7.2.2. Isıtma ve Soğutma Sistemleri ve Hesaplamaları
7.2.2.1. Isıtma Sistemleri ve Hesapları
Soğuk zamanlarda mantar tesisinde istenen sıcaklık derecelerini elde edebilmek için ısıtılması gerekir.
Isıtma küçük işletmelerde elektrik ocakları, odun, kömür, gaz, ağır yağ sobaları ile yapılır. Oda içine konan bir vantilatör yardımı ile sıcak havanın oda içine eşit yayılmasına çalışılır.
Orta ve büyük işletmelerde sıcaklık bir ısıtıcı tarafından verilen havanın vantilatör yardımı ile sevk edilmesi, kalorifer sistemi ile odalara konan radyatörler vasıtasıyla elde edilir.
Isıtmanın genelde iki sistemi vardır. Birinci ısıtma sisteminde odalar tek tek ve kendi istemiş olduğu sıcaklık derecesinde ısıtılır. İkinci sistemde merkezi ısıtma şekli uygulanır. Bu ısıtma sistemlerine girmeden önce ısıtma için gerekli ısı hesaplarının yapılması gerekir. Elde olunan rakamlara göre daha sonra hangi ısıtma sisteminin seçileceğine ve bunun büyüklüğünün ne olacağına karar verilir.
İşletmede ısıtma hesapları dış sıcaklığa bağlı olarak içeride istenen sıcaklığı sağlamak üzere, ısı kayıplarını bulmaktır. Isı kayıpları ilk önce çevreye ısı iletimi ile meydana gelir. Duvarlardan taban ve tavandan kaçan ısı miktarı bulunur. İkinci olarak havalandırma, giriş ve çıkış merkezlerinden kaçan hava ile kaybolan ısı miktarı hesaplanır. Son olarak bitkiler ve içerde çalışanlar tarafından kulanılacak ısı miktarları bulunabilir. Fakat genelde bu hesaplama pek yapılmaz. Odanın ısı kazancı esas olarak ısıtma ünitesinden gelir. Ancak kompost organik bir materyal olup üretim boyunca mikroorganizmalar tarafından parçalanır ve dolaysiyle çevreye ısı yayar. Bunun dışında mantarların büyüme sırasında çıkardığı ısı ve nihayet içeride çalışan işçilerin vücut ısıları az da olsa etkili olabilir.
Isı kayıplarında, yukarıda da belirttiğimiz gibi daha çok iletim ve havalandırma yolu ile kaybolan miktarlar esas alınır. Hesaplamada :
Q = Q1 + Q2 formülünden yararlanılır.
Q1 havalandırma yolu ile meydana gelen ısı kayıplarını verir.
Q1=VXCpX(t1-t2)
V = Hava değişimi (kg/h olup 1 m3 hava 16 C 'de 1.23 kg)
Cp = Havanın spesifik sıcaklığı (0,24 kcal/kg C)
t1 = Oda içi sıcaklığı (°C)
t2 = Dış sıcaklık (°C)
Q2 iletim yolu ile kaybolan ısı kayıplarıdır.
Q2 = F x k x (t1 -t2)
F = Isı kayıp yüzeyi (m2)
k = Isı geçirgenlik kat sayısı (kcal/m2 h C)
t1 = Oda içi sıcaklığı (°C)
t2 = Dış sıcaklık (°C) formülü ile hesaplanır.
Örnek olarak 6.1. 'de verilen işletme planındaki mantar tesisini ele alırsak:
a. Üretim odası
- Boyutu 5 x 22 x 5 m,
- Yüzey alanı (F) 5 x 22 x 2 = 1.100 Yan duvarlar
5x5x2= 50 Alın duvarları 5x22x2 = 1.100 Tavan ve taban
Toplam = 2.250 m2

b. Kuluçka odası
Kuluçka odasının bütün özellikleri üretim odasına benzemektedir. Yalnız oda içi sıcaklığı 24°C 'dır. Bu farklılığı dikkate alarak:
(t1 -t2) = 24 - (-5) = 29°C

Q1 = 5.412 x 0,24 x 29 = 37.667 kcal/h
Q2 = 2.250 x 0,6 x 29 = 39.150 kcal/h
Q = 37.667 + 39.150 = 76.817 kcal/h
(Bu hesaplamada kuluçka odalarında havalandırma yapılacağı var sayılmıştır. Kuluçka odalarında havalandırma az veya hiç yapılmadığından, Q1 değeri dikkate alınmaz, sadece Q2 değeri esas alınır. Buda 39.150 kcal/h 'dir.)
Dört adet kuluçka odası için :
76.817 x 4 = 307.270 kcal/h havalandırma yapılacaksa bulunur. ( 39.150 x4 = 156.600 kcal/h havalandırma yapılmaz ise)
c.Kompost pastörizasyon odası
Pastörizasyon odası 4 x 10 x 5 m boyutlarındadır ve29.000 ton kompost almaktadır.(Yukarda yaptığımız hesaplamada 600 kg kompost için 10.800kcal/h ısı hesaplanmıştı. 1.000 kg için değer 10.800 x 1.000 / 600 = 18.000 kca l/h bulunur. Bu değer bazı kayıplar da dikkate alınarak 1 ton kompost için 20.000 kcal/h hesaplanır.)
- Pastörizasyon odasına konan 29 ton kompost için :
Q = 29 x 20.000 = 580.000 kcal/h hesaplanır.
İki adet pastörize odası için :
Q = 580.000 x 2 = 1.160.000 kcal/h bulunur.
d. Örtü toprağı pastörize odası
- Boyutları 2 x 5 x 5 m
- Her seferinde 9 m3 toprak pastörize edilecektir.
163

- 1 m3 örtü toprağı 500-700 kg 'dır. (Yukarıda hesaplandığı gibi 1 m3 için 24.500 kcal/h ısı gereksimi vardır.) Buradan 9 m3 örtü toprağı için Q = 9 x 24.500 = 220.500 kcal/h bulunur.
e. Diğer birimler
Diğer birimlerin Q değerleri yukarıdaki hesaplama yolu ile her ünite için ayrı ayrı bulunmalıdır. Biz burada uzun hesaplamalardan kaçınarak, diğer birimler için bunu yaklaşık 200.000 - 300.000 kcal/h bir değer kabul ediyoruz.
İşletmemizin toplam ısı kayıpları;
- Üretim odaları için......................... ............ 667.517
- Kuluçka odaları için......................... ........... 307.270
- Pastörizasyon odaları için......................... . 1.160.000
- Örtü toprağı için......................... ............... 220.500
- Diğer üniteler için......................... .............. 300.000
Toplam ısı kaybı........................ ................ 2.655.287 kcal/h bulunur.
İşletmemizde ısıtma ya merkezi veya ünitelere göre tek tek yapılır. Ancak büyük işletmelerde merkezi ısıtma daha ekonomiktir. Daha fazla kullanılır. Küçük işletmelerde üniter ısıtma tercih edilir. Basit olması sebebiyle önce üniter ısıtmanın nasıl yapıldığını inceleyelim.
En basit şekli sobaların odanın bir tarafına konulmasıyla gerçekleştirilir. Ancak ısının oda içinde düzgün yayılması için sobaya yönlendirilmiş bir vantilatör konmalıdır. Sobanın ağır yanışlı olması gerekir. Böylece ısıtma uzun sürede ve çevreyi kavurucu etkisi ortadan kaldırılmış şekilde uygulanır. Buna rağmen arzulanan başarılı bir ısıtma gerçekleştirilemez. Odada zaman zaman nem eksikliği göze çarpar. Her sobanın kullandığı yakıta göre bir randımanı vardır. Ancak bunu daha basit yoldan çözersek. Cetvel 7.3 'de çeşitli maddelerin verdiği enerji miktarından odun sobası yaklaşık her kg odun için 3 000 kcal enerji verir. 5 kg odun yakan bir sobanın randımanı 15.000 kcal/h 'tır. Bir üretim odasından kaybolan enerji miktarı 55.626 kcal/h 'tır.
55.626/10.000= 5.5= 6 adet sobanın oda içine konulması gerekir. Altı soba her saat için 55.626/3.000= 18,5 kg odun yakacaktır.
İkinci yol elektrik sobalarından yararlanmaktır. Bunların sıcak hava üflemeli olanları tercih edilir. Ayrıca elektrik devresine termostat ilavesiyle oda sıcaklığı sabit tutulabilir.
Üçüncü şekil modern tarzda yapılmış fabrikasyon ısıtıcılardır (Şekil 7.7). Sistemde dışardan tazo havanın alındığı, ön tarafı kapaklı ve filtre tertibatı bulunan dış taze hava giriş deliği, daha sonra oda içi sirkülasyonu yapacak ve oda havasını emecek iç hava giriş deliği ve bu iki giriş deliği arasında dış hava ile iç havanın belirli oranlarda karışımını yapacak bir kapak bulunur. Bu kapak yardımı ile istenirse sadece taze dış hava içeri alınır veya kapak kapatıldığında sadece oda iç havası kendi içinde sirküle edilir.--Kapak istenen ölçülerde açılırsa, bu kez dış hava ile iç hava istenen miktarda karıştırılarak basılır. Bu kapak tertibatından sonra devreye vantilatör ve bir ısıtıcı sokulur. Isıtıcı genellikle elektrikle çalışan bir rezistanstır. Kalorifer tertibatı olan işletmelerde bir radyatör olabilir. Isıtıcıyı takiben istenirse soğutucu devreye konabilir. Birçok fabrikasyon ısıtıcılarda ayrıca havayı nemlendiren.bir tertibat ta bulunur. Çıkış deliği ile alet'tamamlanmış olur. Isıtıcı, iki ranza arasına ve oda giriş kapısı üzerine monte edilir. Klimatize edilmiş havanın oda içinde düzgün dağılmasını sağlamak üzere klimanın oda içindeki çıkış deliğine 30-50 cm çapında plastik boru takılır. Karşı ucu kapatılmış boru üzerinde açılan delikler yardımı ile hava odanın içine eşit ve düzgün dağıtılır. Termostat ile oda içinde istenen sıcaklık ve higrometre ile istenen nem kontrol edilir. Odaların ayrı ayrı ısı kaybı hesaplanarak klima aletinin kapasitesi saptanır veya aletin üzerinde yazılı kapasiteye göre hareket edilir. Her ihtimale karşı % 5-15 lik bir fazlalığın kapasiteye eklenmesinde fayda vardır.

Şekil 7.7. Küçük İşletmelerde Kullanılacak Münferit Oda Isıtıcısı (Lelley ve Schmaus 1976). (w. koruyucu, u. hava giriş kepengleri, m. hava karışım kapağı, v. vantilatör, H. ısıtma cihazı, k. soğutma cihazı, b. nemlendirme, 1. plastik hava kanalı, t. damla tutucu). Merkezi sistemde önce işletmenin genel ısı kaybı tesbit edilir.
Daha sonra bu ısıyı sağlayacak kazan büyüklüğü bulunur. Yukardaki
hesaplamada işletme için ısı kaybı 2.655.287 kcal/h 'dir. Bu ısıyı
verecek kazan büyüklüğü:
F = Q / k formülü yardımı ile hesaplanır.
F = Kazanın ısıtma yüzeyi (m2)
Q = İşletmedeki toplam ısı kaybı (kcal/h)
k = Kazanın ısı verim gücü
Çelik kazanlarda 10.000-16.000 kcal/m2/h
Döküm kazanlarda 8.000-10.000 kcal/m2/h
F = 2 655.287 / 10.000 = 265 m2 bulunur.
Rezerv sıcaklık da düşünülüp, daha büyük bir kazan alınmamalıdır. Kazanda fazla rezerv sıcaklık bırakmak aşınma ve korozyona yol açar. Kazanın ömrünü kısaltır. Hesaplama yaparken zaten.en düşük sıcaklık dikkate alınmıştır. Bu sıcaklık her zaman ortaya çıkmaz. Ayrıca kazanın imalat sırasında verilen kendine göre bir rezervi de vardır. İyi yakma ile sakıncalı durumlar ortadan kaldırılabilir. Bir genel prensip, büyük ısı kaybı olan işletmelerde, bu ısı kayıpları aynı anda çıkmadığından, büyük bir kazan yerine yarı kapasiteli 2 kazan koymak hem yakıttan tasarruf sağlar, hem de kazanların kademeli çalışması nedeniyle ömrünü uzatır, bakım, tamir kolaylığı sağlar. Bozulma anında biri yedek vazifesi görür.
Alınacak kazanın tipi, kapasitesi, basıncı önemlidir. İşletmede buhar kullanıldığından, kazan düşük basınçlı buhar kazanı olabilir. Eğer normal bir kazansa, buhar gereksinimi için ayrıca bir eşanjör sistemi ilave edilmeli ve buhar sağlanmalıdır. Buhar basıncı 0,5 veya 1 atü olan kazanlar tercih edilmelidir.
Isıtmada eskiden borular kullanılırdı. Şimdi borunun yerini panel radyatörler ve konvektörler almıştır. Bilhassa konvektörler yardımı ile ısı oda içine daha düzgün yayılabilmektedir. Ayrıca odada fazla yer işgal edilmez. Radyatörlerin veya konvektörlerin büyüklüğü her odanın ısı kaybı dikkate alınarak belirlenir.
Yukarda açıklanan Şekil 7.7 'deki üniter ısıtma sistemi burada da kullanılır. Aletin ısıtma radyatörü kalorifer sistemine bağlanır. Böylece ideal bir ısıtma sağlanır. Termostat yardımı ile istendiğinde ısı kesilir.
Bir diğer merkezi ısıtma şekli, işletmenin merkezi havalandırma sistemine ısıtma, soğutma ve nemlendirme sistemi konularak kombine çalıştırılmasıdır. Üniter sistemde belirtilen aletten daha yüksek kapasitedeki alet yardımı ile iklimlendirilmiş hava kanalları içinde işletmeye dağıtılır. Her odaya bir giriş deliği ve bir ayarlayıcı kapak konarak iklimlendirme yapılır.
Mantar Yetiştiriciliği Kitabı Prof.Dr.Atila GÜNAY