İç mekan sıcaklığını önceden belirlenmiş izin verilen en yüksek sıcaklıktan daha düşük tutmak için binanın aşırı ısısının alınması soğutma ihtiyacı olarak bilinir. Binaları aktif olarak soğutmak için kullanılan iklim sistemleri genellikle üç tipe ayrılır.

• Hava-bazlı soğutma sistemleri
• Su-bazlı soğutma sistemleri
• Kombine sistemler (soğutma hem hava hem de su kullanarak sağlanır)

Hassas soğutma etkisi ihtiyacı ve ıslak soğutma dahil toplam soğutma etkisi arasında ayrım yapmak önemlidir. Hassas soğutma etkisi gereken sıcaklık ile konforlu soğutma olmadan sahip olacağınız sıcaklık arasındaki sıcaklık farkı tarafından belirlenen sonuçla ilgilidir. Toplam soğutma etkisi ıslak soğutma dahil gizli soğutma ihtiyacını da kapsamalıdır.  Verilen hava neminin ünitenin soğutma bobininde alınması için ulaşılması gereken entalpi farkı ile ilgilidir, bakınız Şekil 16. Gizli soğutma ihtiyacını da hesaba kattığınızda genel olarak toplam soğutma ihtiyacı tasarımı %100 oranında artar.

Hava-bazlı soğutma sistemi

Bu sistemlerde hava akış tasarımı soğutma ihtiyacı ile belirlenir. Başka bir deyişle tasarımı belirleyen hava kalitesi talepleri değil termal taleplerdir.

Mevcut binalarda kanal sistemini değiştirmek hem zor hem de pahalıdır. Soğutma ihtiyacını karşılamak için yeterince büyük hava akımlarını mevcut kanallara taşıyamıyorsanız, renovasyon sırasında genellikle su bazlı bir soğutma sistemi monte edersiniz. Soğutma sistemi hem gün içinde hem de yıl boyunca soğutma ihtiyacındaki değişiklikleri değerlendirme kapasitesine sahip olmalıdır.  Hava bazlı soğutma sisteminin iki ana türü sabit akış sistemi veya değişken akışlı sistemdir (iki yöntemin kombinasyonu da mümkündür).

Sabit hava akışlı sistem – CAV sistemi

CAV sistemleri (Sabit Hava Hacmi) sabit hava akımıyla karakterize olur. Yüksek soğutma ihtiyacına sahip odalar, normalde merkezi hava idare biriminde hazırlanan verilen hava sıcaklığı seçimini belirler. Konferans odaları gibi bazı odalarda verilen havayı yeniden ısıtmak da gerekli olabilir. Bu mekan sakinlerinin ürperme yaşamamaları için yapılır zira oda belli bir süre boş kalmıştır.

CAV sistemi sabit akışta hava sağlasa da bazen iki hız motorlu fanlar da kullanılır, bu binanın soğutma ihtiyacı izin verdiğinde hızın azaltılmasını sağlar.  Hava akışı hızla orantılı şekilde azalır.

CAV sisteminde verilen hava sıcaklığı dış mekan sıcaklığına göre sabit ya da değişken olabilir. Sıcaklık kontrolü merkezi olarak veya verilen sabit hava sıcaklığına göre yapıldığında, tek odalarda sözgelimi radyatörler kullanılarak doğru hava sıcaklığı elde etmek için kış boyunca düzenlemeler yapılır.

Şekil 16. Gizli ve hassas soğutma etkilerinin toplamı toplam soğutma etkisini verir.

Şekil 17.CAV sistemi ilkesi.

Değişken hava akışlı sistemler – VAV sistemi

VAV sistemlerinde (Değişken Hava Hacmi, her odaya verilen hava akışı gerektiği şekilde değişkenlik gösterir, ancak verilen havanın sıcaklığı sabit tutulur, başka bir deyişle, verilen havanın sıcaklığı yükteki değişikliklerle değişmez. Diğer yandan, verilen hava sıcaklığının mevsimsel kontrolü iç mekan sıcaklığının bir fonksiyonu olarak yapılır.

Her bir odaya hava akımı odayla doğrudan bağlantılı her türlü terminal ünite içinde bir kapak vasıtasıyla ayarlanır, bununla birlikte merkezi verilen hava ve çıkan hava fanları kılavuz vana kontrolü veya hız kontrollü genellikle frekans kontrollü fan motorları yoluyla kontrol edilir.

Kontrol, normalde verilen hava sisteminin en uzak branş kanallarında sensörlerle sabit statik basıncı koruyarak yapılır.  Akış en sıcak günde maksimumdan yılın en soğuk günlerinde maksimumun yaklaşık %20 altında değişkenlik gösterir, bu arada havanın yalnızca hava kalitesine ilişkin talepleri karşılama görevi vardır.

Su-bazlı soğutma sistemleri

Bu sistem tipleri tek odalara su bazlı soğutma sağlar.  Kullanılan hava sistemi yalnızca hava kalitesiyle ilgili talepleri karşılar.

Dönüştürme veya yenileme durumunda bu tür soğutma sistemini kullanmak tercih edilebilir. Sistemi monte ederken mevcut asma tavanda serin suyun binaya dağıtımı için gereken boruları monte etmek üzere genellikle yer vardır.

Kombine sistemler

Hava bazlı ve su bazlı soğutma pek çok farklı şekilde kombine edilebilir. Sistemlerin kombine edilmesi gereken bir durum hava bazlı sistemin yeterli soğutma kapasitesine sahip olmadığı durumdur.

Aynı zamanda hava bazlı sistemleri kombine etmek de mümkündür böylece binanın belli kısımlarında veya belli odalarda VAV sistemi kullanılır (hava akımının kontrol edilebildiği VAV ünitelerini kullanarak) ve binanın kalan kısımlarında CAV sistemi kullanılır.

Şekil 18.VAV sistemi ilkesi.

Şekil 19. Su bazlı soğutma ilkesi.

Elektrikle çalışan konvansiyonel kompresörlü soğutma

Kompresörlü soğutucu kullanarak soğutma sağlanması soğutmada “klasik” yöntemdir. Konforlu soğutma için mekanik soğutma söz konusu olduğunda bu genelde standart kabul edilir.

Kompresörle çalışan serinletici kullanımı binaya soğutma sağlama yöntemleri konusunda size inanılmaz bir esneklik sunar. Daha önce de belirtildiği gibi, bir hava idare ünitesinde serinleticilerden ya soğutma bataryasına ya da chilled beam’ler veya fan coil üniteleri gibi odaya doğrudan yerleştirilen soğutma ekipmanlarına soğutma sağlamak da mümkündür.

Buharlaştırıcı soğutma

Havanın buharlaştırılarak soğutulması hava sıcaklığının havanın geçtiği ıslak bir alandan suyun buharlaştırılması yardımıyla nem haline dönüştürerek damlatılması ilkesini kullanır. Hava su buharı ile satüre edilmedikçe soğutma mümkündür. Bu tür bir soğutma ile havanın alabileceği en düşük sıcaklık havanın ıslak sıcaklığı ile sınırlı olup buna bazen havanın soğutma limiti adı verilir. Doğrudan buharlaştırıcı soğutma verilen havanın nemlendirildiği ve sıcaklığın düştüğü süreçle ilgilidir. Aynı anda havanın nem miktarı da artar. Dolaylı buharlaştırıcı soğutma ile çıkan hava nemlendirilidir böylece çıkan havanın sıcaklığı düşer. Bunu çıkan ve verilen hava arasındaki ısı değişimi (nem aktarımı olmadan) izler, burada verilen havanın ısısı çıkan havaya aktarılabilir. Soğutma imkanı başta dış mekan havasının mevcut durumu tarafından belirlenir. Ne kadar fazla nem taşırsa (yüksek twet değeri) soğutma yeteneği o kadar düşüktür. Sonuç olarak yöntemin işyerlerinde ve ticari mekanlarda kullanımı sınırlı olarak görülmektedir.

Emici soğutma

Verilen havanın sıcaklığınca mümkün olduğunca düşürmek için nemlendirme başladığında olası en kuru havayı sağlamak faydalıdır. Emici soğutma sürecinde buharlaştırıcı süreçten nemlendirme verilen havanın nemlendirilmeden önce kurutulması ile desteklenir, bakınız Şekil 22. Bir emici soğutma ünitesi havayı kurutan bir nem alma bölümü ve havayı soğutan bir bölümden (buharlaştırıcı bölüm) oluşur. Verilen havanın nemi nem emici bir rotor kullanarak alınır. Çıkan hava kısmında emilen su rotordan dışarı çıkarılır. Bunun için ısı kullanılır. Buna göre emici soğutma ünitesinin de ısı vermesi gereklidir.

Şekil 20. Doğrudan buharlaştırıcı soğutma ilkesi.

Şekil 21. Dolaylı buharlaştırıcı soğutma ilkesi.

Şekil 22. Emici soğutma ilkesi.

Bölge soğutması

Enerji şirketlerinin müşterilerine bölge soğutması sunması giderek yaygınlaşmaktadır. Üretim imkanları, müşterilerin şekli ve mesafesi ile ilgili her bir enerji şirketinin ihtiyaçlarına bağlı olarak soğutma farklı bölgelerde farklı şekillerde üretilir ve dağıtılır. Bir bölge soğutma sisteminde üretim üniteleri “serbest soğutma” (örn. doğrudan soğutma amaçlı kullanılabilen soğuk deniz suyu), kompresörlü soğutuculardan ısı kaynaklı soğutma makinelerine kadar her şeyden imal edilebilir.

Bölge ısıtma sistemine ısı iletmek için kullanılmakta olan mevcut ısıtma pompalarında soğutma sağlamak oldukça sık rastlanan bir durumdur.  Başta, görece büyük soğutma ihtiyacı olan kullanıcıların bölge soğutma sistemine bağlı olmaları normaldi. Bu normalde bir hastane alanı veya alışveriş merkezi olabilirdi. Ancak kişisel mülklere bağlantı kurma fırsatı sunulması giderek artan bir uygulama haline gelmektedir.

“Soğuk su”, prensipte bölge ısıtması için bir abone merkezi ile aynı şekilde bir alt istasyonda müşteriye iletilir. Buradan ikincil su, Şekil 23’de belirtildiği gibi soğutulacak olan bina veya binalara dağıtılır. Bölge ısıtma ile aynı şekilde bölge soğutma sağlayıcısının getirdiği şartlardan haberdar olmak da önemlidir. Tedarikçiler için aşağıdaki şartları belirtmek normaldir:

• Sıcaklıklar: örneğin, tsupply - treturn = 6-16 or 7-17, yani  Dt = 10 K.
• Akış yükü: Sıcaklık farkının üzerine anlaşılana oranla düştüğü durumlarda artar.

Serbest soğutma

Su bazlı soğutma sistemlerinde serbest soğuma olarak bilinen imkanı kullanma olasılığı vardır. Burada ısı dönüştürücünün belli bir şeklini dış mekan havasına yerleştirmek gerekir. Bu genellikle konforlu soğutmaya entegre edilir, bakınız Şekil 24. Sıvı soğutucu ünitenin dondurucusu ile soğutma ortamı devreleri arasına bir ısı değiştirici bağlanır.

Su bazlı soğutma kullanırken serbest soğutmanın kullanımına bağlı olarak önceden belirlenmiş bir dış mekan sıcaklığında soğutulacak olan tüm suyun dış mekan havasına karşı soğutulmasına izin vermeniz normaldir.  Buna göre bu sıcaklıktan daha düşük sıcaklıklarda soğutucu kullanılmaz. Normalde anahtar sisteminin çalıştığı dış mekan sıcaklığı 10°C civarındadır. Isı değiştiriciler yerleştirerek ve sıvı soğutma ünitesinden binanın su sistemi ve soğutma ünitesinin soğutan ortam soğutucusundan soğutan ortam sistemi arasındaki valfleri geri çevirerek serbest soğutmadan faydalanmak da normaldir.

Şekil 23. Bölge soğutma ilkesi.

Şekil 24. Serbest soğutmalı soğutucu. 1. Yoğuşturucu 2. Soğutma ortamı için ısı değiştirici 3. Dış mekan havası 4. Soğutma ortamı dönüşü 5. Soğutma ortamı tedariki 6. Buharlaştırıcı 7. Kompresör