Havalandırma sistemleri söz konusu olduğunda taze hava sistemleri vazgeçilmezdir. Egzoz havası, gelen temiz havayla desteklenmelidir; aksi takdirde tamamen kapalı bir mekanda havanın egzost edilmesi etkisiz ve verimsiz hale gelecektir. Geleneksel tasarım uygulamalarında, temiz hava genellikle yalnızca dış pencerelere bağlı olarak verilir. Ancak, dış pencereleri olmayan veya kalıcı olarak kapalı kalan dış pencereleri olan mahallerde egzoz sistemi düzgün çalışmayacaktır. Bu tür senaryolarda yetersiz egzoz hava akışının fan performansıyla hiçbir ilgisi yoktur, esas olarak taze hava takviyesinin olmamasından kaynaklanır. Bu nedenle çoğu modern laboratuvar, iç mekan basınç dengesini korumak için havalandırma sisteminin yanında uyumlu bir temiz hava sistemini benimser.
1. Tek-akışlı Temiz Hava Sistemi
Tek-akışlı temiz hava sistemi, merkezi mekanik egzozu doğal hava girişiyle birleştiren, mekanik havalandırmanın üç temel ilkesine dayalı olarak geliştirilmiş, çeşitlendirilmiş bir havalandırma çözümüdür. Fanlar, hava girişleri, hava çıkışları ve çeşitli hava kanalları ve konektörlerden oluşur. Tavana monte edilen fan, kanal sistemi aracılığıyla bir dizi egzoz çıkışına bağlanır. Fan çalıştığında, kirli iç ortam havası iç hava emiş açıklıklarından çekilerek dış ortama atılır ve iç mekanda birkaç etkili negatif basınç bölgesi oluşturulur. İç mekan havası sürekli olarak bu negatif basınç alanlarına doğru akar ve dışarı atılır. Bu arada, dış mekandaki temiz hava, pencere çerçevesi ile duvar arasındaki pencere çerçevelerinin üzerine monte edilen hava girişleri aracılığıyla iç mekana sürekli olarak sağlanarak, yüksek-kalitede taze iç mekan havasının sürekli olarak sağlanması sağlanır. Bu sistem, özel bir besleme kanalı düzeni gerektirmeyen bir hava besleme moduna sahiptir. Egzoz kanalları genellikle geçiş yollarında, tuvaletlerde ve diğer tavan-donatmalı alanlarda düzenlenir ve iç mekanda ilave yer kaplamaz.
2. Çift-akışlı Temiz Hava Sistemi
Çift-akışlı temiz hava sistemi, mekanik havalandırmanın üç temel ilkesi üzerine kurulmuş merkezi bir mekanik hava besleme ve egzoz çözümüdür ve tek-akışlı temiz hava sistemine etkili bir yükseltme ve tamamlayıcı olarak hizmet eder. Çift-akış sistemindeki egzoz ünitelerinin ve iç mekan egzoz çıkışlarının düzeni temel olarak tek-akış sistemiyle tutarlıdır. Temel fark, temiz havanın özel bir temiz hava ünitesi tarafından iç mekana iletilmesidir. Temiz hava ünitesi, kanal sistemi aracılığıyla iç mekan hava difüzörlerine bağlanır ve temiz ve yüksek-kaliteli ortam havasına yönelik günlük talepleri karşılamak için iç mekana sürekli olarak dış mekan taze hava sağlar. Hem egzoz çıkışları hem de temiz hava çıkışları, hava hacmini ayarlayan vanalarla donatılmıştır. Ana üniteden gelen mekanik güç, tam iç hava değişimi ve havalandırmayı gerçekleştirmek için koordineli hava çıkışı ve hava beslemesini çalıştırır.
3. Kat-seviyesinde Hava Besleme Sistemi
Karbondioksit havadan daha yoğun olduğundan yere yakın yerlerde oksijen konsantrasyonu daha düşük olur. Enerji tasarrufu açısından bakıldığında, temiz hava beslemesinin zemin seviyesinde düzenlenmesi üstün havalandırma performansı sağlayabilir. Zemin havalandırma deliklerinden veya alt duvar difüzörlerinden iletilen soğuk hava, düzenli bir hava akışı modeli oluşturacak şekilde zemin yüzeyine yayılır. Aşırı ısıyı uzaklaştırmak için ısı kaynaklarının çevresinde termal yüzdürme tüyleri oluşturulur. Düşük hava akış hızı ve güçlü girdaplar olmadan hafif türbülanslı hava akışıyla, iç mekan çalışma alanındaki hava sıcaklığı yatay olarak aynı kalırken, daha fazla zemin yüksekliğiyle daha belirgin hale gelen farklı dikey sıcaklık katmanlaşması oluşturur. Isı kaynakları tarafından üretilen yukarıya doğru hava akışı bulutları yalnızca termal yükleri ortadan kaldırmakla kalmaz, aynı zamanda kirli havayı çalışma alanından üstteki kapalı alana aktarır ve burada üst- monte edilen egzoz çıkışlarından boşaltılır. Alt havalandırma deliklerinden sağlanan temiz hava, atık ısı ve kirleticilerle birlikte termal kaldırma kuvveti ve düzenli hava akışıyla yukarı doğru hareket eder. Bu nedenle, zemin seviyesindeki temiz hava besleme sistemi-iç mekan çalışma bölgesinde mükemmel hava kalitesini koruyabilir.
Taze Hava Hacmi Tayini
Standart tasarımda, temiz hava hacmi, iç mekan havalandırma hacmine göre hesaplanır ve genellikle maksimum iç mekan havalandırma hacminin yaklaşık %80'ine ayarlanır. Temel tasarım hedefi, 10 Pascal'dan az olmayan sabit bir iç mekan negatif basıncını korumak ve düzgün bir egzoz hava akışı sağlamaktır.
Entegre tam-ayarlı bir temiz hava sistemi için, temiz hava hacmini tüm alanların toplam havalandırma hacmine göre hesaplamak gereksizdir. Farklı odaların havalandırma sistemleri arasında eş zamanlı kullanım faktörleri mevcut olduğundan, karşılık gelen kullanım katsayıları uygulanarak taze hava hacmi belirlenebilir. Bu düzenleme, ana temiz hava kanalının gerekli hava hacmini azaltırken, her bir odaya yeterli temiz hava beslemesi sağlar. Böyle bir tasarım, daha iyi bir enerji-tasarrufu performansı sunar, genel proje maliyetini düşürür ve operasyonel gereksinimleri tam olarak karşılar.
Sınırlı bütçe koşulları altında, temiz hava sistemine yapılan yatırım, yoğun kirli alanlar için hava beslemesine öncelik verilerek diğer bölgeler için temiz hava konfigürasyonu uygun şekilde azaltılarak veya yalnızca temel hijyenik temiz hava talebi standartlarının karşılanmasıyla optimize edilebilir.
Taze Hava Arıtma
Taze hava, kışın soğuk, yazın sıcak, doğal ortam sıcaklığı ve nemi ile doğrudan dış atmosferden alınır. Bu nedenle iç mekan ısıl konforunu sağlamak için iç mekana temiz hava verilmeden önce uygun arıtmanın yapılması gerekmektedir. Bununla birlikte, taze hava arıtmanın merkezi iklimlendirme sistemlerinin standardına ulaşması gerekmediği gibi, iç ortam ısı ve nem yükünün tamamını taşıması da gerekli değildir. Tedarik edilen taze havanın eninde sonunda dış ortama atılacağı göz önüne alındığında, sıcaklığının iç ortam koşulları noktasına uyacak şekilde ayarlanması yeterlidir. Aşırı temiz hava işleme, önemli miktarda enerji tüketimine ve yüksek-uzun vadeli işletme maliyetlerine yol açacaktır. Normalde, gelen temiz hava için hedeflenen ek nem ayarı yapılmaz.
Gerekli Taze Hava Hacmini Azaltma Yöntemleri
Yukarıda belirtilen kirli alanlar için temiz hava tedarikine öncelik verilmesinin yanı sıra, mimari ve süreç tasarımında makul yerleşim planlaması da temiz hava talebinin azaltılmasına yardımcı olabilir. Kirlilik-üreten işlevlere ve kirletici üreten küme deney operasyonlarına sahip laboratuvarların merkezi olarak düzenlenmesi tavsiye edilir. Bu düzen, iç mekan kirleticilerinin yayılmasını en aza indirerek genel temiz hava besleme ihtiyacını etkili bir şekilde azaltır.
