Temiz Odalarda Klima Üniteleri ve Türleri

Hijyenik Klima Santralleri

Hijyen, hayatımızın en kritik unsurlarından biridir ve bu sebeple, hijyenin gerekli olduğu yerlerde mekanik tesisat için belirli kısıtlamalar getirilmiştir. Her klima santrali hijyenik koşulları sağlayamaz; ancak hijyenik klima santralleri, bu koşulları daha etkin bir şekilde sağlar. Ameliyathaneler ve yoğun bakım üniteleri gibi sağlık alanlarının yanı sıra ilaç üretim tesisleri, gıda üretim ve depolama tesisleri ile elektronik prosesler gibi çeşitli alanlarda hijyenik klima santrallerine ihtiyaç duyulmaktadır. Günümüzde bu santrallerin tasarımı, üretimi ve işletilmesi, özel bir uzmanlık alanı haline gelmiştir.

İç hava kalitesinin insan sağlığı üzerindeki etkisinin anlaşılmasıyla birlikte, konfor uygulamalarında da hijyenik klima ünitelerinin kullanımı artmıştır. Konfor amaçlı cihazlarda da hijyenik şartları sağlayan santrallerin kullanımı önem kazanmıştır. Klima santrallerinde kullanılan birçok ana eleman vardır ve bu elemanların her birinin santralden geçen havanın kalitesi ve hijyenine etkisi bulunmaktadır. Bu nedenle hijyenik klima tasarımı yapılırken, bütün elemanların hijyenikliğe olan etkisi dikkate alınmalıdır. Nemlendirici, fan, filtre, damper, soğutucu ve ısıtıcı serpantinler, elektrikli ısıtıcılar, buharlı ısıtıcılar ve kaset gibi elemanlar ile bunlara bağlı saç veya plastik parçaların hijyenikliği tek tek incelenmelidir. Bu, hijyenik santral kavramının karmaşıklığını ortaya koymaktadır.

Hijyenik klima santralleri, yalnızca galvaniz saç yerine paslanmaz sac kullanarak hijyenik hale getirilemez. Hijyenik santrallerde kullanılan malzemeler önemli olmakla birlikte, bu kavramın yalnızca küçük bir boyutunu oluşturur. Hijyenik santral tasarımında, santral kaset yüzeyi, hava kaçağı, yüzeylerdeki yoğuşma, temizlenme, aydınlatma, servis ve bakım gibi birçok faktör göz önünde bulundurulmalıdır. Hijyenik santral uygulamaları basit bir konu olmadığından, projeci ve müteahhitlerin bu konuda bilgilendirilmeleri şarttır.

Hijyenik klima santrallerinin teknik ve yapısal özellikleri dört ana kurala dayandırılabilir:

1. Santrale mikroorganizma ve partikül girişinin engellenmesi,
2. Santralde mikroorganizma ve partikül birikiminin önlenmesi,
3. Santralde mikroorganizma ve partikül oluşumunun engellenmesi,
4. Santralın kolay temizlenebilir ve dezenfekte edilebilir olması.

Hijyenik Klima Santrali Özellikleri

Temiz odalar için gösterilen özen, yalnızca odada kullanılan yapı malzemeleri için değil, aynı zamanda klima sistemindeki malzemeler için de geçerli olmalıdır. Temiz odada kullanılan yapı malzemelerinin, duvar kaplamalarının, asma tavan ve yer döşemesinin tozutmayan, derzsiz, aşınmaz ve korozyona dayanıklı olması gerektiği gibi, klima sistemindeki kanalların da sızdırmazlık testinden geçirilmesi ve özel imalat olması önemlidir. Bu santrallerde, bazı özel özellikler aranır:

1. Kasa profilleri çift cidar konstrüksiyon ve kapalı profillerden yapılmalı,
2. Kasanın iç yüzey malzemeleri galvaniz ve paslanmaz çelik olmalı, yan yüzeyler ve tavan galvaniz, taban paslanmaz sac olmalı,
3. Keskin köşe, cıvata, somun başı, aralık gibi unsurlar bulundurulmamalı,
4. Fan, filtre, nemlendirici ve soğutma serpantinleri için aydınlatma ve kapılar sağlanmalı,
5. Fanlar tamamen galvaniz saçtan veya epoksi boyalı ve tercihen seyrek kanatlı olmalı,
6. Serpantinler seyrek hatveli imal edilmeli, bakır boru-alüminyum kanatlı olmalı,
7. Damla tutucular kolay temizlenebilir ve çıkarılabilir olmalı,
8. Drenaj tavanları su birikmeyecek şekilde eğimli ve paslanmaz sacdan yapılmalı,
9. Damperler sızdırmaz ve alüminyumdan yapılmış contalı olmalı,
10. Santral içindeki hava kaçakları EN 1886 standardına göre sızdırmaz olmalı,
11. Filtre çerçeveleri çevresinden hava sızmamalı ve EN 1886 standardına uygun olmalı.

Klima Santrallerinde Hava Filtreleri

Klima santrallerinde kullanılan filtreler, temiz odanın en kritik bileşenlerindendir. Hijyenik klima santrallerinde kullanılan filtreler, standart klima santrallerinde kullanılanlardan daha kaliteli olmalıdır. Ameliyathanelerdeki 1 mikron altındaki virüslerin insan sağlığına tehlike oluşturduğu göz önüne alındığında, filtre kalitesinin önemi anlaşılmaktadır. Filtre seçiminde ekonomik alternatifler tercih edilmelidir ve filtre yüzeyleri olabildiğince büyük seçilmelidir. Büyük filtre yüzeyleri, filtre üzerinden geçen hava hızını düşürerek basınç düşümünü azaltır ve filtrasyon etkinliğini artırır.

Filtre sistemlerinde basınç düşümüne neden olan unsurlar enerji tüketimini etkiler. Etkin bir filtrasyon yoksa, hava kanallarındaki tozlanma, sıcaklık sensörlerinin duyarlılığını azaltır ve enerji tüketimini artırır. Bu nedenle filtre kirlenmesi bina otomasyon sistemlerinden izlenmeli ve kirlilik alarmı verilmelidir.

Filtreler, çekim etkisi, atalet etkisi ve sıkışma etkisi ile çalışır. Tutulan partiküller genellikle 1 mikron altı ve üstü olarak sınıflandırılır. İnsan gözü 10 mikron ve üzeri partikülleri görebilir. Akciğerler için en zararlı partiküller 1 mikron altındadır ve bu partiküller sayıca %98,99 oranında 1 mikron altındadır. Klima santrallerinde filtre seçiminde şu noktalara dikkat edilmelidir:

• Hijyene önem verilmesi nedeniyle, havalandırma ve klima sistemlerindeki filtrelerin, 1 mikron boyutunun altındaki tozları yakalaması gereklidir. Bu amaçla, hassas filtre kategorisinde yer alan F sınıfı filtreler kullanılmalıdır.

• Havalandırma santrallerinde kullanılan filtrelerin F7 veya daha üst sınıfta olması önerilir.
• Ana filtre, bir ön filtre ile korunmalıdır.
• Havalandırma sistemi filtreleri, EN 779:2002 standardına uygun olmalıdır.
• Filtrelerin içinde biriken böcekler zamanla çürüyerek bakteri oluşumuna neden olur. İç hava kalitesini korumak için filtrelerin yılda 3-6 kez temizlenmesi gereklidir. Temizlenen filtreler yeni filtrelerin performansını veremez ve yıkandıkça performansları düşer. Bu nedenle, yılda bir kez filtrelerin değiştirilmesi önemlidir. Filtre elyafları temizleme sırasında özelliklerini kaybeder ve etkili filtrasyon yapamaz. G sınıfı kaba elyaflı veya metal filtreler teorik olarak temizlenebilir, ancak bunların bile değiştirilmesi tavsiye edilir. Filtrelerin temizliği hijyen açısından büyük önem taşır.
• Filtreleri korumak için temiz havanın daha az toz içermesine dikkat edilmelidir. Bunun için temiz hava mümkün olduğunca yukarı katlardan alınmalıdır. Yükseklik arttıkça hava içindeki toz ve partikül oranı azalır. Örneğin, çöl şartlarında 1 metre yüksekten alınan hava ile 15 metre yüksekten alınan hava arasında 500 kat fark vardır.
• Kalitesiz bir filtre kullanıldığında 0,3ºC sıcaklık farkı oluşabilir, bu da enerji maliyetlerini filtre başına üç kat artırır.
• Eski filtrelerin kullanımı, fan kanatlarında toz birikimine ve fan veriminin düşmesine neden olur. Serpantinlerde biriken tozlar kapasiteyi etkiler ve servis gereksinimini artırır.
• Eski tip filtreler, toz yükü, basınç düşümü ve diğer etkenler nedeniyle değiştirilmelidir. Filtre ömrü ve bakım zamanları filtre kataloglarından okunabilir. Bu bilgiler doğrultusunda mutlaka filtre bakımı yapılmalı ve değişim periyodu planlanmalıdır.

Klima Üniteleri Çeşitleri

Farklı iklimlendirme sistemleri, filtrasyon verimi ve hava akış dağılımı açısından farklı karakterlere sahiptir ve temiz oda performansını ve maliyetini etkileyen faktörlerden biridir. İdeal bir iklimlendirme sisteminde şu özellikler olmalıdır:

1. Oda içindeki debi ve filtre hızından bağımsız olmalıdır. Bu, uygun maliyetle hava dağılımının kontrol edilmesine izin verir.
2. Çift HEPA filtrasyon kullanılacak şekilde daha yüksek filtrasyon verimine izin vermelidir. Çift HEPA filtrasyonunun daha düşük debilerde kullanılmasıyla yüksek verimli filtrasyon sistemleri elde edilebilir. ULPA filtrelerden daha yüksek verimliliğe sahip olan çift HEPA filtrelerin ana avantajlarından biri, ikinci veya terminal HEPA filtrenin servis gerektirmemesidir. Bu, temiz odanın kirlenmesi ve filtre servisi sırasında zaman kaybının azalmasını sağlar.
3. Enerji verimli ve dayanıklı elektrik motorları kullanılmalıdır.
4. Oda içinde düşük ses radyasyonu olmalıdır.
5. Hava soğutma, ısıtma, nemlendirme ve nem alma gibi iklimlendirme ünitesi elemanlarının maliyet etkilerine karşı hazırlıklı olunmalıdır.

Klima sistemlerinin üç ana tipi vardır:

1. Merkezi hava şartlandırma sistemi
2. Dağıtımlı klima sistemi (hibrit sistem)
3. Tavan dağıtımlı klima sistemi (Fan Filtre Üniteleri - FFU)

Merkezi Klima Üniteleri

Geleneksel merkezi klima üniteleri, birkaç kademeli ön filtrasyonlu çatı üstü hava şartlandırıcı içerir. Hava, terminal HEPA filtreler aracılığıyla odaya iletilir. Daha eski temiz oda dizaynlarında, tavandaki terminal HEPA filtreler için basınçlandırılmış asma tavan (plenum) kullanılırdı, ancak bu yöntem artık özellikle klas 1000 ve üstü odalar için uygun görülmemektedir. Bu sistem, hava akış dağılımı, filtrasyon verimi, güvenilir motor ve düşük ses radyasyonu açısından talepleri karşılar. Ana dezavantajı ise sık sık standart olmayan serpantinler ve hızlar talep edildiğinden, kişiye özel ünitelerden oluşmasıdır. Bu üniteler ton başına 1200 ila 2000 dolar arasında fiyatlandırılırken, standart hava şartlandırma sistemleri (nem alıcılar hariç) ton başına yaklaşık 350 ila 400 dolar olarak fiyatlandırılır. Özel yapım çatı tipi üniteler, standart ünitelerden önemli derecede ağır olabilir, bu da bazı durumlarda çatı yapısının güçlendirilmesini gerektirir ve ek maliyet oluşturur.

Hibrit Klima Sistemi - Dağıtımlı Klima Üniteleri

Bu sistemde hava dağılımı, kanal tipi fanlarla birlikte kullanılan filtrelerle sağlanır. Her bir filtreli fan ünitesi (FFU), debisinin dört katı eğilimine sahiptir. Konvansiyonel klima üniteleriyle şartlandırılmış hava, filtreli kanal tipi fanlardaki çevrim havasıyla karıştırılarak tekrar odaya gönderilir. Bu sistemin ana avantajları şunlardır:

1. Sistem, odadaki debi ve filtre hızından bağımsızdır. B. Çift HEPA filtrasyonu, uygun ve maliyet etkili şekilde uygulanabilir. C. Klas 1000 ve daha yüksek temiz odalar için terminal filtreye ihtiyaç yoktur. D. Özel yapım merkezi üniteler ve FFU sistemleri yerine, standart klima üniteleri kullanılabilir. E. Pozitif basınçlı bölgeler oluşmadığından kaçak olmayan plenumlar söz konusudur. F. Temiz oda içinde daha az ses oluşur. G. Yüksek kaliteli, enerji verimli üç fazlı motorlar kullanılabilir. H. Filtre değişimi odadan uzakta yapılır, bu da daha az zaman kaybı ve oda kirlenmesinin önlenmesi anlamına gelir.

Fan Filtre Üniteli Klima Sistemi - Tavan Dağıtımlı Klima Üniteleri

Tipik FFU'lar negatif basınçlı asma tavanlarda (plenum) kullanılır. Hava şartlandırıcılar havayı negatif plenumun içine besler. FFU'lar borulama akış direncinin gerektirdiği basıncı sağlayamadığından özel yapım bir hava şartlandırma sistemi veya yardımcı fanlar ile birlikte kullanılmaları gerekebilir. Bu sistemin avantajları arasında basitlik yer alırken, dezavantajları şunlardır:

1. Plenumda pozitif basınçlı bölgeler oluşabilir, bu da odaya kaçak riski yaratır.
2. Her bir FFU, tavan boşluğunda hava akışını engelleyebilir.
3. Sistem çift HEPA filtrasyonuna uygun değildir.
4. Enerji verimli DC fan motorlarıyla FFU motorları daha verimli olabilir, ancak enerji sarfiyatı değerleri yanıltıcı olabilir.
5. FFU'lar tek başına sessiz olabilir, ancak çok sayıda fan kullanımı oda içinde önemli ses düzeyine neden olabilir.
6. FFU'ların çok sayıda kullanımı durumunda, her bir motorun güvenilir şekilde çalıştığını kontrol etmek için bir izleme sistemi gerekebilir.