Spread the love

KAPALI HAVUZLARDA NEM KONTROLÜ VE EKONOMİK İKLİMLENDİRME

Kapalı yüzme havuzlarını farklı şekillerde iklimlendirmek mümkündür. En basit, fakat aynı zamanda en anlamsız olan uygulama, dönüş havasının herhangi bir işleme tabi tutulmadan dışarı atılması gibi enerji geri kazanımı uygulanmayan sistemlerdir. Enerji maliyetlerinin yüksek olduğu günümüzde, kapalı yüzme havuzlarının iklimlendirilmesinde enerji geri kazanımı sağlayan sistemler üzerinde durulması gerekmektedir. Müslüm Arıcı – Mustafa Seçilmiş

[dropcap]Ö[/dropcap]zellikle kullanılacak olan iklimlendirme cihazları dönüş havasından ısı geri kazanımı sağlamalı, dış hava ihtiyacı iç ve dış ortam sıcaklıklarına ve nem değerlerine bağlı olarak otomatik olarak ayarlanmalıdır. Bu çalışmada kapalı yüzme havuzlarının iklimlendirilmesinde ekonomik çözümler ve teknik önlemler incelenmiştir. Ayrıca, kapalı yüzme havuzlarında nem kontrolü sağlamak amacıyla kullanılan klima santrallerinin hacimsel debi ve mevsimlere bağlı olarak oluşan nem miktarına göre gerekli olan dış hava miktarının hesabı üzerinde durulmuştur.

Yüzme havuzlarında sürekli olarak büyük miktarda su buharlaşmaktadır. Bunun sonucu havadaki nem miktarı istenilmeyen bir seviyeye yükselmektedir. Havadaki yüksek nem oranına bağlı olarak, pencere ve duvarlarda terleme olmakta ve bu da yapı bileşenlerinde korozyon ve mantar oluşumuna neden olmaktadır.

Yapı bileşenlerinin tahrip olmasının yanında, insanlarda kan dolaşımının azalması ve sportif kapasitelerinin düşmesi gibi rahatsızlıklara da sebep olmaktadır. Bu tür sakıncaları olan su yüzeyindeki buharlaşmayı önlemek mümkün değildir. Verimli ve doğru nem alma sisteminin boyutlandırılması, uygun bir yapı konstrüksiyonu ve havuz suyu ile hava sıcaklıklarının doğru tayini suyun buharlaşmasını azaltabilir ve havanın nemini optimum bir seviyeye indirgeyebilir.

Enerji sarfiyatı para kaybına neden olduğu gibi çevreyi de olumsuz etkilemektedir. Bu nedenle günümüzde verimli bir ısı geri kazanım sistemi oldukça önemlidir. Yüzme havuzlarının enerji tüketiminde bir çok fiziksel olay önemli rol oynamaktadır. Havuz yüzeyinde suyun buharlaşması sonucu sudan büyük miktarda enerji çekilmektedir. Havuz suyu sıcaklığının sabit kalabilmesi için sürekli olarak ısı ilavesi yapılmalıdır. Su buharı olarak havada depolanmış olan ısı, nem alma cihazları ile yardımcı enerji (elektrik) kullanarak tekrar ortam havasına veya havuz suyuna verilebilir.

Buna rağmen suyun buharlaşması yüzme havuzlarında enerji ihtiyacında belirgin bir paya sahiptir. Yüzme havuzlarında suyun buharlaşmasını ve nem kontrolünü sağlamak için iklimlendirme işleminin değişik şekillerde yapılması mümkündür. En basit fakat aynı zamanda en anlamsız olan uygulama, dönüş havasının herhangi bir işleme tabi tutulmadan dışarı atılması gibi enerji geri kazanımı uygulanmayan sistemlerdir. Günümüzde, özellikle Avrupa’da enerji tasarrufu nedeniyle ısı geri kazanımlı sistemler vazgeçilmez hal almıştır. Yeni yapılan ve yenilenen kapalı yüzme havuzlarında dönüş havasından ısı geri kazanım uygulamaları standart olarak uygulanmaktadır.

Bu çalışmada kapalı yüzme havuzlarındaki genel esaslara değinildikten sonra, ısı geri kazanım olanakları karşılaştırmalı olarak incelenecek ve kapalı yüzme havuzlarının havalandırma ihtiyacının hesaplanmasında kullanılan önemli bağıntılar hakkında bilgi verilecektir.

KAPALI YÜZME HAVUZLARINDA GENEL ESASLAR

Kapalı yüzme havuzlarının konfor şartlarını sağlamayacak önemli iklimlendirme faktörleri su sıcaklığı, ortam sıcaklığı ve nem miktarıdır. Ayrıca havuzu çevreleyen hacimler, ısıtma yüzeyleri ve hava dağıtım sistemi de kapalı yüzme havuz iklimlendirmesini etkileyen önemli faktörlerdendir. Havuz içerisine havalandırma sistemiyle üflenen havanın hızı, üfleme sıcaklığı (maks. 45°C), havuzun su yüzeyi üzerindeki ve çevresindeki havanın hızı (0.15 – 0.3 m/s) ve ayrıca toplam hacim içerisindeki hava sirkülasyonu ihmal edilmemelidir. Çünkü çıplak insan vücudu hava sirkülasyonuna oldukça hassas olarak tepki vermektedir.

Havalandırma sisteminin görevleri arasında yüzme havuzunda buharlaşan suyun emilerek taşınması da bulunmaktadır. Ayrıca koku ve zararlı maddelerin (kimyasalların) uzaklaştırılması ve havuz hacminin yaklaşık %70 oranında ısıtılması da havalandırma sistemiyle sağlanmaktadır. Havuzdaki diğer %30’luk ısı kaybı statik ısıtma yüzeyleri (radyatörler, konvektörler, yerden ısıtma) ile karşılanır. Havuzu çevreleyen hacmin ısı kayıplarına karşı yalıtılması, ayrıca soğuk dış yüzeylerine (mesela pencerelerin) sıcak (veya ılık) hava üflenmesi, insan vücudunun yüksek ısı kaybını önlemek için tavsiye edilebilir. Ayrıca ısı korumalı çift camlı ısı cam uygulamaları da zorunluluk arz etmektedir.

Yüzme Havuzlarında Sıcaklık Dağılımı

Su sıcaklığının seçiminde, insan vücudunun suyun hareketinden etkilenmesi dikkate alınmalıdır. Spor havuzlarında 24°C sıcaklık tamamen yeterli olarak görülürken, serbest havuzlarda 28°C, çocuk havuzlarında ise 32°C sıcaklık gereklidir. Ayrıca suyun buharlaşması sonucu vücudun ısı kaybını azaltabilmek için yüzme havuzunun hava sıcaklığı 2 ila 4°C havuz suyu sıcaklığının üzerinde olması gerekmektedir (ortam sıcaklığı maksimum 34°C olmalıdır).

Kapalı havuzlarda klor kokusu, karbondioksit gibi sınırlanması istenilen zararlı maddeler için, bugünkü şartlara göre havuz işler durumdayken kişi başına minimum taze hava ihtiyacı 20 m3‘tür.

Yüzme Havuzlarında Nem Miktarı

Ortam havası neminin tayininde insanın rahatlık hissi yanında, yapı fiziği (çiğ noktası) de dikkate alınmalıdır. Yüzme havuzu salonunda ve özellikle duşlarda kısmi buhar basıncının düşük olması (yüksek dış hava etkisi) deri yüzeyindeki su damlacıklarında hızlı bir buharlaşmaya neden olmaktadır. Çünkü buharlaşma ısısı büyük oranda vücuttan çekilmektedir. Dolayısıyla istenilen rahatlık hissi için ortam sıcaklığı yükseltilmelidir. Maksimum mutlak nem miktarı 14.4 g/kg kuru hava değerini (bunalma sınırını) aşmamalıdır. 30°C’lik bir salon sıcaklığında maksimum %55’lik bir bağıl nem sağlanmalıdır.

Düşük hava sıcaklıkları insanlarda rahatsızlığa neden olmaktadır. Havadaki yüksek nem oranı ise bunaltıcı bir etki yapmaktadır. 1000 mbar’lık hava basıncındaki yüzme havuzlarında bağıl nem miktarı maksimum %53, minimum %42 dolayındadır. Yüzme havuzlarında metal ve ahşap yapı bileşenlerinin herhangi bir zarara uğramaması için bağıl nem %40 ile %60 arasında bir bölgede bulunmalıdır.

Kötü yapılmış bir konstrüksiyon veya kalitesiz cam kullanımı (ısıl ilet kenliği yüksek) durumunda, ortam havasını düşük bir dış ortam sıcaklığında (taze hava) sınır değerleri altında neminin alınması gerekir. Bu da enerji sarfiyatına neden olmaktadır.

Minimum Hava Değişimi ve Havanın Dağıtılması

Kapalı havuzlarda klor kokusu, karbondioksit gibi sınırlanması istenilen zararlı maddeler için, bugünkü şartlara göre havuz işler durumdayken kişi başına minimum taze hava ihtiyacı 20 m3‘tür. Havuz yüzey alanına ve doluluk oranına bağlı olarak hijyenik hava değişim oranı 10 m3’tür.

Yüzme havuzlarında ziyaretçiler tarafından dışarı atılan CO2 oranının etkisi fazla büyük değildir. Çünkü uygun bir havalandırma ve gerekli olan dış hava oranına göre CO2 konsantrasyonu %0.08’in üzerine çıkmaması gerekmektedir. % 0.1’in üzerinde CO2 oranlarında kötü hava şartlarından söz etmek mümkündür ve %2.5’in üzerinde ise ciddi zararlı etki söz konusudur. Bu değerler genellikle kapalı yüzme havuzlarında sağlanmaktadır.

Kapalı havuz hacmi için gerekli havalandırma değerlerini sağlayacak şekilde bir hava akımı olmalıdır. Havanın beslenmesi (üflenmesi) pencere altlarından, dış duvarlarda kafa yüksekliklerinden, tribünlerde merdiven basamak altlarından v.s. gerçekleştirilmelidir. Spesifik olarak daha hafif olan su buharının ve kokulu maddelerin hızlı bir şekilde taşınması için, salon havasının emme işlemi tavan altından havuz su yüzeyi üzerinden gerçekleştirilmelidir. Bu nedenle çatının ısı ve nem izolasyonuna özellikle dikkat edilmelidir.

Güney, batı ve doğu yönlerinde bulunan pencere yüzeylerinden içeriye doğru ısı ışınımı söz konusudur. Bu pencere yüzeylerinde gereksiz ısı ışınımı pencerelere yerleştirilecek jaluziler ile önlenebilir. Bu şekilde ısı ışınımı belli ölçüde önlenir, fakat jaluzilerden yutulan ısı konveksiyonla ortam havasına aktarılır.

Suyun Buharlaşması

Ortam havasında bulunan su buharının kısmi basıncı doyma basıncından düşük ise, havuz su yüzeyinde buharlaşma meydana gelir. Buharlaşma miktarı suyun hareket hızına bağlı olarak 0.1 ila 0.2 kg/(m 2xh) (thavuzsuyu=26°C, t ortam=28°C, %60 bağıl nemde) arasında değişir. Dalga havuzlarında daha yüksek değerler söz konusudur.

Suyun buharlaşması ile su sıcaklığı, su ile ortam havası arasındaki sıcaklık farkı ve ortamın bağıl nemi arasında direkt bir ilişki söz konusudur. Su sıcaklığı ne kadar düşük ve bağıl nem ne kadar yüksek ayarlanırsa, buharlaşma derecesi, gerekli olan taze hava miktarı, havalandırma hava miktarı ve bunlara bağlı olarak ortam havasının nemini almak için harcanacak enerji miktarı o kadar azalacaktır. Hava sıcaklığının havuz sıcaklığından 2°C daha yüksek olduğu bir havuz ile, sıcaklık farkının olmadığı bir havuz karşılaştırıldığında (%50 bağıl neme göre), ikinci hal için yaklaşık %13 daha fazla su buharlaşması gerçekleştiği görülür. Havuz yüzeyindeki hava hareketi düşük tutulmak istenmektedir. Çünkü hava hareketi ile buharlaşan su miktarı oldukça artmaktadır. Hava hızı 0.15 m/s olarak tavsiye edilmektedir.

Güney, batı ve doğu yönlerinde bulunan pencere yüzeylerinden içeriye doğru ısı ışınımı söz konusudur. Bu pencere yüzeylerinde gereksiz ısı ışınımı pencerelere yerleştirilecek jaluziler ile önlenebilir.

KAPALI YÜZME HAVUZLARINDA HAVALANDIRMA İHTİYACININ HESAPLANMASI

Çapraz Akışlı Isı Geri Kazanım Cihazlarında Sıcaklık Tayini Nominal hava miktarında üfleme (basma) tarafındaki hava sıcaklığını yaklaşık olarak hesaplayabilmek için ısı değiştirgeçlerinin verimlerinin bilinmesi gerekmektedir. Çapraz akışlı bir ısı geri kazanım cihazı için iki farklı verim çizelgesi mevcuttur. Konfor/endüstriyel uygulamalar için %0 bağıl nemli verim diyagramı seçilmelidir. Ancak dönüş havası belirgin oranda nem içeriyorsa (yani çiğ noktasının altına soğutulduğu takdirde yoğuşma meydana geliyorsa) yüzme havuzlarında olduğu gibi %50 bağıl nemli verim çizelgesi kullanılmalıdır.
Çapraz akışlı plakalı ısı değiştirgeçlerinde kuru verim (yoğuşmasız verim) değeri konfor uygulamalarında yaklaşık olarak %60 civarındadır. Dönüş havasında yüzme havuzlarında olduğu gibi yoğuşma meydana geliyorsa ıslak verim (yoğuşmalı verim), nem ve sıcaklığa bağlı olarak %70’in üzerine çıkabilmektedir.

Buharlaşmanın Hesaplanması

Nem alma ihtiyacı, havuz yüzeyinde bir buharlaşma meydana geldiği zaman doğmaktadır. Buharlaşmaya etki eden fiziksel faktörler havanın ve havuz suyunun sıcaklığı, ortamın bağıl nemi ve havanın hareket miktarıdır. Nem alma miktarını hesaplayabilmek için birçok denklem mevcuttur. Bu denklemlerin çoğunun ortak yönü, gerçek nem oluşum miktarına göre daha büyük değerler vermeleridir. Bunun nedeni, istenmeyen bir havalandırmanın kapı, pencere vb. yerlerden sızıntı sonucu olması veya yüzme havuzunun kullanım veriminin (doluluk oranının) beklenenden daha az olmasıdır. Ortam içerisinde iyi bir hava dağılımı mevcut ve çevresine göre su yüzeyinde daha düşük ise nem alma ihtiyacı azalmaktadır.

Nem alma ihtiyacı, havuz yüzeyinde bir buharlaşma meydana geldiği zaman doğmaktadır. Buharlaşmaya etki eden fiziksel faktörler havanın ve havuz suyunun sıcaklığı, ortamın bağıl nemi ve havanın hareket miktarıdır.