SOĞUK ODA ISI YÜKÜ HESAPLAMA VE SOĞUTMA EKİPMANLARI SEÇİM YAZILIMI

SOĞUK ODA ISI YÜKÜ HESAPLAMA VE SOĞUTMA EKİPMANLARI SEÇİM YAZILIMI

    İklimlendirme ve tesisat sektörü içerisinde yer alan mühendislerin üretim, proje ve uygulamalarında aşağıdaki makalede tanımlanan ürünlerin seçimini optimum yapmasıyla birlikte işletmelerimizde verimliliğin artmasını sağlayacaktır

    Yazılıma konu olan cihazlar soğuk oda evaporatörleri, hava soğutmalı kondenserler, monoblok, kondensing unit ve merkezi kompresör sistemleridir. Bu üniteler soğutma ve iklimlendirme sistemlerinde mekanik sıkıştırmalı soğutma çevriminin temel cihazlarıdır. Soğuk Oda Evaporatörleri Hava Soğutmalı Kondenserler Monoblok Soğutma Sistemleri Condensing Unit Sistemleri Merkezi Soğutma Sistemleri, Yazılımı yapılan cihazlar Cold-Sim yazılımı soğuk oda ısı kazancı hesaplaması ile belirtilen ürünlerin gerekli kapasiteye uygun seçimini sağlayan mühendislik yazılımıdır. Cold-Sim yazılımı, üretici firmanın standart özelliklerini tanımlamış olduğu soğutma ekipmanlarının, farklı koşullarda performans hesaplamalarının yapılmasını, isteğe uygun ürünlerin mevcut ürün yelpazesinden seçilmesini ve seçilen ürünle beraber çalışmaya uygun başka soğutma ekipmanlarının seçimini ve bu ekipmanların verimlilik ve kazanç analizlerinin yapılmasını kapsamaktadır.

     1.   YAZILIMIN ALT YAPISI VE HESAPLAMA YAKLAŞIMLARI

 Yazılım altı modülden oluşmaktadır. Bunlardan ilki “Soğuk Oda Hesaplama Modülü”dür. Diğer beş bölüm ise ürün seçim modüllerinden oluşmaktadır. Soğuk oda ısı kazanç hesapları dört temel bölümden oluşmaktadır. Bunlardan ilki olan “Cidarlardan Gelen Isı Kazançları”, “ASHRAE 2006, Chapter 13, Refrigeration Load” ve “VDI Heat Atlas” kaynağı baz alınarak hesaplanmıştır. “Ürünlerden Gelen Isı Kazançlarının hesaplamasında ise, “ASHRAE 2006, Chapter 9, Thermal Properties of Food” ve “ASHRAE 2006, Chapter 13, Refrigeration Load” kaynağı referans alınmıştır. Cold-Sim yazılımında “Diğer Isı Kazançları” (İnfiltrasyon, motor, insan, defrost, aydınlatma vb.) hesaplanırken “ASHRAE 2006, Chapter 13, Refrigeration Load” ve diğer çeşitli sektörel literatür değerler hesaplama aşamalarında kullanılmıştır. Soğutma gruplarının (monoblok, kondensing unit ve merkezi kompresör sistemleri) performans hesaplamaları için “ANSI/AHRI Standard 540- 2004: Standard For Performance Rating of Positive Displacement Refrigerant Compressors and Compressor Units” standardında belirtilen compresör polinomial denklem (Polynomial Equation) kullanılmıştır. Polinomial denklem ile kompresörün farklı evaporasyon ve kondenzasyon sıcaklıkları için kapasite, motor gücü ve akımı için hesaplamaları yapılabilmektedir. Bu hesaplamalar için polinomial katsayılar kullanılmaktadır. Ancak polinomial denklem ve katsayılar her bir kompresör üreticisi firma tarafından farklı standartlarda (farklı evaporasyon, kondenzasyon sıcaklıkları, aşırı soğutma, kızgınlık değerlerinde) yada firmaya özgün şartlar için verilmektedir. Dolayısıyla hesaplamalar için sadece bu katsayılar yeterli olmamaktadır. Yazılımın alt yapısında farklı kompresör baz şartları için değişikliklere cevap verecek bir mühendislik hesaplama mantığı da gerekli olmaktadır. Bu mantığın geliştirilmesi için detaylı mühendislik analiz çalışması yapılmıştır. Isı değiştirici ürünlerin (Soğuk Oda Evaporatörleri, Hava Soğutmalı Kondenserler, Kuru Soğutucular) performans hesaplamalarında endüstriyel uygulamalarda literatürle desteklenen hesap metotları kullanılmıştır. Hesaplamalarda kullanılan ULIBTK’15 20. Ulusal Isı Bilimi ve Tekniği Kongresi 02-5 Eylül 2015, BALIKESİR soğutucu akışkanların termodinamik verileri ve nemli hava psikrometrik verileri C++ yazılım dili bazlı dinamik bir DLL kütüphanesinden üretilmektedir. Yazılım alt yapısında C#, SQL, .Net, MVC ve Jquery programlama dilleri kullanılmaktadır.

   

     2.  YAZILIM GENEL ÖZELLİKLERİ VE HESAPLAMA METOTLARI

 Yazılımı oluşturan modüller sırasıyla şöyledir:

1. Soğuk Oda Hesaplama Modülü

2. Evaporatör Ürün Seçim Modülü

3. Kondenser Ürün Seçim Modülü

 4. Monoblok Ürün Seçim Modülü

5. Kondensing Unit Ürün Seçim Modülü

6. Merkezi Soğutma Sistemi Seçim Modülü Yazılımda hesaplanan oda kapasitesine bağlı olarak uygun cihazlar bir çok alternatifi veren listelerden seçilebilir. Cihazlar birbirlerine uyumluluk dahilinde bütünleşik olarak seçilmektedir. Cihazların seçim metotu Şekil 2’de verilmektedir. Metot1: Metot2: Metot3: Şekil 2. Cihazların seçim metotu

     3. SOĞUK ODA HESAPLAMA MODÜLÜ

Soğuk odada oluşan ısıl yükleri hesaplayıp bunları birer proje olarak kaydeden modüldür. Bunlar sırasıyla:

1. Proje bilgileri

 2. Cidarlardan gelen ısı kazancı

3. Ürünlerden gelen ısı kazancı

4. Diğer ısı kazançları

5. Sonuçlar

3.1 Proje Bilgileri

Kullanıcı tarafından projeye ait genel bilgilerin girildiği bölümdür. Proje adı, soğuk oda adı gibi projeye ait bilgilerin yanında oda sıcaklığı, dış ortam sıcaklığı, nemi, oda şekli vb. gibi bilgileri de içeren bölümdür. Kullanıcı tarafından doldurulması gereken projeye ait genel bilgi ve özellikler gösterilmiştir. Projeye ait genel bilgi ve özellikler Kullanıcı, projenin çalışma şartlarını girdikten sonra projeyi projeler listesine kaydeder. Kayıtlı projeler kopyalanma ve istenildiği zaman güncellenebilme özelliğine sahiptir.

3.2 Cidarlardan Gelen Isı Kazancı

 Kullanıcının proje bilgileri kısmında seçtiği oda şekline bağlı olarak açılan bölümdür. Bu bölümde kullanıcının girdiği veriler yardımıyla her duvar için ayrı ayrı ısı transferi hesaplanarak cidarlardan gelen toplam ısı kazancı hesaplanır. Bu bölümde “Kare/Dikdörtgen Oda”, “U Oda”, “L Oda” ve “Özel Mimari” şekillerine sahip soğuk odalar için hesaplamalar yapılabilmektedir.

     Kullanıcı her bir cidar için ayrı ayrı malzeme seçimini yapar. Sistemde kayıtlı olan ve kullanıcıların ekleme yapabilecekleri izolasyon malzemeleri aşağıda gösterilmektedir:

 - Poliüretan Panel PUR - Poliizosiyanurat PIR

- Ekstrude Polistren XPS - Ekspande Polistren EPS

 - Mantar Panel - Cam Köpüğü

 - Mineral Yün - Elastomerik Köpük

 - Fenol Köpüğü

- Ahşap Yünü

- Vermikülit

- Perlit

Projedeki izolasyon malzemelerinin termal iletim katsayıları VDI Heat Atlas’tan alınmıştır.

Cidarlardan Gelen Isı Kazancı Veri Girişi Duvarların uzunlukları, kalınlıkları ve yüzeylerin komşu mahal sıcaklıkları girilir. Sonrasında hesapla butonuna basıldıktan sonra toplam ısıl yük hesaplanır.

3.3 Ürünlerden Gelen Isı Kazancı

Kullanıcının seçtiği ürüne ve paketleme malzemesine bağlı olarak, soğuk odada oluşturacağı ısıl yükün hesaplandığı bölümdür. Kullanıcı bu bölümde ürünün giriş sıcaklığı, ürünün soğutulacağı sıcaklık vb. gibi verileri girer.

Ürünlerden gelen ısı kazancı hesaplanmasında aynı anda soğuk odada dört farklı ürüne kadar hesaplama imkanı bulunmaktadır.

3.4 Diğer Isı Kazançları

Soğuk odada çalışan insan, aydınlatma, fan motoru, defrost ve diğer faktörlerin günlük çalışma sürelerine bağlı ısıl yüklerin hesaplandığı bölümdür. Bunun dışında gözetleme camı, kapı infiltrasyonu, mekanik havalandırma infiltrasyonu gibi ısı kaynaklarının etkisinin de hesaplandığı bölümdür.

İnsandan kaynaklı ısı kazancı odanın sıcaklığına göre dinamik olarak hesaplanmaktadır. Gözetleme camına dair hesaplamalar yapılırken cam kalınlığı 6 mm ve iki cam arasındaki mesafe 16 mm kabul edilmiştir. Kapı açılıp kapanmasına bağlı infiltrasyon hesabı yapılırken dinamik olarak iki hava arasındaki termal özellikler hesaplanarak işlemler yapılır.

3.5 Sonuçlar

Soğuk odaya uygun soğutma cihazı seçimi için gerekli son kısım olan hesaplamalarda ise önceki tüm ısı kazançlarının toplamı ve detaylı teknik analizi yer alır.

    4.     ÜRÜN SEÇİM MODÜLLERİ

 Yazılım içeriğinde beş adet ürün seçim modülü barındırmaktadır. Ürün seçimlerinde kullanıcının belirlediği çalışma koşulları ve tercihler sonucunda program en uygun ürünleri seçim listesine sıralar.

4.1 Veri Girişi Kullanıcının istediği cihaza ait çalışma koşullarını girdiği kısımdır. Kullanıcının ihtiyacı olan soğutma kapasitesinin istenilen birim sisteminde girilmesine olanak sağlanır. Ayrıca bu soğutma kapasitesini kaç adet cihazla sağlamak istiniyorsa bu seçenek kullanıcıya bırakılmaktadır. Tolerans kısmında ise cihaz başına gerekli soğutma kapasitesinin alt ve üst toleranslarının veri girişi bulunmaktadır. Bu sayede seçim listesine gelecek cihazların hangi soğutma kapasitesi aralığında olacağı düzenlenir.

Yazılım, cihazda kullanılmak istenen akışkan tercihinin yapılmasına da olanak sağlamaktadır. Bu sayede istenilen akışkanın cihaz soğutma kapasitesine etkisinin gözlenmesi sağlanır. Programda kullanıma hazır bulunan akışkan çeşitleri aşağıda gösterilmiştir.

 - R-22

 - R-134a

- R-404A

- R-507A

- R-407C

- R-410A

- R-407F

Yazılım, istenildiğinde soğutucu akışkan tiplerinde ekleme/çıkartma yapılacak altyapıyı barındırmaktadır.

Cihazın çalışacağı odanın sıcaklığı, bu sıcaklık ile evaporasyon sıcaklığı arasındaki farkın girilmesi ve istenilen kızgınlık ile cihazın performansına etkisinin gözlemlenmesine olanak sağlanır.

Cihazın çalışacağı ortamın sıcaklığı, bu sıcaklık ile kondenzasyon sıcaklığı arasındaki farkın girilmesi ve istenilen aşırı soğutma ile cihazın performansına etkisi gözlemlenmesine olanak sağlanır.

4.2 Tercihler

 Kullanıcının istediği cihaza ait tercihlerini yaptığı kısımdır. Kullanıcının istediği cihaza yönelik seri tercihleri, fan çapı tercihleri, lamel aralığı tercihleri, lamel malzemesi tercihleri, enerji verimliliği sınıfı tercihleri, kompresör tipi ve markası gibi birçok ürün tercihinin yapılmasına olanak sağlanır.

4.3 Seçim Listesi

Kullanıcının istediği çalışma şartları ve istediği ürüne ait tercihlerin yazılım tarafından hesaplanması ve filtrelenmesi sonucunda seçilen ürünlerin listelendiği bölümdür.

Seçim listesinde uygun ürünlerin listelenmesinin yanında yazdırma sayfasının ve ürünü sepete ekleme işlevinin ikonları bulunmaktadır.

  

4.4 Ürün Teknik Özellikleri

 Seçim listesinden seçilen ürünün ayrıntılı teknik özelliklerini kullanıcıya göstermek için tasarlanan kısımdır. Ürünün ait olduğu sınıfa bağlı olarak özgün bir biçimde gösterilir. Örneğin bir evaporatör seçimi yapıldıktan sonra teknik bilgiler

Ölçüler kısmında cihaza ait teknik resim ile birlikte istenilen ölçü ve ağırlık verileri gösterilir. Teknik özellikler kısmında cihaza ait istenilen teknik özellikler gösterilir.

 Fan bilgileri kısmında ise seçilen cihaza ait fan bilgileri listelenir. Ürün cinsine göre teknik bilgiler kısmı değişim gösterir. Evaporatörde sadece ölçüler, teknik özellikler ve fan bilgileri tabları bulunurken; merkezi soğutma sisteminde kompresör bilgisi ve ölçüler tabları bulunur.

4.5 Çıktı Sayfası

Yazılım seçilen ürünün teknik özelliklerini gösteren bir çıktı sayfası üretir.

4.6 Ürün konfigüratörü

Kullanıcının cihazda istediği ürün konfigürasyon seçeneklerinin gösterildiği bölüme konfigürasyon bilgileri bölümü denir. Bu bölümde kullanıcının cihazda istediği ekstra eklentilerin oluşturacağı ekstra maliyetin toplam ürün fiyatını ne kadar değiştireceği gösterilir.

4.7 Proje Tabı

Seçilen ürünlerin listelendiği, istenilen konfigürasyon seçeneklerinin düzenlemesinin yapıldığı, seçilen ürünlerden uygun diğer ürünlere geçişlerin sağlandığı ve teklifin oluşturulduğu kısımdır.

Ürünlerin modül adı, model adı ve kapasite değerleri listelenir. Seçim kutusuna tıklandığı an bu ürünlere uygun ve ürünlerin toplam kapasitelerine göre yeni ürün seçimlerine gidilmesine yardımcı olur.

İşaretlenen seçim kutuları evaporatörlere uygun olduğu için program kondensing unit (split & endüstriyel) ve merkezi soğutma sistemlerinin ürün seçimine yönlendirmiştir. Farklı ürün modüşü seçimi olsa onlara uygun ürün seçimlerine yönlendirecektir.

Yazılım istenilen ürüne istenildiği kadar konfigürasyon seçeneği sağlanmasına olanak sağlar. Ayrıca bu konfigürasyon seçeneklerinin alt seçeneklerininde istenilen sayıda olabilmesi sağlanmıştır.

4.8 Fiyatlandırma Yardımcısı

Proje ismi ve müşteri seçildikten sonra kullanıcı teklif yardımcısına yönlendirilir. Teklif yardımcısı program kullanımındaki son adımdır. Tüm projelerin ve projelerde seçilen ürünlerin listelendiği kısımdır. Ayrıca iskonto oranlarının ve proje kapak yazısının da yazıldığı bölümü içermektedir. İstenildiğinde ürün bazlı istenildiğinde genel olarak proje bazlı iskonto oranlarının girilmesine olanak tanınır.

 Geçmişte düzenlenmiş bir projenin incelenmesi için proje listesi kısmı bulunmaktadır. Bu bölümde önceki projelerde ki ürünleri ve iskonto oranlarını kullanıcının görmesi sağlanır.

Kullanıcının isteğine uygun bir teklif sayfası oluşturması için bir tasarım kısmı bulunmaktadır. Burası kapak sayfasının istenilen formatta çıktı alınmasına yönelik oluşturulmuştur.

Kullanıcı istediği taktirde en son oluşturduğu kapak sayfasıyla birlikte ve projenin fiyatlandırmasına dair gelinen son noktasıyla projenin teklif sayfasının oluşturulmasına olanak sağlanmıştır.

    5. SONUÇ

Yazılım gerek ürünü tasarlayan ve imal eden gerekse ürün tesisat projelendirmesini yapan mühendisler açısında önemli bir analiz aracıdır. Kısa sürede detaylı hesaplamalar ve analizler yapmak vasıtasıyla mühendislik zamanlarının etkin biçimde kullanılmasını sağlarken; enerji verimli ürün üretimi ve kullanımını destekleyecek veriler üretmektedir.

 Verimliliği arttırmak ve böylece birim maliyeti en düşük düzeye indirmek günümüzün rekabetçi ortamında en can alıcı noktalarından biridir.

Yazılımın yeni versiyon çalışmaları sürekli devam etmektedir. Bir sonraki aşamada projeler arasında bağlantıların kurulup çoklu oda seçiminin yapılması planlanmaktadır. Bu sayede birçok cihaz birbirlerine entegre edilip projelendirilmeye açık bir yapı oluşturulması sağlanacaktır.

www.bilkargroup.com

www.bilkarsogutma.com.tr

info@bilkargroup.com

+90 212 343 50 40

+90 553 343 50 40