İKLİMLENDİRME SİSTEMLERİNDE OZON KULLANIMININ İNCELENMESİ Arif ANIK YÜKSEK LİSANS TEZİ MAKİNA EĞİTİMİ GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ EKİM 2007 ANKARA ARİF ANIK tarafından hazırlanan İKLİMLENDİRME SİSTEMLERİNDE OZON KULLANIMININ İNCELENMESİ adlı bu tezin Yüksek Lisans tezi olarak uygun olduğunu onaylarım. Prof. Dr. Hikmet DOĞAN ………………………………. Tez Danışmanı, Makina Anabilim Dalı Bu çalışma, jürimiz tarafından oy birliği ile Makina Eğitimi Anabilim Dalında Yüksek Lisans tezi olarak kabul edilmiştir. Prof. Dr. İsmail ÇOŞKUN ………………………………. Elektrik Eğitimi Anabilim Dalı, G. Ü. Prof. Dr. Hikmet DOĞAN ………………………………. Makine Eğitimi Anabilim Dalı, G. Ü. Prof. Dr. M. Sahir SALMAN ………………………………. Makine Eğitimi Anabilim Dalı, G. Ü. Prof. Dr. H. Serdar YÜCESU ………………………………. Makine Eğitimi Anabilim Dalı, G. Ü. Yrd. Doç. Dr. Metin KAYA ………………………………. Makine Eğitimi Anabilim Dalı, Z. K. Ü. Tarih: 05/10/2007 Bu tez ile G.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü Yönetim Kurulu Yüksek Lisans derecesini onamıştır. Prof. Dr. Nermin ERTAN ………………………………. Fen Bilimleri Enstitüsü Müdürü TEZ BİLDİRİMİ Tez içindeki bütün bilgilerin etik davranış ve akademik kurallar çerçevesinde elde edilerek sunulduğunu, ayrıca tez yazım kurallarına uygun olarak hazırlanan bu çalışmada orijinal olmayan her türlü kaynağa eksiksiz atıf yapıldığını bildiririm. Arif ANIK iv İKLİMLENDİRME SİSTEMLERİNDE OZON KULLANIMININ İNCELENMESİ (Yüksek Lisans Tezi) Arif ANIK GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ Ekim 2007 ÖZET Bu çalışmada Ozon (O ) gazının iklimlendirme sistemlerinde kullanımına 3 yönelik deneysel çalışmalar yapılmıştır. Bir hacmin, taze ve karışım havalı iklimlendirme sistemi ile ısıtılması, soğutulması ve nemlendirilmesi işlemleri yapılmıştır. İklimlendirilen mahaldeki sıcaklık ölçümleri kumanda panelinden takip edilerek cihazların çalıştırılması otomatik kumanda ile yapılmıştır. İklimlendirilen mahale belirli oranlarda ozon gazı verilerek hava içerisinde bulunan bakteri, virüs ve mikroplar’a olan etkileri araştırılmıştır. Kurulan sistem ve sisteme ait tüm değerler dijital ekrandan takip edilmiştir. Tarafımızdan yapılan deney sisteminde bulunan 0,6 m3’lük hacimde, Ozon (O ) 3 kullanılarak yapılan deneyler sonucunda bakteri, virüs ve mikrop oluşumunu % 95 azalttığı, havadaki istenmeyen kokuların ise tamamını yok ettiği tespit edilmiştir. Bu sonuçların, özellikle hastanelerdeki sağlık açısından hassas mahaller (yoğun bakım, ameliyathane üniteleri gibi) için çok önemli olduğu kanısındayız. Bilim Kodu : 708.2.077 Anahtar Kelimeler : İklimlendirme, ozon Sayfa Adedi : 102 Tez Yöneticisi : Prof. Dr. Hikmet DOĞAN v THE EXAMINATION OF USING OZONE IN AIR CONDITIONING SYSTEMS (THE PAST GRADUATE STUDY DISSERTATION) (M. Sc. Thesis) Arif ANIK GAZİ UNIVERSITY INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY October 2007 ABSTRACT In this study, experimental research has been carried out for use in climatization systems. A volume was heated, cooled, and humidified with a fresh and mixed air climatization system. Measurements of temperature in the climatized volume were followed on the operation panel and the devices were operated with an automated remote control. Effects of the ozone on the bacteries, viruses, and germs in the air were studied by giving ozone gas into the climatized volume. The installed sysytem and all the values belonging to the system were followed on the digital display. After the experiments carried out by us in a 0.6 m3 volume on the experiment system by using O , it was 3 determined that formation of bacteries, viruses, and germs decreased by 95 %, and all the undesired odours in the air were eliminated. We think that these results are of significance particularly for health conditions in sensitive places (intensive care, operation rooms, etc). Science Code : 708.2.077 Key Words : Air conditioning, ozone Page Number : 102 Adviser : Prof. Dr. Hikmet DOĞAN vi TEŞEKKÜR Çalışmalarım boyunca, sektörel olarak teknolojik gelişmelerle iklimlendirme konusunda yapılacak daha çok iş olduğunu bana aşılayan ve mesleği bana öğreten merhum Mak. Yük. Müh. Erol BAYSAL’a, çalışmalarım boyunca yardım ve katkılarıyla beni yönlendiren hocam Prof. Dr. Hikmet DOĞAN’a, yardımlarından dolayı öğretmen arkadaşlarım; Hakan KILIÇKAYA, Cengiz DEMİR, İsmail KARAKAYA ve Kimya öğretmeni Zehra ÇELİK’e, JOCO Kimya’ya, çevirilerinden dolayı Erdoğan BOZ ve Lucia DOĞANAY’a, yüksek lisans öğrenimim için bana önayak olan ve manevi desteğini hep üzerimde hissettiğim babama ve anneme, hayata birlikte tutunduğum sevgili eşim Selma ve biricik kızım Özge Nur ANIK’a teşekkürü borç bilirim. vii İÇİNDEKİLER Sayfa ÖZET......................................................................................................................iv ABSTRACT.............................................................................................................v TEŞEKKÜR............................................................................................................vi İÇİNDEKİLER.......................................................................................................vii ÇİZELGELERİN LİSTESİ......................................................................................xi ŞEKİLLERİN LİSTESİ........................................................................................xiii RESİMLERİN LİSTESİ.........................................................................................xv SİMGELER VE KISALTMALAR........................................................................xvi 1. GİRİŞ...................................................................................................................1 2. İKLİMLENDİRME..............................................................................................3 2.1. İklimlendirmenin Tanımı................................................................................3 2.2. İklimlendirmenin Önemi................................................................................3 2.3. Geçmişten Günümüze İklimlendirme.............................................................4 3. TANIMLAR.........................................................................................................9 3.1. Havanın Tanımı.............................................................................................9 3.1.1. Kuru hava..........................................................................................11 3.1.2. Islak hava..........................................................................................12 3.1.3. Hava kirliliği.....................................................................................12 3.1.4. Tabi hava kirleticileri.........................................................................12 3.1.5. Suni hava kirleticileri.........................................................................13 3.1.6. Hava kirliliğinin genel yapısı ve hava kalitesi kavramı.......................13 3.2. Kuru Termometre Sıcaklığı..........................................................................16 viii Sayfa 3.3. Yaş Termometre Sıcaklığı............................................................................16 3.4. Nem.............................................................................................................16 3.4.1. Mutlak nem........................................................................................17 3.4.2. Özgül nem..........................................................................................17 3.4.3. İzafi nem (bağıl nem)..........................................................................18 3.5. Psikrometri..................................................................................................19 3.5.1. Psikrometrik diyagram.......................................................................19 3.5.2. Psikrometrik diyagramda işlem yönleri..............................................20 3.6. Havanın Nemlendirilmesi...........................................................................22 3.6.1. Havayı nemlendirme ihtiyacı.............................................................23 3.6.2. Hava nemliliğin insan sağlığı açısından önemi...................................24 3.7. Konfor Bölgesi............................................................................................26 3.8. İklimlendirme Sistemleri.............................................................................27 3.8.1. Tamamen havalı sistemler.................................................................28 3.9. İklimlendirmede Yapılan Ölçümler ve Kontrol Elemanları ……………….30 3.9.1. Sıcaklık ölçümü.................................................................................30 3.9.2. İzafi nemin ölçülmesi........................................................................30 3.10. Otomatik Kontrol......................................................................................30 4. OZON GAZI (O )...............................................................................................32 3 4.1. Ozon..........................................................................................................32 4.1.1. İyi ve kötü ozon nedir......................................................................37 4.2. Tarihi Süreç İçinde Ozon............................................................................37 ix Sayfa 4.3. Ozonun Genel Özellikleri...........................................................................39 4.3.1. Oluşum ve içerik bilgileri................................................................39 4.3.2. Fiziksel ve kimyasal özellikleri........................................................40 4.3.3. Sabitlik ve reaktivite........................................................................40 4.3.4. Toksilojik bilgiler............................................................................40 4.3.5. Ekolojik bilgiler...............................................................................41 4.3.6. Nakil bilgileri..................................................................................41 4.3.7. Yönerge bilgileri..............................................................................41 4.4. Hacimsel Olarak Havadaki Ozon Konsantrasyonu......................................42 4.5. Ozonun Sudaki Etki Nitelikleri ve Özellikleri.............................................44 4.6. Ozonun Etkileri..........................................................................................45 4.6.1. Ozon nasıl üretilir nerelerde kullanılır..............................................46 4.6.2. Ozon dönüşümleri............................................................................49 5. HAVADA BULUNAN ELEMENTLER.............................................................51 5.1. Havada Bulunan Kirletici Maddelerin Özellikleri.......................................52 5.2. Lejyoner Hastalığı ve Mekanik Tesisat ......................................................54 5.3. Mikroplar...................................................................................................56 5.4. Fiziksel Faktörler.......................................................................................57 5.5. Sıcağın ve Soğuğun Etkisi..........................................................................58 5.6. Bakteriler ve Ozon.....................................................................................63 5.7. Partiküller..................................................................................................64 5.8. Mikroorganizmalar.....................................................................................68 x Sayfa 6. METERYAL VE METOT..................................................................................69 6.1. İklimlendirme Sisteminin Tasarımı.............................................................69 6.2. İklimlendirilen Oda....................................................................................70 6.3. Mahalin Isı Kazancı ve Kayıpları...............................................................70 6.4. Santral ve Kanallar.....................................................................................72 6.5. Ozon Üreten Cihazın Özellikleri.................................................................81 6.6. Sıcaklıkların Ölçülmesi..............................................................................82 6.7. Kumanda Devresi.......................................................................................82 7. DENEYİN YAPILIŞI VE VERİLERİN DEĞERLENDİRİLMESİ.....................84 7.1. Isı Kayıp ve Kazancının Hesabı..................................................................84 7.2. İklimlendirme Santralindeki Cihazların Seçimi...........................................85 7.2.1. Isıtıcı güçler......................................................................................85 7.2.2. Soğutma sistemi................................................................................85 7.2.3. Nemlendiriciler.................................................................................85 7.3. Yapılan Deneyler.......................................................................................85 7.4. Ozon Gazının Bakterilere Etkisi.................................................................86 7.5. Ozonun Yok Ettiği Kokular........................................................................88 8. SONUÇ VE ÖNERİLER....................................................................................96 KAYNAKLAR.......................................................................................................99 ÖZGEÇMİŞ..........................................................................................................101