HAVAK A.Ş. HAVA PERDELERİNDE ENERJİ TASARRUFU İLE İLGİLİ AR-GE PROJESİ GERÇEKLEŞTİRDİ
Eko dizayn yönetmelikleri, üreticilerin minimum enerji verimliliği standartlarını oluşturarak ürünlerdeki enerji tüketimini azaltmasını gerektirir. Üreticiler bu standartları Avrupa düzeyinde ayarlayarak ürünlerini pazara sürerken, birden fazla ulusal düzenleme ile uğraşmak zorunda kalmazlar. Her ürün grubu “Lot” olarak adlandırılır. Her ürün için, teknolojik gelişmeleri, market verilerini ve Avrupa Komisyonlarına önerileri içeren, kapsamlı bir ürün çalışması mevcuttur. “Lot 6” konu başlığı da klima ve havalandırma sistemlerini kapsar. Havalandırma-klima cihazları da fazla enerji tüketen cihazlar olduğundan, bu cihazların enerji verimliliğine dikkat etmek gerekir. Havalandırma-klima tesisatının tamamlayıcı bir parçası olan ve binaların giriş kapıları üzerine monte edilen hava perdeleri, kaçan enerjiyi önleyerek binaların ısıl konforlarını muhafaza etmek ve aynı zamanda enerji tasarrufu sağlamak maksadıyla kullanılmaktadır.
Hava perdesi, İç ortamdaki şartlanmış havayı koruyarak enerji tasarrufu sağlarken, kendisinin de enerji tasarruflu olması gerektiği çok açık bir gerçektir. Bu yüzden kullanacağımız hava perdesinin ve kontrol cihazının özellikleri önemlidir. Sektörün değişen ve gelişen dinamikleri, yeşil binalara ilgiyi artırmaktadır. Özellikle yeşil binalarda kullanılan bütün ürünlerde olduğu gibi, hava perdesinin de enerji tüketiminin en düşük seviyede olmasına özen göstermek gerekmektedir.
Buradan yola çıkarak “Düşük enerji tüketimli yeni nesil Hava Perdesi” projemizi şekillendirdik. Ar-Ge projemizde hava perdesinin mekanik yapısı, mimari görünüşü ve elektronik kontrolünde yaptığımız yeniliklerle daha verimli, daha sessiz, daha az enerji tüketen ve daha dekoratif bir model geliştirdik. Hava Perdesi en basit anlatımla, bina girişlerindeki açık alan boyunca bir hava bloğu oluşturur. Bina kapılarındaki hava geçişi, dış ortamda herhangi bir rüzgâr olmadığı zamanlarda sadece içerideki ve dışarıdaki havanın sıcaklık farkından meydana gelmektedir. Fakat çoğunlukla bir rüzgâr akımı da olacağından, hava perdesinin uygulayacağı kuvvet, kapı girişindeki rüzgârın kuvvetinden daha yüksek olmalıdır ki içeriye hava girişi minimum boyutlara indirilebilsin.
Bunu sağlayabilmek için, gerekli debi ve hızı elde ederken, hava perdesinde oluşan sesin de kabul edilebilir bir seviyede tutulması gerekir. Bu doğrultuda yapılması gereken en etkili uygulama, hava perdesi içerisindeki hava akışının türbülanslardan arındırılmasıdır. Bu aşamada en büyük yardımcımız olan Ansys Fluent ortamında sıralı akış analizleri yaptık.
Şekil-1’de hava perdesini Ansys Fluent’e göre dizayn etmeden önceki türbülanslı noktalar görülmektedir. Şekil-2 de ise yapılan onlarca denemeden sonra Ansys’den alınan sonuçlara göre türbülanslı bölgeler yeniden dizayn edilerek ortaya çıkan cihazın, hava akış analizi görülmektedir.
Ansys Fluent ile yaptığımız analizler ışığında ortaya çıkan iç dizayna uygun olarak, mimari açıdan da göze hoş gelen, estetik ve farklı renk ve malzeme seçeneği ile her ortama uyum sağlayabilen bir hava perdesi tasarımı gerçekleştirdik.
Hava perdesinde en fazla enerji tüketimi, kışın ısıtma devreye girdiğinde olmaktadır. Yapılan kabullere göre hava perdesinin maksimum ısıtıcı seviyesinde ortam havasını yaklaşık 15 ile 20°C arasında arttırması gerekmektedir. Hava perdesinde enerji tüketimi, fanın elektrik motorunda ve ısıtıcıda olmaktadır. Isıtıcının tükettiği enerji miktarı, fan motoruna kıyasla çok fazla olduğundan, ısıtıcılarda enerji tasarrufu çok önemlidir. Bu noktada en etkili yöntem, farklı seçenekler ile ısıtıcıya otomatik kontrol edilebilme özelliğidir.
Normal kullanımda, sabah saatlerinde dış sıcaklık daha düşük olduğundan, hava perdeleri son ısıtıcı kapasitesinde çalıştırılmaktadır.Ancak daha sonraki saatlerde dış sıcaklık arttığında, hava perdesinin ısıtma kapasitesini düşürmek kimsenin aklına gelmemekte ve cihaz gereksiz yere bütün gün yüksek kapasitede çalışmaktadır. Hava Perdesinde en önemli işlevsellik, ayırmaya çalıştığı iki ortam ile ilgili bilgi alışverişinin sağlanmasıdır. Bunu elde etmek amacıyla tasarladığımız PCB kart üzerine, yazdığımız senaryoyu desteklemek için çeşitli elemanlar (NTC sıcaklık probu, kapı svici gibi) yerleştirdik. Böylece iç ve dış ortamdan aldığı bilgilere göre, “Ekonomi ve Konfor modu” adı altında, ısıtıcı ve fan hızı kademelerini kendisi değiştirebilen ve bu özelliklerin dışında Modbus iletişim protokolü üzerinden de kontrol edilebilen hava perdesini Türkiye’de ilk defa hayata geçirdik. Bu özellikler hem elektrikli ısıtıcılı modellerde hem de sıcak su ısıtıcılı modellerde kullanılabilmektedir.
Aynı şekilde bu hava perdesi kapı ile de uyumlu çalışabilmektedir. Pek çok işletmede, havaalanlarında apron kapıları, cami girişleri gibi yerlerde, belirli zamanlarda yoğun giriş çıkış olmakta, belirli zamanlarda ise giriş çıkış olmamaktadır. Bu durumlar için yazdığımız senaryoya göre kapı kapandıktan sonra 3 dakika içinde kapıdan geçiş yapılmazsa, fan ve ısıtıcı devre dışı kalmakta, 2 dakika soğutma süresinden sonra hala geçiş yoksa cihaz kendini kapatmaktadır. Ancak 2 dakikalık soğutma süresi içerisinde kapıdan geçiş olur ise cihaz tekrar yüksek hıza ve gerekli ısıtma gücüne çıkmaktadır. Böylece hava perdesinin kullanımı, dış hava şartlarına ve kapı kullanımının şekline göre otomatik olarak sağlanmakta, gerekmediği zamanlarda boşa enerji harcanmamaktadır.