladığı sistem taze havayı içi soğuk su dolu bir hazneden geçirerek soğutulmuş halde iç mekana vermiş ve aynı zamanda havadaki nemin çoğunluğunun suda kalmasını sağlayıp iç mekanın nem oranını dengelemiştir. Günümüzdeki iklimlendirme uygulamaları hala aynı temel üzerinden ilerlemektedir.
HVAC Sistemi Nasıl Çalışır ?
Aşağıda ki şekilde HVAC sisteminin ısı bazlı işleyişi yer almaktadır. Gerekli elemanlarla yapılan ölçümler sonucunda sistem tarafından yapıya olması gereken nem, sıcaklık gibi değerlerde hava girişi veya hava çıkışı sağlamaktadır. Şeklin sol kısmında yapıdaki hava kontrolü ve havalandırma işlemi yapılırken sağ tarafında ise su ısıtma ve soğutma işlemi yapılmaktadır. En sağdaki soğutma kulesinde suyun soğutma işlemi gerçekleştirilmektedir. Soğuyan su ile yapıdan gelen havanın soğutulması gerekiyorsa soğutulmaktadır. Eğer yapı içerisinde ısı artışı isteniyorsa ortada bulunan buhar kazanından çıkan sıcak hava mavi işaretle gösterilen pompa ve kırmızı ile gösterilen fan sayesinde yapı içerisine taşınır ve bu şekilde yapılardaki ısı kontrolü sağlanmış olur.
HVAC sistemlerinde sistemin kullanıldığı alan ve şartlar değişse bile sistem üzerindeki ana kontrol sistemleri belli başlı bazı başlıklar altında toplanabilir. Ana sistemin kontrolü sistem içerisinde bulunan belirli alt kontrollerin sağlanmasıyla oluşmaktadır. Alt kontrollerle denetim yapılarak parçalara bölünmüş bütün bir sistemin verilerini alt kontrollerden toplayıp ardından bütün alt sistemler arasındaki bağlantılar sağlanıyor ve sistemin kontrolü bu şekilde tamamlanıyor. HVAC sistemlerinin koordineli bir şekilde çalışması sistemin bütününde ve alt sistemlerinde bulunan kontrol elemanları sayesinde sağlanmaktadır. Sistemde bulunan ana kontrol elemanları aşağıdaki gibi sıralanabilir;
- Valfler
- Otomatik damperler
- Sensörler
- Transformatörler: Şebekeden alınan voltaj değerini dönüştürmek için kullanılırlar.
- Elektrik röleleri: Sistemdeki kompresör, fan, pompa ve diğer cihazların kontrolünü sağlayan ve yüksek enerjili cihazların anahtarlanmasını sağlayan elemandır.
- Potansiyometre: Ortamın sıcaklık, basınç gibi kontrol edilebilir değerlerinin ayarlanmasını sağlayan elemanlardır.
- Pnömatik elektrik röleleri: Havayı basınçlandırmak ve basınçlandırma devresini kesmek anahtarlamak için kullanılan elemanlardır.
- Elektro pnömatik röleler: Elektriksel şekilde kumanda edilen bu röleler ile hava valflerindeki pnömatik elemanların anahtarlanması sağlanır.
- Şalterler: Valf ve damperlerin ardışık bir şekilde çalışmasını sağlayan elemanlardır.
- Hava kompresörleri ve aksesuarları: Havayı temizlemek ve kurutmak için gerekli basınç kaynağını sağlayan elemanlardır.
- Pnömatik röleler: Basınç kontrolünün kumanda edilmesi ile sayısal işaretlerin elde edilmesinde kullanılırlar. Çok yüksek veya alçak iki basıncın ayrılmasında, iki veya daha çok basıncın ortalamasında, farklı iki basıncın yanıtlanıp basınç eklenip ya da çıkarılmasında ve bunun gibi fonksiyonlarda kullanılan elemanlardır.
- Ayarlama röleleri: Bu röleler valf ve damperlerin çalışma hassasiyetlerini ayarlamada kullanılan elemanlardır.
- Şalter röleleri: Havalandırma rölelerinin açma ve kapama işlemlerinin gerçekleştirilmesini pnömatik olarak sağlayan elemanlardır.
HVAC Neden Gereklidir ?
HVAC sistemlerinde en uygun kontrol; sistemin sıcaklık ve basınç değerlerini otomatik kumanda ile ihtiyaca göre ayarlamak, kullanılmayan ortamları ısıtma ve soğutma düzenine sokarak konfor şartlarını sağlamak aynı zamanda sınırlı enerji kullanımını ayarlamaktır. HVAC sistemlerinde kullanılan kontrol yöntemleri psikrometrik tabanlı kontroller olup bu kontrollerin tasarımında sistemin tamamen kontrolü düşünülmeli bölgesel kontrollerden kaçınılmalıdır. Aksi takdirde sistemden gerekli verim alınamayacaktır.
HVAC, otomasyon kontrol stratejileriyle sıcaklık, hava ve akış miktarı arasında en iyi tercihi oluşturur. Kullanılan algoritmalar istenilen şartları ve bu şartların oluşması için gereken süreleri belirler.
- Enerji verimliliği ve kontrolü için olmazsa olmazdır.
- İşletme maliyetlerini minimize eder.
- En iyi konfor şartları ancak HVAC sistemleri tarafından oluşturulabilir.
- İlaç, gıda vb. sektörlerde istenilen temiz, antibakteriyel hava ve nem koşulları için HVAC sistemleri tarafından sağlanabilir.
- Personel giderlerini azaltır, tek merkezden yönetim imkanı sunar.
Kaynakça : https://www.hvacturk.com/sayfa/hvac-nedir
elektrikport.com
