Isı Kazancı hesabı veya klima hesabı için dış duvar, çatı, cam, cihaz ve insanlardan gelen ısı kazancı, taze hava ve nemden kaynaklı ısı kazancı ele alınır.

Kışın bir hacmin ısıtılmasında hep yöntemi, sabit sıcaklıkta muhafazası istenilen hacimden, dıştaki soğuk ortama akan ısının bulunmasını amaçlar. Isı, ısıtılan hacmi çevreleyen yapı elemanlarından daha düşük sıcaklıktaki dış ortama doğru akacağından, burada bir ısı kaybı söz konusudur. Yazın ise klima ile soğutulan bir hacimde ısı akışı, aksi yönde oluşur. Hacim içinde istenilen konfor şartlarının gereği olarak iç sıcaklık, daima dış sıcaklığın altında bir değerde olacağından, burada hacim için bir ısı kazancı söz konusu olacaktır. Esasen ısı kazancı, sadece dıştan içeri giden ısıdan ibaret olmayıp, çok çeşitli iç ısı kaynaklarından da hacme intikal edecektir.

Kış ve yaz için ısının geçiş yönü dışında prensip olarak ısı miktarının hesabı birbirinin aynı gibi görünmekte ise de durum oldukça farklıdır. Bu farkın ana nedeni, kışın ısı akışının daimi rejimde yani sürekli olmasına karşılık, yazın ısı akışının ani ani kısa sürelerde değişken miktarlarda olmasıdır. Kışın hesaba esas olacak dış hava sıcaklığını bölge için kabul edilen ve 24 saat süresince değişimi ihmal edilen bir sıcaklıkta alırız. Bu durumda ısı akışının hesaplanmasında sıcaklık farkı sabit kalacağından ısı akışı sürekli rejimde meydana gelir. Yazın ise 24 saatlik gün periyodu boyunca hem dış hava sıcaklıkları hemde güneş ışınlarının taşıdığı radyasyon ısısı farklı fazlarda periyodik bir değişim gösterirler. Bu ısıların odaya intikali de gün boyunca farklı sürelerde oluşur.

Soğutma yükünün hesaplanmasına tesir eden çok sayıda etken vardır ve bunlar çoğunlukla birbirleri ile karmaşık bir şekilde bağlı bulunduklarından hassas olarak tayinleri güçtür. Bu sebepten dolayı çok dikkatli bir analiz yapılmasını gerektirir. [1]

Isı Kazancı Hesabı

Klima cihazlarının seçimi için gerekli olan yükün hesabında, klimatize edilecek mahalin içindeki ısı kaynaklarınca üretilen ısının yanı sıra, bir tasarım gününde dışarıdan mahal içine giren ısının da göz önüne alınması gerekir. Bir tasarım günü, dış ortamın kuru ve yaş termometre sıcaklıklarının birlikte en yüksek değere ulaştığı, güneşten gelen ışınımı az ya da çok azaltacak sis bulunmayan ve iç yüklerin hepsinin normal olduğu gün olarak tanımlayabiliriz. Klimatize edilecek mahal için, pik yükün gerçekleşeceği gün ve saat, genellikle kolay bir şekilde tespit edilirken, bazen, günün belirli saatleri için ayrı ayrı hesap yapmak gerekebilir.

Toplam ani ısı kazançları :

1. Camlardan gelen ısı kazancı
– Camlardan kondüksiyon ve konveksiyonla gerçekleşen ısı kazancı
– Camlardan güneş radyasyonuyla geçen ısı kazancı
2. Dış duvar ve çatıdan gelen ısı kazancı
3. İç bölmeler, tavan ve döşemeden gerçekleşen ısı kazancı
4. İnsanlardan gelen ısı kazancı
5. Klima yapılan mahal içindeki kaynaklardan gelen ısı kazancı
– Aydınlatma
– Çeşitli cihazlar (fırın, buzdolabı, ütü, radyo, TV gibi)
– Diğer ısı kaynakları (içinden sıcak akışkan geçen borular vb)
6. Havalandırma için alınan dış havadan ve enfiltrasyondan gelen ısı kazancı
7. Yapı elemanları arasından sızan nemden kaynaklanan
8. Kanallarda gelen ısı kazancı şeklinde ifade edilebilir.

Camlardan Gelen Isı Kazancı

Camlardan güneş radyasyonu ile gelen ısı kazancı :

QR = A×(AR / A ) qg
Burada :
A : Pencere alanı (m2)
AR / A : Pencerenin radyasyon geçirme oranı (W/m2)
qg : Düzeltme ve gölgeleme faktörü

Camlardan kondüksiyon ve konveksiyonla olan ısı kazancı :

QK = K×A×(Td – Ti)
Burada :
K : Pencerenin toplam ısı transfer katsayısı (W/m2K)
A : Pencere alanı (m2)
Td : Dış ortam sıcaklığı (°C)
Ti : İç sıcaklık (°C)

Dış Duvar ve Çatıdan Gelen Isı Kazancı

Q = K×A×ΔT
Buada :
K : Duvar ve çatının toplam ısı transfer katsayısı (W/m2K)
A : Isı akışına dik alan (m2)
ΔT : Eşdeğer sıcaklık farkı (°C)

İç Bölmeler, Tavan ve Döşemeden Gelen Isı Kazancı

Q = K×A×(TK – Tİ)
Burada :
K : Klima yapılan mahalli, komşu mahalden ayıran yapı elemanının toplam ısı transfer katsayısı (W/m2K)
A : Tavan ve döşeme alanı (m2)
Td : Komşu hacmin sıcaklığı (°C)
Ti : İç sıcaklık (°C)

İnsanlardan Gelen Isı Kazancı

İnsanlar içinde bulundukları ortam sıcaklığına, giysi durumlarına ve yaptıkları faaliyetlere göre mahal’e ısı verir.
Q = Qd + Qg
Qd = n×Qd×Qg = n×Qg
Burada :
n : Kişi sayısı (W)
Qd : Kişi başına duyulur ısı kazanç değeri (W)
Qg: Kişi başına gizli ısı kazanç değeri (W)

Klima Yapılan Mahal İçindeki Çeşitli Kaynaklardan Gelen Isı Kazancı

Aydınlatma :
Qayd = k1×k2×QTA
QTA : Aydınlatma gücü (W)
k2 : Özel armatür faktörü (enkandesan ampul için 1, floresan lamba için 1.2)
k1 : Kullanma faktörü (maksimum yük hesabının yapıldığı satteki aydınlatma gücünün, toplam aydınlatma gücüne oranıdır.

Motorlar :
Qmotor = k1×k2×Nmotor
Nmotor : Motor gücü (W)
k1 : Kullanma faktörü (hesaba esas alınan maksimum yük saati süresince, motorların ortalama çalışma süresince yüzde olarak karşılığıdır.
k2 : Yük faktörü (hesaba esas alınan maksimum yük saati süresince çekilen gücün, etiketinde belirtilen güce oranıdır.)

İçerisinden sıcak akışkan geçen borular :
Qboru = qboru×Lboru
qboru : Metre başına borudan olan ısı kazanç değeri (W/m)
Lboru : Boru boyu (m)

Havalandırma İçin Alınan Dış Havadan ve Enfiltrasyondan Gelen Isı Kazancı

Havalandırma için alınan dış havadan gelen ısı kazanç değeri :
Qd = ρh×VD×BF×cph×(Td-Ti)/3600 W
Qg = ρh×VD×BF×hsb×(Wd-Wi)/3600 W

Burada :
ρh : Havanın yoğunluğu 1,2 kg/m3
VD : Havalandırma için alınan dış hava miktarı (m3/h)
BF : Serpantinin by-pass faktörü (0,05- 0,2)
cph : Nemli havanın özgül ısısı (kJ/kgK)
hsb : Oda sıcaklığında buharlaşma gizli ısısı (kJ/kg)
Td : Dış hava sıcaklığı (°C)
Ti : İç hava sıcaklık (°C)
Wd : Dış havanın özgül nemi (kg su buharı/ kg kuru hava)
Wİ : İç havanın özgül nemi (kg su buharı/ kg kuru hava)

Enfiltrasyon yoluyla mahal içerisine giren havadan dolayı ısı kazancı :
Qd = ρh×Vi×BF×cph×(Td-Ti)/3600 W
Qg = ρh×Vi×BF×hsb×(Wd-Wi)/3600 W
Vi= Ʃ (al)× R× H× Zi

Burada :
Vi : Enfitrasyonla giren hava miktarı (m3/h)
a : Kapı ve pencerenin hava geçirgenliği (m3/hm)
L : Kapı ve pencerenin açılan kısımlarının çevre uzunluğu (m)
R : Mahal karakteristiği
H : Yapı karakteristiği
Zi : Köşe odalar için zam faktörü

Yapı Elemanlarından Sızan Nemden Kaynaklanan Isı Kazancı

Qg= A×n×Δw
Burada :
A : Alan (m2)
n : Duvar malzemesinin gizli ısı geçirme değeri (W/m2 Δw)
Δw : İç ve dış havanın özgül nem farkı (kg su buharı/ kg kuru hava)

Kanallarda Olan Isı Kazancı

Klimatize edilmeyen mahallerden geçen kanallarda olur.
Q = ρh×VH×ΔTK×L×cph
VH : Kanaldaki hava miktarı (m3/h)
ΔTK : Kanal içerisindeki havada sıcaklık yükselmesi (°C)
L : Klimatize edilmeyen mahaldeki kanal boyu (m)

veya :

Q = k×A×ΔT
k : Kanalın ısı iletim katsayısı (W/m2K)
A : Kanalın ısı transfer alanı (m2)
ΔT : Kanalın içindeki hava ile çevre arasındaki sıcaklık farkı (K)

Hesaplarda kullanabileceğiniz insan ve cihazlardan kaynaklı ısı kazançları;

İnsanlardan Kaynaklanan Isı Kazançları

Cihazlardan Kaynaklanan Isı Kazançları

Yapmış olduğunuz hesapları kontrol etmek için farklı mahallere ait karşılaştırma tablosu;

Karşılaştırma Tablosu