Ortamlar Arası Basınç Farkı Hesabı..

 

Merhaba arkadaşlar;

Mekanik tesisat projelerinin belki de en ihmal edilen kısımlarından biri olan ortamlar arasında ki basınç farkı, temiz oda ve imalat bazlı çalışan işletmelerin projelendirilmesinde gayet detaylı bir şekilde irdelenmelidir. Bugün ki yazımızda hava kilidi (air lock) mantığı ile birbirinden ayrılan depolama alanı ve imalat holü arasında ki basınç farkı hesabını irdeliyeceğiz.

Konfor kliması ağırlıklı tasarlanan konut projelerinde tüm zone aynı tesisat şartlarına sahip olduğu için mekanlar arasındaki basınç farkı hesapları ihmal ediliyor, günlük kullanım ile ilgili çok fazla gereklilik olmamasından dolayı konfora yönelik proje hesaplarında mekanlarda bırakılan %10 taze hava rezervinin istenilen basınç farkını sağladığı düşünülür. Konfor kliması projelendirilmesinde ortam kirleticileri sınırı düşük olduğundan ortamdan egozst edilecek hava miktarı toplan hava debisinden %10 düşük seçilerek teoride basınç farkı sağlanmış olur.

Özel olarak imalatlarla ile ilgili gerekliliklerin sağlanması gereken üretim hollerinde ise ortamlar arasındaki basınç farkının DIN 1946/4 ve/veya BS 5588 standardına uygun bir şekilde hesaplanması gerekir.

Örneğimizde 4000 m2’lik bir imalat holü, 8000 m2’lik 1 Ad. Ham depolama ve 1 Ad. Bitmiş depolama mahalleri bulunuyor, bu mahaller arasında ise 225 m2’lik 2 Ad. Hava kilidi (air lock) mahal bulunmaktadır.

İmalat şartları gereği air lock mahalleri depolama mahallerinden 1+ basınçta tutulmalı, üretim alanı da air lock lardan 1+ ve depo alanlarından 2+ basınçta tutulmalıdır. Klasik %10 eksik egzost uygulaması ile yapıldığında sadece 1 değ/h üzerinden hava debileri şöyle oluşmakta.

Üretim holü 20.000 m3/1degh

Depo’lar 40.000 m3/1degh

Air lock’lar 675 m3/degh

Şimdilik ısıl yükler ve havalandırma ihtiyaçlarını ihmal ederek sadece 1 deg/h üzerinden oluşan hava debileri ile ilerliyerlim.

İlgili mahallerin 1 m3 hacmi için hava debilerinin üretim holü için 5 m3/h, depolar için 5 m3/h ve air lock için 3 m3/h oluştuğu ortaya çıkıyor.

Proje tasarım kriterine göre 1 pozitiflik sırası ile %10 egzost havası eksiltilerek bulunan yeni debiler.

Depolar 5 m3/h birim hacim başına.

Air lock 5 m3/h* %10 = 5.5 m3/h hacim başına

Üretim holü 5.5 m3/h * %10 = 6 m3/h hacim başına

Bu durumda yeni debiler

Air lock 1240 m3/h

Üretim holü 22.000 m3/h

Klasik %10 eksik egzost hesabı ile bulduğumuz rakamların DIN ve BS normlarına göre aynı pozitiflik şartlarını sağlayıp sağlamadığını kontrol edelim.

Öncelikle ilgili standartlarda bir basınç farkından söz edilebilmesi için iki ortam arasındaki basınç farkının min. 10 Pa, max. 30 Pa olması istendiğini hatırlatarak ilgili değeri 15 Pa’a eşitliyelim bu durumda. Depo mahalli ile air lock mahalli arasında 15 Pa ve üretim holü ile depo mahalli arasında ise 30 Pa (istenilen 2+ fark) olduğunu kabul ediyoruz. US 209B, BS 5295 ve ISO 14644-1.

İlgili normalara göre oda iç basınçlarının belirlenmesi gerekiyor ardından oluşan iç basınçların istenilen farklı sağlayıp sağlıyamadığı kontrol edilcek.

Bu durumda depo hacimi ve air lock iç basınçları aşağıdaki şekilde hesaplanabilir.

P V = M R T (1)

P = Mutlak basınç, ( Pa )

V = Gaz hacmi, ( m3 )

M = Gaz kütlesi, ( Kg )

R = Evrensel gaz sabiti, 287 ( J/Kg-K )

T = Mutlak sıcaklık, ( 0K )

İdeal gaz kanunu yerine ihtiyaçlardan yola çıkılarak hesaplanan hava debisine göre ortamda bırakılacak fazla hava miktarı V: 565 m3/h’dir. = 0.157 m3/sn dir.

Air lock ile depo arasında ki kapı çift kanat ve çarpmalı kapıdır. Buna göre kapı 3x2.2 m ve montajlı açılır kenarlarından 3.5 mm boşluk olduğu düşünülürse.

A = 4 * (1.5+2.2) * (3.5 / 1000) = 0.0518 m2 sızıntı aralığı hesaplanır.

Q = 0,83 A √P

Q = Sızmasına müsaade edilen / sızan hava miktarı, debi, (m3/s)

0,83 Sabit katsayı, boyutsuz

A = Akış alanı, ( m2 )

P = İki ortam arasındaki basınç farkı, ( Pa )

İlgili formülden. Basınç farkını çekersek

P = 13.32 Pa değeri bulunur.

Bu durumda, istediğimiz basınç farkı sağlanamamış oldu. Yazımızın başında işaret ettiğimiz yaklaşıklık yöntemi kullanılan yapı malzemesi özellikleri yüzünden istenilen sonucu sağlamaya yetmemiştir. Elimizdeki verileri kullanarak ortamda bırakılması gereken hava miktarını yeniden hesaplıyalım.

Q = 0,83 A √P‘den

Q = 0,83 * 0.0518 √15

Q = 0.166 m3/sn. = 599 m3/h

İki mahal arasında 15 pa’lık bir basınç farkı yaratmak için örneğimizde ortamda bırakılacak hava miktarının 600 m3/h olduğu anlaşılıyor. Air lock ile üretim holü arasındaki bağlantıda yine aynı hesap yöntemi kullanılarak hesaplanabilir.

Bir daha ki yazıda buluşmak üzere, hoşcakalın..