Duyulur ısı nedir?
Duyulur ısı, bir maddenin sıcaklığını değiştiren ısıdır; termometreyle ölçülebilen değişimi ifade eder. Havayı 26 °C’den 16 °C’ye soğutmak ya da 10 °C’den 30 °C’ye ısıtmak için gereken enerji duyulur ısıdır. Havadaki su buharının yoğuşması veya buharlaşması sırasındaki enerji ise gizli ısıdır; sıcaklığı değiştirmez, havanın nemini değiştirir.
Klima ve havalandırma hesaplarında iki kavram birlikte düşünülür. Bir ofisi soğuturken hem sıcaklığı düşürürüz (duyulur yük) hem de insanlardan ve dış havadan gelen nemi alırız (gizli yük). Bu aracın hesapladığı, hava tarafındaki duyulur kapasitedir.
Duyulur ısı nasıl hesaplanır?
Havanın taşıdığı duyulur ısı; kütlesel debi, özgül ısı ve sıcaklık farkının çarpımıdır. Kütlesel debi, hacimsel debinin yoğunlukla çarpılmasıyla bulunur. Deniz seviyesi koşullarında ρ yaklaşık 1,2 kg/m³ ve cp yaklaşık 1,006 kJ/kgK olduğundan, debi m³/h verildiğinde pratik kısa yol Q[W] ≈ 0,335 × V × ΔT, yani Q[kW] ≈ V × ΔT / 3.000 olur. Araç bu kısa yolu kullanmaz; yoğunluğu da değiştirebilmenize izin vererek tam çarpımı hesaplar.
Yoğunluk sıcaklık ve rakımla değişir. Dağlık bölgelerde ya da çok sıcak havalarda yoğunluk düştüğü için aynı hacimsel debi daha az ısı taşır. Yüksek rakımlı tesislerde yoğunluk girdisini düzeltmek bu yüzden doğru olur.
Su tarafıyla karşılaştırmak isterseniz benzer bağıntı su için Q[kW] ≈ 1,163 × V[m³/h] × ΔT’dir. Aynı serpantinin hava ve su tarafı kapasiteleri birbirine yakın çıkmalıdır; fark ölçüm hatasına ya da gizli ısıya işaret eder.
1 kW için gereken hava debisi ve sıcaklık farkı
Gereken hava debisi sıcaklık farkıyla ters orantılıdır. 1 kW duyulur kapasite için yaklaşık debi 3.000 / ΔT m³/h kadardır: ΔT = 8 K’de yaklaşık 370 m³/h, 10 K’de yaklaşık 300 m³/h, 12 K’de yaklaşık 250 m³/h, 15 K’de yaklaşık 200 m³/h. ΔT büyüdükçe debi azalır ama üfleme havası odaya daha soğuk (veya daha sıcak) girer; bu da konforu ve difüzör seçimini etkiler.
Soğutmada üfleme sıcaklığını oda sıcaklığının çok altına indirmek soğuk hava çökmesine ve yoğuşmaya yol açabilir. Konfor mahallerinde fark çoğu zaman 8–12 K bandında tutulur. Isıtmada ise tavandan üflenen sıcak havanın solunum bölgesine inebilmesi için ΔT’nin makul sınırlarda kalması gerekir.
Duyulur ısı oranı (SHR) ve gizli ısı
Duyulur ısı oranı, duyulur yükün toplam yüke bölünmesiyle bulunur: SHR = Qs / (Qs + Ql). Örneğin duyulur yük 6,7 kW, gizli yük 1,7 kW ise toplam 8,4 kW ve SHR yaklaşık 0,80 olur. Oran düştükçe nem alma ihtiyacı büyür, serpantin yüzeyinde yoğuşma artar.
Gizli yük için kaba bir tahmin Ql[W] ≈ 0,8 × V[m³/h] × Δw[g/kg] bağıntısıdır; Δw giriş ve çıkış havası arasındaki nem oranı farkıdır. Gizli ısı bu aracın kapsamı dışındadır; toplam soğutma kapasitesi için Soğutma Yükü Hesabı’nı kullanın.
Hava tarafı kapasite hesabı nerede kullanılır?
Bu hesap; fancoil, klima santrali serpantini, hava perdesi ve elektrikli ısıtıcı kapasitelerinin hava tarafından kontrol edilmesinde kullanılır. Devreye alma ve performans testlerinde ölçülen debi ve sıcaklıklar bu bağıntıya konarak cihazın gerçekten ne kadar kapasite verdiği görülür.
Tersten de kullanabilirsiniz: bir mahalin duyulur yükü biliniyorsa, seçilen ΔT ile toplam üfleme debisi çıkarılır. Bu debi daha sonra kanal ve fan seçiminin girdisidir; kesit için Kanal Çapı Hesabı, hava yenileme için Hava Değişim Sayısı Hesabı ve Taze Hava Debisi Hesabı araçlarına geçin.
Örnek hesap: 2.000 m³/h hava, 10 K sıcaklık farkı
- Girdiler: V = 2.000 m³/h, ΔT = 10 K, ρ = 1,2 kg/m³, soğutma modu, oda 26 °C.
- Kütlesel debi: 2.000 × 1,2 / 3600 = 0,667 kg/s.
- Kapasite: 0,667 × 1,006 × 10 = 6,71 kW.
- Üfleme sıcaklığı: 26 − 10 = 16,0 °C.
- Karşılığı 22.884 BTU/h ve 5.767 kcal/h; 1 kW için yaklaşık 298 m³/h hava gerekir.
- Ters yönde: 10 kW duyulur yükü 12 K farkla taşımak için yaklaşık 10 × 2.985 / 12 ≈ 2.490 m³/h hava gerekir. Isıtmada 3.000 m³/h havayı 20 K ısıtan bir elektrikli ısıtıcının gücü yaklaşık 20 kW olur.