Hoşgeldiniz
Her bina içinde dolaştığınız yer, ev, bir market, bir hastane, bir veri merkezinde, duvarların ve çatıların arkasında & sıcak hava ile nem ve kaliteyi koruma için HVAC sistemleri çalışıyor.
HVAC, Isıtma, Sıcaklık ve Soğutma anlamına gelir. Bu, iç klima kontrolü sorumluluğundadır. HVAC teknisyenleri olmadan, depolarda yiyecek bozulur, veri merkezlerindeki sunucular ısınır, hastaneler steril ortamı koruyamaz ve aşırı hava koşullarında evler yaşanmaz hale gelir.
Bu, dünyanın en büyük ve en hızlı büyüyen yetenekli el işlerinden biridir. Çalışma, mekanik sistemler, elektrikli kontroller, termodinamik ve el ile sorun çözme kombinasyonunu içerir ve bu kariyer, ihraç edilemez veya otomatikleştirilemez.
Bu dersde, ısıtma ve soğutmayı mümkün kılan termodinamikleri inceleyeceğiz, her hava conditioners ve ısı pompasının kalbi olan soğutma döngüsü, sobalar ve kazanların ısı üretimi, düdüklüklerin havayı dağıtması ve ticarette başlamayı nasıl öğreneceğiz.
Sıcaklık Artışı
Sistemlere başlamadan önce, ne kadar bildiğiniz veya fark ettiğiniz hakkında size sormak istiyorum.
Isı Transferi ve BTU'lar
Rahatlık Bilimi
HVAC, uygulanan termodinamiktir. Her ısıtma ve soğutma sistemi, ısının bir yerden başka bir yere taşınmasıyla çalışır. Termodinamik ilk yasası, enerjinin yaratılamadığını veya yok edilemediğini, sadece aktarıldığını söyler: Bir klima soğuk yaratmaz. İçeriğindeki ısıyı dışarıya taşır.
BTU (British Thermal Unit): HVAC sektöründe ısı enerjisi için standart birimi temsil eder. Bir BTU, bir pound suyunu bir derece Fahrenheit artırmak için gereken ısı miktarıdır. Bir ev tipi klima sistemi saatlik olarak 24.000 ila 60.000 BTU arasında değerendir. Soğutma için bir ton, 12.000 BTU/saat eşitdir, bu da 24 saatte bir ton buz eritmek için gereken ısı miktarından gelir.
Isı aktarım modları:
Konduksiyon: Malzeme arasındaki doğrudan temasla ısı hareketi. Sıcak bir demir soğutma hattı elinizi ısıtır, bu konduksiyondur. Isı bir ısı değiştiricinin duvarları boyunca konduksiyonla hareket eder.
Konveksiyon: Hareketli bir sıvı (hava veya sıvı) tarafından ısı taşınması. Bir zorlamalı hava ısıtıcısı hava ısıtır ve bir fan, borular boyunca hava gönderir, bu konveksiyondur. Sistemde soğutucunun akışı, konveksiyonla ısı taşır.
Işınlanma: Ortam olmayan elektromanyetik dalgalar tarafından taşınan ısı. Gündüz çatıyı ısıtır, bu ışınlamadır. Işınlanmış zemin ısıtması, havayı önce ısıtmadan doğrudan nesneleri ısıtır.
Hissi ısı vs. Latent ısı: Hissi ısı, bir maddeyi sıcaklık değiştirir ve bir teropmanla ölçülebilir. Latent ısı, bir maddenin hali (sıvıdan gaz ya da gazdan sıvıya) değiştiren ısıdır ve sıcaklığını değiştirmeyecektir. HVAC'de, soğutucunun sıvısının evaporator bobin içinde sıvıdan gazya değişmesi sırasında büyük miktarda ısı absorbe etmesi kritiktir. Bu faz değişimi, klima yapabilmenizi sağlar.
Hissi vs. Latent ısı
Nemli bir yaz günü, bir klima sistemi olan bir binaya girdiğinizde, hava dışarıdaki kadar sıcak ve nemli değildir. İç ünite yakınındaki bir kondansat drain hattından su damlarken, hava serin ve kuru hissediyor.
Dört bileşen, bir döngü
Her Soğutucu ve Isı Pompasının Kalbi
Vapor kompresyonlu soğutma döngüsü, her klima, ısı pompası, buzdolabı ve dondurucunun motorunu oluşturur. Sistemin içinde ve dışarda bulunan sıcak bölgelerden soğuk bölgelere ısı transfer eder. Döngü dört ana bileşeni ve bir kapalı döngüde birleştirir.
1. Kompresör: Sistemdeki pompa. Düşük basınçlı, düşük sıcaklıkta buharı evaporatörden alır ve yüksek basınçlı, yüksek sıcaklıkta buhara sıkıştırır. Sıkıştırma, buharın sıcaklığını dış hava sıcaklığından daha yüksek seviyeye çıkarır ve dışa ısı vermesini sağlar. Kompresör, en pahalı bileşen ve en çok elektrik tüketendir.
2. Kondanser (dış coil): Yüksek basınçlı, yüksek sıcaklıkta buhar kondanser bobine girer. Bir fan, dış hava ile bobin üzerinden geçiş yapar. Refrigerant daha sıcak olduğu için ısı, refrigerant'tan hava transfer edilir. Refrigerant, ısıyı (içeride aldığı latent ısı da dahil) salar ve sıvıdan buhara dönüşür. Subkooling, sıvının kondansman sıcaklığından daha düşük seviyede soğutulmasıdır, genişletici cihazın önüne geçirmeden tüm refrigerant'ın sıvı olarak ulaşmasını sağlar.
3. Genişletici cihazı (ölçme cihazı): Yüksek basınçlı sıvı, bir kısıtlama, termostatik genişletici valf (TXV) veya sabit delikten geçer. Ani basınç düşüşü, buharın kaynama noktasını hızla düşüren bir etkiye sahiptir. Sıvının bir kısmı buhar haline gelir ve sıcaklık dramatik bir şekilde düşer. Refrigerant şimdi, dışa ısı transfer ederken, iç mekan havası ısıyı absorbe eder.
4. Evaporatör (iç bobin): Soğuk refrigerant, evaporatör bobine girer. İç mekan havası, bir fan ile bobin üzerinden geçiş yapar. Refrigerant, sıcak iç mekan havasından ısı absorbe eder ve sıvıdan buhara dönüşür. Superheat, sıvının kaynama noktasından daha yüksek seviyede ısıtılmasıdır, çünkü geri dönüştürüldüğü kompresöre sıvı damlacıklar girmemesi önemlidir.
Döngü sürekli tekrarlanır: sıkıştır, kondans, genişlet, evaporate. İç mekan ve dışarda ısı absorbe edilir ve dışaraya verilir.
Soğutucular: Döngüde kullanılan çalışma sıvısı. R-22 (Freon) birçok decade standarddı ama şimdi ozon tükenmesi nedeniyle artık faz dışı bırakıldı. R-410A çoğunlukla konut sistemlerinde onu değiştirdi. R-454B ise daha düşük küresel ısınma potansiyeline sahip olan gelecek nesil soğutucudur. Soğutucuları işlemek EPA Section 608 sertifikasına ihtiyaç duyar, soğutucuyu atmosfere salanmak ise bir federal suçtur.
Döngüyü Takip Et
Bir ev sahibi arayın ve soğutucularının çalışmadığını söyleyin. Geldiğinizde dış birimin fanı dönen, kompresör çalışıyor ve içtüm blower sıcak hava hareket ediyor. Ama tedarik kanallarından çıkan hava sıcak. Büyük emiş hattını kontrol edin (normalde soğuk ve terleme ile nemi salar) ve sıcak hissedebilirsiniz.
Fırınlar, Isı Pompaları ve Kazanlar
Binaların Sıcak Olması
Kışın HVAC teknisyenlerini çalıştıran soğutma, kışın binaları sıcak tutmak için HVAC teknisyenleri yoğun çalışır. Üç ana ısı teknolojisi, her biri farklı çalışma prensipleriyle mevcuttur.
Gaz fırını: Doğal gazı veya propanı yakma odasında yakar. Ateşli combustion gazları, metal tüpler veya bir kabuk yapısı olan bir ısı değiştiricisi üzerinden geçer. İçtüm hava, ısı değiştiricinin dış yüzeyini geçerek ısıyı alır ve boru sistemi üzerinden dağıtılır. Combustion gazları, dışa doğru bir flüe veya PVC boru ile tahliye edilir. Bir ısı değiştiricisi çatlaması, en tehlikeli HVAC arızalarından biridir: CO'yu içtüm hava tedarikine karışmasına izin verir. Yıllık combustion analizi (CO seviyelerini kontrol etmek, gaz basınçlarını, sıcaklık artışı ve flüe draft) kritik güvenlik çalışmalarıdır.
Isı Pompası: Bir hava conditioneri soğutma döngüsü, ancak bir ters yönlendirici valf ile, bu da soğutucudaki serinletici akışkanın yönünü değiştirebilir. Soğutma modunda, içten dışa ısıyı hareket ettirir, standart bir AC gibi. Isı pompası modunda ters yönlendirici valf döner ve sistem dış hava ısıını binaya hareket ettirir. Dış soğutucu bobin, dış hava ısıını absorbe etmek için soğutucu (evde serinletici) olur ve iç bobin, içteler ısı salar (sıcaklık salınımını yapar). Isı pompaları, düşük sıcaklıklı dış hava bile ısıyı çekebilir, ancak sıcaklık düşüşe bağlı olarak verimlik düşer. Çoğu ısı pompası sistemi, çok soğuk günler için ekstra elektrikle çalışan ısısal direnç şeritleri içerir.
Bomba: Su (hidrolik sistem) ısıtır veya buhar oluşturur ve borular aracılığıyla radyatörler, tabanüstü ısıtıcılar veya radyant zemin borularına dağıtır. Bombalar gaz, yağ yakar veya elektrik elementleri kullanır. Hidrolik sistemler, eski binalarda ve ticari uygulamalarda yaygın olarak kullanılır. Bombe çalıştırma, su kimyası, basınç relief valfleri, genişlemeli tanklar ve dolaştırıcı pompalar anlamak gerektirir.
Verimlilik dereceleri: Kazanlar, AFUE (Yıllık Yakıt Verimlilik Dereceli) ile değerlendirilir. Bir 96 AFUE kazan, yakıtın %96'sını ısıya dönüştürür. Isı pompaları, ısıtma için HSPF (Isı Mevsimlik Performans Faktörü) ve soğutma için SEER (Mevsimlik Enerji Verimlilik Oranı) ile değerlendirilir. Yüksek sayılar daha yüksek verimlilik anlamına gelir.
Isı Pompası vs. Kazan
Orta sıcaklıkta bir ev sahibi (kış sıcaklığı 30-40 derece Fahrenheit civarında) size eski gaz kazanlarını ısı pompası ile değiştirmeye ne kadar uygun olduğunu sormaktadır. Onlar enerji faturalarını tasarruf etmek ve karbon izlenimini azaltmak istiyor.
Düket Sistemleri, Hava Akışı ve Filtreleme
Hava Nereye Gidip Gitmesi Gerekli
En iyi ısıtıcı veya havalandırıcı bile, hava dağıtım sisteminin her odama koşulan hava ulaştıramazsa boşa gider. Düket sistemleri tasarımı ve hava akışını yönetme, temel HVAC becerileri arasındadır.
Düket türleri: Rigid dikdörtgen veya yuvarlak çelik boru, esnek düket (esnek izolasyonlu borular) ve düket panelleri (katı cam levhalar). En dayanıklı ve verimli olan çelik borudur. Esnek düket daha ucuz ve kolay kurulum sağlar ancak sıkılmamış, bükülmüş veya sıkıştırılmış esnek düket hava akışını öldürür. Her tür, binanın, bütçenin ve kod gereksinimlerine göre özel uygulamalar vardır.
Hava akışı ölçümü: Hava hacmi, CFM (metre kare başına küp feet/dakika) ile ölçülür. Her odanın, boyutu, ısıl yükü ve sayıca sakinlerine göre belirli bir CFM gerektirir. 2.000 metrekarelik bir evin toplamda 800-1.200 CFM gerekebilir. Teknikçiler, her bir kulp üzerinde anemometre veya akış kapakları kullanarak CFM ölçer.
Statik basınç: Düket sistemindeki hava akışına karşı direnç, su sütunu inçleri (in. w.c.) ile ölçülen. Düşün, kan basıncı gibi, çok yüksek demektir ki, hava akışını kısıtlıyor (pis filtre, çöken düket, yetersiz boyutlu düket). Düşük demektir ki, delikler veya zayıf bir fan var. Genellikle konut sistemleri için hedef toplam dış statik basınç 0,50 in. w.c. veya daha az olmalıdır. Yüksek statik basınç, fanın daha fazla çalışmasını gerektirir, enerjiyi boşa harcar, hava akışını azaltır ve ekipman ömrünü kısaltır.
Filtreleme: Hava filtreleri, geri dönen havada toz, polen ve parçacıkları temizler. Filtreler, 1'den 20'ye kadar MERV (Minimum Efficiency Reporting Value) ile derecelendirilir. Standart konut filtreleri MERV 8-11'dir. Hastane standardı MERV 13-16'dır. Daha yüksek MERV, daha yüksek statik basınç anlamına gelir, ancak sistem için uygun olmayan bir filtre, hava akışını boğar ve soğutucu borulu donar.
Geri hava: Çoğu sistem, koşulan havayı taşıyan besleme düketleri (koşulan hava) ve yeniden koşulan havayı geri alan geri hava düketleri (filtreleme ve yeniden ısıtma) içerir. Yetersiz geri hava, en yaygın konut düket sorunlarından biridir, hava basınç dengesini bozar, kapıları açıp kapatmayı zorlaştırır ve sistemin kendi karşı karşıya gelmesine neden olur.
Hava Akışı Sorunlarını Tanımlama
Bir ev sahibi, yukarıda bulunan yatak odalarının her zaman yaz aylarında sıcak olduğu ve alt katın rahat olduğu konusunda şikayet ediyor. Sistem, tek bir bölümlü klima ile alt kata yerleştirilmiş bir termostatdan oluşuyor. Düketçilik, sıcak çatıdan geçerek yukarıdaki registerlere ulaşır. Düzenli olarak statik basınç ölçülür ve 0.85 in. w.c. olarak tespit edilir: hedef 0.50'in üzerinde.
Meslek Alanına Giriş
HVAC Kariyerleri ve Sertifikasyon
HVAC, ülke genelinde en yüksek talep gören becerili endüstrilernden biridir. Çalışma Bakanlığı, deneyimli teknisyenlerin kıtlığı ve işlerin yerel teknisyenlerin gelip sistemi tamir edebilmesi nedeniyle daha hızlı ortalama iş büyümesi öngörüyor. İşler ihraç edilemez: binalar yerel teknisyenlere ihtiyaç duyar.
EPA Section 608 Sertifikası: Cevherli gazlar satın alma veya işleme için federal yasa gereklilikidir. Dört tür mevcuttur: Tip I (küçük cihazlar), Tip II (ev tipi klima gibi yüksek basınç sistemleri), Tip III (büyük soğutucular gibi düşük basınç sistemleri) ve Evrensel (tüm türler). HVAC teknisyenlerinin eğitimlerinin başlarında genellikle Evrensel sertifikaya sahip olmaları beklenir. Test, soğutma gazı işleme, geri kazanma, geri dönüşüm ve çevre düzenlemeleri kapsar.
NATE Sertifikası: Kuzey Amerika Teknisyeni Uzmak, endüstride en önde gelen sertifikadır. NATE, belirli sistem türleri (klima, ısı pompaları, gaz kazanları vb.) ve gerçek dünya tanıma becerilerini kapsar. Çok sayıda işveren, NATE sertifikalı teknisyenleri tercih eder veya gerektirir.
Ustalık vs. Ticaret Okulu: Ticaret okulları (6 ay ila 2 yıl) temel kavramları sınıfta ve laboratuarda öğretir. Sendika üyeliği (genelde 4-5 yıl) klinik eğitimle birleştirilmiş ücretli iş deneyimi sağlar. Her iki yol da kariyerlere yol açar, ancak stajyerlik süresi boyunca eğitim alır ve gerçek dünya alan deneyimi kazanır.
Kentsel vs. Ticari: Kentsel teknisyenler evler, split sistemler, ısıtma kazanları, duman borusu sistemleri üzerinde çalışır. Ticari teknisyenler daha büyük ekipmanlar üzerinde çalışır: çatı birimleri, soğutma silindirleri, soğutma kuleleri, bina otomasyonu sistemleri ve değişken hava hacmi (VAV) sistemleri. Ticari çalışma daha karmaşık ve genellikle daha fazla ödeme yapar.
Uzunlamasına Çalışmalar: Soğutma (supermarketler, soğuk depolama, gıda hizmetleri), kontrol ve bina otomasyonu (DDC sistemleri, BACnet, programlanabilir kontrolörler), iç hava kalitesi, enerji auditing ve sistem tasarımı. HVAC teknisyenleri, binaların daha akıllı hale gelmesi nedeniyle kontrol ve otomasyon bilenlerin özellikle yüksek talep görmektedir.
Kazançlar: Giriş seviyesinde HVAC teknisyenleri genellikle $35,000-$45,000 arasında başlar. Deneyimli kentsel teknisyenler $50,000-$75,000 kazanır. Ticari ve endüstriyel teknisyenler, sertifikalar ve uzmanlıklarla $75,000-$100,000 veya daha fazla kazanabilir. İş sahipleri ve müteahhitler için herhangi bir tavan yoktur.
Gelecek Planlamanın Yolu
HVAC'yi Geleceğinizle Bağlantılı hale getirin
Şimdi ısı ve soğutma gerilimi arkasında olan ısınma ve soğutma, ısıtma pompalarının ısı üretme, duman borusu sistemlerinin bina içine hava koşullarını sağlayan mekanları bilen bir teknisyen olarak çalışıyor.