Yerden Hava Dağıtımı 101

Avrupalı mühendisler yıllardır bina şartlandırmasını sağlamak için erişim katı sistemleri tarafından oluşturulan zemin plenumlarını kullandılar. Yerden hava dağıtım (UFAD) sistemlerinin Amerika Birleşik Devletleri'nde popülarite kazanması 1990'ların ortalarına kadar değildi. Günümüzde kullanımları giderek yaygınlaşmaktadır.

Yükseltilmiş Zeminler

Yükseltilmiş bir erişim katı sistemi, yerleşik döşeme panellerini destekleyen sert bir yapısal ızgaradan oluşur. Bu döşeme panelleri tipik olarak 1 ila 1,5 inç kalınlığındadır ve güçlendirilmiş çelik veya beton benzeri malzemeden yapılmıştır. Ortaya çıkan zemin seviyesinin tipik olarak levhanın 12 inç ila 36 inç üzerinde olacağı şekilde desteklenirler ve güç kaynağı, veri ve iletişim kablolarının yerleştirilebileceği bir boşluk oluştururlar. Bu kablolar modüler bağlantılarla zemin veya sistem mobilya pano çıkış kutularına yönlendirilir. Alan değişiklikleri, döşeme panellerinin yerini değiştirerek ve kablonun modüler bölümlerini ekleyerek veya çıkararak kolayca gerçekleştirilebilir.

Yükseltilmiş döşeme panelleri tarafından oluşturulan döşeme altı yolu, her türlü servis dağıtım sistemi, modüler kablolama, pasif veya aktif bölge kablolaması ve HVAC servisi için muhafaza sağlar. Bunu başarmak için, erişim katını oluşturan modüler paneller, bu hizmetlere uygun, esnek erişim sağlamak için güç-ses-veri (PVD) sonlandırma kutuları ile donatılabilir. Ayrıca, PVD kutuları, mekansal yerleşim veya telekomünikasyon ihtiyaçları değiştikçe istenen herhangi bir yere yerleştirilebilir. Modüler ve yeri değiştirilebilen değişken hava hacmi (VAV) difüzör terminalleri veya pasif hava difüzörleri, artan yolcu konforu ve hava hacminin bireysel kontrolünü sağlar.

Yükseltilmiş bir erişim katı sistemi, her tür servis dağıtım sistemini, modüler kablolamayı, HVAC kanalını (yukarıda) veya ağ kablosunu (aşağıda) barındırabilen bir zemin altı yolu sağlar.

UFAD Temelleri

Yükseltilmiş erişim zeminlerinde havayı dağıtmanın iki ana yolu vardır: basınçlı zeminler ve sıfır basınçlı zeminler.

Basınçlı zeminler, zemin plenumunda küçük miktarlarda hava basıncıyla çalışır - tipik olarak 0,10 inç su göstergesi (wg). Bu basınç, şartlandırılmış havanın zemin kayıtlarından veya difüzörlerden yukarıdaki alana veya odaya itilmesine neden olur. Tipik olarak, her 100 fit kare zemin alanı için bir difüzör kullanılır. Bu difüzörler, mevcut oda havasıyla karışması ve ısıtma veya soğutma sağlaması amaçlanan dönen bir düzende hava verir.

Sıfır basınçlı zeminler, havayı şartlandırılmış alana itmek için fanla çalışan küçük dağıtım kutularına güvenir. Zeminde fanla çalışan kutulara sahip bazı tasarımlar, geri dönüş havasını besleme havasına geri çekmek ve sıcaklığını yumuşatmak için plenumu alana göre negatif basınçta tutar. Bu tür sistemler, daha yaygın olan elle kontrol edilen girdaplı difüzörlerin aksine genellikle termostatik olarak kontrol edilir. Gerekirse, sıfır basınçlı zeminler ve basınçlı zeminler birleştirilebilir. Örneğin, ana besleme yükselticilerinden uzak olan konferans odaları veya çevre alanları, fanla çalışan kutuları kullanabilir; açık iç bölgeler basit zemin çıkışlarını kullanabilir.

UFAD ve Havai HVAC Sistemleri

ASHRAE, işgal altındaki bölgelerin 73 ila 77 derece F arasında bir sıcaklığa, yüzde 25 ila 60 arasında bağıl neme ve soğutma için dakikada 50 fit (fpm) veya ısıtma için 30 fpm maksimum hıza sahip olmasını önerir. Başarılı bir UFAD sisteminin anahtarı, bir UFAD difüzörünün oda havasını düşük hızlarda hızlı bir şekilde besleme havasına karıştırabilmesidir. Bu genellikle yüksek endüksiyonlu girdaplı difüzörlerle sağlanır. Besleme havasını bir bölge boyunca karıştıran bir üst hava dağıtım sisteminin aksine, UFAD sistemleri, işgal edilen bir bölge içinde zemin seviyesinden sadece yaklaşık 4 fit ila 6 fit yukarıda havayı karıştırır. Besleme havası doğrudan kullanılan bir alana zemin seviyesinde verildiğinden, konforu korumak için yaklaşık 65 derece F'lik daha sıcak besleme havası kullanılmalıdır.

UFAD, geleneksel havai HVAC sistemlerine göre enerji tasarrufu için sayısız fırsat sunar. Besleme havası, geleneksel sistemlerden daha sıcak olabilir ve ısı transfer mekanizması için doğal konveksiyon ve kaldırma kuvvetlerine (karıştırmanın aksine) dayanır, bu da aşağıdakiler gibi operasyonel maliyet avantajları sağlar:

Daha düşük kanal sistemi basınçları nedeniyle besleme fanı beygir gücünde azalma. VAV terminallerinden ve esnek kanaldan gelen besleme fanı basıncı cezaları (tipik olarak havai VAV sistemlerinde) mevcut değildir. Bu, daha düşük fan beygir gücü ve elektrik maliyetleri ile sonuçlanır.

Daha yüksek besleme havası sıcaklıkları, dış havanın soğutma için kullanılabileceği süreleri uzatır. Yer altı sistemleri için besleme havası sıcaklıkları önemli ölçüde daha yüksek olabileceğinden, özellikle nispeten ılıman sıcaklıklara ve düşük nemli iklimlere sahip bölgelerde, yalnızca bina soğutması için dış hava kullanan ekonomizör döngüleri uzatılabilir. Bu, bina soğutma grupları için daha kısa çalışma saatleri ve daha düşük elektrik maliyetleri ile sonuçlanır.

Besleme havası için kullanılan zemin plenumu, bina yapısı üzerinde bir termal depolama etkisi yaratır; bu, pik yüklerin yoğun olmayan saatlerde üretilen soğutma ile karşılanmasına izin verme potansiyeline sahiptir. Bu aynı zamanda bina soğutma gruplarındaki kompresör yüklerini ve dolayısıyla elektrik maliyetlerini azaltma potansiyeline de sahiptir.

Artan besleme havası ve dönüş havası sıcaklıkları nedeniyle daha yüksek chiller işletim verimliliği mümkündür. Yer altı sistemleri, geleneksel sistemlerden daha yüksek bir sıcaklıkta hava sağlamakla kalmaz, aynı zamanda geleneksel sistemlere göre daha yüksek bir sıcaklıkta hava döndürür. 82 ve 84 derece F arasındaki tipik dönüş havası sıcaklıkları, daha sıcak soğutma serpantinleri ve evaporatör sıcaklıklarına izin verir ve kaldırma kuvvetinin azalmasına neden olur ve genellikle daha yüksek işletme verimliliğine sahip soğutucuların seçilmesine izin verir.

UFAD sistemleri her bina için uygun değildir, ancak enerji tasarrufu sağlama ve gelişmiş bina sakinleri konforu ve IAQ sağlama potansiyeline sahiptir. Bina sahipleri ve yöneticileri için bu sistemler, ofis yeniden yapılandırmalarıyla ilişkili mekanik maliyetleri azaltma potansiyeli de sunar.