SlideShare a Scribd company logo
1 of 19
Download to read offline
10. PS‹KROMETR‹
Psikrometri, nemli havan›n termodinamik özellikleri ve bu özellik-
leri kullan›larak nemli havadaki ifllemler ile ilgilenen termodinami-
¤in bir dal›d›r. Son y›llarda yap›lan çal›flmalar ile s›cakl›¤a ba¤l›
olarak termodinamik özellikler için yeni formüller bulunmufltur. Bu
yeni formüllere göre, nemli havaya ve suya ait termodinamik özel-
likler Tablo 10.1 ve 10.2 olarak sunulmufltur.
10.1. KURU VE NEML‹ HAVANIN B‹LEfi‹M‹
Atmosferik hava çok say›daki gaz ve su buhar›n›n kar›fl›m› ile çeflit-
li kirli gaz, çiçek tozlar› (polen) ve dumandan oluflur. Genelde kir-
letici kaynaklardan uzakta atmosferik hava içinde duman ve kirli
gazlar bulunmaz.
Kuru hava ise içindeki su buhar› tamamen al›nm›fl atmosferik hava-
d›r. Hassas ölçmeler ile kuru havan›n kar›fl›m›n›n izafi olarak sabit
oldu¤u gösterilmifltir. ‹çindeki bileflenler, co¤rafi bölgelere, yüksek-
li¤e ve zamana ba¤l› olarak çok az de¤iflebilmektedir. Hacimsel ola-
rak kuru hava yaklafl›k olarak %78,084 azot, %20,9476 oksijen,
%0,934 argon, %0,0314 karbondioksit, %0,001818 neon,
%0,000524 helyum, %0,0002 metan, %0 ila 0,0001 kükürt dioksit,
%00005 hidrojen ve toplam %0.0002 kripton, ksenon, ozon gazla-
r›ndan olufltu¤u kabul edilir. Nemli havan›n, kuru hava ile su buha-
r›n›n kar›fl›m› olarak iki bileflenden meydana geldi¤i kabul edilir.
Hava içindeki su buhar›n›n miktar›, s›f›rdan (kuru hava), s›cakl›k ve
bas›nca ba¤l› olarak bir maksimum de¤ere kadar de¤iflir.
Hava içinde su buhar›n›n maksimum olma durumu, doymufl olarak
adland›r›l›r ve nemli hava ile yo¤uflmufl suyun (s›v› veya kat›) do¤al
denge halidir. Aksi belirtilmedikçe, yo¤uflmufl su yüzeyine temasta
olan havan›n temasta oldu¤u k›s›m, doymufl olarak kabul edilir.
10.2. STANDART ATMOSFER
Atmosferik havan›n barometrik bas›nc› ve s›cakl›¤› esas olarak de-
niz seviyesinden olan yükseklikle de¤iflti¤i gibi, co¤rafi durumla ve
hava flartlar› ile de de¤iflir. ‹klimlendirme mühendisli¤inde belirli
bir referansa göre, çeflitli yüksekliklerde havan›n fiziksel özellikle-
rini bulabilmek için standart atmosfer tan›m› gereklidir. Deniz sevi-
yesinde standart havan›n s›cakl›¤› 15°C, standart barometrik bas›n-
c› ise 101,325 kPa de¤erlerindedir. Trofosfere (atmosferin alt kat-
man›na) kadar havan›n s›cakl›¤›n›n, yükseklik ile do¤rusal de¤iflti-
¤i ve strotosferde sabit de¤ere ulaflt›¤› kabul edilir.
Atmosferin alt k›s›mlar›nda kuru havan›n bilefliminin sabit oldu¤u
ve ideal gaz davran›fl› gösterdi¤i kabul edilir. Standart yer çekimi,
9,807 m/s2 de¤erindedir. Deniz seviyesinden olan yüksekliklere gö-
re, standart atmosferik havan›n s›cakl›k ve bas›nc›n›n de¤iflimleri
Tablo 10.3’de verilmifltir.
10.3. NEML‹ HAVANIN TERMOD‹NAM‹K ÖZELL‹KLER‹
Standart atmosferik bas›nç 101,325 kPa de¤erinde, -60 ila 90°C s›-
cakl›klar› için nemli havan›n fiziksel özelliklerinin de¤iflimleri,
Tablo 10.1’de görülmektedir. Bu tabloda verilen onbefl sütunun her
birinin aç›klamas› afla¤›da verilmifltir.
t(°C) = Celsius s›cakl›¤› olup, T(K) mutlak s›cakl›¤› ile aras›nda
T(K) = t(°C) + 273,15 ba¤lant›s› vard›r.
Ws = kuru havan›n kütlesine göre tan›mlanm›fl, doymufl havan›n öz-
gül nemi, kgnem / kgkuru hava. Belirli s›cakl›k ve bas›nçta nemli hava-
n›n özgül nemi s›f›r ile Ws aras›nda de¤iflir.
va = kuru havan›n özgül hacmi, m3/kg.
vas = vs - va , ayn› s›cakl›k ve bas›nçta kuru havan›n kütlesine göre
tan›mlanm›fl doymufl havan›n özgül hacmi ile kuru havan›n özgül
hacminin fark›, m3/kgkuru hava
vs = kuru havan›n kütlesine göre tan›mlanm›fl nemli havan›n özgül
hacmi, m3/kgkuru hava
ha = kuru havan›n kütlesine göre tan›mlanm›fl kuru havan›n antalpi-
si, kJ / kgkuru hava. Standart atmosferik bas›nçta ve 0 °C s›cakl›kta ku-
ru havan›n antalpisi, Tablo 10.1’de s›f›r kabul edilmifltir.
has = hs - ha , ayn› atmosferik bas›nç ve s›cakl›kta kuru havan›n küt-
lesine göre tan›mlanm›fl olan doymufl havan›n antalpisi ile kuru ha-
van›n antalpisi aras›ndaki fark, kJ / kgkuru hava
hs = kuru havan›n kütlesine göre tan›mlanm›fl olan doymufl havan›n
antalpisi, kJ / kgkuru hava
sa = kuru havan›n kütlesine göre tan›mlanm›fl olan nemli havan›n
antropisi (kJ / kgkuru hava.K). Standart atmosferik bas›nçta ve 0°C s›-
cakl›kta kuru havan›n antropisi, Tablo 10.1’de s›f›r kabul edilmifltir.
sas = ayn› atmosferik bas›nç ve s›cakl›kta kuru havan›n kütlesine
göre tan›mlanm›fl olan doymufl havan›n antropisi ile kuru havan›n
antropisi aras›ndaki fark (kJ / kgkuru hava.K).
ss = kuru havan›n kütlesine göre tan›mlanm›fl olan doymufl havan›n
antropisi, (kJ / kgkuru hava.K).
hw = belirli bas›nç ve s›cakl›kta doymufl hava içinde yo¤uflmufl su-
yun (s›v› veya kat› fazda) denge halindeki antalpisi, kJ/kgsu. Doyma
bas›nc›nda ve üçlü noktadaki (0,01°C) s›v› faz›ndaki suyun antalpi-
si, Tablo 10.1’de s›f›r kabul edilmifltir.
sw = doymufl hava içinde yo¤uflmufl suyun (s›v› veya kat› fazdaki)
antropisi, kJ / kgsu. K
ps = doymufl hava içindeki su buhar›n›n k›smi bas›nc›, kPa. Bu ps ba-
s›nc›, saf suyun doyma bas›nc› olan pws de¤erinden çok az farketmek-
tedir. S›cakl›¤› t, bas›nc› p olan doymufl havadaki su buhar›n›n mol
oran› xws ise bu ortamda bu bas›nç, pws = xws . p ba¤lant›s› ile veril-
mektedir. Bu ba¤lant›da p ortam›n toplam bas›nc›n› göstermektedir.
10.4. DOYMUfi SUYUN TERMOD‹NAM‹K ÖZELL‹KLER‹
Doymufl suyun termodinamik özellikleri Tablo 10.2’de görülmekte-
dir. Tablodaki semboller bu konudaki literatüre uygun olarak veril-
mifl olup buradaki özellikler termodinamik s›cakl›k skalas›na da-
yanmaktad›r. Doymufl suyun antalpi ve antropisinin her ikisi de üç-
lü noktada (0,01°C) s›f›r olarak al›nm›flt›r.
Nemli havan›n özelliklerinin hesab›nda, doymufl su buhar›n›n ba-
s›nc›n›n bilinmesi gereklidir. Bu de¤erler Tablo 10.2’den al›nabilir.
10.5. NEM ‹LE ‹LG‹L‹ TANIMLAR
Özgül nem (W), gözönüne al›nan nemli hava içindeki nem kütlesi-
nin kuru hava kütlesine oran› olup,
W= Mw / Ma fleklinde formüle edilir.
Mol oran› (xi) kar›fl›m içindeki i bilefleninin mol say›s›n›n (ni), kar›fl›-
m›n toplam mol say›s›na (n) oran›d›r. Kuru havan›n mol oran› xa, su
157
Tablo 10.1 NEML‹ HAVANIN TERMOD‹NAM‹K ÖZELL‹KLER‹ (STANDART ATMOSFER‹K BASINÇ, 101.325 kPa)
t, °C
✱ Afl›r› so¤utulmufl s›v›l› yar› kararl› dengedeki durumu belirlemek için ekstropole edilmifltir.
✱
Özgül
nem
kgw / kga
Ws va vas
Özgül
hacim
m3/kg (kuru hava)
Antalpi
kJ/kg (kuru hava)
Antropi
kJ/kg (kuru hava).K
Yo¤uflmufl su
vs ha has hs sa sas ss
Antalpi
kJ/kg
hw
Antropi
kJ/kg.K
sw
Buhar
bas›nc›
kPa
ps °C
158
Tablo 10.1. NEML‹ HAVANIN TERMOD‹NAM‹K ÖZELL‹KLER‹ (STANDART ATMOSFER‹K BASINÇ, 101.325 kPa) (Devam)
t, °C
Özgül
nem
kgw / kga
Ws va vas
Özgül
hacim
m3/kg (kuru hava)
Antalpi
kJ/kg (kuru hava)
Antropi
kJ/kg (kuru hava).K
Yo¤uflmufl su
vs ha has hs sa sas ss
Antalpi
kJ/kg
hw
Antropi
kJ/kg.K
sw
Buhar
bas›nc›
kPa
ps °C
159
160
Tablo 10.2. DOYMUfi SU BUHARININ TERMOD‹NAM‹K ÖZELL‹KLER‹
t, °C
Mutlak
bas›nç
kPa
p
Doymufl
s›v›
vi / vf
Buharlaflma
vig / vfg
Özgül hacim
m3/kg
Doymufl
buhar
vg
Buharlaflma
hig / hfg
Doymufl
buhar
hg
Doymufl
s›v›
hi / hf
Buharlaflma
sig / sfg
Doymufl
buhar
sg °C
Doymufl
s›v›
si / sf
Antalpi
kJ/kg
Antropi
kJ/kg.K
161
Tablo 10.2. DOYMUfi SU BUHARININ TERMOD‹NAM‹K ÖZELL‹KLER‹ (Devam)
t, °C
Mutlak
bas›nç
kPa
p
Doymufl
s›v›
vf / vf
Buharlaflma
vfg / vfg
Özgül hacim
m3/kg
Doymufl
buhar
vg
Buharlaflma
hfg / hfg
Doymufl
buhar
hg
Doymufl
s›v›
hf / hf
Buharlaflma
sfg / sfg
Doymufl
buhar
sg °C
Doymufl
s›v›
sf / sf
Antalpi
kJ/kg
Antropi
kJ/kg.K
162
Tablo 10.2. DOYMUfi SU BUHARININ TERMOD‹NAM‹K ÖZELL‹KLER‹ (Devam)
t, °C
Mutlak
bas›nç
kPa
p
Doymufl
s›v›
vf / vf
Buharlaflma
vfg / vfg
Özgül hacim
m3/kg
Doymufl
buhar
vg
Buharlaflma
hfg / hfg
Doymufl
buhar
hg
Doymufl
s›v›
hf / hf
Buharlaflma
sfg / sfg
Doymufl
buhar
sg °C
Doymufl
s›v›
sf / sf
Antalpi
kJ/kg
Antropi
kJ/kg.K
buhar›n›n mol oran› xw ve doymufl hava içindeki su buhar›n›n mol
oran› ise xws de¤erlerindedir. Mol oran› tan›m›na göre xa + xw = 1 de-
¤erine eflittir.
Mutlak nem (dv), su buhar› kütlesinin nemli havan›n toplam hacmi-
ne oran›
dv = Mw / V
olarak tan›mlanmaktad›r.
Nemli havan›n yo¤unlu¤u (ρ), kar›fl›m›n toplam kütlesinin, kar›fl›-
m›n toplam hacmine oran› olarak
ρ = ( Ma + Mw) / V =(1 + W)/ v
fleklinde yaz›labilmektedir. Bu denklemdeki v nemli havan›n özgül
hacmi olup, m3/kgkuru hava boyutundad›r.
Doymufl havan›n özgül nemi Ws(t,p), t s›cakl›¤›nda ve p bas›nc›n-
daki doymufl havan›n özgül nemidir.
Ba¤›l nem (ϕ), nemli hava içindeki su buhar›n›n xw mol oran›n›n, ay-
n› s›cakl›k ve bas›nçta doymufl havan›n xws mol oran›na bölümü olup
ϕ = xw / (xws)t,p
fleklindedir. Çi¤ noktas› s›cakl›¤› (td), özgül nemi W olan nemli ha-
van›n ayn› p bas›nc›nda, Ws doymufl havan›n özgül nemine eflit ol-
mas› durumunda, doymufl havan›n sahip oldu¤u s›cakl›k olarak ta-
n›mlan›r. td(p, W) çi¤ noktas› s›cakl›¤›,
Ws (p,td) = W eflitli¤inden bulunur.
Termodinamik yafl termometre s›cakl›¤› (t*),
Nemli havan›n herhangi bir durumu için t* ile gösterilebilecek öyle
bir s›cakl›k de¤eri vard›r ki, bu s›cakl›ktaki su, göz önüne al›nan ha-
vay› ayn› s›cakl›kta doymufl hale getirir. fiekil 10.15’de adyabatik
doyma ifllemi flematik olarak görülmektedir. Bu ifllemde havay›
doymufl hale getiren su ile ç›k›fltaki hava ayn› s›cakl›ktad›r. ‹flte bu
doyma s›cakl›¤›na termodinamik yafl termometre s›cakl›¤› ad› veri-
lir. Olaydaki bas›nc›n sabit olmas› durumunda t* doyma s›cakl›¤›na
ba¤l› olarak, havan›n bafllang›çtaki W olan özgül nemi ifllem sonun-
da W*s , bafllang›çtaki h antalpisi ifllem sonunda h*s de¤erlerine
ulaflmaktad›r. Bu esnada kuru havan›n birim kütlesine göre tan›m-
lanm›fl, havaya ilave edilen nem kütlesi (W*s - W), bu nemin hava-
ya ilave etti¤i enerji miktar› (W*s -W).h*w de¤erindedir. Burada
h*w, t* s›cakl›¤›nda ilave edilen suyun antalpisi anlam›ndad›r. ‹flle-
min adyabatik olmas› nedeniyle, sabit bas›nçta enerjinin (antalpi-
nin) korunumu için
h + (W*s - W) h*w = h*s ba¤lant›s› yaz›labilir.
W*, h*w ve h*s özellikleri belirli bir bas›nç için sadece t* s›cakl›-
¤›n›n fonksiyonlar›d›r. Verilen h, W ve p de¤erleri için, denklemi
sa¤layan t*, termodinamik yafl termometre s›cakl›¤› olarak adland›-
r›l›r.
Psikometre cihaz›nda iki adet termometre vard›r. Bunlardan birisin-
de, termometrenin haznesinin etraf› ince bir fitil ile kapl› olup bu fi-
til su ile ›slat›lmaktad›r. Bu ›slak hazne hava ak›m›na tabi tutulursa,
fitildeki su buharlafl›r ve termometrenin s›cakl›¤›n› düflürür. Elde
edilen bu s›cakl›¤a yafl termometre s›cakl›¤› ad› verilir. Bu ifllem
termodinamik yafl termometre s›cakl›¤› ile tan›mlanan adyabatik
doyma flart›n› tam gerçeklefltirmese de pratik olarak ayn›d›r. Bu
yüzden yaklafl›k olarak yafl termometre s›cakl›¤›, termodinamik yafl
termometre s›cakl›¤›na eflit al›nabilir. Göz önüne al›nan nemli hava-
n›n termodinamik yafl termometre s›cakl›¤›, ölçme tekniklerinden
ba¤›ms›z bir özelliktir.
10.6. PS‹KROMETR‹K D‹YAGRAM
Psikrometrik diyagram, nemli havan›n fiziksel özelliklerini grafik
halinde veren bir diyagramd›r. Bir psikrometrik diyagramdaki ek-
senlerin seçimi tamamen keyfidir. Termodinamik olarak nemli ha-
vaya ait birçok problemin grafik çözümünde psikrometrik diyag-
ramda eksenlerin antalpi ve özgül nem fleklinde al›nmas› büyük ko-
layl›k sa¤lar. Mollier taraf›ndan haz›rlanan ilk diyagramda da ek-
senler, antalpi ve özgül nem olarak al›nm›flt›r.
Ayn› eksen tak›m› kullan›larak, ASHRAE taraf›ndan yedi adet Mol-
lier tipi psikrometrik diyagram haz›rlanm›flt›r.
ASHRAE’n›n haz›rlam›fl oldu¤u 1,2,3 ve 4 numaral› diyagramlar-
da, atmosfer bas›nc› standart deniz seviyesindeki bas›nç olarak
101,325 kPa al›nmaktad›r. 5 Numaral› diyagram, deniz seviyesin-
den 750 m (92,66 kPa) yükseklik, 6 numaral› diyagram, deniz sevi-
yesinden 1500 m (84,54 kPa) yükseklik, 7 numaral› diyagram ise
deniz seviyesinden 2250 m (77,04 kPa) yükseklik için haz›rlanm›fl-
t›r. Di¤er taraftan;
1,5,6,7 nolu diyagramlar: 0 ile 50 °C (normal s›cakl›klar)
2 nolu diyagram: -40 ile 10 °C (düflük s›cakl›klar)
3 nolu diyagram: 10 ile 120 °C (yüksek s›cakl›klar)
4 nolu diyagram: 100 ile 1200 °C (çok yüksek s›cakl›klar) kuru ter-
mometre s›cakl›klar›na göre düzenlenmifltir.
Bu diyagramlarda verilen bas›nçlar›n d›fl›ndaki atmosferik bas›nç-
larda enterpolasyon yapmak gerekmektedir.
Bütün bu diyagramlar›n karfl›laflt›r›lmas› ile afla¤›daki hususlar tes-
pit edilebilir.
1. Verilen bir yafl ve kuru termometre s›cakl›klar› çifti için özgül
nem ve antalpi deniz seviyesinden olan yükseklikle artarken ba¤›l
nem çok az de¤iflir.
2. Verilen bir yafl ve kuru termometre s›cakl›klar› çifti için atmosfe-
rik bas›nçla özgül hacim çok fazla de¤iflir. Pratik olarak özgül hac-
min atmosferik bas›nçla ters orant›l› de¤iflti¤i kabul edilir.
163
Yükseklik, m
- 500
0
500
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
10000
S›cakl›k, ˚C
18.2
15.0
11.8
8.5
2.0
-4.5
-11.5
-17.5
-24.0
-30.5
-37.0
-43.5
-50.0
Bas›nç, kPa
107.478
101.325
95.461
89.874
79.495
70.108
61.640
54.020
47.181
41.061
35.600
30.742
20.436
Tablo 10.3. STANDART ATMOSFER‹K HAVANIN
ÖZELL‹KLER‹N‹N DEN‹Z SEV‹YES‹NDEN OLAN
YÜKSEKL‹KLE DE⁄‹fi‹M‹
164
Tablo 10.5. PS‹KROMETR‹K D‹YAGRAM (1 NOLU ASHRAE D‹YAGRAMI)
Afla¤›daki Tablo 10.4’de, deniz seviyesindeki (1 nolu diyagram)
özellikler ile deniz seviyesinden 1500 m (6 nolu diyagram) yüksek-
likteki özelliklerin bir karfl›laflt›r›lmas› görülmektedir.
Bütün bu diyagramlarda antalpi ve özgül nem için dik koordinat sis-
temi yerine, e¤ik eksen tak›m› kullan›lm›flt›r.
ASHRAE’nin haz›rlam›fl oldu¤u 1 nolu psikrometrik diyagram, fie-
kil 10.5’de görülmektedir. Bu diyagram üzerinde nemli havaya ait
antalpi, özgül nem, kuru termometre s›cakl›klar›, termodinamik yafl
termometre s›cakl›klar›, ba¤›l nem ve özgül hacim fiziksel de¤ifl-
kenleri bulunmaktad›r.
Bu diyagramda kuru termometre s›cakl›¤› 0 ila 50 °C aras›nda, ba-
¤›l nem 0 (kuru hava) ile 30 gnem/ kgkuru hava
aras›nda de¤iflmektedir. Sabit antalpi de¤iflimleri ise e¤ik olarak bir-
birine paralel do¤rular fleklinde 1 kJ/ kgkuruhava aral›klarla belirtilmifl
olarak görülmektedir.
Kuru termometre s›cakl›klar› düz do¤rular halinde olmas›na ra¤men
birbirine tam olarak paralel de¤ildir ve dik durumdan hafifçe sapmak-
tad›r. Termodinamik yafl termometre s›cakl›klar› ise antalpi do¤rula-
r›ndan biraz farkl› olarak e¤ik do¤rular halinde görülmektedir.
Kuru termometre s›cakl›klar› ile termodinamik yafl termometre s›-
cakl›klar›, doyma e¤risi (ϕ =1) üzerinde ayn› de¤ere sahiptir. Yafl
termometre de¤iflimleri de tam olarak do¤ru olmas›na ra¤men bir-
birlerine paralel de¤ildir. Diyagramda hem yafl hem de kuru termo-
metre s›cakl›klar› 1 °C aral›kla belirtilmifltir.
Ba¤›l nem (ϕ) e¤rileri, bu diyagramda %10 aral›kla çizilmifltir.
Doyma e¤risi %100 ba¤›l neme karfl› gelirken, W=0 yatay do¤rusu
%100 kuru havaya karfl› gelmektedir.
Özgül hacim do¤rular› düz olmalar›na ra¤men bunlar da birbirlerine
tam olarak paralel de¤ildir. Bunlar diyagramda 0,01 m3/ kgkuru hava
hassasiyetle belirtilmifltir.
Doyma e¤risinin üstünde kalan dar bir bölge, nemli havan›n sisli
bölgesi olarak tan›mlan›r. ‹ki faz› temsil eden bu bölgede, s›v› su
zerrecikleri ile doymufl nemli havan›n bir kar›fl›m› görülmekte olup
bunlar ›s›l dengededir. Sisli bölgedeki sabit s›cakl›k do¤rular›, nem-
li hava bölgesindeki termodinamik yafl termometre s›cakl›klar›n›n
uzant›s› ile uyum içindedir.
E¤er gerekirse bu sisli bölge içinde ba¤›l nem, antalpi ve termodi-
namik yafl termometre s›cakl›klar› uzat›labilir.
Diyagram›n sol üst köflesinde görülen yar›m dairede iki ölçek var-
d›r. Birinci ölçek duyulur ›s›n›n toplam ›s›ya oran›n› gösterirken,
ikinci ölçek antalpi fark›n›n özgül nem fark›na oran›n› göstermekte-
dir. Bu yar›m dairedeki ölçekler, psikrometrik diyagramdaki de¤i-
flimlerin do¤rultusunu tespit etmek için kullan›l›r.
Örnek 1:
Kuru termometre s›cakl›¤› 40 °C, termodinamik yafl termometre s›-
cakl›¤› 20 °C ve atmosfer bas›nc›n›n 101,325 kPa oldu¤u bir ortam-
daki nemli havan›n özgül nemini, antalpisini, çi¤ noktas› s›cakl›¤›-
n›, ba¤›l nemini ve özgül hacmini bulunuz.
Çözüm:
40 °C s›cakl›ktaki kuru termometre do¤rusu ile 20 °C s›cakl›ktaki
yafl termometre do¤rusunun kesim noktas›ndan, istenen termodina-
mik özellikler gerekti¤inde enterpolasyon yap›larak afla¤›daki flekil-
de bulunabilir:
Özgül nem: W = 6,5 g nem / kgkuru hava
Antalpi: h = 56,7 kJ/ kgkuru hava
Ba¤›l nem: ϕ = %14
Çi¤ noktas›: td = 7 °C
Özgül hacim: v = 0,896 m3/ kgkuru hava
10.7. BAZI T‹P‹K ‹KL‹MLEND‹RME ‹fiLEMLER‹
Nemli hava ile ilgili birçok problem, psikrometrik diyagram kulla-
n›larak kolayca çözülebilir. Bu konu, afla¤›daki tipik örnekler ile ko-
layca aç›klanabilir. Burada verilen örneklerin hepsinde standart at-
mosfer bas›nc›, 101,325 kPa olarak göz önüne al›nm›flt›r.
Nemli hava ile yap›lan bütün ifllemlerde, özgül de¤erlerin ifadesinde
de¤iflmeyen tek de¤er olan kuru havan›n kütlesi esas al›n›r. Özgül an-
talpi, özgül hacim vs. her fley kuru hava kütlesine göre ifade edilir.
10.7.1. Nemli Havan›n Duyulur Olarak Is›t›lmas›
Serpantin yüzeylerinde havan›n ›s›t›lmas› bu iflleme tipik bir örnek-
tir. Özgül nemin sabit olmas› nedeniyle, nemli havaya duyulur ›s›
ilave etme ifllemi, psikrometrik diyagramda, soldan sa¤a do¤ru gi-
den yatay bir do¤ru ile belirlenir.
fiekil 10.6’da nemli havaya duyulur ›s› verilmesi flematik olarak
gösterilmektedir. Sürekli rejimde sisteme verilen ›s›
q1-2 = ma (h2 - h1) fleklinde formüle edilebilir.
Örnek 2:
3000 m3/h debisinde, 2 °C s›cakl›ktaki doymufl hava ›s›t›c› bir ser-
pantin yard›m› ile 40 °C s›cakl›¤›na kadar duyulur olarak ›s›t›lmak-
tad›r. Serpantine verilmesi gereken ›s› miktar›n› bulunuz.
Çözüm:
Problemin psikrometrik diyagramdaki çözümü fiekil 10.7’de görül-
mektedir. 1 flartlar›nda 2 °C s›cakl›kta ›s›t›c› serpantine giren havan›n,
Antalpisi: h1 = 12,5 kJ/ kgkuru hava
Özgül nemi: W1 = 4,25 g nem / kgkuru hava
Özgül hacim: v1 = 0,785 m3/ kgkuru hava de¤erlerindedir. 2 flartlar›n-
165
fiekil 10.6. NEML‹ HAVANIN
DUYULUR OLARAK ISITILMASI
No
1
6
t
(kuru)
40
40
t
(yafl)
30
30
h
(kJ/kg)
99.5
114.1
w
(gr/kg)
23.0
28.6
φ
(%)
49
50
v
(m3/kg)
0.920
1.111
Tablo 10.4
da 40 °C s›cakl›kta ve ayn› özgül nemde (W2 = W1) ›s›t›c› serpan-
tinden ç›kan havan›n,
Antalpisi: h2 = 51,4 kJ/ kgkuru hava,
Özgül nemi: W2 = W1 = 4,25 g nem / kgkuru hava de¤erlerindedir. Sis-
temdeki kuru hava miktar›
ma = 3000/ 0,785= 3822 kgkuru hava/h
oldu¤undan,
q1-2 = 3822 (51,4 - 12,5) = 148676 kJ/h = 41,3 kW elde edilir.
10.7.2. Nemli Havan›n So¤utulmas›
Nemli hava, bafllang›çtaki çi¤ noktas›n›n alt›ndaki bir s›cakl›¤a so-
¤utuldu¤unda, içindeki nem s›v› faz›nda bu havadan ayr›l›r. So¤utu-
cu bir serpantin ile nemli havan›n çi¤ noktas› alt›ndaki bir s›cakl›¤a
kadar so¤utulmas›, flematik olarak fiekil 10.8’de görülmektedir. Sis-
temdeki kütle ve enerji dengesinden afla¤›daki ba¤›nt›lar bulunabilir.
mw = ma (W1 - W2)
q1-2 = ma (h1 - h2)
Burada yo¤uflan suyun tafl›d›¤› ›s› ihmal edilmifltir.
Örnek 3:
17000 m3/h debisinde, %50 ba¤›l neminde ve 30 °C kuru termomet-
re s›cakl›¤›ndaki nemli hava, 10 °C s›cakl›¤›nda doymufl hale getiri-
lene kadar bir so¤utucu serpantin üzerinden geçiriliyor. Bu ifllemin
gerçekleflebilmesi için gerekli olan so¤utma kapasitesini bulunuz.
Çözüm:
Problemin psikrometrik diyagramdaki çözümü fiekil 10.9’da görül-
mektedir. Bu flekilde görüldü¤ü gibi 1 ile 2 aras›ndaki gerçek de¤iflim
bir e¤ridir.Ancak bu e¤rinin çizimi çok güç oldu¤undan ve sonucu faz-
la etkilemedi¤inden, psikrometri çal›flmalar›nda de¤iflimin 1 ile 2’yi
birlefltiren do¤ru boyunca oldu¤u kabul edilir. 1 flartlar›nda 30 °C s›cak-
l›kta ve ϕ = %50 ba¤›l neminde, so¤utucu serpantine giren havan›n,
Antalpisi: h1 = 64,3 kJ/ kgkuru hava,
Özgül nemi: W1 = 13,3 g nem/ kgkuru hava,
Özgül hacmi: v1 = 0,877 m3/ kgkuru hava
de¤erlerindedir. 2 flartlar›nda 10 °C s›cakl›kta so¤utucu serpantin-
den ç›kan doymufl havan›n, antalpisi = h2 = 29,5 kJ/ kgkuru hava,
Özgül nem: W2 = 7,6 g nem/ kgkuru hava de¤erindedir. Sistemdeki ku-
ru hava miktar›
ma = 17000/ 0,877= 19384 kgkuru hava/h
oldu¤undan q1-2 = 19384 . (64,3 - 29,5) = 675 MJ/h = 187 kW elde
edilir. So¤utucu serpantin ç›k›fl›nda hava, bu problemde oldu¤u gi-
bi doymufl hale getirilebiliyorsa; 2 noktas›ndaki s›cakl›¤a Cihaz Çi¤
Noktas› (CÇN) s›cakl›¤› ad› verilir. fiekil 10.9’daki 2 noktas› ideal
bir noktad›r. Sonsuz büyüklükte serpantin kullan›ld›¤›nda hava 2
flartlar›nda doymufl olarak serpantini terk eder. CÇN s›cakl›¤› kulla-
n›lan serpantin konstrüksiyonuna, havan›n serpantin boyunca ak›fl
biçimine ve so¤utucu ak›flkan›n cins ve s›cakl›¤›na ba¤l›d›r. Bu de-
¤er serpantin üreticileri taraf›ndan tablo halinde verilir. Ters ak›fll›
bir serpantinde CÇN so¤utucu ak›flkan girifl s›cakl›¤›na çok yak›n-
d›r. Pratik olarak CÇN s›cakl›¤›n› so¤utucu ak›flkan s›cakl›¤› veya
onun birkaç derece üstü almak mümkündür. Yukar›daki örnekte so-
¤utucu ak›flkan s›cakl›¤›n›n 8 veya 9 °C olmas› beklenir.
fiekil 10.9. ÖRNEK 3’ÜN PS‹KROMETR‹K
D‹YAGRAM YARDIMI ‹LE ÇÖZÜMÜ
fiekil 10.7. ÖRNEK 2’N‹N PS‹KROMETR‹K
D‹YAGRAM YARDIMI ‹LE ÇÖZÜMÜ
fiekil 10.8. NEML‹ HAVANIN Ç‹⁄ NOKTASI ALTINDAK‹ B‹R
SICAKLIKTA SO⁄UTULMASI
166
Öte yandan pratik serpantinlerde 2 noktas›na ulafl›lamaz. Bir serpan-
tin verimi tarif edildi¤inde, 2 noktas›na ulaflma halinde verim %100
de¤erindedir. Pratikteki serpantinlerde ise verim %85 - 90 mertebe-
lerine ulaflabilir. Serpantinlerde verim tarifi yerine by-pass oran› ta-
rifi daha yayg›nd›r. Verimi %85 olan serpantinin by-pass oran› %15
de¤erindedir. Yani bu oranda hava flartlanamadan serpantini terk et-
mektedir. Cihaz üreticileri ayn› zamanda by-pass oran›n› da verirler.
CÇN s›cakl›¤› ve by-pass oran› de¤erleri verilen bir serpantindeki
de¤iflimi göstermek için girifl flartlar›n› CÇN’na birlefltiren do¤ruyu
çizip bunu verim (veya by-pass) oran›nda bölmek yeterlidir.
Örnek 4:
17000 m3/h debisinde, %50 ba¤›l neminde ve 30 °C kuru termomet-
re s›cakl›¤›ndaki nemli hava, CÇN s›cakl›¤› 10 °C ve by-pass oran›
%15 olan bir serpantinde so¤utuldu¤unda gerçeklefltirilebilecek so-
¤utmay› bulunuz.
Çözüm:
Problemin psikrometrik diyagram›ndaki çözümü fiekil 10.10’da gö-
rülmektedir. 1 noktas› ba¤›l nem ve 30 °C kuru termometre de¤erleri
ile belirlenir. 2 noktas› ise doyma e¤risi üzerinde CÇN s›cakl›¤› ile be-
lirlenir. 1 ve 2 noktalar›n› birlefltiren do¤ru %15 oran›nda bölünür. Bu-
nun için örne¤in kuru termometre s›cakl›¤›ndan yararlan›labilinir.
( t1 - t2’) / (t1 - t2) = 0,85 ifadesinden t2’ = 13 ˚C
Buna göre, 1 noktas›nda,
h1 = 64,3 kJ/ kgkuru hava
W1 = 13,3 g nem/ kgkuru hava
v1 = 0,877 m3/ kgkuru hava
2’ noktas›nda,
t2’ = 13 °C
h2’ = 35 kJ/ kgkuru hava
W2’ = 8,5 g nem/ kgkuru hava de¤erindedir. Sistemdeki kuru hava
ma = 17000/ 0,877= 19334 kgkuru hava/h
gerçekleflen so¤utma,
q1-2’ = 19384 (64,3 - 35) = 568 MJ/h = 158 kW
10.7.3. ‹ki Nemli Havan›n Adyabatik Kar›fl›m›
‹klimlendirme sistemlerinde çok karfl›lafl›lan bir olay, farkl› iki özel-
likteki nemli havan›n adyabatik kar›flt›r›lmas›d›r. fiekil 10.11 bu ola-
y› flematik olarak aç›klamaktad›r.Adyabatik kar›fl›m olay›nda afla¤›-
daki üç temel denklem yaz›labilir.
ma1 . h1 + m a2 . h2 = m a3. h3
m a1 + m a2 = m a3
m a1 .W1 + m a2 .W2 = m a3 .W3
Bu denklemlerde, kar›fl›mdan sonraki havan›n kütlesel debisini gös-
teren ma3 teriminin yok edilmesi halinde
(h2 - h3) / (h3 - h1)= ( W2 - W3 ) / (W3 - W1 )= m a1 / m a2
ba¤lant›s› yaz›labilir. Bu ba¤lant›ya göre iki nemli havan›n adyaba-
tik kar›flt›rma ifllemi sonunda elde edilen nokta, psikrometrik diyag-
ramda, bu noktalar› birlefltirerek elde edilen do¤ru parças›n›n, iki
havan›n kütlesel debilerinin oranlanmas› yard›m› ile bu do¤ru par-
ças› üzerinde kolayca bulunabilir.
Örnek 5:
8000 m3/h debisinde, 4°C kuru termometre ve 2 °C termodinamik
yafl termometre s›cakl›¤›ndaki d›fl hava ile 25000 m3/h debisinde, 25
°C kuru termometre ve %50 ba¤›l nemindeki iç hava adyabatik ola-
rak kar›flt›r›lmaktad›r. Kar›fl›m havas›n›n kuru termometre ve termo-
dinamik yafl termometre s›cakl›klar›n› bulunuz.
Çözüm:
Problemin psikrometrik diyagramdaki çözümü fiekil 10.12’de gö-
rülmektedir. Bu diyagramda 1 ve 2 flartlar›ndaki nemli havan›n öz-
gül hacimleri s›rayla,
v1 = 0,789 m3/ kgkuru hava
v2 = 0,858 m3/ kgkuru hava
oldu¤undan, kütlesel debiler için
ma1 = 8000 / 0,789= 10140 kgkuru hava / h
ma2 = 25000 / 0,858= 29140 kgkuru hava / h yaz›labilir.
(32 do¤rusu) / (13 do¤rusu )= m a1 / m a2 = 10140 / 29140= 0,348
veya
(13 do¤rusu ) / (12 do¤rusu)= m a2 / m a3 = 29140 / 39280= 0,742
elde edilir. Psikrometrik diyagramdaki 12 do¤rusu bir cetvel ile yu-
kar›da verilen oran› gerçeklefltirecek flekilde bölünürse, kar›fl›m›
gösteren 3 noktas› kolayca tespit edilebilir. Bu noktaya ait kuru ter-
mometre s›cakl›¤› t3 = 19,5 °C termodinamik yafl termometre s›cak-
l›¤› ise t* = 14,6 °C olarak bulunur.
fiekil 10.10. ÖRNEK 4’ÜN PS‹KROMETR‹K D‹YAGRAMINDA
GÖSTER‹M‹
167
fiekil 10.11. FARKLI fiARTLARDA ‹K‹ NEML‹ HAVANIN
ADYABAT‹K KARIfiTIRILMA ‹fiLEM‹
10.7.4. Nemli Hava ‹çine Adyabatik Su veya Buhar Püskürtme
Nemli hava içine su buhar› veya s›v› su püskürtülerek bu havan›n
içindeki nem art›r›labilir. Bu iflleme ait flematik bir düzenleme fiekil
10.13’de görülmektedir. Yap›lan ifllemin adyabatik oldu¤u kabul
edilirse,
ma . h1 + mw . hw = ma . h2
ma . W1 + mw = ma . W2
denklemleri yaz›labilir. Bu denklemler yard›m› ile de
(h2 - h1 ) / (W2 - W1) = hw
Psikrometrik diyagramda bu ba¤›nt›, bu olaydaki de¤iflimin havan›n
cihaza girifl noktas›ndan itibaren doyma e¤risine do¤ru, do¤rusal bir
de¤iflim gösterdi¤ini vermektedir. Bu do¤runun e¤imi de püskürtü-
len suyun veya buhar›n hw antalpisine eflittir.
Örnek 6:
Kuru hava kütlesel debisi 100 kg/dak. Kuru termometre s›cakl›¤› 20
°C, termodinamik yafl termometre s›cakl›¤› 8 °C olan hava fiekil
10.13’deki bir cihaza benzer bir tesisatta 110 °C s›cakl›ktaki doy-
mufl buhar ile nemlendiriliyor. Nemlendirici ç›k›fl›ndaki havan›n çi¤
noktas› 13 °C olmas› istendi¤ine göre, bu ifllem için gerekli buhar
debisini bulunuz.
Çözüm:
Problemin psikrometrik diyagramdaki çözümü fiekil 10.14’de gö-
rülmektedir. Tablo 10.2’den bu flartlardaki doymufl su buhar›n›n an-
talpisi hg = 2691 kJ/kgsu oldu¤undan, psikrometrik diyagramda 1 ile
2 noktas› aras›ndaki do¤runun e¤imi için,
∆h / ∆W = 2,691 kJ/gnem
yaz›labilir. Bu e¤imdeki do¤ru, psikrometrik diyagramdaki yar›m
daire üzerindeki ölçek yard›m› ile çizilebilir. ‹lk olarak bu yar›m da-
irede bu e¤imdeki do¤ru çizilir, sonra havan›n nemlendirici cihaza
giriflini gösteren 1 noktas›ndan bu do¤ruya paralel bir do¤ru çizilir.
Bu do¤ru çi¤ noktas› s›cakl›¤› td2 = 13 °C olan noktaya kadar uzat›-
larak 2 noktas›n›n yeri bulunur. Bu ifllem için gerekli olan buhar
miktar› girifl ve ç›k›fltaki özgül nemler yard›m› ile
mw = ma (W2 - W1) = (100) (60) (0,0094 - 0,0018)
mw = 45,6 kgbuhar/h elde edilir.
Örnek 7:
Su ile nemlendirmeye örnek olarak kuru hava kütlesel debisi 6000
kg/h kuru termometre s›cakl›¤› 30 °C, ba¤›l nemi %50 olan hava-
n›n, bu havan›n yafl termometre s›cakl›¤›na eflit olan 22 °C’de su ile
nemlendirilmesi incelensin.
fiekil 10.13’e benzer sistemle nemlendirme yap›ld›¤› ve havan›n
doymufl flartlarda nemlendiriciyi terk etti¤i kabul edildi¤inde harca-
nan (nemlendiriciye gönderilen) su miktar›n› ve havan›n ç›k›fl flart-
lar›n› belirleyiniz.
Çözüm:
Problemin psikrometrik diyagramda çözümü fiekil 10.15’de görül-
mektedir. Tablo 10.2’den 22 °C’de suyun antalpisi 92,27 kJ/kg ola-
rak okunur. Psikrometrik diyagramda 1 ile 2 noktas› aras›ndaki do¤-
runun e¤imi
∆h / ∆W = 0,092 kJ/gnem
168
fiekil 10.13. NEML‹ HAVA ‹Ç‹NE SU VEYA BUHAR
PÜSKÜRTMES‹ ‹fiLEM‹
fiekil 10.12. ÖRNEK 5’‹N PS‹KROMETR‹K
D‹YAGRAM YARDIMI ‹LE ÇÖZÜMÜ
fiekil 10.14. ÖRNEK 6’NIN PS‹KROMETR‹K
D‹YAGRAM YARDIMI ‹LE ÇÖZÜMÜ
olarak yaz›labilir. Bu e¤imdeki do¤ru yafl termometre do¤rusudur.
(Ayr›ca psikrometrik diyagramdaki yar›m dairedeki ölçekten de
yararlan›labilir.) 1 noktas›ndan geçen yafl termometre do¤rusunun
doyma e¤risini kesti¤i nokta 2 noktas›d›r ve havan›n ç›k›fl flartla-
r›n› verir.
2 noktas›nda,
t2 = 22 °C
W2 = 16,7 g nem/ kgkuru hava
ϕ = 1.0
1 noktas›nda
W1 = 13,4 g nem/ kgkuru hava
Bu ifllem için gerekli su miktar›,
mw = ma (W2 - W1) = 6000 (16,7 - 13,4)
Ww = 19,8 kg nem/h elde edilir.
Yukar›daki örnekte nemlendirme sonucunda doymufl flartlara ulafl›l-
d›¤› kabul edilmifltir. Gerçekte hiçbir y›kama ile nemlendirme iflle-
minde verim %100 de¤ildir ve hava doymufl flartlara ulaflt›r›lamaz.
Aynen so¤utma iflleminde oldu¤u gibi y›kama iflleminde de bir ve-
rim tarifi vard›r. Bu durumda 1-2 do¤rusu, verim oran›nda bölüne-
rek gerçek y›kay›c›dan ç›k›fl flartlar› belirlenir.
Örnek 8:
Yukar›daki Örnek 7’de y›kama veriminin %70 olmas› halinde harca-
nan su miktar›n› ve havan›n nemlendiriciden ç›k›fl flartlar›n› bulunuz.
Çözüm: Aynen yukar›daki örnekte oldu¤u gibi hareket edilerek 1 ve
2 noktalar› bulunur. (Bak›n›z fiekil 10.15) Daha sonra 1-2 do¤rusu
%70 oran›nda bölünerek 2’ noktas› bulunur. Bunun için yine s›cak-
l›ktan veya özgül nemden yararlan›labilir.
( t1 - t2’) / ( t1 - t2) = (W2’ - W1 ) / (W2 - W1) =0,70 ifadesinden
t2’ = 24,4 °C (W2’ = 15,7 g/kg) Buna göre havan›n ç›k›fl flartlar› (2’)
t2’ = 24,4 °C
W2’ = 15,7 g/kg
ϕ 2’ = %80
kullan›lan su miktar›
mw = 6000 (15,7 - 13,4) = 13,8 kg/h
10.7.5. Havan›n S›cak veya So¤uk Su ‹le Y›kanmas›
Pratikte y›kama ile nemlendirmede yukar›da hesaplanan mw su
miktar›ndan çok fazla miktarda su kullan›l›r. F›skiyeden püskürtü-
len sudan ancak mw kadar› buharlaflarak havaya kar›fl›r. Geri kalan›
havuza dökülür ve ayn› su sirküle edilmeye devam eder. Pratikteki
su ile y›kama fiekil 10.16’da flematik olarak verilmifltir. Burada e¤er
y›kama yap›lan suyun s›cakl›¤›, havan›n yafl termometre s›cakl›¤›n-
da ise proses yine adyabatik nemlendirmedir ve aynen Örnek 8’de-
ki gibi hesaplan›r. E¤er püskürtülen suyun s›cakl›¤›, havan›n yafl
termometre s›cakl›¤›nda de¤ilse, ifllem art›k adyabatik de¤ildir. An-
cak ayn› su sirküle ediliyorsa, bir süre sonra havuzdaki su havan›n
yafl termometre s›cakl›¤›na düfler ve ifllem yine adyabatik nemlen-
dirmeye dönüflür. Bu nedenle y›kama ifllemleri adyabatik nemlen-
dirme olarak ele al›n›r.
E¤er y›kama fiekil 10.17’de görüldü¤ü gibi s›cak veya so¤uk su ile
yap›l›rsa, bu durumda ifllemde su ile ›s› verilir veya ›s› çekilir. Yani
adyabatik olmayan bir ifllem söz konusudur. S›cak su ile veya so¤uk
su ile y›kama yap›ld›¤›nda havan›n de¤iflimi psikrometrik diyag-
ramda bir e¤ri oluflturur. Y›kaman›n paralel veya ters ak›fll› olmas›-
na göre bu de¤iflim farkl›d›r. Bu de¤iflimin belirlenebilmesi karma-
fl›k bir hesab› gerektirir.
Pratik amaçlarla de¤iflimi do¤rusal kabul etmek, psikrometride çok
kullan›lan bir yaklafl›md›r.
Ters y›kama halinde, püskürtülen suyun s›cakl›¤› bir nevi CÇN s›-
cakl›¤› olarak kabul edilebilir. Dolay›s› ile de¤iflim havan›n girifl
flartlar›ndan (1 noktas›) püskürtülen su s›cakl›¤›ndaki doymufl hava
flartlar›na (2 noktas›) do¤ru olacak ve bu iki noktay› birlefltiren do¤-
ru ile ifade edilebilecektir. Ç›k›flta hava yine hiçbir zaman doyma
flartlar›na ulaflamayaca¤›ndan, bir y›kama verimi bu ifllemde de ge-
çerlidir. Dolay›s› ile hava y›kay›c›dan 1-2 do¤rusu üzerinde 2’ flart-
lar›nda ç›kar.
Örnek 9:
Kuru hava kütlesel debisi 10.000 kg/h, kuru termometre s›cakl›¤› 30
°C, ba¤›l nemi %50 olan hava 15 °C s›cakl›kta su ile ters ak›ml› ola-
rak, verimi %80 olan bir y›kay›c›da y›kand›¤›nda, havan›n y›kay›c›-
dan ç›k›fl flartlar›n› ve y›kay›c›n›n so¤utma kapasitesini bulunuz.
Çözüm:
Problemin psikrometrik diyagramda çözümü fiekil 10.18’de görül-
mektedir. 1 noktas›n›n flartlar›
169
fiekil 10.15. ÖRNEK 7 VE 8’‹N PS‹KROMETR‹K
D‹YAGRAMDA fiEMAT‹K GÖSTER‹L‹M‹
fiekil 10.16. PRAT‹KTE SU ‹LE YIKAMA
t1 = 30 °C
ϕ1 = %50
h1 = 64 kJ/kg
W1 = 13,4 g/kg
15 °C s›cakl›kta doymufl havaya karfl› gelen 2 noktas› flartlar›;
t2 = 15 °C
ϕ 2 = %100
h2 = 42 kJ/kg
W2 = 10,6 g/kg Bu iki noktay› birlefltiren do¤ru %80 oran›n-
da bölünürse, Örne¤in,
( t1 - t2’) / ( t1 - t2) = 0,80 ve buradan, t2’ = 18˚C
oldu¤una göre, 18 °C kuru termometre do¤rusu ile kesim noktas›
yard›m› ile 2 noktas› bulunur.
Bu noktadaki flartlar;
t2’ = 18 °C
ϕ2’ = %86
h2’ = 46,2 kJ/kg
W2’ = 11,2 g/kg
olarak belirlenir. Görüldü¤ü gibi burada y›kama yap›lmas›na karfl›n
hava nem kaybetmifltir. So¤uk su ile y›kama yap›ld›¤›nda, su s›cak-
l›¤›na ba¤l› olarak nemlendirme veya nem alma gerçeklefltirilebilir.
Buna göre so¤utma kapasitesi;
Q2 = ma. (h1 - h2’ ) = 10000 (64 - 46,2) = 178000 kJ/h = 49,4 kW
Örnek 10:
Kuru hava kütlesel debisi 1000 kg/h, kuru termometre s›cakl›¤› 17
°C, ba¤›l nemi %50 olan hava, 30 °C s›cakl›kta su ile ters ak›ml›
olarak, verimi %80 olan bir y›kay›c›da y›kand›¤›nda, havan›n y›ka-
y›c›dan ç›k›fl flartlar›n› ve ›s›t›c›n›n gücünü bulunuz.
Çözüm:
Problemin psikrometrik diyagramda çözümü fiekil 10.19’da görül-
mektedir. 1 noktas›n›n flartlar›
t1 = 17 °C
ϕ1 = %50
h1 = 32,5 kJ/kg
W1 = 6 g/kg
30 °C s›cakl›kta doymufl havaya karfl› gelen 2 noktas› flartlar›
t2 = 30 °C
ϕ 2 = %100
h2 = 100 kJ/kg
W2 = 27,3 g/kg
Bu iki noktay› birlefltiren do¤ru %80 oran›nda bölünürse
( t2’- t1) / (t2 - t1) = (W2’ -W1 ) / (W2 -W1) = 0,80 ve buradan, t2’ = 18˚C
( t2’- 17) / (30 - 17) = (W2’ - 6 ) / (27,3 - 6) = 0,80
t2’= 27,4 ˚C (W2’ = 23 g/kg) bulunur.
t2’ =27,4 ˚C s›cakl›¤› ile 1-2 noktalar›n› birlefltiren do¤runun kesim
noktas› 2’ flartlar›n› verir. Buna göre,
t2’ = 27,4 ˚C
ϕ 2’= %95
h2’ = 84,2 kJ/kg
W2’ = 23 g/kg
olarak belirlenir.
Buna göre gerekli ›s›t›c› kapasitesi,
Q1-2’ = ma (h2’ - h1) = 10000 (84,2 - 32,5)
= 517000 kJ/h = 143,6 kW olarak bulunur.
10.7.6. Havadan Higroskopik Maddelerle Nem Al›nmas›
Baz› kimyasal maddeler nemi absorbe ederler. Bunlara nem al›c›
(Higroskopik) maddeler denir. Nemli hava, nem al›c› madde (örne-
¤in silikajel) yata¤›ndan geçirilirse, nemini bu yatakta kaybederek
kuruyacakt›r. Nem al›c› maddeler zamanla neme doyarlar. Bu du-
rumda nem al›c› yatak ›s›t›larak (s›cak hava ile) rejenere edilir ve
tekrar kullan›ma haz›r hale getirilir.
Nem al›c› maddelerle nem al›nmas› adyabatik bir ifllem olarak ka-
bul edilebilir. Bu durumda kurutucu yatak boyunca ilerleyen hava-
n›n de¤iflimi, yaklafl›k olarak sabit yafl termometre do¤rusu boyun-
170
fiekil 10.17. SICAK VEYA SO⁄UK SU ‹LE YIKAMA fiekil 10.18. ÖRNEK 9’UN PS‹KROMETR‹K D‹YAGRAMDA
ÇÖZÜMÜ
ca afla¤› yönde bir de¤iflim olarak kabul edilebilir. fiekil10.20’de bu
de¤iflim görülmektedir.
Buna göre ç›k›flta hava daha s›cak ve daha kurudur. Bir baflka anla-
t›mla bu ifllem adyabatik nemlendirmenin tersi yönündedir. Kurutu-
cudan ç›k›fltaki 2 noktas›n›n yeri nem al›c›n›n konstrüksiyonu ve
karakteristi¤ine ba¤l›d›r.
10.7.7. Bir Salondaki Is› ve Nem Kazanc›n›n Nemli Hava ile
Al›nmas›
Bir salonun iklimlendirmesi ile ilgili problemlerde ço¤unlukla, gönde-
rilen nemli havan›n debisinin ve hava flartlar›n›n belirlenmesi gerekir.
fiekil 10.21’de ›s› ve nem kazanc›n›n oldu¤u, iklimlendirilen bir salon,
flematik olarak görülmektedir. Salonun cidarlar›ndan içeri giren ›s› ile
salon içinde üretilen net ›s›lar›n toplam› qs ile gösterilmektedir. Göz
önüne al›nan durumda, su buhar›n›n neden oldu¤u buharlaflma ›s›s›, bu
›s› içinde düflünülmedi¤inden qs ›s›s›, duyulur ›s› olarak tan›mlan›r.
Di¤er taraftan, salonun cidarlar›ndan giren ve ç›kan ile salon içinde,
çeflitli kaynaklardan üretilen net su buhar› miktar› ∑mw olsun. Salo-
na ilave edilen bu su buhar›, kütlesi ile antalpisinin çarp›m› kadar
bir gizli ›s›y›, salona ilave edecektir.
Devaml› rejim halinde bu salon için
ma . h1 + qs + ∑ (mw . hw) = ma . h2
ma. W1 + ∑mw = ma . W2
veya,
qs + ∑( mw . hw) = ma . (h2 - h1) (1)
∑mw = ma . (W2- W1) (2)
ba¤›nt›lar› yaz›labilir. ‹lk denklemin sol taraf›, bu salonda bütün
kaynaklardan a盤a ç›kan, hem duyulur hem de gizli ›s› miktarlar›-
n›n toplam›n› göstermektedir. ‹ki denklemin birlefltirilmesi ile
(h2 - h1) / (W2- W1) = [qs + ∑( mw . hw) ] / ∑ mw (3)
eflitli¤i elde edilir. Bu eflitlik de, (sa¤ taraftaki terimler sabit oldu¤un-
dan) psikrometrik diyagramda do¤rusal bir de¤iflim göstermekte olup
bu do¤runun e¤iminin say›sal [qs + ∑( mw . hw) ] / ∑ mw fleklindedir.
Buna göre salonu istenilen iç flartlarda (2 flartlar›nda) tutmak için,
salona gönderilmesi gerekli besleme havas›n›n flartlar› (1 noktas›),
iç flartlar› temsil eden noktadan (2 noktas›) geçen yukar›daki e¤im-
deki do¤ru üzerinde olmal›d›r.
Bu tarife göre 1 noktas› yukar›daki do¤ru üzerindeki her nokta ola-
bilir. Besleme havas› flartlar›n› belirleyen bu do¤ruya “Duyulur Is›
Oran› Do¤rusu” denir. Bu do¤ru üzerinde 1 noktas› yer de¤ifltirdik-
çe sadece besleme havas›n›n gerekli olan miktar› (ma) de¤iflir. Buna
göre 1 noktas› 2 noktas›na ne kadar yak›nsa, besleme havas› mikta-
r› o kadar fazla olacakt›r.
Genellikle psikrometrik hesaplarda üfleme havas› (besleme havas›)
s›cakl›¤› veya iç s›cakl›kla üfleme havas› s›cakl›¤› aras›ndaki fark
verilir. Bu durumda Duyulur Is› Oran› do¤rusu çizilerek üfleme ha-
vas› flartlar› ve üfleme havas› miktar› belirlenebilir.
Duyulur Is› Oran› do¤rusu e¤iminin yukar›daki denklem ile belir-
lenmesi en sa¤l›kl› yoldur. Ço¤u zaman, bu e¤imin bulunmas›nda
Duyulur Is› Oran› (DIO) de¤erinden yararlan›l›r. (DIO) duyulur ›s›
kazanc›n›n, toplam ›s› kazanc›na oran›d›r. Psikrometrik diyagram-
daki yar›m dairenin içinde (DIO) de¤erleri,
171
fiekil 10.19. ÖRNEK 10’UN PS‹KROMETR‹K D‹YAGRAMDA
ÇÖZÜMÜ
fiekil 10.20. NEM ALICI MADDELERLE HAVANIN NEM‹N‹N
ALINMASI
fiekil 10.21. B‹R SALONDAK‹ ISI VE NEM KAZANCININ
NEML‹ HAVA ‹LE ALINMASINAA‹T fiEMA
∆hS / ∆hT ile gösterilmifltir. Bu de¤er,
DIO= ∆hS / ∆hT = qs / [qs + ∑( mw . hw) ]
ifadesi ile bulunur ve e¤im yar›m daire üzerinde iflartelenen DIO
noktas› ile daire merkezini birlefltiren do¤runun e¤imi olarak belir-
lenir. Ancak hesaplarda e¤im için denklem 3’ün kullan›lmas›n› öne-
riyoruz.
Örnek 11:
Bir salondan emilen havan›n (salon iç hava flartlar›) kuru termomet-
re s›cakl›¤› 25 °C, termodinamik yafl termometre s›cakl›¤› ise 19 °C
de¤erlerindedir. Bu salonun duyulur ›s› kazanc›n›n 30000 kJ/h ve
salondaki insanlardan olan nem kazanc›n›n 5 kg/h oldu¤u bilinmek-
tedir. Üretilen nem doymufl ve 30 °C s›cakl›ktad›r. Salona gönderi-
len temiz havan›n kuru termometre s›cakl›¤›n›n 15 °C oldu¤u bilin-
di¤ine göre, salona gönderilmesi gereken temiz havan›n hacimsel
debisi ile termodinamik yafl termometre s›cakl›¤›n› bulunuz.
Çözüm:
Problemin psikrometrik diyagramdaki çözümü fiekil 10.22’de gö-
rülmektedir. Havan›n salondan ç›k›fl flart› psikrometrik diyagramda
2 noktas› ile gösterilmifltir. Tablo 10.2 yard›m› ile salona ilave edi-
len nemin antalpisi
hw = 2555,52 kJ/kg oldu¤undan, Denklem (3) kullan›larak
∆h / ∆W = [30000+(5) (2555,52) ] / 5 = 8555 kJ/kg nem
= 8,555 kJ/g yaz›labilir.
Psikrometrik diyagramdaki yar›m dairenin ∆h / ∆W ölçe¤inden ya-
rarlan›larak 2 noktas›ndan geçen ve e¤imi 8,555 kJ/kg (nem) olan
bir do¤ru çizilebilir. Bu do¤runun, kuru termometre s›cakl›¤› 15 °C
olan do¤ruyu kesti¤i nokta 1 noktas›d›r. Bu flekilde, 1 noktas›n›n
termodinamik yafl termometre s›cakl›¤› t1* = 13,8 °C elde edilir.
DIO do¤rusunun e¤imi için ∆hS /∆hT ölçe¤inden de yararlan›labilir-
di. Bu ikinci yöntemde, psikrometrik diyagramdaki ∆h / ∆W ölçe¤i
yerine, salondaki duyulur ›s› kazanc›n›n toplam ›s› kazanc›na oran›
olan ∆hS /∆hT ölçe¤inden yararlan›l›r.
Bu örnekte, bu oran
∆hS /∆hT = qs / [qs + ∑( mw . hw)]= 30000 / [30000+(5) (2555,52)]
= 0,701
de¤erindedir. ‹stenirse psikrometrik diyagramda, 2 noktas›ndan ge-
çen bu e¤imdeki do¤ru yard›m›yla 1 noktas› bulunabilir.
Dikkat edilirse psikrometrik diyagramdaki yar›m dairenin ölçekle-
rinde ∆hS /∆hT = 0,701 de¤eri ile ∆h / ∆W = 8555 kJ/kg (nem) de-
¤eri üst üste çal›flmaktad›r. Salona gönderilmesi gereken temiz ha-
va Denklem (1) kullan›larak bulunabilir. Denklem (1)’den
ma = [qs+∑( mw.hw)]/(h2-h1) =[30000+(5)(2555,52)]/(54,0-39,0)
ma = 2851,8 kgkuru hava /h
elde edilir. 1 noktas›nda v1 = 0,828 m3/ kgkuru hava oldu¤undan, sa-
lona gönderilmesi gereken temiz hava
Hacimseldebi=ma.v1 =(2851,8)(0,828)=2361,3m3/holarakbulunabilir.
Örnek 12:
Bir salonda k›fl›n iç flartlar kuru termometre s›cakl›¤› 20 °C, ba¤›l
nem %50 de¤erlerinde tutulmak istenmektedir. Salonun duyulur ›s›
kayb› 30000 kJ/h ve nem kazanc› 5 kg/h olarak bilinmektedir. Ne-
min antalpisi,
hw = 2555 kJ/kg
al›nabilir. Salona üflenen s›cak hava ile salon havas› aras›ndaki fark
10 °C istendi¤ine göre, salona gönderilmesi gereken üfleme havas›
miktar› ve flartlar›n› belirleyiniz.
Çözüm:
Problemin psikrometrik diyagramdaki çözümü fiekil 10.23’de gö-
rülmektedir. Salon iç flartlar› diyagramda 2 noktas› ile gösterilmifl-
tir. (3) denklemi kullan›larak,
∆h / ∆W = [-30000+(5) (2555,52) ] / 5 = -3445 kJ /kg nem
bulunur. Burada ›s› kayb›n›n (-) iflaretle göz önüne al›naca¤› unutul-
mamal›d›r. Psikrometrik diyagramdaki yar›m dairenin ∆h / ∆W ölçe-
¤inden yararlan›larak 2 noktas›ndan geçen ve e¤imi -3,445 olan do¤-
172
fiekil 10.22. ÖRNEK 11’‹N PS‹KROMETR‹K
D‹YAGRAM YARDIMI ‹LE ÇÖZÜMÜ
fiekil 10.23. ÖRNEK 12’N‹N PS‹KROMETR‹K
D‹YAGRAMINDA GÖSTER‹M‹
ru çizilir. Bu do¤runun t1 = t2 + 10 = 20 + 10 = 30 °C kuru termo-
metre s›cakl›¤› do¤rusunu kesti¤i (1) noktas› üfleme flartlar›n› verir.
t1 = 30 °C
h1 = 44,6 kJ/kg
W1 = 5,6 g/kg
Salona gönderilmesi gerekli üfleme havas›,
ma =[ -30000+(5) (2555)] / (39 - 44,6) = 3075 kg/h bulunur.
10.7.8. Konfor Klimas›
Çeflitli klima uygulamalar›nda psikrometri çal›flmas› yap›larak sant-
ral seçilmesi gerekir. Farkl› uygulamalarda, içeride istenen flartlar›n
sa¤lanmas› için klima santral›nda iç ve d›fl hava kar›fl›m› farkl› ifl-
lemlerden geçirilir. Bu ifllem kombinasyonlar›n› genifl bir biçimde
ele almak buradaki amaçlara uygun de¤ildir. Klima santral›nda
amaç, kar›fl›m havas›n› bir veya bir dizi uygun ifllemle istenen üfle-
me flartlar›na getirmektir. Burada sadece yaz ve k›fl klimas› olmak
üzere iki klasik konfor uygulamas› örne¤i verilecektir.
Örnek 13:
Yaz klimas› yaz hesap flartlar› kuru termometre s›cakl›¤› 33 °C ve
yafl termometre s›cakl›¤› 25 °C olan bir iklimde, iç flartlar kuru ter-
mometre 25 °C ve ba¤›l nem %50 olarak istenmektedir. Göz önüne
al›nan salonun duyulur ›s› kazanc›, qS = 30000 kJ/h, nem kazanc› 5
kg/h olarak bilinmektedir. Santralda 1 k›s›m d›fl hava, 3 k›s›m iç ha-
va ile kar›flt›r›lmaktad›r.
a. Üfleme s›cakl›¤›n›n 15 °C olabilmesi için so¤utucu serpantin
CÇN s›cakl›¤› ve BF ne olmal›d›r?
b. So¤utucu serpantinin kapasitesi ne olmal›d›r?
Çözüm:
Problemin psikrometrik diyagramdaki çözümü, fiekil 10.24’de gö-
rülmektedir. Klasik yaz klimas›nda istenilen üfleme flartlar›na ula-
flabilmek için sadece serpantin yüzeylerinde havan›n so¤utulmas›
ço¤unlukla yeterlidir.
Psikrometrik diyagramda iç ve d›fl flartlar iflaretlendikten sonra bu
ikisini birlefltiren do¤ru 1/4 oran›nda bölünerek, K kar›fl›m noktas›
flartlar› bulunur.
(tK – tI ) / (tD - tI )= 1/ (1+3)
(tK – 25) / (33 – 25) = 1/ 4 buradan, tK = 27 ˚C
tK = 27 °C kuru termometre do¤rusu ile I ve D noktalar›n› birleflti-
ren do¤runun kesim noktas›nda kar›fl›m havas› flartlar›,
tK = 27 °C
hK = 57 kJ/kg
WK = 11,7 g/kg olarak bulunur.
Üfleme havas›n›n 1 noktas› ile gösterilen flartlar› ise aynen Örnek
11’de anlat›ld›¤› gibi,
t1 = 15 °C
t1* = 13,8 °C
h1 = 39 kJ/kg
v1 = 0,328 olarak bulunur.
K ve 1 noktalar› birlefltirilerek uzat›l›r ve doyma e¤risini kesti¤i
nokta CÇN olarak belirlenir.
So¤utucu serpantinden 1 noktas›nda ç›kabilmek için serpantinin
CÇN s›cakl›¤›, tCÇN = 12 °C olmak zorundad›r. By-pass faktörü
(BF) ise,
BF = ( t1 - tCÇN ) / ( tK - tCÇN ) = (15 – 12) / (27 – 12) = 0,2 (=%20)
bulunur.
So¤utucu serpantin kapasitesi,
Qs = ma . (hK - h1)
olup, ma = 2851,8 kg/h olarak Örnek 11’de bulunmufltu. Bu de¤er
yard›m› ile,
Qs =2851,8 (57-39) = 51332 kJ/h = 14,2 kW so¤utucu serpantin ka-
pasitesi belirlenir.
Örnek 14:
K›fl klimas› k›fl hesap flartlar› kuru termometre s›cakl›¤› 0 °C ve ba-
¤›l nemi %60 olan bir iklimde iç flartlar kuru termometre 20 °C, ba-
¤›l nem %50 de¤erlerinde istenmektedir.
Salonun duyulur ›s› kayb› 30000 kJ/h ve nem kazanc› 5 kg/h olarak
bilinmektedir. Salona üflenen s›cak hava, salon iç havas›ndan 10 °C
daha s›cakt›r. Klima santral›nda 1 k›s›m d›fl hava 1 k›s›m iç hava ile
kar›flt›r›lmaktad›r.
a. Santralda gerekli ifllemleri belirleyiniz.
b. Gerekli ›s›tma kapasitesini belirleyiniz.
Çözüm:
Problemin psikrometrik diyagramda çözümü fiekil 10.25’de görül-
mektedir. Klasik k›fl klimas›nda kar›fl›m havas›n›n istenilen üfleme
flartlar›na ulaflt›r›labilmesi için önce ›s›t›lmas›, sonra y›kay›c›da ad-
yabatik nemlendirme ile nemlendirilmesi ve tekrar ›s›t›lmas› gerekir.
Bunun yerine günümüzde hijyen nedenleri ile buharla nemlendirme
daha çok tercih edilmektedir. Bu durumda kar›fl›m havas›n› sadece
›s›tmak ve buharla nemlendirmek yeterli olmaktad›r. Bu ikinci yol
problemin çözümünde tercih edilecektir. Kullan›lan buhar›n s›cakl›-
¤› 100 °C kabul edilsin. Buna göre, psikrometrik diyagramda iç ve
d›fl flartlar iflaretlendikten sonra, bu iki noktay› birlefltiren do¤ru 1/2
oran›nda bölünerek K kar›fl›m noktas› flartlar› bulunur.
173
fiekil 10.24. ÖRNEK 13’ÜN PS‹KROMETR‹K D‹YAGRAMDA
GÖSTER‹M‹
(tI–tK) / (tI -tD)= (20–tK) / (20 -0)= 1/ 2
tK = 10 ˚C
tK = 10 °C kuru termometre do¤rusu ile I ve D noktalar›n› birleflti-
ren do¤runun kesim noktas› kar›fl›m flartlar›n› verir.
tK = 10 °C
hK = 22,1 kJ/kg
WK = 4,8 g/kg
Üfleme havas›n›n 1 noktas› ile gösterilen flartlar›n›n bulunmas› Ör-
nek 12’de anlat›lm›flt›r.
Aynen bu örnek çözümünden al›nan 1 noktas› flartlar›,
t1 = 30 °C
h1 = 44,6 kJ/kg
W1 = 5,6 g/kg
olarak belirlenir. Buharla nem verme iflleminde ∆h / ∆W e¤imi 100
°C’deki doymufl buhar›n antalpisine eflit olacakt›r. Tablo 10.2’den
hw = 2675 kJ/kg = 2,675 kJ/g de¤er yard›m› ile psikrometrik diyag-
ramdaki yar›m daireden e¤im bulunur.
Bu e¤ime 1 noktas›ndan çizilen paralel buharla nemlendirme iflle-
mini göstermektedir. Öte yandan ›s›tma ifllemi W = sabit olan yatay
do¤ru ile temsil edilir.
Buna göre K noktas›ndan geçen yatay do¤ru ›s›tma ifllemi olup, bu
do¤runun yukar›da bulunan buharla nemlendirme do¤rusunu kesti-
¤i A noktas› havan›n ›s›t›c›dan ç›kt›¤›, nemlendiriciye girdi¤i nokta-
d›r. A noktas› flartlar›;
tA = 29,9 °C
hA = 42,8 kJ/kg
WA= 4,8 g/kg
Buna göre ›s›t›c› kapasitesi
QI = ma . (hA - hK)
olup, ma = 3075 kg/h olarak Örnek 12’de bulunmufltu. Bu de¤er
yard›m› ile,
QI = 3075 . (42,8 - 22,1) = 63650 kJ/h = 17,7 kW
›s›t›c› serpantin kapasitesi belirlenir. Havaya verilen buhar miktar› ise
mb = ma . (W1 – WA) = 3075 (5,6 - 4,8) = 2460 g/h = 2,46 kg/h de-
¤erindedir.
Örnek 15:
‹stanbul’da kullan›lacak GoodmanA60-00-/ CPKF 61-5 kanall› tip
split klima cihaz› iç ünite fan debisi 2720 m3/h ve %25 taze d›fl ha-
va , %75 iç ortam dönüfl havas› ile çal›flacak flekilde projelendirilir-
se üfleme s›cakl›¤› kaç derece olacakt›r? (‹ç ortamda istenilen
flartlar 26 °C kuru termometre s›cakl›¤› %50 ba¤›l nem)
Çözüm:
fiekil 10.26’da flematik çözüm verilmifltir. Psikometrik diyagram
yard›m›yla bulunan iç ve d›fl hava flartlar›:
‹ç flartlar 2 noktas›:
t2 = 26 °C
ϕ 2 = %50
W2 = 10,5 gr nem / kg kuru hava
D›fl flartlar, ‹stanbul d›fl hava yaz proje flart› olarak:
t1 = 33 °C
t 1* = 24 °C
W1 = 15,5 gr nem / kg kuru hava
Kar›fl›m havas›n›n yerini belirlemek için.
ma2 / ma1 =(w1 - wK ) / (wK - w2 )
2040 / 680 = (15,5 - wK) /(wK – 10,5)
WK = 11,84 (gr nem / kg kuru hava)
Kar›fl›m noktas›; psikometrik diyagramda iç hava ile d›fl hava ara-
s›ndaki mesafe ölçülerek ve iç hava ile d›fl hava oran›na göre e¤ri
üzerinden pratik olarak da belirlenebilir. Kar›fl›m noktas›nda (3 no-
lu nokta) hava flartlar›:
TK = 28 °C
t K* = 20,2 °C
hK = 58,5 kJ/kgkuru hava
Bulunan K noktas› kar›fl›m havas›n›n flartlar›n› psikometrik diyag-
ramda göstermektedir. Evaparatör CÇN s›cakl›¤› 7 °C kabul edilir.
7 °C kuru termometre s›cakl›¤›ndaki doymufl hava iflaretlenir.
(4 noktas›) Cihaz›n üfledi¤i hava 3-4 noktalar›n› birlefltiren do¤ru
üzerinde olacakt›r. Cihaz›n kapasitesi ve cihaza giren havan›n ental-
pisi bilindi¤inden 5 noktas›n›n (cihazdan üfleme havas›n›n) ental-
pisi hesaplanabilir ve 5 noktas› belirlenmifl olur.
Goodman teknik kataloglar›ndan yukar›daki hava flartlar›na ba¤l›
olarak cihaz kapasitesi 16,89 kW (58100 Btu/h) olarak okunabilir.
(cihazlar›n teknik tablosundan iç ünite debisi 2720 m3/h, d›fl ortam
kuru termometre s›cakl›¤› 33 °C ve evaparatör girifl yafl termomet-
re s›cakl›¤› 20,2 °C için okunur.)
Q = ∆h . ma = ∆h . 2720 / vK
16,89 = ∆h . 2720 / (0,868 . 3600) ∆h =19,40 kJ/kg
∆h = hK- h5 = 58.5 - h5
h5 = 39,1 kJ/kg
t5= üfleme s›cakl›¤› = 16,5 o
C
174
fiekil 10.25. ÖRNEK 14’ÜN PS‹KROMETR‹K D‹YAGRAMDA
GÖSTER‹M‹
175
fiekil 10.26. ÖRNEK 15’‹N PS‹KROMETR‹K D‹YAGRAMDA GÖSTER‹M‹
1
3-K
2
5
4

More Related Content

More from Havalandırma Plus

Buhar tesisatları 0212 417 6034 / 607 3004 https://www.enerji.life/buhar-tesi...
Buhar tesisatları 0212 417 6034 / 607 3004 https://www.enerji.life/buhar-tesi...Buhar tesisatları 0212 417 6034 / 607 3004 https://www.enerji.life/buhar-tesi...
Buhar tesisatları 0212 417 6034 / 607 3004 https://www.enerji.life/buhar-tesi...Havalandırma Plus
 
Yangın sistemleri https://www.enerji.life 0212 417 6034
Yangın sistemleri https://www.enerji.life 0212 417 6034Yangın sistemleri https://www.enerji.life 0212 417 6034
Yangın sistemleri https://www.enerji.life 0212 417 6034Havalandırma Plus
 
Kazandaki buhar basıncının düşürülmesi - https://www.enerji.life
Kazandaki buhar basıncının düşürülmesi - https://www.enerji.lifeKazandaki buhar basıncının düşürülmesi - https://www.enerji.life
Kazandaki buhar basıncının düşürülmesi - https://www.enerji.lifeHavalandırma Plus
 
Buhar ve buhar tesisatı - https://www.enerji.life
Buhar ve buhar tesisatı - https://www.enerji.lifeBuhar ve buhar tesisatı - https://www.enerji.life
Buhar ve buhar tesisatı - https://www.enerji.lifeHavalandırma Plus
 
Buhar tesisatları - https://www.enerji.life
Buhar tesisatları - https://www.enerji.lifeBuhar tesisatları - https://www.enerji.life
Buhar tesisatları - https://www.enerji.lifeHavalandırma Plus
 
Buhar tesisatı - https://www.enerji.life
Buhar tesisatı - https://www.enerji.lifeBuhar tesisatı - https://www.enerji.life
Buhar tesisatı - https://www.enerji.lifeHavalandırma Plus
 
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82Havalandırma Plus
 
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82Havalandırma Plus
 
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82Havalandırma Plus
 
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82Havalandırma Plus
 
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82Havalandırma Plus
 
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82Havalandırma Plus
 
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82Havalandırma Plus
 
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82Havalandırma Plus
 
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82Havalandırma Plus
 
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82Havalandırma Plus
 
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82Havalandırma Plus
 
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82Havalandırma Plus
 
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82Havalandırma Plus
 
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82Havalandırma Plus
 

More from Havalandırma Plus (20)

Buhar tesisatları 0212 417 6034 / 607 3004 https://www.enerji.life/buhar-tesi...
Buhar tesisatları 0212 417 6034 / 607 3004 https://www.enerji.life/buhar-tesi...Buhar tesisatları 0212 417 6034 / 607 3004 https://www.enerji.life/buhar-tesi...
Buhar tesisatları 0212 417 6034 / 607 3004 https://www.enerji.life/buhar-tesi...
 
Yangın sistemleri https://www.enerji.life 0212 417 6034
Yangın sistemleri https://www.enerji.life 0212 417 6034Yangın sistemleri https://www.enerji.life 0212 417 6034
Yangın sistemleri https://www.enerji.life 0212 417 6034
 
Kazandaki buhar basıncının düşürülmesi - https://www.enerji.life
Kazandaki buhar basıncının düşürülmesi - https://www.enerji.lifeKazandaki buhar basıncının düşürülmesi - https://www.enerji.life
Kazandaki buhar basıncının düşürülmesi - https://www.enerji.life
 
Buhar ve buhar tesisatı - https://www.enerji.life
Buhar ve buhar tesisatı - https://www.enerji.lifeBuhar ve buhar tesisatı - https://www.enerji.life
Buhar ve buhar tesisatı - https://www.enerji.life
 
Buhar tesisatları - https://www.enerji.life
Buhar tesisatları - https://www.enerji.lifeBuhar tesisatları - https://www.enerji.life
Buhar tesisatları - https://www.enerji.life
 
Buhar tesisatı - https://www.enerji.life
Buhar tesisatı - https://www.enerji.lifeBuhar tesisatı - https://www.enerji.life
Buhar tesisatı - https://www.enerji.life
 
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
 
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
 
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
 
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
 
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
 
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
 
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
 
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
 
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
 
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
 
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
 
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
 
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
 
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82
 

Havalandırma sistemleri www.havalandirmaplus.com 0212 857 81 82

  • 1. 10. PS‹KROMETR‹ Psikrometri, nemli havan›n termodinamik özellikleri ve bu özellik- leri kullan›larak nemli havadaki ifllemler ile ilgilenen termodinami- ¤in bir dal›d›r. Son y›llarda yap›lan çal›flmalar ile s›cakl›¤a ba¤l› olarak termodinamik özellikler için yeni formüller bulunmufltur. Bu yeni formüllere göre, nemli havaya ve suya ait termodinamik özel- likler Tablo 10.1 ve 10.2 olarak sunulmufltur. 10.1. KURU VE NEML‹ HAVANIN B‹LEfi‹M‹ Atmosferik hava çok say›daki gaz ve su buhar›n›n kar›fl›m› ile çeflit- li kirli gaz, çiçek tozlar› (polen) ve dumandan oluflur. Genelde kir- letici kaynaklardan uzakta atmosferik hava içinde duman ve kirli gazlar bulunmaz. Kuru hava ise içindeki su buhar› tamamen al›nm›fl atmosferik hava- d›r. Hassas ölçmeler ile kuru havan›n kar›fl›m›n›n izafi olarak sabit oldu¤u gösterilmifltir. ‹çindeki bileflenler, co¤rafi bölgelere, yüksek- li¤e ve zamana ba¤l› olarak çok az de¤iflebilmektedir. Hacimsel ola- rak kuru hava yaklafl›k olarak %78,084 azot, %20,9476 oksijen, %0,934 argon, %0,0314 karbondioksit, %0,001818 neon, %0,000524 helyum, %0,0002 metan, %0 ila 0,0001 kükürt dioksit, %00005 hidrojen ve toplam %0.0002 kripton, ksenon, ozon gazla- r›ndan olufltu¤u kabul edilir. Nemli havan›n, kuru hava ile su buha- r›n›n kar›fl›m› olarak iki bileflenden meydana geldi¤i kabul edilir. Hava içindeki su buhar›n›n miktar›, s›f›rdan (kuru hava), s›cakl›k ve bas›nca ba¤l› olarak bir maksimum de¤ere kadar de¤iflir. Hava içinde su buhar›n›n maksimum olma durumu, doymufl olarak adland›r›l›r ve nemli hava ile yo¤uflmufl suyun (s›v› veya kat›) do¤al denge halidir. Aksi belirtilmedikçe, yo¤uflmufl su yüzeyine temasta olan havan›n temasta oldu¤u k›s›m, doymufl olarak kabul edilir. 10.2. STANDART ATMOSFER Atmosferik havan›n barometrik bas›nc› ve s›cakl›¤› esas olarak de- niz seviyesinden olan yükseklikle de¤iflti¤i gibi, co¤rafi durumla ve hava flartlar› ile de de¤iflir. ‹klimlendirme mühendisli¤inde belirli bir referansa göre, çeflitli yüksekliklerde havan›n fiziksel özellikle- rini bulabilmek için standart atmosfer tan›m› gereklidir. Deniz sevi- yesinde standart havan›n s›cakl›¤› 15°C, standart barometrik bas›n- c› ise 101,325 kPa de¤erlerindedir. Trofosfere (atmosferin alt kat- man›na) kadar havan›n s›cakl›¤›n›n, yükseklik ile do¤rusal de¤iflti- ¤i ve strotosferde sabit de¤ere ulaflt›¤› kabul edilir. Atmosferin alt k›s›mlar›nda kuru havan›n bilefliminin sabit oldu¤u ve ideal gaz davran›fl› gösterdi¤i kabul edilir. Standart yer çekimi, 9,807 m/s2 de¤erindedir. Deniz seviyesinden olan yüksekliklere gö- re, standart atmosferik havan›n s›cakl›k ve bas›nc›n›n de¤iflimleri Tablo 10.3’de verilmifltir. 10.3. NEML‹ HAVANIN TERMOD‹NAM‹K ÖZELL‹KLER‹ Standart atmosferik bas›nç 101,325 kPa de¤erinde, -60 ila 90°C s›- cakl›klar› için nemli havan›n fiziksel özelliklerinin de¤iflimleri, Tablo 10.1’de görülmektedir. Bu tabloda verilen onbefl sütunun her birinin aç›klamas› afla¤›da verilmifltir. t(°C) = Celsius s›cakl›¤› olup, T(K) mutlak s›cakl›¤› ile aras›nda T(K) = t(°C) + 273,15 ba¤lant›s› vard›r. Ws = kuru havan›n kütlesine göre tan›mlanm›fl, doymufl havan›n öz- gül nemi, kgnem / kgkuru hava. Belirli s›cakl›k ve bas›nçta nemli hava- n›n özgül nemi s›f›r ile Ws aras›nda de¤iflir. va = kuru havan›n özgül hacmi, m3/kg. vas = vs - va , ayn› s›cakl›k ve bas›nçta kuru havan›n kütlesine göre tan›mlanm›fl doymufl havan›n özgül hacmi ile kuru havan›n özgül hacminin fark›, m3/kgkuru hava vs = kuru havan›n kütlesine göre tan›mlanm›fl nemli havan›n özgül hacmi, m3/kgkuru hava ha = kuru havan›n kütlesine göre tan›mlanm›fl kuru havan›n antalpi- si, kJ / kgkuru hava. Standart atmosferik bas›nçta ve 0 °C s›cakl›kta ku- ru havan›n antalpisi, Tablo 10.1’de s›f›r kabul edilmifltir. has = hs - ha , ayn› atmosferik bas›nç ve s›cakl›kta kuru havan›n küt- lesine göre tan›mlanm›fl olan doymufl havan›n antalpisi ile kuru ha- van›n antalpisi aras›ndaki fark, kJ / kgkuru hava hs = kuru havan›n kütlesine göre tan›mlanm›fl olan doymufl havan›n antalpisi, kJ / kgkuru hava sa = kuru havan›n kütlesine göre tan›mlanm›fl olan nemli havan›n antropisi (kJ / kgkuru hava.K). Standart atmosferik bas›nçta ve 0°C s›- cakl›kta kuru havan›n antropisi, Tablo 10.1’de s›f›r kabul edilmifltir. sas = ayn› atmosferik bas›nç ve s›cakl›kta kuru havan›n kütlesine göre tan›mlanm›fl olan doymufl havan›n antropisi ile kuru havan›n antropisi aras›ndaki fark (kJ / kgkuru hava.K). ss = kuru havan›n kütlesine göre tan›mlanm›fl olan doymufl havan›n antropisi, (kJ / kgkuru hava.K). hw = belirli bas›nç ve s›cakl›kta doymufl hava içinde yo¤uflmufl su- yun (s›v› veya kat› fazda) denge halindeki antalpisi, kJ/kgsu. Doyma bas›nc›nda ve üçlü noktadaki (0,01°C) s›v› faz›ndaki suyun antalpi- si, Tablo 10.1’de s›f›r kabul edilmifltir. sw = doymufl hava içinde yo¤uflmufl suyun (s›v› veya kat› fazdaki) antropisi, kJ / kgsu. K ps = doymufl hava içindeki su buhar›n›n k›smi bas›nc›, kPa. Bu ps ba- s›nc›, saf suyun doyma bas›nc› olan pws de¤erinden çok az farketmek- tedir. S›cakl›¤› t, bas›nc› p olan doymufl havadaki su buhar›n›n mol oran› xws ise bu ortamda bu bas›nç, pws = xws . p ba¤lant›s› ile veril- mektedir. Bu ba¤lant›da p ortam›n toplam bas›nc›n› göstermektedir. 10.4. DOYMUfi SUYUN TERMOD‹NAM‹K ÖZELL‹KLER‹ Doymufl suyun termodinamik özellikleri Tablo 10.2’de görülmekte- dir. Tablodaki semboller bu konudaki literatüre uygun olarak veril- mifl olup buradaki özellikler termodinamik s›cakl›k skalas›na da- yanmaktad›r. Doymufl suyun antalpi ve antropisinin her ikisi de üç- lü noktada (0,01°C) s›f›r olarak al›nm›flt›r. Nemli havan›n özelliklerinin hesab›nda, doymufl su buhar›n›n ba- s›nc›n›n bilinmesi gereklidir. Bu de¤erler Tablo 10.2’den al›nabilir. 10.5. NEM ‹LE ‹LG‹L‹ TANIMLAR Özgül nem (W), gözönüne al›nan nemli hava içindeki nem kütlesi- nin kuru hava kütlesine oran› olup, W= Mw / Ma fleklinde formüle edilir. Mol oran› (xi) kar›fl›m içindeki i bilefleninin mol say›s›n›n (ni), kar›fl›- m›n toplam mol say›s›na (n) oran›d›r. Kuru havan›n mol oran› xa, su 157
  • 2. Tablo 10.1 NEML‹ HAVANIN TERMOD‹NAM‹K ÖZELL‹KLER‹ (STANDART ATMOSFER‹K BASINÇ, 101.325 kPa) t, °C ✱ Afl›r› so¤utulmufl s›v›l› yar› kararl› dengedeki durumu belirlemek için ekstropole edilmifltir. ✱ Özgül nem kgw / kga Ws va vas Özgül hacim m3/kg (kuru hava) Antalpi kJ/kg (kuru hava) Antropi kJ/kg (kuru hava).K Yo¤uflmufl su vs ha has hs sa sas ss Antalpi kJ/kg hw Antropi kJ/kg.K sw Buhar bas›nc› kPa ps °C 158
  • 3. Tablo 10.1. NEML‹ HAVANIN TERMOD‹NAM‹K ÖZELL‹KLER‹ (STANDART ATMOSFER‹K BASINÇ, 101.325 kPa) (Devam) t, °C Özgül nem kgw / kga Ws va vas Özgül hacim m3/kg (kuru hava) Antalpi kJ/kg (kuru hava) Antropi kJ/kg (kuru hava).K Yo¤uflmufl su vs ha has hs sa sas ss Antalpi kJ/kg hw Antropi kJ/kg.K sw Buhar bas›nc› kPa ps °C 159
  • 4. 160 Tablo 10.2. DOYMUfi SU BUHARININ TERMOD‹NAM‹K ÖZELL‹KLER‹ t, °C Mutlak bas›nç kPa p Doymufl s›v› vi / vf Buharlaflma vig / vfg Özgül hacim m3/kg Doymufl buhar vg Buharlaflma hig / hfg Doymufl buhar hg Doymufl s›v› hi / hf Buharlaflma sig / sfg Doymufl buhar sg °C Doymufl s›v› si / sf Antalpi kJ/kg Antropi kJ/kg.K
  • 5. 161 Tablo 10.2. DOYMUfi SU BUHARININ TERMOD‹NAM‹K ÖZELL‹KLER‹ (Devam) t, °C Mutlak bas›nç kPa p Doymufl s›v› vf / vf Buharlaflma vfg / vfg Özgül hacim m3/kg Doymufl buhar vg Buharlaflma hfg / hfg Doymufl buhar hg Doymufl s›v› hf / hf Buharlaflma sfg / sfg Doymufl buhar sg °C Doymufl s›v› sf / sf Antalpi kJ/kg Antropi kJ/kg.K
  • 6. 162 Tablo 10.2. DOYMUfi SU BUHARININ TERMOD‹NAM‹K ÖZELL‹KLER‹ (Devam) t, °C Mutlak bas›nç kPa p Doymufl s›v› vf / vf Buharlaflma vfg / vfg Özgül hacim m3/kg Doymufl buhar vg Buharlaflma hfg / hfg Doymufl buhar hg Doymufl s›v› hf / hf Buharlaflma sfg / sfg Doymufl buhar sg °C Doymufl s›v› sf / sf Antalpi kJ/kg Antropi kJ/kg.K
  • 7. buhar›n›n mol oran› xw ve doymufl hava içindeki su buhar›n›n mol oran› ise xws de¤erlerindedir. Mol oran› tan›m›na göre xa + xw = 1 de- ¤erine eflittir. Mutlak nem (dv), su buhar› kütlesinin nemli havan›n toplam hacmi- ne oran› dv = Mw / V olarak tan›mlanmaktad›r. Nemli havan›n yo¤unlu¤u (ρ), kar›fl›m›n toplam kütlesinin, kar›fl›- m›n toplam hacmine oran› olarak ρ = ( Ma + Mw) / V =(1 + W)/ v fleklinde yaz›labilmektedir. Bu denklemdeki v nemli havan›n özgül hacmi olup, m3/kgkuru hava boyutundad›r. Doymufl havan›n özgül nemi Ws(t,p), t s›cakl›¤›nda ve p bas›nc›n- daki doymufl havan›n özgül nemidir. Ba¤›l nem (ϕ), nemli hava içindeki su buhar›n›n xw mol oran›n›n, ay- n› s›cakl›k ve bas›nçta doymufl havan›n xws mol oran›na bölümü olup ϕ = xw / (xws)t,p fleklindedir. Çi¤ noktas› s›cakl›¤› (td), özgül nemi W olan nemli ha- van›n ayn› p bas›nc›nda, Ws doymufl havan›n özgül nemine eflit ol- mas› durumunda, doymufl havan›n sahip oldu¤u s›cakl›k olarak ta- n›mlan›r. td(p, W) çi¤ noktas› s›cakl›¤›, Ws (p,td) = W eflitli¤inden bulunur. Termodinamik yafl termometre s›cakl›¤› (t*), Nemli havan›n herhangi bir durumu için t* ile gösterilebilecek öyle bir s›cakl›k de¤eri vard›r ki, bu s›cakl›ktaki su, göz önüne al›nan ha- vay› ayn› s›cakl›kta doymufl hale getirir. fiekil 10.15’de adyabatik doyma ifllemi flematik olarak görülmektedir. Bu ifllemde havay› doymufl hale getiren su ile ç›k›fltaki hava ayn› s›cakl›ktad›r. ‹flte bu doyma s›cakl›¤›na termodinamik yafl termometre s›cakl›¤› ad› veri- lir. Olaydaki bas›nc›n sabit olmas› durumunda t* doyma s›cakl›¤›na ba¤l› olarak, havan›n bafllang›çtaki W olan özgül nemi ifllem sonun- da W*s , bafllang›çtaki h antalpisi ifllem sonunda h*s de¤erlerine ulaflmaktad›r. Bu esnada kuru havan›n birim kütlesine göre tan›m- lanm›fl, havaya ilave edilen nem kütlesi (W*s - W), bu nemin hava- ya ilave etti¤i enerji miktar› (W*s -W).h*w de¤erindedir. Burada h*w, t* s›cakl›¤›nda ilave edilen suyun antalpisi anlam›ndad›r. ‹flle- min adyabatik olmas› nedeniyle, sabit bas›nçta enerjinin (antalpi- nin) korunumu için h + (W*s - W) h*w = h*s ba¤lant›s› yaz›labilir. W*, h*w ve h*s özellikleri belirli bir bas›nç için sadece t* s›cakl›- ¤›n›n fonksiyonlar›d›r. Verilen h, W ve p de¤erleri için, denklemi sa¤layan t*, termodinamik yafl termometre s›cakl›¤› olarak adland›- r›l›r. Psikometre cihaz›nda iki adet termometre vard›r. Bunlardan birisin- de, termometrenin haznesinin etraf› ince bir fitil ile kapl› olup bu fi- til su ile ›slat›lmaktad›r. Bu ›slak hazne hava ak›m›na tabi tutulursa, fitildeki su buharlafl›r ve termometrenin s›cakl›¤›n› düflürür. Elde edilen bu s›cakl›¤a yafl termometre s›cakl›¤› ad› verilir. Bu ifllem termodinamik yafl termometre s›cakl›¤› ile tan›mlanan adyabatik doyma flart›n› tam gerçeklefltirmese de pratik olarak ayn›d›r. Bu yüzden yaklafl›k olarak yafl termometre s›cakl›¤›, termodinamik yafl termometre s›cakl›¤›na eflit al›nabilir. Göz önüne al›nan nemli hava- n›n termodinamik yafl termometre s›cakl›¤›, ölçme tekniklerinden ba¤›ms›z bir özelliktir. 10.6. PS‹KROMETR‹K D‹YAGRAM Psikrometrik diyagram, nemli havan›n fiziksel özelliklerini grafik halinde veren bir diyagramd›r. Bir psikrometrik diyagramdaki ek- senlerin seçimi tamamen keyfidir. Termodinamik olarak nemli ha- vaya ait birçok problemin grafik çözümünde psikrometrik diyag- ramda eksenlerin antalpi ve özgül nem fleklinde al›nmas› büyük ko- layl›k sa¤lar. Mollier taraf›ndan haz›rlanan ilk diyagramda da ek- senler, antalpi ve özgül nem olarak al›nm›flt›r. Ayn› eksen tak›m› kullan›larak, ASHRAE taraf›ndan yedi adet Mol- lier tipi psikrometrik diyagram haz›rlanm›flt›r. ASHRAE’n›n haz›rlam›fl oldu¤u 1,2,3 ve 4 numaral› diyagramlar- da, atmosfer bas›nc› standart deniz seviyesindeki bas›nç olarak 101,325 kPa al›nmaktad›r. 5 Numaral› diyagram, deniz seviyesin- den 750 m (92,66 kPa) yükseklik, 6 numaral› diyagram, deniz sevi- yesinden 1500 m (84,54 kPa) yükseklik, 7 numaral› diyagram ise deniz seviyesinden 2250 m (77,04 kPa) yükseklik için haz›rlanm›fl- t›r. Di¤er taraftan; 1,5,6,7 nolu diyagramlar: 0 ile 50 °C (normal s›cakl›klar) 2 nolu diyagram: -40 ile 10 °C (düflük s›cakl›klar) 3 nolu diyagram: 10 ile 120 °C (yüksek s›cakl›klar) 4 nolu diyagram: 100 ile 1200 °C (çok yüksek s›cakl›klar) kuru ter- mometre s›cakl›klar›na göre düzenlenmifltir. Bu diyagramlarda verilen bas›nçlar›n d›fl›ndaki atmosferik bas›nç- larda enterpolasyon yapmak gerekmektedir. Bütün bu diyagramlar›n karfl›laflt›r›lmas› ile afla¤›daki hususlar tes- pit edilebilir. 1. Verilen bir yafl ve kuru termometre s›cakl›klar› çifti için özgül nem ve antalpi deniz seviyesinden olan yükseklikle artarken ba¤›l nem çok az de¤iflir. 2. Verilen bir yafl ve kuru termometre s›cakl›klar› çifti için atmosfe- rik bas›nçla özgül hacim çok fazla de¤iflir. Pratik olarak özgül hac- min atmosferik bas›nçla ters orant›l› de¤iflti¤i kabul edilir. 163 Yükseklik, m - 500 0 500 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 S›cakl›k, ˚C 18.2 15.0 11.8 8.5 2.0 -4.5 -11.5 -17.5 -24.0 -30.5 -37.0 -43.5 -50.0 Bas›nç, kPa 107.478 101.325 95.461 89.874 79.495 70.108 61.640 54.020 47.181 41.061 35.600 30.742 20.436 Tablo 10.3. STANDART ATMOSFER‹K HAVANIN ÖZELL‹KLER‹N‹N DEN‹Z SEV‹YES‹NDEN OLAN YÜKSEKL‹KLE DE⁄‹fi‹M‹
  • 8. 164 Tablo 10.5. PS‹KROMETR‹K D‹YAGRAM (1 NOLU ASHRAE D‹YAGRAMI)
  • 9. Afla¤›daki Tablo 10.4’de, deniz seviyesindeki (1 nolu diyagram) özellikler ile deniz seviyesinden 1500 m (6 nolu diyagram) yüksek- likteki özelliklerin bir karfl›laflt›r›lmas› görülmektedir. Bütün bu diyagramlarda antalpi ve özgül nem için dik koordinat sis- temi yerine, e¤ik eksen tak›m› kullan›lm›flt›r. ASHRAE’nin haz›rlam›fl oldu¤u 1 nolu psikrometrik diyagram, fie- kil 10.5’de görülmektedir. Bu diyagram üzerinde nemli havaya ait antalpi, özgül nem, kuru termometre s›cakl›klar›, termodinamik yafl termometre s›cakl›klar›, ba¤›l nem ve özgül hacim fiziksel de¤ifl- kenleri bulunmaktad›r. Bu diyagramda kuru termometre s›cakl›¤› 0 ila 50 °C aras›nda, ba- ¤›l nem 0 (kuru hava) ile 30 gnem/ kgkuru hava aras›nda de¤iflmektedir. Sabit antalpi de¤iflimleri ise e¤ik olarak bir- birine paralel do¤rular fleklinde 1 kJ/ kgkuruhava aral›klarla belirtilmifl olarak görülmektedir. Kuru termometre s›cakl›klar› düz do¤rular halinde olmas›na ra¤men birbirine tam olarak paralel de¤ildir ve dik durumdan hafifçe sapmak- tad›r. Termodinamik yafl termometre s›cakl›klar› ise antalpi do¤rula- r›ndan biraz farkl› olarak e¤ik do¤rular halinde görülmektedir. Kuru termometre s›cakl›klar› ile termodinamik yafl termometre s›- cakl›klar›, doyma e¤risi (ϕ =1) üzerinde ayn› de¤ere sahiptir. Yafl termometre de¤iflimleri de tam olarak do¤ru olmas›na ra¤men bir- birlerine paralel de¤ildir. Diyagramda hem yafl hem de kuru termo- metre s›cakl›klar› 1 °C aral›kla belirtilmifltir. Ba¤›l nem (ϕ) e¤rileri, bu diyagramda %10 aral›kla çizilmifltir. Doyma e¤risi %100 ba¤›l neme karfl› gelirken, W=0 yatay do¤rusu %100 kuru havaya karfl› gelmektedir. Özgül hacim do¤rular› düz olmalar›na ra¤men bunlar da birbirlerine tam olarak paralel de¤ildir. Bunlar diyagramda 0,01 m3/ kgkuru hava hassasiyetle belirtilmifltir. Doyma e¤risinin üstünde kalan dar bir bölge, nemli havan›n sisli bölgesi olarak tan›mlan›r. ‹ki faz› temsil eden bu bölgede, s›v› su zerrecikleri ile doymufl nemli havan›n bir kar›fl›m› görülmekte olup bunlar ›s›l dengededir. Sisli bölgedeki sabit s›cakl›k do¤rular›, nem- li hava bölgesindeki termodinamik yafl termometre s›cakl›klar›n›n uzant›s› ile uyum içindedir. E¤er gerekirse bu sisli bölge içinde ba¤›l nem, antalpi ve termodi- namik yafl termometre s›cakl›klar› uzat›labilir. Diyagram›n sol üst köflesinde görülen yar›m dairede iki ölçek var- d›r. Birinci ölçek duyulur ›s›n›n toplam ›s›ya oran›n› gösterirken, ikinci ölçek antalpi fark›n›n özgül nem fark›na oran›n› göstermekte- dir. Bu yar›m dairedeki ölçekler, psikrometrik diyagramdaki de¤i- flimlerin do¤rultusunu tespit etmek için kullan›l›r. Örnek 1: Kuru termometre s›cakl›¤› 40 °C, termodinamik yafl termometre s›- cakl›¤› 20 °C ve atmosfer bas›nc›n›n 101,325 kPa oldu¤u bir ortam- daki nemli havan›n özgül nemini, antalpisini, çi¤ noktas› s›cakl›¤›- n›, ba¤›l nemini ve özgül hacmini bulunuz. Çözüm: 40 °C s›cakl›ktaki kuru termometre do¤rusu ile 20 °C s›cakl›ktaki yafl termometre do¤rusunun kesim noktas›ndan, istenen termodina- mik özellikler gerekti¤inde enterpolasyon yap›larak afla¤›daki flekil- de bulunabilir: Özgül nem: W = 6,5 g nem / kgkuru hava Antalpi: h = 56,7 kJ/ kgkuru hava Ba¤›l nem: ϕ = %14 Çi¤ noktas›: td = 7 °C Özgül hacim: v = 0,896 m3/ kgkuru hava 10.7. BAZI T‹P‹K ‹KL‹MLEND‹RME ‹fiLEMLER‹ Nemli hava ile ilgili birçok problem, psikrometrik diyagram kulla- n›larak kolayca çözülebilir. Bu konu, afla¤›daki tipik örnekler ile ko- layca aç›klanabilir. Burada verilen örneklerin hepsinde standart at- mosfer bas›nc›, 101,325 kPa olarak göz önüne al›nm›flt›r. Nemli hava ile yap›lan bütün ifllemlerde, özgül de¤erlerin ifadesinde de¤iflmeyen tek de¤er olan kuru havan›n kütlesi esas al›n›r. Özgül an- talpi, özgül hacim vs. her fley kuru hava kütlesine göre ifade edilir. 10.7.1. Nemli Havan›n Duyulur Olarak Is›t›lmas› Serpantin yüzeylerinde havan›n ›s›t›lmas› bu iflleme tipik bir örnek- tir. Özgül nemin sabit olmas› nedeniyle, nemli havaya duyulur ›s› ilave etme ifllemi, psikrometrik diyagramda, soldan sa¤a do¤ru gi- den yatay bir do¤ru ile belirlenir. fiekil 10.6’da nemli havaya duyulur ›s› verilmesi flematik olarak gösterilmektedir. Sürekli rejimde sisteme verilen ›s› q1-2 = ma (h2 - h1) fleklinde formüle edilebilir. Örnek 2: 3000 m3/h debisinde, 2 °C s›cakl›ktaki doymufl hava ›s›t›c› bir ser- pantin yard›m› ile 40 °C s›cakl›¤›na kadar duyulur olarak ›s›t›lmak- tad›r. Serpantine verilmesi gereken ›s› miktar›n› bulunuz. Çözüm: Problemin psikrometrik diyagramdaki çözümü fiekil 10.7’de görül- mektedir. 1 flartlar›nda 2 °C s›cakl›kta ›s›t›c› serpantine giren havan›n, Antalpisi: h1 = 12,5 kJ/ kgkuru hava Özgül nemi: W1 = 4,25 g nem / kgkuru hava Özgül hacim: v1 = 0,785 m3/ kgkuru hava de¤erlerindedir. 2 flartlar›n- 165 fiekil 10.6. NEML‹ HAVANIN DUYULUR OLARAK ISITILMASI No 1 6 t (kuru) 40 40 t (yafl) 30 30 h (kJ/kg) 99.5 114.1 w (gr/kg) 23.0 28.6 φ (%) 49 50 v (m3/kg) 0.920 1.111 Tablo 10.4
  • 10. da 40 °C s›cakl›kta ve ayn› özgül nemde (W2 = W1) ›s›t›c› serpan- tinden ç›kan havan›n, Antalpisi: h2 = 51,4 kJ/ kgkuru hava, Özgül nemi: W2 = W1 = 4,25 g nem / kgkuru hava de¤erlerindedir. Sis- temdeki kuru hava miktar› ma = 3000/ 0,785= 3822 kgkuru hava/h oldu¤undan, q1-2 = 3822 (51,4 - 12,5) = 148676 kJ/h = 41,3 kW elde edilir. 10.7.2. Nemli Havan›n So¤utulmas› Nemli hava, bafllang›çtaki çi¤ noktas›n›n alt›ndaki bir s›cakl›¤a so- ¤utuldu¤unda, içindeki nem s›v› faz›nda bu havadan ayr›l›r. So¤utu- cu bir serpantin ile nemli havan›n çi¤ noktas› alt›ndaki bir s›cakl›¤a kadar so¤utulmas›, flematik olarak fiekil 10.8’de görülmektedir. Sis- temdeki kütle ve enerji dengesinden afla¤›daki ba¤›nt›lar bulunabilir. mw = ma (W1 - W2) q1-2 = ma (h1 - h2) Burada yo¤uflan suyun tafl›d›¤› ›s› ihmal edilmifltir. Örnek 3: 17000 m3/h debisinde, %50 ba¤›l neminde ve 30 °C kuru termomet- re s›cakl›¤›ndaki nemli hava, 10 °C s›cakl›¤›nda doymufl hale getiri- lene kadar bir so¤utucu serpantin üzerinden geçiriliyor. Bu ifllemin gerçekleflebilmesi için gerekli olan so¤utma kapasitesini bulunuz. Çözüm: Problemin psikrometrik diyagramdaki çözümü fiekil 10.9’da görül- mektedir. Bu flekilde görüldü¤ü gibi 1 ile 2 aras›ndaki gerçek de¤iflim bir e¤ridir.Ancak bu e¤rinin çizimi çok güç oldu¤undan ve sonucu faz- la etkilemedi¤inden, psikrometri çal›flmalar›nda de¤iflimin 1 ile 2’yi birlefltiren do¤ru boyunca oldu¤u kabul edilir. 1 flartlar›nda 30 °C s›cak- l›kta ve ϕ = %50 ba¤›l neminde, so¤utucu serpantine giren havan›n, Antalpisi: h1 = 64,3 kJ/ kgkuru hava, Özgül nemi: W1 = 13,3 g nem/ kgkuru hava, Özgül hacmi: v1 = 0,877 m3/ kgkuru hava de¤erlerindedir. 2 flartlar›nda 10 °C s›cakl›kta so¤utucu serpantin- den ç›kan doymufl havan›n, antalpisi = h2 = 29,5 kJ/ kgkuru hava, Özgül nem: W2 = 7,6 g nem/ kgkuru hava de¤erindedir. Sistemdeki ku- ru hava miktar› ma = 17000/ 0,877= 19384 kgkuru hava/h oldu¤undan q1-2 = 19384 . (64,3 - 29,5) = 675 MJ/h = 187 kW elde edilir. So¤utucu serpantin ç›k›fl›nda hava, bu problemde oldu¤u gi- bi doymufl hale getirilebiliyorsa; 2 noktas›ndaki s›cakl›¤a Cihaz Çi¤ Noktas› (CÇN) s›cakl›¤› ad› verilir. fiekil 10.9’daki 2 noktas› ideal bir noktad›r. Sonsuz büyüklükte serpantin kullan›ld›¤›nda hava 2 flartlar›nda doymufl olarak serpantini terk eder. CÇN s›cakl›¤› kulla- n›lan serpantin konstrüksiyonuna, havan›n serpantin boyunca ak›fl biçimine ve so¤utucu ak›flkan›n cins ve s›cakl›¤›na ba¤l›d›r. Bu de- ¤er serpantin üreticileri taraf›ndan tablo halinde verilir. Ters ak›fll› bir serpantinde CÇN so¤utucu ak›flkan girifl s›cakl›¤›na çok yak›n- d›r. Pratik olarak CÇN s›cakl›¤›n› so¤utucu ak›flkan s›cakl›¤› veya onun birkaç derece üstü almak mümkündür. Yukar›daki örnekte so- ¤utucu ak›flkan s›cakl›¤›n›n 8 veya 9 °C olmas› beklenir. fiekil 10.9. ÖRNEK 3’ÜN PS‹KROMETR‹K D‹YAGRAM YARDIMI ‹LE ÇÖZÜMÜ fiekil 10.7. ÖRNEK 2’N‹N PS‹KROMETR‹K D‹YAGRAM YARDIMI ‹LE ÇÖZÜMÜ fiekil 10.8. NEML‹ HAVANIN Ç‹⁄ NOKTASI ALTINDAK‹ B‹R SICAKLIKTA SO⁄UTULMASI 166
  • 11. Öte yandan pratik serpantinlerde 2 noktas›na ulafl›lamaz. Bir serpan- tin verimi tarif edildi¤inde, 2 noktas›na ulaflma halinde verim %100 de¤erindedir. Pratikteki serpantinlerde ise verim %85 - 90 mertebe- lerine ulaflabilir. Serpantinlerde verim tarifi yerine by-pass oran› ta- rifi daha yayg›nd›r. Verimi %85 olan serpantinin by-pass oran› %15 de¤erindedir. Yani bu oranda hava flartlanamadan serpantini terk et- mektedir. Cihaz üreticileri ayn› zamanda by-pass oran›n› da verirler. CÇN s›cakl›¤› ve by-pass oran› de¤erleri verilen bir serpantindeki de¤iflimi göstermek için girifl flartlar›n› CÇN’na birlefltiren do¤ruyu çizip bunu verim (veya by-pass) oran›nda bölmek yeterlidir. Örnek 4: 17000 m3/h debisinde, %50 ba¤›l neminde ve 30 °C kuru termomet- re s›cakl›¤›ndaki nemli hava, CÇN s›cakl›¤› 10 °C ve by-pass oran› %15 olan bir serpantinde so¤utuldu¤unda gerçeklefltirilebilecek so- ¤utmay› bulunuz. Çözüm: Problemin psikrometrik diyagram›ndaki çözümü fiekil 10.10’da gö- rülmektedir. 1 noktas› ba¤›l nem ve 30 °C kuru termometre de¤erleri ile belirlenir. 2 noktas› ise doyma e¤risi üzerinde CÇN s›cakl›¤› ile be- lirlenir. 1 ve 2 noktalar›n› birlefltiren do¤ru %15 oran›nda bölünür. Bu- nun için örne¤in kuru termometre s›cakl›¤›ndan yararlan›labilinir. ( t1 - t2’) / (t1 - t2) = 0,85 ifadesinden t2’ = 13 ˚C Buna göre, 1 noktas›nda, h1 = 64,3 kJ/ kgkuru hava W1 = 13,3 g nem/ kgkuru hava v1 = 0,877 m3/ kgkuru hava 2’ noktas›nda, t2’ = 13 °C h2’ = 35 kJ/ kgkuru hava W2’ = 8,5 g nem/ kgkuru hava de¤erindedir. Sistemdeki kuru hava ma = 17000/ 0,877= 19334 kgkuru hava/h gerçekleflen so¤utma, q1-2’ = 19384 (64,3 - 35) = 568 MJ/h = 158 kW 10.7.3. ‹ki Nemli Havan›n Adyabatik Kar›fl›m› ‹klimlendirme sistemlerinde çok karfl›lafl›lan bir olay, farkl› iki özel- likteki nemli havan›n adyabatik kar›flt›r›lmas›d›r. fiekil 10.11 bu ola- y› flematik olarak aç›klamaktad›r.Adyabatik kar›fl›m olay›nda afla¤›- daki üç temel denklem yaz›labilir. ma1 . h1 + m a2 . h2 = m a3. h3 m a1 + m a2 = m a3 m a1 .W1 + m a2 .W2 = m a3 .W3 Bu denklemlerde, kar›fl›mdan sonraki havan›n kütlesel debisini gös- teren ma3 teriminin yok edilmesi halinde (h2 - h3) / (h3 - h1)= ( W2 - W3 ) / (W3 - W1 )= m a1 / m a2 ba¤lant›s› yaz›labilir. Bu ba¤lant›ya göre iki nemli havan›n adyaba- tik kar›flt›rma ifllemi sonunda elde edilen nokta, psikrometrik diyag- ramda, bu noktalar› birlefltirerek elde edilen do¤ru parças›n›n, iki havan›n kütlesel debilerinin oranlanmas› yard›m› ile bu do¤ru par- ças› üzerinde kolayca bulunabilir. Örnek 5: 8000 m3/h debisinde, 4°C kuru termometre ve 2 °C termodinamik yafl termometre s›cakl›¤›ndaki d›fl hava ile 25000 m3/h debisinde, 25 °C kuru termometre ve %50 ba¤›l nemindeki iç hava adyabatik ola- rak kar›flt›r›lmaktad›r. Kar›fl›m havas›n›n kuru termometre ve termo- dinamik yafl termometre s›cakl›klar›n› bulunuz. Çözüm: Problemin psikrometrik diyagramdaki çözümü fiekil 10.12’de gö- rülmektedir. Bu diyagramda 1 ve 2 flartlar›ndaki nemli havan›n öz- gül hacimleri s›rayla, v1 = 0,789 m3/ kgkuru hava v2 = 0,858 m3/ kgkuru hava oldu¤undan, kütlesel debiler için ma1 = 8000 / 0,789= 10140 kgkuru hava / h ma2 = 25000 / 0,858= 29140 kgkuru hava / h yaz›labilir. (32 do¤rusu) / (13 do¤rusu )= m a1 / m a2 = 10140 / 29140= 0,348 veya (13 do¤rusu ) / (12 do¤rusu)= m a2 / m a3 = 29140 / 39280= 0,742 elde edilir. Psikrometrik diyagramdaki 12 do¤rusu bir cetvel ile yu- kar›da verilen oran› gerçeklefltirecek flekilde bölünürse, kar›fl›m› gösteren 3 noktas› kolayca tespit edilebilir. Bu noktaya ait kuru ter- mometre s›cakl›¤› t3 = 19,5 °C termodinamik yafl termometre s›cak- l›¤› ise t* = 14,6 °C olarak bulunur. fiekil 10.10. ÖRNEK 4’ÜN PS‹KROMETR‹K D‹YAGRAMINDA GÖSTER‹M‹ 167 fiekil 10.11. FARKLI fiARTLARDA ‹K‹ NEML‹ HAVANIN ADYABAT‹K KARIfiTIRILMA ‹fiLEM‹
  • 12. 10.7.4. Nemli Hava ‹çine Adyabatik Su veya Buhar Püskürtme Nemli hava içine su buhar› veya s›v› su püskürtülerek bu havan›n içindeki nem art›r›labilir. Bu iflleme ait flematik bir düzenleme fiekil 10.13’de görülmektedir. Yap›lan ifllemin adyabatik oldu¤u kabul edilirse, ma . h1 + mw . hw = ma . h2 ma . W1 + mw = ma . W2 denklemleri yaz›labilir. Bu denklemler yard›m› ile de (h2 - h1 ) / (W2 - W1) = hw Psikrometrik diyagramda bu ba¤›nt›, bu olaydaki de¤iflimin havan›n cihaza girifl noktas›ndan itibaren doyma e¤risine do¤ru, do¤rusal bir de¤iflim gösterdi¤ini vermektedir. Bu do¤runun e¤imi de püskürtü- len suyun veya buhar›n hw antalpisine eflittir. Örnek 6: Kuru hava kütlesel debisi 100 kg/dak. Kuru termometre s›cakl›¤› 20 °C, termodinamik yafl termometre s›cakl›¤› 8 °C olan hava fiekil 10.13’deki bir cihaza benzer bir tesisatta 110 °C s›cakl›ktaki doy- mufl buhar ile nemlendiriliyor. Nemlendirici ç›k›fl›ndaki havan›n çi¤ noktas› 13 °C olmas› istendi¤ine göre, bu ifllem için gerekli buhar debisini bulunuz. Çözüm: Problemin psikrometrik diyagramdaki çözümü fiekil 10.14’de gö- rülmektedir. Tablo 10.2’den bu flartlardaki doymufl su buhar›n›n an- talpisi hg = 2691 kJ/kgsu oldu¤undan, psikrometrik diyagramda 1 ile 2 noktas› aras›ndaki do¤runun e¤imi için, ∆h / ∆W = 2,691 kJ/gnem yaz›labilir. Bu e¤imdeki do¤ru, psikrometrik diyagramdaki yar›m daire üzerindeki ölçek yard›m› ile çizilebilir. ‹lk olarak bu yar›m da- irede bu e¤imdeki do¤ru çizilir, sonra havan›n nemlendirici cihaza giriflini gösteren 1 noktas›ndan bu do¤ruya paralel bir do¤ru çizilir. Bu do¤ru çi¤ noktas› s›cakl›¤› td2 = 13 °C olan noktaya kadar uzat›- larak 2 noktas›n›n yeri bulunur. Bu ifllem için gerekli olan buhar miktar› girifl ve ç›k›fltaki özgül nemler yard›m› ile mw = ma (W2 - W1) = (100) (60) (0,0094 - 0,0018) mw = 45,6 kgbuhar/h elde edilir. Örnek 7: Su ile nemlendirmeye örnek olarak kuru hava kütlesel debisi 6000 kg/h kuru termometre s›cakl›¤› 30 °C, ba¤›l nemi %50 olan hava- n›n, bu havan›n yafl termometre s›cakl›¤›na eflit olan 22 °C’de su ile nemlendirilmesi incelensin. fiekil 10.13’e benzer sistemle nemlendirme yap›ld›¤› ve havan›n doymufl flartlarda nemlendiriciyi terk etti¤i kabul edildi¤inde harca- nan (nemlendiriciye gönderilen) su miktar›n› ve havan›n ç›k›fl flart- lar›n› belirleyiniz. Çözüm: Problemin psikrometrik diyagramda çözümü fiekil 10.15’de görül- mektedir. Tablo 10.2’den 22 °C’de suyun antalpisi 92,27 kJ/kg ola- rak okunur. Psikrometrik diyagramda 1 ile 2 noktas› aras›ndaki do¤- runun e¤imi ∆h / ∆W = 0,092 kJ/gnem 168 fiekil 10.13. NEML‹ HAVA ‹Ç‹NE SU VEYA BUHAR PÜSKÜRTMES‹ ‹fiLEM‹ fiekil 10.12. ÖRNEK 5’‹N PS‹KROMETR‹K D‹YAGRAM YARDIMI ‹LE ÇÖZÜMÜ fiekil 10.14. ÖRNEK 6’NIN PS‹KROMETR‹K D‹YAGRAM YARDIMI ‹LE ÇÖZÜMÜ
  • 13. olarak yaz›labilir. Bu e¤imdeki do¤ru yafl termometre do¤rusudur. (Ayr›ca psikrometrik diyagramdaki yar›m dairedeki ölçekten de yararlan›labilir.) 1 noktas›ndan geçen yafl termometre do¤rusunun doyma e¤risini kesti¤i nokta 2 noktas›d›r ve havan›n ç›k›fl flartla- r›n› verir. 2 noktas›nda, t2 = 22 °C W2 = 16,7 g nem/ kgkuru hava ϕ = 1.0 1 noktas›nda W1 = 13,4 g nem/ kgkuru hava Bu ifllem için gerekli su miktar›, mw = ma (W2 - W1) = 6000 (16,7 - 13,4) Ww = 19,8 kg nem/h elde edilir. Yukar›daki örnekte nemlendirme sonucunda doymufl flartlara ulafl›l- d›¤› kabul edilmifltir. Gerçekte hiçbir y›kama ile nemlendirme iflle- minde verim %100 de¤ildir ve hava doymufl flartlara ulaflt›r›lamaz. Aynen so¤utma iflleminde oldu¤u gibi y›kama iflleminde de bir ve- rim tarifi vard›r. Bu durumda 1-2 do¤rusu, verim oran›nda bölüne- rek gerçek y›kay›c›dan ç›k›fl flartlar› belirlenir. Örnek 8: Yukar›daki Örnek 7’de y›kama veriminin %70 olmas› halinde harca- nan su miktar›n› ve havan›n nemlendiriciden ç›k›fl flartlar›n› bulunuz. Çözüm: Aynen yukar›daki örnekte oldu¤u gibi hareket edilerek 1 ve 2 noktalar› bulunur. (Bak›n›z fiekil 10.15) Daha sonra 1-2 do¤rusu %70 oran›nda bölünerek 2’ noktas› bulunur. Bunun için yine s›cak- l›ktan veya özgül nemden yararlan›labilir. ( t1 - t2’) / ( t1 - t2) = (W2’ - W1 ) / (W2 - W1) =0,70 ifadesinden t2’ = 24,4 °C (W2’ = 15,7 g/kg) Buna göre havan›n ç›k›fl flartlar› (2’) t2’ = 24,4 °C W2’ = 15,7 g/kg ϕ 2’ = %80 kullan›lan su miktar› mw = 6000 (15,7 - 13,4) = 13,8 kg/h 10.7.5. Havan›n S›cak veya So¤uk Su ‹le Y›kanmas› Pratikte y›kama ile nemlendirmede yukar›da hesaplanan mw su miktar›ndan çok fazla miktarda su kullan›l›r. F›skiyeden püskürtü- len sudan ancak mw kadar› buharlaflarak havaya kar›fl›r. Geri kalan› havuza dökülür ve ayn› su sirküle edilmeye devam eder. Pratikteki su ile y›kama fiekil 10.16’da flematik olarak verilmifltir. Burada e¤er y›kama yap›lan suyun s›cakl›¤›, havan›n yafl termometre s›cakl›¤›n- da ise proses yine adyabatik nemlendirmedir ve aynen Örnek 8’de- ki gibi hesaplan›r. E¤er püskürtülen suyun s›cakl›¤›, havan›n yafl termometre s›cakl›¤›nda de¤ilse, ifllem art›k adyabatik de¤ildir. An- cak ayn› su sirküle ediliyorsa, bir süre sonra havuzdaki su havan›n yafl termometre s›cakl›¤›na düfler ve ifllem yine adyabatik nemlen- dirmeye dönüflür. Bu nedenle y›kama ifllemleri adyabatik nemlen- dirme olarak ele al›n›r. E¤er y›kama fiekil 10.17’de görüldü¤ü gibi s›cak veya so¤uk su ile yap›l›rsa, bu durumda ifllemde su ile ›s› verilir veya ›s› çekilir. Yani adyabatik olmayan bir ifllem söz konusudur. S›cak su ile veya so¤uk su ile y›kama yap›ld›¤›nda havan›n de¤iflimi psikrometrik diyag- ramda bir e¤ri oluflturur. Y›kaman›n paralel veya ters ak›fll› olmas›- na göre bu de¤iflim farkl›d›r. Bu de¤iflimin belirlenebilmesi karma- fl›k bir hesab› gerektirir. Pratik amaçlarla de¤iflimi do¤rusal kabul etmek, psikrometride çok kullan›lan bir yaklafl›md›r. Ters y›kama halinde, püskürtülen suyun s›cakl›¤› bir nevi CÇN s›- cakl›¤› olarak kabul edilebilir. Dolay›s› ile de¤iflim havan›n girifl flartlar›ndan (1 noktas›) püskürtülen su s›cakl›¤›ndaki doymufl hava flartlar›na (2 noktas›) do¤ru olacak ve bu iki noktay› birlefltiren do¤- ru ile ifade edilebilecektir. Ç›k›flta hava yine hiçbir zaman doyma flartlar›na ulaflamayaca¤›ndan, bir y›kama verimi bu ifllemde de ge- çerlidir. Dolay›s› ile hava y›kay›c›dan 1-2 do¤rusu üzerinde 2’ flart- lar›nda ç›kar. Örnek 9: Kuru hava kütlesel debisi 10.000 kg/h, kuru termometre s›cakl›¤› 30 °C, ba¤›l nemi %50 olan hava 15 °C s›cakl›kta su ile ters ak›ml› ola- rak, verimi %80 olan bir y›kay›c›da y›kand›¤›nda, havan›n y›kay›c›- dan ç›k›fl flartlar›n› ve y›kay›c›n›n so¤utma kapasitesini bulunuz. Çözüm: Problemin psikrometrik diyagramda çözümü fiekil 10.18’de görül- mektedir. 1 noktas›n›n flartlar› 169 fiekil 10.15. ÖRNEK 7 VE 8’‹N PS‹KROMETR‹K D‹YAGRAMDA fiEMAT‹K GÖSTER‹L‹M‹ fiekil 10.16. PRAT‹KTE SU ‹LE YIKAMA
  • 14. t1 = 30 °C ϕ1 = %50 h1 = 64 kJ/kg W1 = 13,4 g/kg 15 °C s›cakl›kta doymufl havaya karfl› gelen 2 noktas› flartlar›; t2 = 15 °C ϕ 2 = %100 h2 = 42 kJ/kg W2 = 10,6 g/kg Bu iki noktay› birlefltiren do¤ru %80 oran›n- da bölünürse, Örne¤in, ( t1 - t2’) / ( t1 - t2) = 0,80 ve buradan, t2’ = 18˚C oldu¤una göre, 18 °C kuru termometre do¤rusu ile kesim noktas› yard›m› ile 2 noktas› bulunur. Bu noktadaki flartlar; t2’ = 18 °C ϕ2’ = %86 h2’ = 46,2 kJ/kg W2’ = 11,2 g/kg olarak belirlenir. Görüldü¤ü gibi burada y›kama yap›lmas›na karfl›n hava nem kaybetmifltir. So¤uk su ile y›kama yap›ld›¤›nda, su s›cak- l›¤›na ba¤l› olarak nemlendirme veya nem alma gerçeklefltirilebilir. Buna göre so¤utma kapasitesi; Q2 = ma. (h1 - h2’ ) = 10000 (64 - 46,2) = 178000 kJ/h = 49,4 kW Örnek 10: Kuru hava kütlesel debisi 1000 kg/h, kuru termometre s›cakl›¤› 17 °C, ba¤›l nemi %50 olan hava, 30 °C s›cakl›kta su ile ters ak›ml› olarak, verimi %80 olan bir y›kay›c›da y›kand›¤›nda, havan›n y›ka- y›c›dan ç›k›fl flartlar›n› ve ›s›t›c›n›n gücünü bulunuz. Çözüm: Problemin psikrometrik diyagramda çözümü fiekil 10.19’da görül- mektedir. 1 noktas›n›n flartlar› t1 = 17 °C ϕ1 = %50 h1 = 32,5 kJ/kg W1 = 6 g/kg 30 °C s›cakl›kta doymufl havaya karfl› gelen 2 noktas› flartlar› t2 = 30 °C ϕ 2 = %100 h2 = 100 kJ/kg W2 = 27,3 g/kg Bu iki noktay› birlefltiren do¤ru %80 oran›nda bölünürse ( t2’- t1) / (t2 - t1) = (W2’ -W1 ) / (W2 -W1) = 0,80 ve buradan, t2’ = 18˚C ( t2’- 17) / (30 - 17) = (W2’ - 6 ) / (27,3 - 6) = 0,80 t2’= 27,4 ˚C (W2’ = 23 g/kg) bulunur. t2’ =27,4 ˚C s›cakl›¤› ile 1-2 noktalar›n› birlefltiren do¤runun kesim noktas› 2’ flartlar›n› verir. Buna göre, t2’ = 27,4 ˚C ϕ 2’= %95 h2’ = 84,2 kJ/kg W2’ = 23 g/kg olarak belirlenir. Buna göre gerekli ›s›t›c› kapasitesi, Q1-2’ = ma (h2’ - h1) = 10000 (84,2 - 32,5) = 517000 kJ/h = 143,6 kW olarak bulunur. 10.7.6. Havadan Higroskopik Maddelerle Nem Al›nmas› Baz› kimyasal maddeler nemi absorbe ederler. Bunlara nem al›c› (Higroskopik) maddeler denir. Nemli hava, nem al›c› madde (örne- ¤in silikajel) yata¤›ndan geçirilirse, nemini bu yatakta kaybederek kuruyacakt›r. Nem al›c› maddeler zamanla neme doyarlar. Bu du- rumda nem al›c› yatak ›s›t›larak (s›cak hava ile) rejenere edilir ve tekrar kullan›ma haz›r hale getirilir. Nem al›c› maddelerle nem al›nmas› adyabatik bir ifllem olarak ka- bul edilebilir. Bu durumda kurutucu yatak boyunca ilerleyen hava- n›n de¤iflimi, yaklafl›k olarak sabit yafl termometre do¤rusu boyun- 170 fiekil 10.17. SICAK VEYA SO⁄UK SU ‹LE YIKAMA fiekil 10.18. ÖRNEK 9’UN PS‹KROMETR‹K D‹YAGRAMDA ÇÖZÜMÜ
  • 15. ca afla¤› yönde bir de¤iflim olarak kabul edilebilir. fiekil10.20’de bu de¤iflim görülmektedir. Buna göre ç›k›flta hava daha s›cak ve daha kurudur. Bir baflka anla- t›mla bu ifllem adyabatik nemlendirmenin tersi yönündedir. Kurutu- cudan ç›k›fltaki 2 noktas›n›n yeri nem al›c›n›n konstrüksiyonu ve karakteristi¤ine ba¤l›d›r. 10.7.7. Bir Salondaki Is› ve Nem Kazanc›n›n Nemli Hava ile Al›nmas› Bir salonun iklimlendirmesi ile ilgili problemlerde ço¤unlukla, gönde- rilen nemli havan›n debisinin ve hava flartlar›n›n belirlenmesi gerekir. fiekil 10.21’de ›s› ve nem kazanc›n›n oldu¤u, iklimlendirilen bir salon, flematik olarak görülmektedir. Salonun cidarlar›ndan içeri giren ›s› ile salon içinde üretilen net ›s›lar›n toplam› qs ile gösterilmektedir. Göz önüne al›nan durumda, su buhar›n›n neden oldu¤u buharlaflma ›s›s›, bu ›s› içinde düflünülmedi¤inden qs ›s›s›, duyulur ›s› olarak tan›mlan›r. Di¤er taraftan, salonun cidarlar›ndan giren ve ç›kan ile salon içinde, çeflitli kaynaklardan üretilen net su buhar› miktar› ∑mw olsun. Salo- na ilave edilen bu su buhar›, kütlesi ile antalpisinin çarp›m› kadar bir gizli ›s›y›, salona ilave edecektir. Devaml› rejim halinde bu salon için ma . h1 + qs + ∑ (mw . hw) = ma . h2 ma. W1 + ∑mw = ma . W2 veya, qs + ∑( mw . hw) = ma . (h2 - h1) (1) ∑mw = ma . (W2- W1) (2) ba¤›nt›lar› yaz›labilir. ‹lk denklemin sol taraf›, bu salonda bütün kaynaklardan a盤a ç›kan, hem duyulur hem de gizli ›s› miktarlar›- n›n toplam›n› göstermektedir. ‹ki denklemin birlefltirilmesi ile (h2 - h1) / (W2- W1) = [qs + ∑( mw . hw) ] / ∑ mw (3) eflitli¤i elde edilir. Bu eflitlik de, (sa¤ taraftaki terimler sabit oldu¤un- dan) psikrometrik diyagramda do¤rusal bir de¤iflim göstermekte olup bu do¤runun e¤iminin say›sal [qs + ∑( mw . hw) ] / ∑ mw fleklindedir. Buna göre salonu istenilen iç flartlarda (2 flartlar›nda) tutmak için, salona gönderilmesi gerekli besleme havas›n›n flartlar› (1 noktas›), iç flartlar› temsil eden noktadan (2 noktas›) geçen yukar›daki e¤im- deki do¤ru üzerinde olmal›d›r. Bu tarife göre 1 noktas› yukar›daki do¤ru üzerindeki her nokta ola- bilir. Besleme havas› flartlar›n› belirleyen bu do¤ruya “Duyulur Is› Oran› Do¤rusu” denir. Bu do¤ru üzerinde 1 noktas› yer de¤ifltirdik- çe sadece besleme havas›n›n gerekli olan miktar› (ma) de¤iflir. Buna göre 1 noktas› 2 noktas›na ne kadar yak›nsa, besleme havas› mikta- r› o kadar fazla olacakt›r. Genellikle psikrometrik hesaplarda üfleme havas› (besleme havas›) s›cakl›¤› veya iç s›cakl›kla üfleme havas› s›cakl›¤› aras›ndaki fark verilir. Bu durumda Duyulur Is› Oran› do¤rusu çizilerek üfleme ha- vas› flartlar› ve üfleme havas› miktar› belirlenebilir. Duyulur Is› Oran› do¤rusu e¤iminin yukar›daki denklem ile belir- lenmesi en sa¤l›kl› yoldur. Ço¤u zaman, bu e¤imin bulunmas›nda Duyulur Is› Oran› (DIO) de¤erinden yararlan›l›r. (DIO) duyulur ›s› kazanc›n›n, toplam ›s› kazanc›na oran›d›r. Psikrometrik diyagram- daki yar›m dairenin içinde (DIO) de¤erleri, 171 fiekil 10.19. ÖRNEK 10’UN PS‹KROMETR‹K D‹YAGRAMDA ÇÖZÜMÜ fiekil 10.20. NEM ALICI MADDELERLE HAVANIN NEM‹N‹N ALINMASI fiekil 10.21. B‹R SALONDAK‹ ISI VE NEM KAZANCININ NEML‹ HAVA ‹LE ALINMASINAA‹T fiEMA
  • 16. ∆hS / ∆hT ile gösterilmifltir. Bu de¤er, DIO= ∆hS / ∆hT = qs / [qs + ∑( mw . hw) ] ifadesi ile bulunur ve e¤im yar›m daire üzerinde iflartelenen DIO noktas› ile daire merkezini birlefltiren do¤runun e¤imi olarak belir- lenir. Ancak hesaplarda e¤im için denklem 3’ün kullan›lmas›n› öne- riyoruz. Örnek 11: Bir salondan emilen havan›n (salon iç hava flartlar›) kuru termomet- re s›cakl›¤› 25 °C, termodinamik yafl termometre s›cakl›¤› ise 19 °C de¤erlerindedir. Bu salonun duyulur ›s› kazanc›n›n 30000 kJ/h ve salondaki insanlardan olan nem kazanc›n›n 5 kg/h oldu¤u bilinmek- tedir. Üretilen nem doymufl ve 30 °C s›cakl›ktad›r. Salona gönderi- len temiz havan›n kuru termometre s›cakl›¤›n›n 15 °C oldu¤u bilin- di¤ine göre, salona gönderilmesi gereken temiz havan›n hacimsel debisi ile termodinamik yafl termometre s›cakl›¤›n› bulunuz. Çözüm: Problemin psikrometrik diyagramdaki çözümü fiekil 10.22’de gö- rülmektedir. Havan›n salondan ç›k›fl flart› psikrometrik diyagramda 2 noktas› ile gösterilmifltir. Tablo 10.2 yard›m› ile salona ilave edi- len nemin antalpisi hw = 2555,52 kJ/kg oldu¤undan, Denklem (3) kullan›larak ∆h / ∆W = [30000+(5) (2555,52) ] / 5 = 8555 kJ/kg nem = 8,555 kJ/g yaz›labilir. Psikrometrik diyagramdaki yar›m dairenin ∆h / ∆W ölçe¤inden ya- rarlan›larak 2 noktas›ndan geçen ve e¤imi 8,555 kJ/kg (nem) olan bir do¤ru çizilebilir. Bu do¤runun, kuru termometre s›cakl›¤› 15 °C olan do¤ruyu kesti¤i nokta 1 noktas›d›r. Bu flekilde, 1 noktas›n›n termodinamik yafl termometre s›cakl›¤› t1* = 13,8 °C elde edilir. DIO do¤rusunun e¤imi için ∆hS /∆hT ölçe¤inden de yararlan›labilir- di. Bu ikinci yöntemde, psikrometrik diyagramdaki ∆h / ∆W ölçe¤i yerine, salondaki duyulur ›s› kazanc›n›n toplam ›s› kazanc›na oran› olan ∆hS /∆hT ölçe¤inden yararlan›l›r. Bu örnekte, bu oran ∆hS /∆hT = qs / [qs + ∑( mw . hw)]= 30000 / [30000+(5) (2555,52)] = 0,701 de¤erindedir. ‹stenirse psikrometrik diyagramda, 2 noktas›ndan ge- çen bu e¤imdeki do¤ru yard›m›yla 1 noktas› bulunabilir. Dikkat edilirse psikrometrik diyagramdaki yar›m dairenin ölçekle- rinde ∆hS /∆hT = 0,701 de¤eri ile ∆h / ∆W = 8555 kJ/kg (nem) de- ¤eri üst üste çal›flmaktad›r. Salona gönderilmesi gereken temiz ha- va Denklem (1) kullan›larak bulunabilir. Denklem (1)’den ma = [qs+∑( mw.hw)]/(h2-h1) =[30000+(5)(2555,52)]/(54,0-39,0) ma = 2851,8 kgkuru hava /h elde edilir. 1 noktas›nda v1 = 0,828 m3/ kgkuru hava oldu¤undan, sa- lona gönderilmesi gereken temiz hava Hacimseldebi=ma.v1 =(2851,8)(0,828)=2361,3m3/holarakbulunabilir. Örnek 12: Bir salonda k›fl›n iç flartlar kuru termometre s›cakl›¤› 20 °C, ba¤›l nem %50 de¤erlerinde tutulmak istenmektedir. Salonun duyulur ›s› kayb› 30000 kJ/h ve nem kazanc› 5 kg/h olarak bilinmektedir. Ne- min antalpisi, hw = 2555 kJ/kg al›nabilir. Salona üflenen s›cak hava ile salon havas› aras›ndaki fark 10 °C istendi¤ine göre, salona gönderilmesi gereken üfleme havas› miktar› ve flartlar›n› belirleyiniz. Çözüm: Problemin psikrometrik diyagramdaki çözümü fiekil 10.23’de gö- rülmektedir. Salon iç flartlar› diyagramda 2 noktas› ile gösterilmifl- tir. (3) denklemi kullan›larak, ∆h / ∆W = [-30000+(5) (2555,52) ] / 5 = -3445 kJ /kg nem bulunur. Burada ›s› kayb›n›n (-) iflaretle göz önüne al›naca¤› unutul- mamal›d›r. Psikrometrik diyagramdaki yar›m dairenin ∆h / ∆W ölçe- ¤inden yararlan›larak 2 noktas›ndan geçen ve e¤imi -3,445 olan do¤- 172 fiekil 10.22. ÖRNEK 11’‹N PS‹KROMETR‹K D‹YAGRAM YARDIMI ‹LE ÇÖZÜMÜ fiekil 10.23. ÖRNEK 12’N‹N PS‹KROMETR‹K D‹YAGRAMINDA GÖSTER‹M‹
  • 17. ru çizilir. Bu do¤runun t1 = t2 + 10 = 20 + 10 = 30 °C kuru termo- metre s›cakl›¤› do¤rusunu kesti¤i (1) noktas› üfleme flartlar›n› verir. t1 = 30 °C h1 = 44,6 kJ/kg W1 = 5,6 g/kg Salona gönderilmesi gerekli üfleme havas›, ma =[ -30000+(5) (2555)] / (39 - 44,6) = 3075 kg/h bulunur. 10.7.8. Konfor Klimas› Çeflitli klima uygulamalar›nda psikrometri çal›flmas› yap›larak sant- ral seçilmesi gerekir. Farkl› uygulamalarda, içeride istenen flartlar›n sa¤lanmas› için klima santral›nda iç ve d›fl hava kar›fl›m› farkl› ifl- lemlerden geçirilir. Bu ifllem kombinasyonlar›n› genifl bir biçimde ele almak buradaki amaçlara uygun de¤ildir. Klima santral›nda amaç, kar›fl›m havas›n› bir veya bir dizi uygun ifllemle istenen üfle- me flartlar›na getirmektir. Burada sadece yaz ve k›fl klimas› olmak üzere iki klasik konfor uygulamas› örne¤i verilecektir. Örnek 13: Yaz klimas› yaz hesap flartlar› kuru termometre s›cakl›¤› 33 °C ve yafl termometre s›cakl›¤› 25 °C olan bir iklimde, iç flartlar kuru ter- mometre 25 °C ve ba¤›l nem %50 olarak istenmektedir. Göz önüne al›nan salonun duyulur ›s› kazanc›, qS = 30000 kJ/h, nem kazanc› 5 kg/h olarak bilinmektedir. Santralda 1 k›s›m d›fl hava, 3 k›s›m iç ha- va ile kar›flt›r›lmaktad›r. a. Üfleme s›cakl›¤›n›n 15 °C olabilmesi için so¤utucu serpantin CÇN s›cakl›¤› ve BF ne olmal›d›r? b. So¤utucu serpantinin kapasitesi ne olmal›d›r? Çözüm: Problemin psikrometrik diyagramdaki çözümü, fiekil 10.24’de gö- rülmektedir. Klasik yaz klimas›nda istenilen üfleme flartlar›na ula- flabilmek için sadece serpantin yüzeylerinde havan›n so¤utulmas› ço¤unlukla yeterlidir. Psikrometrik diyagramda iç ve d›fl flartlar iflaretlendikten sonra bu ikisini birlefltiren do¤ru 1/4 oran›nda bölünerek, K kar›fl›m noktas› flartlar› bulunur. (tK – tI ) / (tD - tI )= 1/ (1+3) (tK – 25) / (33 – 25) = 1/ 4 buradan, tK = 27 ˚C tK = 27 °C kuru termometre do¤rusu ile I ve D noktalar›n› birleflti- ren do¤runun kesim noktas›nda kar›fl›m havas› flartlar›, tK = 27 °C hK = 57 kJ/kg WK = 11,7 g/kg olarak bulunur. Üfleme havas›n›n 1 noktas› ile gösterilen flartlar› ise aynen Örnek 11’de anlat›ld›¤› gibi, t1 = 15 °C t1* = 13,8 °C h1 = 39 kJ/kg v1 = 0,328 olarak bulunur. K ve 1 noktalar› birlefltirilerek uzat›l›r ve doyma e¤risini kesti¤i nokta CÇN olarak belirlenir. So¤utucu serpantinden 1 noktas›nda ç›kabilmek için serpantinin CÇN s›cakl›¤›, tCÇN = 12 °C olmak zorundad›r. By-pass faktörü (BF) ise, BF = ( t1 - tCÇN ) / ( tK - tCÇN ) = (15 – 12) / (27 – 12) = 0,2 (=%20) bulunur. So¤utucu serpantin kapasitesi, Qs = ma . (hK - h1) olup, ma = 2851,8 kg/h olarak Örnek 11’de bulunmufltu. Bu de¤er yard›m› ile, Qs =2851,8 (57-39) = 51332 kJ/h = 14,2 kW so¤utucu serpantin ka- pasitesi belirlenir. Örnek 14: K›fl klimas› k›fl hesap flartlar› kuru termometre s›cakl›¤› 0 °C ve ba- ¤›l nemi %60 olan bir iklimde iç flartlar kuru termometre 20 °C, ba- ¤›l nem %50 de¤erlerinde istenmektedir. Salonun duyulur ›s› kayb› 30000 kJ/h ve nem kazanc› 5 kg/h olarak bilinmektedir. Salona üflenen s›cak hava, salon iç havas›ndan 10 °C daha s›cakt›r. Klima santral›nda 1 k›s›m d›fl hava 1 k›s›m iç hava ile kar›flt›r›lmaktad›r. a. Santralda gerekli ifllemleri belirleyiniz. b. Gerekli ›s›tma kapasitesini belirleyiniz. Çözüm: Problemin psikrometrik diyagramda çözümü fiekil 10.25’de görül- mektedir. Klasik k›fl klimas›nda kar›fl›m havas›n›n istenilen üfleme flartlar›na ulaflt›r›labilmesi için önce ›s›t›lmas›, sonra y›kay›c›da ad- yabatik nemlendirme ile nemlendirilmesi ve tekrar ›s›t›lmas› gerekir. Bunun yerine günümüzde hijyen nedenleri ile buharla nemlendirme daha çok tercih edilmektedir. Bu durumda kar›fl›m havas›n› sadece ›s›tmak ve buharla nemlendirmek yeterli olmaktad›r. Bu ikinci yol problemin çözümünde tercih edilecektir. Kullan›lan buhar›n s›cakl›- ¤› 100 °C kabul edilsin. Buna göre, psikrometrik diyagramda iç ve d›fl flartlar iflaretlendikten sonra, bu iki noktay› birlefltiren do¤ru 1/2 oran›nda bölünerek K kar›fl›m noktas› flartlar› bulunur. 173 fiekil 10.24. ÖRNEK 13’ÜN PS‹KROMETR‹K D‹YAGRAMDA GÖSTER‹M‹
  • 18. (tI–tK) / (tI -tD)= (20–tK) / (20 -0)= 1/ 2 tK = 10 ˚C tK = 10 °C kuru termometre do¤rusu ile I ve D noktalar›n› birleflti- ren do¤runun kesim noktas› kar›fl›m flartlar›n› verir. tK = 10 °C hK = 22,1 kJ/kg WK = 4,8 g/kg Üfleme havas›n›n 1 noktas› ile gösterilen flartlar›n›n bulunmas› Ör- nek 12’de anlat›lm›flt›r. Aynen bu örnek çözümünden al›nan 1 noktas› flartlar›, t1 = 30 °C h1 = 44,6 kJ/kg W1 = 5,6 g/kg olarak belirlenir. Buharla nem verme iflleminde ∆h / ∆W e¤imi 100 °C’deki doymufl buhar›n antalpisine eflit olacakt›r. Tablo 10.2’den hw = 2675 kJ/kg = 2,675 kJ/g de¤er yard›m› ile psikrometrik diyag- ramdaki yar›m daireden e¤im bulunur. Bu e¤ime 1 noktas›ndan çizilen paralel buharla nemlendirme iflle- mini göstermektedir. Öte yandan ›s›tma ifllemi W = sabit olan yatay do¤ru ile temsil edilir. Buna göre K noktas›ndan geçen yatay do¤ru ›s›tma ifllemi olup, bu do¤runun yukar›da bulunan buharla nemlendirme do¤rusunu kesti- ¤i A noktas› havan›n ›s›t›c›dan ç›kt›¤›, nemlendiriciye girdi¤i nokta- d›r. A noktas› flartlar›; tA = 29,9 °C hA = 42,8 kJ/kg WA= 4,8 g/kg Buna göre ›s›t›c› kapasitesi QI = ma . (hA - hK) olup, ma = 3075 kg/h olarak Örnek 12’de bulunmufltu. Bu de¤er yard›m› ile, QI = 3075 . (42,8 - 22,1) = 63650 kJ/h = 17,7 kW ›s›t›c› serpantin kapasitesi belirlenir. Havaya verilen buhar miktar› ise mb = ma . (W1 – WA) = 3075 (5,6 - 4,8) = 2460 g/h = 2,46 kg/h de- ¤erindedir. Örnek 15: ‹stanbul’da kullan›lacak GoodmanA60-00-/ CPKF 61-5 kanall› tip split klima cihaz› iç ünite fan debisi 2720 m3/h ve %25 taze d›fl ha- va , %75 iç ortam dönüfl havas› ile çal›flacak flekilde projelendirilir- se üfleme s›cakl›¤› kaç derece olacakt›r? (‹ç ortamda istenilen flartlar 26 °C kuru termometre s›cakl›¤› %50 ba¤›l nem) Çözüm: fiekil 10.26’da flematik çözüm verilmifltir. Psikometrik diyagram yard›m›yla bulunan iç ve d›fl hava flartlar›: ‹ç flartlar 2 noktas›: t2 = 26 °C ϕ 2 = %50 W2 = 10,5 gr nem / kg kuru hava D›fl flartlar, ‹stanbul d›fl hava yaz proje flart› olarak: t1 = 33 °C t 1* = 24 °C W1 = 15,5 gr nem / kg kuru hava Kar›fl›m havas›n›n yerini belirlemek için. ma2 / ma1 =(w1 - wK ) / (wK - w2 ) 2040 / 680 = (15,5 - wK) /(wK – 10,5) WK = 11,84 (gr nem / kg kuru hava) Kar›fl›m noktas›; psikometrik diyagramda iç hava ile d›fl hava ara- s›ndaki mesafe ölçülerek ve iç hava ile d›fl hava oran›na göre e¤ri üzerinden pratik olarak da belirlenebilir. Kar›fl›m noktas›nda (3 no- lu nokta) hava flartlar›: TK = 28 °C t K* = 20,2 °C hK = 58,5 kJ/kgkuru hava Bulunan K noktas› kar›fl›m havas›n›n flartlar›n› psikometrik diyag- ramda göstermektedir. Evaparatör CÇN s›cakl›¤› 7 °C kabul edilir. 7 °C kuru termometre s›cakl›¤›ndaki doymufl hava iflaretlenir. (4 noktas›) Cihaz›n üfledi¤i hava 3-4 noktalar›n› birlefltiren do¤ru üzerinde olacakt›r. Cihaz›n kapasitesi ve cihaza giren havan›n ental- pisi bilindi¤inden 5 noktas›n›n (cihazdan üfleme havas›n›n) ental- pisi hesaplanabilir ve 5 noktas› belirlenmifl olur. Goodman teknik kataloglar›ndan yukar›daki hava flartlar›na ba¤l› olarak cihaz kapasitesi 16,89 kW (58100 Btu/h) olarak okunabilir. (cihazlar›n teknik tablosundan iç ünite debisi 2720 m3/h, d›fl ortam kuru termometre s›cakl›¤› 33 °C ve evaparatör girifl yafl termomet- re s›cakl›¤› 20,2 °C için okunur.) Q = ∆h . ma = ∆h . 2720 / vK 16,89 = ∆h . 2720 / (0,868 . 3600) ∆h =19,40 kJ/kg ∆h = hK- h5 = 58.5 - h5 h5 = 39,1 kJ/kg t5= üfleme s›cakl›¤› = 16,5 o C 174 fiekil 10.25. ÖRNEK 14’ÜN PS‹KROMETR‹K D‹YAGRAMDA GÖSTER‹M‹
  • 19. 175 fiekil 10.26. ÖRNEK 15’‹N PS‹KROMETR‹K D‹YAGRAMDA GÖSTER‹M‹ 1 3-K 2 5 4