Kani KORKMAZ

Detay Mühendislik İnşaat-Taahhüt Ltd.  Şti. 

Geçtiğimiz sayıda 1. bölümünü yayınladığımız Kuyumcukent Mekanik Tesisat Projesi, genel yaklaşım bilgilerini, sıhhi tesisat konularını içeriyordu. İlk dört madde ve tablo 1, tablo 2, tablo 3 ile tablo 4 geçtiğimiz sayıda yayınlanmıştı. Projenin ısıtma, soğutma ve havalandırma tesisatı ile ilgili konularına ise bu sayımızda yer verilmektedir. 

Bu  yazıda ofis ve çarşılarında uygulanan 4 borulu FC, temiz hava – egzoz sistemleri hakkındaki genel bilgilerden bahsedilmemekte, kuyum üretim atölyelerindeki mekanik çözümler ise tasarım kriterleri, sistem seçimleri ve kabullerin irdelenmesi açısından ortaya çıkan neticeler ise bu alanda bilinmeye değer verilere katkı yapacağından ayrıntılı olarak anlatılmaktadır.

5. Isıtma – Soğutma ve HavalandırmaTesisatı

Sıvı atıklarda olduğu gibi gaz atıklarda mevcut atölyelerde İTÜ Çevre Müh. Bölümü tarafından yapılan ölçümlerle tespit edildi. Atölyeler, Endüstri Tesislerinden Kaynaklanan Hava Kirliliğinin Kontrolü Yönetmeliği (E. T. K. K. K. Y) iznine tabi tesisler yönetmeliği kapsamında yer almaktadır. Bu nedenle atmosfere verilecek gaz emisyonlarının kütlesel konsantrasyon ve debileri belirtilen sınır değerlerde kalmalıdır. 

Isıtma - Soğutma – Havalandırma sistem kriterlerini oluşturan 5 çeşit üretim atölyesinin değerleri ayrı ayrı tespit edildi. Bu değerler Tablo 2’de toplu olarak özetle verildi.  Değerler küçük ve orta işletmeler için kullanılacağı gibi büyük kuyum fabrikaları için de bir değerlendirmeyi ortaya koyabilir. Çünkü büyük fabrikalarda fabrikanın içerisinde taşeron işletme sistemleri de uygulanmaktadır. Taşeronlara fabrikada ayrı bir bölüm verilmekte, bu bölümde taşeron tamamen bağımsız olarak fabrika adına üretim yapabilmektedir.  
Üretim kollarının hangi atölyede olacağı, hangi zonlarda üretim kollarından kaç adet olacağı  netleşmediği için maksimum değerlere bir eşzaman faktörü uygulanarak hesaplamalar yapıldı. Bu hesaplamalardan ısıtma-soğutma, havalandırma yüklerine ulaşıldı. 

6. Isıtma – Soğutma Sistemleri 

 1. Etapta çevre zonlarda 4 borulu FC’lerle ısıtma-soğutma, orta çekirdeklerde ise 2 borulu FC’lerle soğutma yapıldı.  İşletmede yapının doluluk oranının uzun sürede gerçekleşmesinden dolayı iki borulu FC’lerde ısıtma sezonunda tasarımda öngörülmeyen ihtiyaçlar ortaya çıktı.  Ayrıca kuyum işinde sezon çalışmalarında küçük atölyelerde insan yoğunluğu ve üretim artışları iç yükleri zaman zaman tasarım değerlerinin üzerine çıkardı. Bu durumda atölyelerin bir kısmı çok az iç yükte olurken, diğerleri maksimumları çok aştı. Toplam tasarım yüklerini değiştirmeyen bu durum, 2. Etabın tasarımı esnasında farklı sistem önerilerinin değerlendirilmesi gerekti.  İç yüklerin üretim esnasında ortaya çıkardığı bu çok farklı değerler atölyelerin birisinde üretim yapılırken diğerinde üretimin olmaması veya sadece iç ısı yüklerinin çok düşük olduğu işlemlerin yapılıyor olmasından kaynaklandı. 

Kış işletmesinde ve geçiş mevsimlerinde yük hesabı değerlerinin ortaya çıkardığı bazı atölyelerde soğutma ihtiyacı varken bazılarında ısıtma ihtiyacı olması WSHP sisteminin 2. Etap için uygun olacağını öne çıkardı. Ayrıca her atölyenin çok farklı çalışma sezonları ve saatleri söz konusu olduğu için tüketimlerin paylaşım noktasında da WSHP sisteminin uygunluğu kabul edildi. 

Tablo 1’deki değerler esas alınarak atölye büyüklüklerine göre Tablo 5’teki tip atölye kabulleri oluşturuldu.  Her atölyede alanlarının %30-35 mertebesinde ofis olacağı da öngörüldü. 

Bu verilere göre hesaplanan sistem yükleri;

• 3 adet  3 x 2.500 kW Kazan (2 adet yoğuşmalı)
• 5 adet 5 x 175 l/s-5000kW Soğutma Kuleleri (30/37°C - 24°C) ile karşılandı. 

Yapının büyük değişkenlik özellikleri göz önüne alınarak 1. Etapta uygulanan ana cihazların bir bölümünün binanın doluluk oranına bağlı olarak sonradan temin edilmesi yoluna gidilecektir.  Tüm altyapıları (kanal, boru, Elk. Panosu, kaideleri vb. ) hazırlanacak yapı kullanıma açıldıktan sonra %70 doluluk oranına ulaşıldığında 1 adet yoğuşmalı kazan ve 2 adet soğutma kulesi yerine konulacaktır. 1. Etapta bu aşamaya 4 yıl sonra gelinmişti. Bu şekilde hem ilk yatırım maliyeti zamana yayıldı hem cihazların atıl olarak kalıp yıpranmalarının önüne geçildi. 7. Havalandırma SistemleriHavalandırma sistemini belirleyen etken atölyelerdeki gaz emisyonlarıdır. Gaz atıkları çeşitleri ve özellikleri Tablo 1’de özetle verildi. Bu değerlendirmeye örnek olarak döküm atölyeleri mum eritme fırını baca özellikleri, davlumbaz bacası emisyon değerleri ve titrasyon çeker ocak ölçümleri Tablo 6.1, Tablo 6.2, Tablo 6. 3, Tablo 6.4’te verildi.  Atölyelerin kesin üretim koşullarının belirlenememesinden dolayı yine bir eş zaman faktörü kullanılarak her egzoz için düşey bir kanal hattı oluşturuldu. Düşey hatlar atölye içerisinde asit ve bazik hatların çeker ocaklardan çıkan egzost emisyonunu, ocak hatları, fırın ve davlumbazlarından çıkan egzozları, ortam hatları ise genel ortamın egzozlarını taşımaktadırlar. Asit, baz, ocak egzozları kullanım olmadığında kapalı kalmakta dolayısı ile kullanılmayan veya o anda üretim yapılmayan atölyelerin emisyonları olmamaktadır. Çatıda bulunan egzoz fanları frekans invertörlü seçildiği için de önemli enerji tasarrufu sağlanmaktadır. Ayrıca kullanılan eşzaman faktörünün sapmalarının da ihtiyaç halinde önüne geçmektedir.  Asit ve baz hatlarında kimyasal dayanım sağlanabilmesi için CTP kanallar kullanılacak ocak-fırın hatları ise sıcaklık dayanımı için siyah saçtan yapılacaktır. Her düşey şaftın çatısına yerleştirilen fanlar ise olası gaz kaçaklarına karşı plastik olacaktır.  Kural olarak her atölyede üretimin olduğu yerdeki gaz emisyonlarının arıtma, filtre ve yıkama işlemleri çeker ocaklarda yapıldıktan sonra ana hatlara bağlanacaktır. Ancak gerek teknik, gerekse kullanıcılardan kaynaklanan hatalar ve arızalar olabileceği varsayılmış ve dolayısı ile bu hatlardan çekilen egzoz havaları teras katın üst noktasından atılmıştır. Ayrıca sürekli ölçümlerle kontrol edilecek değerler çevre sınır değerlerini aşarsa merkezi 2.  arıtmaların yapılabilmesi için gerekli rezervasyon alanları yaratılmıştır. Asit, baz hatlarda kanallarda sıcaklık farklarından ve emisyon konsantrasyonlarından yoğuşmalar olmaktadır.  Bu yoğuşmalar kanal altlarında drenaj ağızları bırakılarak sıvı atıkların toplandığı hatlara bağlanacaktır. 

1. Etapta yatay toplamalar yapılarak, merkezi bir düşey kanal hattından egzozların toplanıp, egzoz fanına bağlanması imkanlı olabilmişti.  Bu sistem yatayda yoğuşmalardan dolayı kanallarda su toplanmasına  neden oldu.  Böylece 2.  Etapta ise bu sorunun bütünüyle ortadan kalkması tasarlandı. 

Ölçümler ve buna bağlı yük hesaplamaları sonucu toplam 125 adet egzoz aspiratörü ile 2. 290. 000 m³/h havanın tam yükle çekilmesi gerektirmektedir. Bu miktarda bir egzozun çekilmesi (≈ 8 değişim/h) hava dengesi için içeriye verilmesi gereken taze hava miktarını da öne çıkarmaktadır. Bu miktarların şartlandırılarak içeri verilmesi önemli enerji tüketimlerine neden olacak, büyük cihazlara ihtiyaç gösterecek, gerekli şaft yükseklik sorunlarını da beraberinde getirecektir. Bu egzoz debilerinin sürekli ihtiyaç göstermemesi de bilindiğine göre pik anlarda temiz hava 3 aşamalı olarak sağlanacaktır. 

7.1. Asit, baz, ocaklar, WC-banyo, mutfak dışında ortamdan alınan havasının da kullanıldığı Direkt Expensiyonlu su soğutmalı kondenserli su ısıtıcı bataryalı Rotary ısı geri kazanımlı hücreli havalandırma ve klima cihazları ile temiz hava temini 

 Bu cihazlar ısıtma ihtiyacını kışın kazandan temin edecek yazın soğutma ihtiyacı DX batarya ile karşılanacak cihazların soğutma üniteleri üzerinde olacak scroll kompresörlerin soğutucu kondenser suyu kapalı devre soğutma kulelerinden temin edilecektir.  Soğutma üniteleri 407C – 410A gazlı olacaktır.  Geçiş mevsimlerinde basma havası %100 dış hava ile çalışabilecek bu durumda ortam egzozu doğrudan dışarı atılacaktır.  Gerektiğinde uygun dış hava koşullarında gece çalışması da yapılıp binanın yaz yük ataletinin alınması sağlanacaktır.  Cihazın çalışma prensip şeması  Şema 4’te verilmiştir. Bu cihazlarla toplam temiz hava debisi 466. 880 m³/h dir.  Bu değer normalde atölyelerde  1,8 – 2,3 d/h hava değişimi ve 8-10 lt/s kişi değerlerine denk gelmektedir. Genel hacimlere ise verilen temiz hava egzoz edilmemekte dolayısı ile atölyeler eksi basınçta kalmaktadır. Bunun iki nedeni vardır: 

I. Atölyelerin kıymetli maden tozlarının dışarı çıkmasının önlenmesi. 

II. Üretim gazlarının herhangi bir kontrolsüzlükte dışarı kaçışının önlenmesi.  

7.2. Tavan tipi veya dik tip kanal bağlantılı WSHP ünitelerinden temiz hava temini 

 Bu cihazlar %20-25 oranında dış hava alma imkanına sahip olacak, her atölyenin dış duvarından temiz hava almak için panjur ve filtre bulunacaktır. Isı pompaları filtre, otomatik balans kiti, kondens drenaj bağlantısı mikro-işlemci bazlı terminal kutusu oda veya kanal tipi sıcaklık hassas  akustik izoleli (min.  30 mm, 25 kg/m³ yoğunlukta) fan bölümü, kompresör bölümünden akustik izoleli panenle ayrılmış R410A veya R407C gazlı 15 kW soğutmadan düşük cihazlarda tek, daha büyük cihazlarda çift soğutma devresi olan -4 – 49 °C arasında su giriş sıcaklıklarda, +4,4°C – +35°C arasında hava giriş sıcaklıklarında çalışabilmiş olacak, çift devreli cihazların fanları fan motoru tarafından bir değişken ve hızı ayarlanabilen EN 779-64 filtreli, oda sıcaklık ve emniyet kontrolunu kendisinin yapabileceği özellikte kontrol düzenli, cihazlar olacaktır. Su giriş-çıkış sıcaklıklarının soğutmada 30/37°C – ısıtmada 20/22°C, hava giriş sıcaklığı soğutmada 26°C-ısıtmada 21°C, çıkış sıcaklığı 15°C max. 

7.3. Yalnız üretim esnasında kullanılan çift cidarlı davlumbazların atölye cephesine yerleştirilen basma fanlarından temiz hava temini

 Davlumbazlar çift cidarlı olacak, emiş kanalı üzerinde bulunan plastik CTP gövdeli motorlu damper açıldığında basma fanı da çalışacak davlumbazın dış cidarından davlumbaz ağzına hava basacaktır. Bu sistemin işleyişi örnek TİP 1 döküm atölyesi planı (Şema 7) ve prensip şemasında (Şema 8) verilmiştir. 

Böylece atölye içerisinde asit, baz, ocak emisyonlarının olmaması halinden başlayarak ortama min taze hava (≈ 7 m³/h-m²) temiz hava santralinden sağlanacaktır. Bu miktar 25 kişinin 8 lt/s temiz hava ihtiyacını karşılayacak orandadır. Kullanma amaçları doğrultusunda atölye girişlerindeki CAV üniteleri ile her kullanıcının sabit olarak verilecek temiz hava ihtiyaçları karşılanacaktır. Bu durumda diğer damperler kapalı olacaktır. Ocak egzoz hattı açılırsa WSHP cihazı taze hava emiş damperi açılacak, asit-baz hattı açılırsa dış hava fanı çalışacak davlumbazlara ve çeker ocaklara doğrudan dış hava beslemesi yapacaktır. WSHP cihazlarının doğrudan dışarıdan aldığı hava her durumda temiz hava santralinden şartlandırılmış hava ile karıştırılacaktır. Temiz hava santralinden yazın 25°C kışın 20°C sıcaklığında hava ortama gelmiş olacaktır. WSHP üniteler temiz hava ile ortam havasını resirküle ederek ortamı şartlandıracaklardır. 

Gerek resirküle havanın emişinde gerekse ortam havasının temiz havaya dönüşünde mikron filtrelerinin kullanılması gerekmektedir. Kuyum işinde işlemler yapılırken değerli madenler tozlarla karışarak menfez, kanal, giysi ve saç diplerine önem arzedecek miktarda toplanmakta ve sıvanmaktadır. Kullanıcıların çok önemsedikleri bu durumda ana sisteme kaçakların olduğunu gözledikleri menfezleri kapatmakta, bu durumda tüm hava dengelerinin bozulmasına neden olmaktadır.  Filtrelerin yanında hava hızlarının da dikkatle değerlendirilmesi gerekmektedir. Emiş ağızlarında hızların 1 m/s mertebelerinde olması uygun olmaktadır. 1. Etapta bu hız değerleri aşıldığından (2-2,5 m/s) ana kanallara toz maden kaçakları toplandı ve menfez kapatmaları yaşandı. 

Bu düzenleme de ortamdan çekilen havadan ısının geri kazanılması, yeterli miktarda havanın ortama verilmesi, mevcut kazanlardan ihtiyaç duyulması halinde ısıtıcı bataryanın yükünün karşılanması temiz hava cihazlarının kondenserine atılan ısıdan uygun olduğu durumlarda sistemin yararlanması amaçlanarak bir soğutma grubuna ihtiyaç göstermeden atölyedeki WSHP üniteleri kapalı kulelerle birlikte tüm sistemin ısıtma-soğutma ihtiyacı karşılanmış olmaktadır. 1.Etapta egzoz fanları iki ayrı hattı asit ve bazlar doğrdan dışarı atılıyor ortam havası ise bataryalı bir fanla çekiliyor. Bu fanın bataryasından elde edilen ısı bir sirkülasyon pompası ile temiz hava santralinin ön bataryasına ısıyı taşıyordu. Böylece sudan havaya ısı geri kazanımı amaçlanmıştı. Kış çalışma şartlarında %50 oranda öngörülen verimlilik değeri sağlandı. Yaz çalışmasında ise emiş havası doğrudan dışarı atıldı.

8. Sonuç

 Eldeki ölçüm verileri ile kurulu 1. Etaptaki alçılı suların toplamasındaki tıkanma, asidik ve bazik atık gaz kanallarındaki yoğuşmadan kaynaklanan akışkanların toplanma sorunları, ısıtma ve soğutmada karşılaşılan pik yük sapmaları sistemin yatay toplamalardaki çözümsüz kaldığı noktalar, temiz havanın şartlandırılma giderlerinin düşürülmesi, Egzoz toplama kanallarının emisyon niteliklerine bağlı olarak sayılarının artırılması gereği 2. Etap tasarımında gözönünde bulundurulmuştur.

Kaynaklar

 1. Prof. Dr.  O. İnce,Prof. Dr.  H. C.  Okutan, Y. Doç. Dr.  Ö.  Karahan, Dr.  T.  Ölmez, Kuyumcukent 2. Etap İnşaatları Atık Yönetimi Projesi - Ocak 2009

2. İski Atık Yönetmeliği 26. 11. 199 - 584

3. Orman Ve Çevre Bakanlığı Çevre Yönetmeliği

4. Katı Atıkların Kontrolu Yönetmeliği 14. 03. 1991 – 20814

5. Smacna – 1995a Fiberglas Güçlendirlmiş Kanallar

6. Ashrae Standartı 92-2 1997 Frp-Rtp-Grp

7. Ashrae Endüstriyel Gaz Temizleme Ve Hava Kirlilik Kontrolu