Combovento HR

Ankara’ da bir restoranda davlumbaz egzoz havası üzerinden ısı geri kazanım sistemi ve talebe göre değişken debili havalandırma sistemi kuruldu. Run around coil tipi havadan suya ısı geri kazanım sistemi seçildi. Isı geri kazanım serpantininden elde edilen ılık su üç ayrı serpantine dağıtıldı. İlk serpantin mutfak davlumbazları için taze hava klima santralleri ısıtma serpantini, ikinci serpantin yemek salonu taze hava klima santrali ön ısıtma serpantini ve üçüncü serpantin ofis ve personel odaları split kliması için ön ısıtma serpantinidir.

2014-2015 kış ayları boyunca sıcaklıklar takip edilmiştir ve kayıt edilmiştir. Mutfak taze hava klima santaralinde ikinci bir ısıtma serpantini olmamasına rağmen herhangi bir rahatsızlık yaşanmamıştır.

Uygulama

Ankara için kış için dış hava sıcaklığı -12°C dir. Yaz ayları için dış hava sıcaklığı 34°C KT, and 18°C YT dir. Bu sıcaklıklarda Ankara’da evaporatif soğutma iyi sonuçlar vermektedir.

Ankara’da bir restoran mutfağında ısı geri kazanım, talebe bağlı hız kontrolü ve transfer havası kullanılarak bir havalandırma sistemi kuruldu. Taze hava klima santrali üzerine evaporatif soğutma modulü de eklenmiştir.

İki ana davlumbaz ( Bir tanesi mangal ocağı üzerinde, diğeri açık ocaklar üzerinde ) ve diğer irili ufaklı davlumbazlar tek bir egzoz siteminde toplandı.

Egzoz kanalları egzoz havası sıcaklığını korumak için ve kanal iç cidarı üzerinde yağ ve kurum birikmesini önlemek amaçlı olarak 25 mm. kalınlığında taş yünü ile izole edildi.

Tam yükte toplam davlumbaz egzoz debisi 15.000 m3/h olarak hesaplanmıştır. Combvento 2×75 / 175 HR model cihaz kullanılmıştır. Elektrostatik filtrenin verimini koruyabilmek amaçlı olarak bir otomatik yıkama sistemi oluşturulmuştur. Isı geri kazanım serpantininden elde edilen sıcak su bir in-line pompa ile taze hava cihazlarına dağıtılmıştır. Restoranın taze hava beslemesi için üç faklı cihaz ve kanal hattı oluşturulmuştur. Egzoz fanı ve mutfak taze hava klima santrali fanı frekans konvertörleriyle sürülmüştür.

Restorana taze hava veren üç cihazdan bir tanesi mutfak taze hava beslemesi yapan klima santralidir. 10.000 m3/h debili %100 dış havalı bu klima santrali bir ısıtma serpantini ve bir evaporatif soğutma hücresi ihtiva etmektedir. Mutfak taze hava klima santrali egzoz tarafındaki ısı geri kazanım serpantininden elde edilen sıcak su ile kış aylarında taze havayı ısıtmıştır. Mutfak taze hava klima santralinde ikinci bir ısıtma serpantini yoktur. Mutfak taze hava santralinin fanı frekans konvertörü ile sürülmüştür. Mutfak taze havası davlumbaz alt seviyesinden 30 cm. yukarıdan 0,45 m/s hızla verilmiştir.

İkinci taze hava klima santrali yemek salonuna hizmet etmektedir. 10.000 m3/h debili bu klima santrali %50 oranında, 5.000 m3/h taze hava almaktadır. Yemek salonundan egzoz yapılmamakta, fazla verilen 5.000 m3/h taze hava mutfak-salon kapısından transfer havası olarak mutfağa alınmakta ve yemek salonu pozitif basınçta tutulmaktadır. Salon taze hava klima santralinde ısı geri kazanım serpantininden gelen sıcak su ile ön ısıtama yapan bir ön ısıtıcı serpantin ve kazandan beslenen bir son ısıtıcı serpantin vardır.

Üçüncü taze hava cihazı ofis ve personel odalarına hizmet eden kanallı tip bir split klima cihazıdır. Split klima cihazının hava debisi 3.000 m3/h’ tir. 2.000 m3/h taze hava dışarıdan alınmakta ve 1.000 m3/h dönüş havası kullanılmaktadır. Egzoz hattında bulunan ısı geri kazanım serpantininden elde edilen sıcak suyun bir kısmı bu split klima önüne yerleştirilen bir ön ısıtıcı serpantini ile kış aylarında taze havanın ısıtılması için kullanılmıştır. Bu serpantin çıkışındaki hava sıcaklığı ölçülmemiş, takip edilmemiştir. Fakat split klimanın tüm kış boyunca en soğuk günlerde bile %70 oranında taze hava ile çalışabilmiş olması bu ön ısıtıcı serpantinden çıkış havasının istenileni sağladığını göstermektedir.

Davlumbaz egzoz fanı ve mutfak taze hava klima santrali fanı farklı frekans konvertörleriyle ortak kontrol voltajıyla kontrol edilmiştir. Davlumbazlardaki egzoz ihtiyaçlarına göre egzoz debisini ayarlayan çalışanlar otomatik olarak taze hava miktarını da ayarlamaktadırlar. Ortak kullanılan kontrol voltajı bir DDC de işlendikten sonra taze hava klima santrali frekans konvertörünü sürmektedir.

Sonuçlar

Dış hava sıcaklığı, egzoz havası ısı geri kazanım serpantininden önce ve sonraki sıcaklıkları, ısı geri kazanım devresinde dönen suyun ısı geri kazananım serpantini giriş ve çıkış sıcaklıkları, taze hava klima santralleri hava çıkış sıcaklıkları ve frekans konvertörleri kontrol voltajları ölçülmüş ve kayıt edilmiştir. Ölçülen değerler aşağıdaki tabloda verilmiştir. Karşılaştırma kolaylığı olması açısından değerler dış hava sıcaklığına göre sıralanmıştır.

Tablo-1 de mutfak taze hava klima santrali ve davlumbaz egzoz fanı frekans konvertörleri voltajlarının sabit katsayılarla çarpılarak oranlanarak sürüldüğü zamanlardaki değerler listelenmiştir. Birçok farklı çarpan basınç dengelerini sağlamak amaçlı denenmiştir.

Tablo-2 de mutfak taze hava klima santrali ve davlumbaz egzoz fanın farklı devirlerde farklı katsayılarla çarpılarak orantılanarak sürüldüğü sabit katsayıların kullanılmadığı zamanlardaki değerler listelenmiştir.

Tablo 1

Tablo 2

Değerlendirmeler

Tablo-1 deki değerler incelendiğinde dalgalanmalar görülür. Debi ve sıcaklık farklılıklarına baktığımızda ısı geri kazanımdan elde edilenden daha fazla bir ısıtma yapıldığı görünüyor. Bunun 2 sebebi olabilir: 1-Isı geri kazanım serpantininde bir miktar da gizli ısı kazanımı olmalı, 2– Taze hava debileri proje değerlerinden daha düşük. Gerçekten de kısmi yüklere göre taze hava klima santrali fan devri ayarlandığında tam yükte, tam yüke göre ayarlandığında ise kısmi yüklerde basınç dengesizlikleri olmuştur. Farklı devirlerde taze hava fanı ve egzoz fanı tepkileri paralel gitmediği için balans yapılamamıştır.

Tablo-2 de taze hava fanı kontrol voltajının farklı devirlerde farklı oranlarda sürülmesiyle elde edilen değerler verilmiştir. Taze hava fanı farklı devirlerde egzoz fanına göre değişik oranlarda sürülmüş, ara değerlerde ortalama çarpanlar kullanılmıştır. Tam yükte taze hava frekans konvertörü egzoz fan voltajının 0,83 le çarpımı kadarken kısmi yüklerde çarpım değeri 1 e yaklaşmıştır ve hatta tablodan görüleceği üzere 1 in üzerine de çıkmıştır. Frekans konvertörü kontrol voltajının bu şekilde ayarlanmasından sonra odalar ve dış hava ile restoran hava akışları dengelenmiştir ve ısı geri kazanım değerleriyle taze hava ısıtma değerleri birbirleriyle örtüşmeye başlamıştır. Sıcaklık ölçümü yapılmayan split klima ön ısıtıcısı da hesaba katıldığında halen bir miktar gizli ısı kazancı olduğu sonucu çıkmıştır. Bu sonuç serpantin seçim çıktılarıyla da örtüşmüştür. Serpantin seçim çıktılarında da ısı geri kazanım serpantininde bir miktar yoğuşma olduğu ve gizli ısı kazanımı olacağı görünmektedir.

Dalgalanmalara rağmen Tablo-1 den ilginç bir sonuç çıkmaktadır. Ölçümler öncesi yapılabilecek varsayımlardan birisi kısmı yük debilerinde taze hava serpantin çıkış sıcaklıklarının yükseleceğidir. Hava debisi düşeceği için gerekli ısıtma kapasitesi düşecek ve serpantin çıkış sıcaklığı yükselecekti. Fakat kısmi debilerde aynı egzoz havası sıcaklıklarında taze hava üfleme sıcaklıkları da aynı olmuştur. Aslında bu sonuç da serpantin seçim çıktılarıyla örtüşmektedir. Serpantin üzerinden geçen hava debisi düştükçe serpantin kapasiteleri de düşmektedir. Hava sıcaklıkları aynı olmasına rağmen kazanılan ısı miktarı düşmektedir.

En düşük mutfak taze hava üfleme sıcaklığı 11°C olmuştur. Egzoz havası sıcaklığının 40°C olacağı varsayılmıştı. Egzoz havası sıcaklığı hiçbir zaman 40°C ye kadar yükselmedi ve tasarım hedefi olan 16°C en düşük taze hava üfleme sıcaklığına ulaşılamamıştır. Gerçekleşen 11°C ve tasarım hedefi olan 16°C konfor üfleme sıcaklık değerlerinin altındadır. Fakat üfleme havası çok düşük hızlarda ve davlumbazlar önünden verildiği için soğuk havanın bir kısmı insan çalışma yüksekliğine inmeden davlumbazlar tarafından çekilmiştir. Tam yükte çok düşük hızlarla davlumbaz önüne verilen taze havanın hızı kısmi yüklerde çok çok düşük değerlere inmiştir. Çalışanlar seviyesinde sirküle eden hava yemek salonundan gelen transfer havasıyla da karıştığı için çalışanlar için konfor şartları sağlanmıştır.

Daha önce de belirttiğimiz gibi split klimanın Ankara kış aylarında %70 taze hava ile çalışabilmesi temel hedefti ve bu hedefe ulaşılmış olması tatminkârdır.

Kanal iç cidarlarında yağ ve kurum birikmesi oranı çok düşük kalmıştır. Kısmi yüklerdeki düşük kanal içi hızlar birikimi arttırmamıştır. Muhtemelen kanala ısı izolesi yapılması olumlu bir etki yapmıştır.

AHSRAE Standardı 92.1 de istenilen 3 sistemin ( Isı geri kazanım, talebe bağlı kontrol ve transfer havası kullanılması ) bir arada kullanılmasıyla mutfak taze havasının ısıtılması için ilave bir ısıtma yapılmamıştır. İşletme maliyetleri açısından çok faydalı olan sistem yatırım maliyetlerinde de düşüş sağlamıştır. Restoranda boyler sıcak su hazırlanması ve salon klima santrali son ısıtıcısı için toplam 100 kW kapasiteli yoğuşmalı duvar tipi kazan kullanılmıştır.

Tabolarda verilmemiş olmasına rağmen ek bilgi olarak vermekte fayda var. Yaz aylarında evaporatif soğutma sayesinde mutfak taze hava üfleme sıcaklığı dış hava sıcaklığından 10°C düşük olmuştur. Yüksek hava çevrimi sayısından dolayı mutfak içerisinde aşırı nem oluşmamıştır. Evaporatif soğutma mekanik soğutmanın yerini konfor olarak tutamamıştır. Buna rağmen yatırım ve işletme maliyetleri açısından karşılaştırıldığında bu çalışmadaki mutfak için çok faydalı olmuştur.

Elektrostatik Filtreleme Çalışma Prensibi

Alize Mühendisliğin, Türkiye pazarına sunduğu Promate ARC serisi Kanal Tipi Sabit Elektrostatik filtreler, elektrostatik hızlandırma prensibini kullanarak havadaki koku, is, duman, yağ, toz gibi partikülleri elimine ederek, işletmelerin dışarıya saldıkları kirli, kötü kokulu ve yağlı havayı arındırır.

Elektrostatik hızlandırma yönteminde, hava, bir fan ile çekilerek yıkanabilir metal ön-filtreye sokulur ve böylelikle büyük partiküllerden arındırılır (opsiyonel).

Boyutu 0.3 mikron (1 mikron = 1/1.000 mm) olan parçacıklar çok güçlü bir elektrik güç bölgesinden geçiririlir (iyonize edildiği bölüm). Burada parçacıklar pozitif elektrik yükü ile yüklenir. Bu pozitif yüklü parçacıklar eşit aralıklı paralel dizilmiş toplayıcı bir yüzeyden geçerler. Bu yüzeyler sırasıyla negatif ve pozitif yüklüdürler. Pozitif yüklü olanlar bu parçacıkları iterlerken, negatif yüklü yüzeyler bu parçacıkları çeker ve toplarlar.

Filtreye yapışan parçacıklar, uygun zamanda temizlenir yeniden yerine takılır. Cihaz üzerinde bulunan yağ musluklarına drenaj bağlanır, biriken yağ da bu musluklardan atılır (opsiyonel).

Diğer konvansiyonel çözümlerde, kirli ve yağlı hava sadece bir baca sayesinde dışarı salınmakta, toz torba filtre kullanılan yerlerde, filtre malzemesi maliyeti artmakta, sulu sistemde ise kokunun yeterince önüne geçilememektedir.

Kullanım Alanları

• Restaurantlar
• Kafeler
• Oteller
• Büfeler
• Yemek Fabrikaları
• Endüstriyel Mutfaklar
• Açık Hava Barbeküler

Yangın Önleme Özelliği

Promate ARC cihazları, içlerinde bulunan HT transformer (Yüksek gerilim transformatörü) özelliği ile, kısa devre ve arklarda kendi kendini durdurmakta bu sayede yüzeyler üzerinde toplanan yağın tutuşması önlenmektedir. Bu da kanal ve cihaz içinde biriken yağ ve kurumun olası tutuşmasını engellemekte, işletmenize ekstra bir yangından korunma özelliği kazanmaktadır.

ARC Cihazlarının İşletmenize Katkıları

Cihazımız küçük veya büyük mekanlarda mucizevi bir çözüm yaratmakta, çevre temizliği ve korunması bakımından da rakipsiz bir konumda bulunmaktadır. Sadece yer sorunu olan mekanlarda veya mutfaklarda değil, çevre korunması bilincinin de gelişmesiyle artan kaliteli temiz hava ihtiyacının sağlanması bakımından da eşi bulunmamaktadır.

Sokak arası kafe restaurantlardan, büyük endüstriyel mutfaklara kadar her yerde cihazımız etkin bir biçimde çalışabilmekte, sağladığı mekansal çözümler ve çevre dostu olmasıyla her geçen gün daha çok tercih edilir hale gelmektedir.

Alize Mühendislik tarafından geliştirilen Promate ARC serisi hava temizleme cihazları, baca kurulumunun mümkün olmadığı, bu nedenle herhangi bir mutfak kurulumunun yapılamadığı yerlerde, yemek kokularını, dumanı, zararlı maddeleri, tozu, isi etkili bir biçimde yok ederek, küçük veya büyük mekanlarda, konvansiyonel tip davlumbaz modellerinin kurulmasını gereksiz kılar.

• Bacanızdan kirli, yağlı, isli, kokulu hava çıkışını engeller.
• Sonsuz Filtre sistemi ile sarf maliyetlerinizi en aza indirir.
• Kanallarınızda yağ birikiminin önüne geçilir. Yangın tehlikesi azaltılır.
• HT transformer özelliği ile cihaz içerisinde oluşabilecek ark ve kısa devrelerin önüne geçilir.
• Temiz işletme imajınıza katkı sağlar.
• Fan ve filtrelerinizin ömrünü uzatır.
• Opsiyonel kurulum modelleri modelleri ile %99’a varan hava temizleme oranına ulaşılır.

Sürekli Filtre sistemi ile, filtre sarf maliyetini düşürür. “Sürekli Filtre” dolduğunda veya temizleme zamanı geldiğinde, kolaylıkla sürgülü bölmesinden çıkarılır, temizlenip durulanır, kuruduktan sonra geri yerine takılır.

Toplayıcı plakaları geliştirilmiş olup pazardaki en yüksek yüzey alanına sahiptir.

ISO 16890 standardına  göre yapılan ölçümlerde ePM₁ – %96,65, ePM_2,5 – %96,90 ve ePM₁₀ – %97,69 oranlarına ulaşılmış olup bu oranlar ESP ürünlerinde pazara sunulan en yüksek değerdir.

Başarılı bir restoran tasarımının ana gereksinimlerinden birisi de sağlıklı bir havalandırma sistemidir. Restoran havalandırma yükünün en ağırlıklı kısmı da yüksek kapasitelerdeki davlumbaz egzoz debilerinden gelir. Kış aylarında davlumbaz egzoz debisini karşılamak için gerekli taze havayı ısıtmak çok ciddi bir yatırım ve daha da önemlisi işletme maliyeti getirir. Davlumbaz egzoz havasının yüksek sıcaklık değerlerinden dolayı ısı geri kazanım sistemleri her zaman çekici bir alternatif olarak görünür. Fakat ısı geri kazanım sistemlerinin de yatırım maliyetlerinin yüksek olmasından dolayı göz önünde tutulması gereken önemli noktalar vardır.

Diğer ticari işletmelerle karşılaştırıldığında restoranların m2 birim enerji tüketimleri daha yüksektir. Bu tüketim içerisinde havalandırma sistemi giderleri büyük yer tutar. Havalandırma sistemi işletme maliyetleri ve geri kazanım potansiyeli sistem tasarımından bağımsız faktörlere bağlıdır. Mutfak havalandırma sistemleri yatırım ve işletme maliyetleri iklim, çalışma saatleri, ekipman verimleri ve konfor seviyesi gibi farklı parametrelere bağlıdır.

 Uluslararası gereksinimler

ASHRAE Standart 90.1 de toplam egzoz debisi 8.400 m3/h den daha fazla olan mutfak havalandırma sistemlerinde aşağıdaki seçeneklerden birisinin uygulanmasını istenmektedir:

• Mutfak besleme havasının %50 si aksi halde egzoz edilecek olan transfer havası olmalıdır.
• %50 verimlilikte bir ısı geri kazanım sistemi olmalıdır.
• Egzoz debisinin en az %75 ini kontrol edebilen talebe bağlı değişken hız sistemi. Bu talep kontrollü sistem egzoz havasını ve bağlı olarak taze hava beslemesini %50 oranında düşürebilmelidir.

Egzoz sisteminin talebe bağlı kontrolü kısmi yüklerde ve herhangi bir şey pişirilmediğinde egzoz debisini düşürme amaçlıdır. Kısmi yüklerde davlumbazdan efektif bir emiş sağlanırken, aynı anda taze hava debisi de odadan odaya basınç farkları ve hava akımlarını koruyacak şekilde orantılı olarak düşürülmelidir.

Egzoz debisinin ve kanal içi hava hızlarının düşürülmesi kanal yüzeyleri üzerinde yağ ve kurum birikmesi üzerine negatif bir etkisi yoktur. NFPA 96 kanal içi minimum hava hızını 2.54 m/s olarak vermiştir. Yine NFPA 96 ya göre kanal üzerinde yağ ve kurum birikmesini etkileyen başka bir faktör de kanal içi hava sıcaklığı ile kanal yüzeyi arasındaki sıcaklık farkıdır. Sıcaklık farkı arttığında yağ ve kurum birikimi de artmaktadır.

Combovento HR çözümleri

Isı geri kazanım sistemleri dış hava sıcaklığının düşük olduğu bölgelerde daha faydalı olmaktadır. Daha önceki ölçümlerimizden 40°C egzoz havası çıkış sıcaklığı değerlerinde davlumbaz emişinin yeterli olduğu gözlenmiştir. Bu sıcaklıkta egzoz havası ısı geri kazanım için çekici görünmektedir. Fakat davlumbaz egzoz havasındaki is ve yağ ısı geri kazanım yüzeylerini kaplar ve hatta tamamen tıkayabilir. Bu nedenle gerekli önlemler öncesinden planlanmalıdır.

Uygulamalarımız sırasında hem yerleşim problemlerinden dolayı, hem geri kazanılan ısının farklı bölgelerde kullanılmasına imkan vermesi açısından, hem de bakım kolaylığı açısından serpantinli, run-around tipi ısı geri kazanım sistemlerinin daha uygun olduğu görülmüştür. Run around tipi serpantinli havadan suya ısı geri kazanım için seçim programı ile serpantin tüm kısmı hava debisi ve düşük sıcaklıklarda en uygun serpantin seçilmiştir. Serpantin yüzey kesiti elektrostatik filtrenin yüzey kesit alanı ile aynıdır. Cihaz olabilecek en küçük boyutlara indirgenmiştir. Kanatçık aralığı olarak 2.5 mm hava tarafı basınç düşümü, ısı geri kazanım verimliliği ve temizlik yapılabilmesi açısından en uygun seçimdir. Her bir serpantinin verimi farklı su tarafı basınç düşümü, serpantin içerisinde farklı su hızları, kısmi yüklerdeki hava hızları, farklı iç ve dış hava sıcaklıkları gibi parametrelerde karşılaştırılmış ve tüm şartlarda en iyi sonucu verecek şekilde bir serpantin seçimi yapılmıştır.

Otomatik kontrol paneli değişen davlumbaz egzoz ihtiyacına karşılık taze  miktarını orantılı olarak vermektedir. Her fan ve kanal sistemi farklı devirde  farklı tepkiler verirler. Bu nedenle egzoz fanı ile taze hava fanını aynı frekans  değeriyle veya tek bir orantıyla sürmek dengesizlikler yaratmaktadır.  Geliştirdiğimiz otomatik kontrol paneli egzoz fanın farklı devirlerine karşılık  belirli basamaklarda taze hava fanı devrini farklı farklı ayarlamaya imkan verir  ve aradaki değerler kendi içlerinde orantılı olarak ayarlanır. Egzoz fanının 5  farklı frekans değerinde taze hava fanı için farklı frekans değerleri atanır ve  egzoz fanının her frekans değerinde taze hava fanı da doğru miktarda taze  hava sağlar. Mutfak çalışanları sadece egzoz debisi için ayar yaparlar, taze  hava uygun miktarda otomatik kontrol paneli üzerinden ayarlanır. Restoran mutfaklarında saatlik hava değişimleri çok yüksek olduğu için evaporatif soğutma kullanılabilir.