Değişken debili soğutucu akişkan (VRF) ve fan coil (FCU) sistemleri ve bir bakim evi̇ binasinda karşilaştirilmasi
Variable flow refrigerant (VRF) and fan coil (FCU) systems and comparison in a nursing home building
Yazar: AHMET NİĞDELİ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ BÜLENT İMAMOĞLU
İstanbul Gedik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Makine Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Enerji verimliliği = Energy efficiency ; Hava kalitesi = Air quality ; Konfor = Comfort ; Soğutucu akışkanlar = Refrigerants ; Sürdürülebilirlik = Sustainability ; İklimlendirme sistemleri = Air conditioning systems

Özet:
İnsanlar için iklimlendirme vazgeçilmez bir unsurdur. Konfor şartları ve uygun hava kalitesi için iklimlendirme gereklidir. Bu yapılırken enerji verimliliği, sürdürülebilirlik ve ekonomik yönden hepsi bir bütün içinde incelenmesi gereklidir. Son yıllarda kullanımı artan değişken debili soğutucu akışkan (VRF) sistemleri esas soğutma için kullanılsa da ısıtma da yapabilmektedir. Diğer yandan daha eski bir geçmişe sahip olan Fan Coil (FCU) sistemi mevcuttur. Tabi ki bunların yanında farklı sistemler mevcut olup bu çalışmada bu iki sistem ele alınmıştır. Günümüzdeki teknolojik gelişmeler ile uygun sıcaklık seviyesi sağlanabilmekte ve otomatik olarak kontrol edilebilmektedir. Ancak ısıtma-soğutma sistemlerinin enerji verimliliği giderek artmakta ve önem kazanmaktadır.
VRF sistemi merkezi ısıtma ve soğutma yapabilen ve en özet tabirle akışkan soğutucu gaz sayesinde iklimlendirme yapabilen çoklu klima sistemidir. VRF, bir dış yoğuşmalı ünite ve birden çok iç ünitenin bulunduğu bir iklimlendirme sistemi konfigürasyonudur. FCU ise daha eski ve konveksiyel bir sistem olup su ile ısı transferini gerçekleştirmektedir. Fan-coil üniteleri (FCU), tek tip oda soğutma sistemlerinde faydalanılan iklimlendirme aracı olarak kullanılmaktadır. Sistem, yalnızca soğut sistemi olarak aynı zamanda bir odanın ya da alanın ısıtılması ya da havalandırılması adına da kullanılmaktadır. Yine merkezi bir sistemdir. İkisinin arasındaki fark VRF sisteminde dolaşmakta olan soğutucu gaz, FCU sisteminde ise sudur. VRF sisteminde dış ünite ısı pompası olarak çalışarak hem ısıtma hem soğutma yapabilirken, FCU sisteminde ısıtma için kazan gibi bir ısı üreteci, soğutma için ise farklı bir soğuk su üreteci gerekmektedir. VRF sistemi kullanılan bakır boru daha küçük çaplarda ve az yer tutarken FCU sisteminde boru çapları içinden geçen akışkan suya göre daha fazladır. Genel itibariye VRF sistemi daha avantajlı görünse de kullanılacak alanın amacı bu durumu değiştirebilmektedir. Bundan dolayı ısıtma ve soğutma sistemleri tasarlanırken sistemin verimliği, konfor, işletme ve ne amaçla kullanılacağı değerlendirilmelidir.
Bu çalışmada 2129 m2 kapalı alana sahip bir yaşlı bakım binasında soğutma sistemi, VRF ve FCU sistemi olarak iki farklı şekilde projelendirilmiştir. Sistem karşılaştırılması sadece soğutma açısından karşılaştırılmıştır. Ayrı ayrı iki sistemin ilk yatırım maliyetleri ve işletme maliyetleri hesaplanmış ve karşılaştırılmıştır.

Abstract:
Air conditioning is an indispensable element for humans. Air conditioning is necessary for comfort conditions and suitable air quality. While doing this, it is necessary to examine all of them in terms of energy efficiency, sustainability and economy. Variable flow refrigerant (VRF) systems, the use of which has increased in recent years, can also be used for heating, although they are mainly used for cooling. On the other hand, there is the Fan Coil (FCU) system, which has an older history. Of course, there are different systems besides these, and these two systems are discussed in this study.
The VRF system is a multi-air-conditioning system that can perform central heating and cooling and, in short, air-conditioning thanks to the fluid refrigerant gas. VRF is an air conditioning system configuration with an outdoor condensing unit and multiple indoor units. FCU, on the other hand, is an older and convexal system and performs heat transfer with water. Fan-coil units (FCU) are used as air-conditioning tools used in uniform room cooling systems. The system is used not only as a cooling system, but also for heating or ventilating a room or area. It is also a centralized system. The difference between the two is the refrigerant circulating in the VRF system, and the water in the FCU system. While in the VRF system, the outdoor unit can work as a heat pump, both heating and cooling, in the FCU system, a heat generator such as a boiler is required for heating and a different cold water generator is required for cooling. While the copper pipe used in the VRF system is smaller in diameter and takes up less space, the pipe diameters in the FCU system are larger than the fluid water passing through it. Although the VRF system seems more advantageous in general, the purpose of the area to be used can change this situation. Therefore, when designing heating and cooling systems, the efficiency, comfort, operation and purpose of the system should be evaluated.
In this study, the cooling system was designed in two different ways as VRF and FCU system in an elderly care building with a closed area of 2129 m2. The system comparison is only in terms of cooling. The initial investment costs and operating costs of the two systems separately were calculated and compared.