DX Bataryalı Klima Santrali Uygulamasında Son Nokta: 'VRV/VRF Sistemler'

27 Apr 2010

Bu yazıda, ülkemizde büyüyen uygulama trendi AHU & VRV/VRF entegrasyonu incelenmiştir. Sektörde bu tarz uygulamaların genel adı DX Bataryalı Klima Santrali uygulamasıdır. Sistemin ana yapısı, avantajları ve dezavantajları, otomasyonun önemi gibi birçok konu ana hatlarıyla ele alınmıştır. Günümüzde VRF dış üniteler ve DX bataryalı donanımlı paket klima santraller ile, uygulamada geleneksel şartlandırma yöntemlerinin tüm fonksiyonlarını yerine getirebilmek, düşük enerji giderleri ile mümkün olmaktadır.
 
DX batarya nedir?


DX Batarya, bir kompresör yardımı ile soğutucu akışkan kullanarak, evaporatörden alınan ısının soğutucu akışkana yüklenip atmosfere atılması (yani havadan havaya ısı transferi yapmak) demektir. Bu işlemi yaparken soğutucu akışkan direkt olarak ısının transfer edileceği kaynakta (yani klima santrali içinde) buharlaştırılır. Diğer sistemler gibi ısı transferi yaparken farklı bir akışkan kullanılmaz. Geleneksel soğutma grupları (chiller) ile yapılan ısı transferinde ısı, ilk önce suya aktarılır daha sonra soğutma grubunda bulunan ısı eşanjörüne taşınır ve burada soğutucu akışkana aktarılır. Akışkana aktarılan ısı yine kompresör yardımı ile atmosfere atılır.

DX sistemin getirdiği başlıca avantajlar


DX bataryalı sistemlerin getirdiği birçok avantaj vardır. Bunların en önemlisi ve en başta geleni ise kayıpların, geleneksel sistemlere göre çok daha az olmasıdır. Diğer avantajları ise şöyle:
- Isıtma ve soğutmanın tek VRF dış ünite ile yapılabiliyor olması (ısı pompası),
- Küçük ve orta ölçekli tesislere tek yatırımla yeni, kolay ve hızlı bir çözüm sunması,
- Isıtma ve soğutma işletme maliyetlerinin düşmesi,
- Kolay montaj ve düşük montaj maliyeti,
- Orta ölçekli güç gerektiren uygulamalarda kullanılabilmesi (Tek bir cihazda kademeli olarak 14-130 Kw/h),
-
Klima santrallerindeki sulu serpantinlerin donma risklerinin bu sistemde olmaması,
- Çok kısa sürede işletmeye alınabilmesi,
- Bakım giderleri diğer sistemlere göre çok düşük olması,
- Geleneksel sistemlerdeki  akışkan borularındaki enerji kayıplarının olmaması,
- Enerji verimlilik değerlerinin (COP) yüksek, işletme maliyetlerinin düşük olması,
- Geleneksel cihazlara oranla daha uzun ömür, 
- Düşük ses seviyesi,
- Lokal olarak kontrol edildiğinden ihtiyaç kadar güç tüketilmesi,
- Sistem bir merkeze bağlı olmadığından, arızalı olan ünitenin diğer üniteleri etkilememesi.

DX sistemin dezavantajları


DX bataryalı sistemlerin avantajları gibi dezavantajları da vardır. Bunlar şöyle sıralanabilir:
- Geleneksel sistemlere oranla yatırım maliyetleri biraz daha yüksektir.
- Sistem soğutmada çalışırken dış hava sıcaklığı 43 ºC üzerine çıktığında kondenser verimi düşer ve kapasite kayıpları yaşanır.
- Sistem ısıtma çalışırken, kondenser ünitesinin ihtiyaç duyduğu defrost (buz eritme) işlemi sırasında kapasite kayıpları yaşanır. Ancak bu dezavantajları, sisteme yapılacak birtakım ekler ile (Elektrikli ısıtıcı batarya veya sulu ısıtıcı batarya)  iyileştirmek mümkündür. Defrost işlemi istenmeyen bir durum olmasına rağmen, önüne geçilemeyen bir durumdur. Ek iyileştirme düşünülmediği zaman, sistemin hava akımı defrost süresi boyunca (Yaklaşık 5 dakika) durdurulabilir.

VRF/VRV sistemler ile klima santrali arasındaki bağlantı


Uzun yıllar boyunca DX bataryalı sistemler uygulamacı tarafından sorunlu olarak tanımlanmış, uygulanması ve çalıştırılması risk olarak görülmüştür. Ancak teknolojinin getirdiği birçok avantaj ile bu sistemler artık sıkıntı olmaktan çıkmıştır. Günümüz teknolojisinde üretilen ve değişken debili soğutucu akışkanlı klima sistemleri olarak tanınan VRV/VRF sistemleri, bu tarz uygulamalar için olumlu sonuçlar aldığımız sistemlerdir.
Ülkemizde, yatırımcılar artık ne istediğini biliyor, enerjinin ne kadar pahalı olduğunun ve işletme maliyetlerinin öneminin farkında; yani çok daha bilinçli. Ülkemize ithalatı yapılan birçok marka ve model VRV/VRF sistemleri bulunuyor. Son dönem teknolojik ilerlemeler sayesinde VRV/VRF sistemlerinde,  enerji verimlilik oranları (C.O.P) 4?ün üzerine çıkmış ve bu katsayıyı artırmak için yapılan çalışmalar aralıksız sürüyor. Ülkemizde 15 yılı aşkın süreden beri uygulanan bu sistemler, projecilerimizin konfor iklimlendirmesi konusunda vazgeçilmez unsuru olmuştur.

Konfor iklimlendirmesinde yaşanan bu devrim niteliğindeki gelişmeleri, endüstriyel uygulamalara da yansıtmak ihtiyacı doğmuştur. Dünya sek törel piyasasında daha önce denemeleri yapılan ve olumlu sonuçlar alınan bu sistemlerin hizmet alanları artık konfor ile birlikte endüstriyel uygulamaları da kapsamaya başlamıştır. Bu uygulamaların bazılarında VRV/VRF üretici firmalar kendi çalışmalarını yapmasına rağmen, bazı markalar şu an için piyasa hareketlerini gözlemlemektedirler. 

VRV/VRF sistemler ile gelen mükemmel kontrol


VRV/VRF sistemler, soğutucu akışkanın basınçlarını kontrol ederken kullandıkları değişken kapasiteli kompresörler (inverter teknolojisi) ve fanlar ile optimum kontrol sağlamaktadır. Bu kontrol sayesinde, kısmi  yüklere hızlı cevap verebilme yeteneğine sahiptirler. Bu yetenekleri ise uygulamanın sadece konfor iklimlendirmeye değil, endüstriyel uygulamalara da cevap olabilmesi adına önemli bir faktördür. Bir klima santrali ile DX batarya uygulamasında belirli kriterlere bağlı kalındığında sistemin stabil olabilmesinin mümkün olduğu, yaptığımız test çalışmaları ile görülmüştür.

Neden bu sistemler "Sorunlu" olarak bilinir?


Geçmişte bu sistemlerin uygulamacı ya da yatırımcı tarafından "sorunlu sistemler" olarak bilinmesinin ana nedenlerinden en önemlisi; bilinçsiz uygulamalardı. Sorunun temelinde, standart klima santralleri (DX uygulama için tasarımı geliştirilmemiş) ile DX batarya uygulamasında varılamayacak mükemmel sonuçların hedeflenmesidir. Bu uygulama hangi çalışma yapılırsa yapılsın sorunsuz ve sürekli çalışmayı sağlayamaz. Bu sebepten ötürü bu sistemlere olan genel bakış çok sıcak değildir. Sistemin ana yapısı gereği, teknik üretici ve uygulamacı personelin öncelikli temel soğutmayı ve VRV/VRF sistemlerin çalışma senaryolarını iyi bilmesi gerekir. Burada santral üreticisi firmaya da ağır yükler düşüyor. Tasarım aşamasında bu teknik personeli iyi anlayıp, analizlerini doğru yapıp, ürettiği ürünün gerçek amacına uygun olması yönünde çaba sarf etmelidir. Yapılan en büyük hatalardan biri de, X marka klima santrali ile Y marka VRV/VRF ürününü birleştirme yoluna gitmek ve Z marka otomasyon firmasını kullanarak sistemin tümleşik ve senkron çalışma talebinde bulunulmasıdır. Her şeyden önce bu sistemin bir paket olması gerektiğini unutmamak gerekir. Bu anlayışın korunduğu her türlü imalatta sorunsuz çalışma ve müşteri memnuniyeti sağlanmış olacaktır.

Sistemin Ana Yapısı


Sistemi basitçe anlatmak gerekirse; bir klima santraline direkt genleşmeli bir soğutucu (ısıtıcı) batarya adapte edilmekte ve bu bataryaya ihtiyaç kadar VRV/VRF dış ünitesi bağlanmaktadır. Yapılan çalışmalar şunu göstermiştir ki; her VRF/VRV markası kendine has kontrolü ile farklı çalışma tepkileri vermektedir. Örneğin; 56 kW'lık bir soğutma kapasitesi için X marka ile iki adet 28 kW?lık dış ünite uygulaması yapmanız gerekirken, Y marka VRF/VRV cihazda bir adet 56 kW'lık dış ünite kullanabiliyorsunuz. Bu durum, işletmeyi etkileyen bir durum olmamasına rağmen klima santrali içindeki yapıyı etkilemektedir. Ayrıca bu tarz uygulamalarda soğutucu (ısıtıcı) batarya üzerinden geçen hava hızları ve bataryanın yapısı da çok önemlidir. Standart klima santrallerinde kullanılan kayış-kasnak tahrikli fanlar, bu sistemler için çok uygun değildir. Bu sistemlerde standart olarak motor şaftına direkt akuple PLUG-IN tip fanlar kullanılarak, uygun frekans invertörleri ile sürülmelidir. Bu noktadan da yola çıkarak diyebiliriz ki, mevcut klima santrallerini DX batarya uygulamasına çevirmek ve sistemi revize etmek pek mümkün olmayabilir.  Mümkün olan sistemlerde ise revize maliyetleri yüksek olduğundan sistemin yenilenmesi en doğru seçenek olur.


Sistemin Omurgası: "Otomasyon"


Yapmış olduğumuz testlerde,  belli çalışma (+43 ºC Taze Hava Emiş, -8 ºC taze hava emiş ve yüksek nem) şartlarında, DX-Klima Santral işletmesi simüle edilmiştir. Bu sayede görülmüştür ki, VRV/VRF sistemlerin network hatlarından bilgi alınamadığı için klima santrali kontrolü konusunda bilgi akışı ve senkronizasyon  sorunları yaşanmaktadır. 
Bazı VRV/VRF üretici firmalar tarafından pazara sunulmuş Klima Santralleri için paket çözümler bulunmaktadır. Ancak bu paket çözümler, klima santrali otomasyonu konusunda başarılı görünmemektedirler. Bu çözümlerin barındırdığı standart kontrol seçenekleri, proses uygulamalarda yetersiz kalmaktadır. VRV/VRF üreticileri tarafından BMS için hazırlanmış GateWay modülleri, bilinen bazı haberleşme protokollerine çıkış vermektedir. Ancak bu yöntem, yatırım maliyetlerini aşırı derecede yükseltmektedir. Son noktada yapılan çalışmalarda, hiçbir ara ekipmana gerek kalmadan klima santral otomasyonundaki CAREL- Kontrolör-PLC  ile VRV/VRF sistemleri haberleşebilmektedir. Standart olarak yazılmış bir yazılım, maalesef bu sistemlere uymamaktadır. Yazılım ekibimiz tarafından geliştirilen AHU&VRV/VRF yazılımı ile hem klima santraline ait veriler, hem de VRV/VRF ünitelerine ait veriler denetlenmektedir. Ayrıca bu veriler, 7? genişliğinde, 65536 renk ve 800x480 pixel çözünürlükte, dokunmatik operatör panellerine aktarılarak görsel anlamda desteklenmektedir. Bu imkan sayesinde sisteme ait superheat, subcooling, kompresör frekansı, fan devirleri, likit enjeksiyon, hot gas by-pass, subcooler ve elektronik genişleme valfleri (EEV) gibi sistem hareketleri izlenebilmektedir. Ayrıca alçak ve yüksek basınç gibi kritik değerlerin de sınırları aşmaması için klima santrali tarafındaki hava debisi, damper konumlandırma, nemlendirici gibi kontrol noktalarının dengelenmesi gerekmektedir. Bu denge sayesinde sistemin sorunsuz ve sürekli çalışması mümkün hale getirilmiş olur. Diğer otomasyon kontrol noktalarının yanı sıra suction (emiş) hattı üzerinden sıcaklık bilgisi, distribütör çıkışındaki kapiler boru üzerinden sıcaklık bilgisi, ısı değiştirici bataryanın (DX batarya) emiş ve üflemesinden sıcaklık bilgisi, ayrıca sistemin alçak ve yüksek basınçlarının da anlık olarak izlenmesi, bu sistemler için zorunludur. İstenildiğinde sistemin 15 adet klima santrali ve maksimum 40 adet dış üniteye kadar uzaktan denetimi de mümkündür. AHU&VRV/VRF Yazılım tabanının Modbus ve Carel protokolleri ile tüm bina yönetim sistemlerine tam desteği bulunmaktadır.

Sonuç

Sistem bütün olarak değerlendirilmesi sebebiyle, sistemin omurgası olan  otomasyon ve klima santral donanımları ihmal edilemeyecek kadar önemlidir. Doğru donanımla ve çalışma senaryo kurgulaması sayesinde, VRV/VRF sistemler ile endüstriyel ve konfor uygulamaların vazgeçilmezi olan klima santrallerinin birlikte çalıştırılması aşağıda belirtilen birçok klima santrali tasarım ve uygulamasına olanak sağlamaktadır:
- Karışım havalı klima santralleri
- Dönüş havası ile kapalı devre çalışan klima santralleri
- % 100 taze hava klima santralleri (Üfleme havası kontrollü taze hava ihtiyacı)
- % 100 taze hava klima santralleri (Hijyenik-proses )
- Kapalı kontrol klima santralleri
- Isı geri kazanımlı klima santralleri
- Free cooling ve Free heating (serbest soğutma ve serbest ısıtma)
- Entalpi kontrol
- Nemlendirme
- Heat-Recovery (ısı geridönüşümlü) VRV/VRF cihazlar ile nem alma
- Sabit basınç ve sabit hava debisi uygulamaları
- Temiz oda uygulamaları v.b.

Bu sistem entegrasyonu, hem klima santrali konusunda hem de soğutma sistemleri konusunda deneyimli  kadrolar ile yapılmalıdır. Bu uygulamaların sağlıklı bir şekilde işletmeye alınması, hem ülke ekonomisi için hem de enerji verimliliği için klima santrali ile ısıtma-soğutma ve havalandırma sektöründe gelinen iyi bir nokta olarak kabul edilebilir.

Etiketler