Isıtma Havalandırma ve Klima Sistemlerinde

Transkript

T.C. ANADOLU ÜN‹VERS‹TES‹ YAYINI NO: 2977
AÇIKÖ⁄RET‹M FAKÜLTES‹ YAYINI NO: 1931
ISITMA HAVALANDIRMA VE KL‹MA
S‹STEMLER‹NDE ENERJ‹ EKONOM‹S‹
Yazarlar
Fatih ÖNER (Ünite 1, 2)
Serkan ÜREN (Ünite 2-5, 7)
Yrd.Doç.Dr. Mehmet Ziya SÖ⁄ÜT (Ünite 6, 8)
Editör
Prof.Dr. Tahir Hikmet KARAKOÇ
ANADOLU ÜN‹VERS‹TES‹
Bu kitab›n bas›m, yay›m ve sat›fl haklar› Anadolu Üniversitesine aittir.
“Uzaktan Ö¤retim” tekni¤ine uygun olarak haz›rlanan bu kitab›n bütün haklar› sakl›d›r.
‹lgili kurulufltan izin almadan kitab›n tümü ya da bölümleri mekanik, elektronik, fotokopi, manyetik kay›t
veya baflka flekillerde ço¤alt›lamaz, bas›lamaz ve da¤›t›lamaz.
Copyright © 2013 by Anadolu University
All rights reserved
No part of this book may be reproduced or stored in a retrieval system, or transmitted
in any form or by any means mechanical, electronic, photocopy, magnetic tape or otherwise, without
permission in writing from the University.
UZAKTAN Ö⁄RET‹M TASARIM B‹R‹M‹
Genel Koordinatör
Doç.Dr. Müjgan Bozkaya
Genel Koordinatör Yard›mc›s›
Doç.Dr. Hasan Çal›flkan
Ö¤retim Tasar›mc›lar›
Yrd.Doç.Dr. Seçil Banar
Ö¤r.Gör.Dr. Mediha Tezcan
Grafik Tasar›m Yönetmenleri
Prof. Tevfik Fikret Uçar
Ö¤r.Gör. Cemalettin Y›ld›z
Ö¤r.Gör. Nilgün Salur
Grafikerler
Ayflegül Dibek
Aysun fiavl›
Hilal Küçükda¤aflan
Gülflah Karabulut
Kitap Koordinasyon Birimi
Uzm. Nermin Özgür
Kapak Düzeni
Prof. Tevfik Fikret Uçar
Ö¤r.Gör. Cemalettin Y›ld›z
Dizgi
Aç›kö¤retim Fakültesi Dizgi Ekibi
Is›tma Havaland›rma ve Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi
ISBN
978-975-06-1637-2
1. Bask›
Bu kitap ANADOLU ÜN‹VERS‹TES‹ Web-Ofset Tesislerinde 6.000 adet bas›lm›flt›r.
ESK‹fiEH‹R, Ocak 2013
iii
‹çindekiler
‹çindekiler
Önsöz ............................................................................................................
xi
Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi..................................
2
G‹R‹fi ..............................................................................................................
KL‹MA S‹STEM‹NDE ENERJ‹ EKONOM‹S‹ ‹LE ‹LG‹L‹ KAVRAMLAR .........
Is› Yal›t›m›......................................................................................................
Pencereler ve Enfiltrasyon ............................................................................
‹ç Hava Kalitesi .............................................................................................
Cihaz Verimleri..............................................................................................
Otomatik Kontrol ..........................................................................................
Optimizasyon.................................................................................................
Elektrik Tüketimi...........................................................................................
KOMPRESÖRLER VE DÖNÜfiTÜRÜCÜLÜ (‹NVERTER) S‹STEMLER..........
Kompresörler .................................................................................................
‹nverter Teknolojisi ......................................................................................
‹nverter Sistemler, Enerji Tasarrufu ve Konfor Sa¤lanmas› ........................
Enerji Verimlili¤i ............................................................................................
Hassas Kontrol Sistemi..................................................................................
Güçlü, Sessiz ve Verimli Çal›flma .................................................................
ÜFLEME HAVASI VE ODA ‹Ç‹ HAVA DA⁄ILIMI ......................................
Taze Hava Al›fl›..............................................................................................
Klimada Oda S›cakl›¤›...................................................................................
Enerjinin Tafl›nmas› .......................................................................................
Enerjinin Hava veya Suyla Tafl›nmas› Maliyetlerinin Karfl›laflt›r›lmas›........
KAPAS‹TEN‹N YÜKSEK SEÇ‹LMES‹ VE AfiIRI BÜYÜK
BOYUTLANDIRMA (OVERSIZING) ............................................................
HAVALANDIRMADAN OLAN ISIL KAZANÇLARI AZALTMA
ÖNLEMLER‹ ...................................................................................................
So¤uk-S›cak Bölge fiartlar› ............................................................................
Havaland›rmay› Koflullara Göre Ayarlamak ................................................
Ayd›nlatmadan Olan Kazançlar› Azaltma Önlemleri...................................
Ofis Makinelerinden Olan ‹ç Kazançlar› Azaltma Önlemleri .....................
So¤utmada ‹ç S›cakl›¤› Art›rman›n Etkisi .....................................................
Di¤er Öneriler ...............................................................................................
FANLARDA ENERJ‹ TASARRUFU .................................................................
HAVA KANALLARINDA ENERJ‹ TASARRUFU.............................................
Havaland›rma Sistemlerinde ‹lave Enerji Tasarrufu Önlemleri ..................
Hava Kanal› ve Boru Boyut Optimizasyonu ...............................................
Hava Kanallar›ndaki Hava Kaçaklar›n›n Maliyeti ........................................
MERKEZ‹ SO⁄UTMA S‹STEMLER‹N‹N S‹RKÜLASYON BORULARINDA
ISI KAZANCI VE POMPALAMA ENERJ‹S‹....................................................
Pompalarda Enerji Tasarrufu ........................................................................
VRV S‹STEMLER ...........................................................................................
Oda S›cakl›k Kontrolü, Enerji Ekonomisi ....................................................
Enerjinin Paylafl›m› ........................................................................................
3
3
4
4
4
4
5
5
5
6
6
6
7
7
8
8
8
9
10
10
11
14
14
14
14
15
15
15
15
16
16
16
16
17
17
18
18
19
19
1. ÜN‹TE
iv
‹çindekiler
B‹REYSEL SO⁄UTMA S‹STEM‹NDE ENERJ‹ TASARRUFU..........................
KANALLI SPLIT KL‹MA VE ÇATI T‹P‹ KL‹MADA, KL‹MAHAVALANDIRMA OTOMASYONUYLA ENERJ‹ TASARRUFU ....................
Ekonomizör Kullan›m› (Free Cooling ‹mkân›)............................................
Zon Kontrolü .................................................................................................
Split Klima Cihazlar›n›n Verimli Kullan›lmas› ‹çin Faydal› Bilgiler ............
Hava Perdesi Kullan›lmas›n›n Avantajlar› ....................................................
KL‹MADA ENERJ‹ TASARRUFU ‹Ç‹N ANA BAfiLIKLAR ............................
Özet................................................................................................................
Kendimizi S›nayal›m......................................................................................
Kendimizi S›nayal›m Yan›t Anahtar› ............................................................
S›ra Sizde Yan›t Anahtar› ..............................................................................
Yararlan›lan Kaynaklar..................................................................................
2. ÜN‹TE
19
20
20
22
22
23
24
26
27
28
28
29
S›hhi Tesisatta Enerji Ekonomisi ........................................... 30
G‹R‹fi ..............................................................................................................
SIHHI TES‹SAT ‹LE ‹LG‹L‹ TANIM VE KAVRAMLAR..................................
Temiz So¤uk Su Tesisat› Cihaz ve Armatürleri ...........................................
Temiz S›cak Su Tesisat› Cihaz ve Armatürleri .............................................
Lejyoner Hastal›¤› ve Buna Yönelik Olarak Tesisatta Al›nabilecek
Önlemler ........................................................................................................
Kullanma S›cak Suyu Tesisat›nda Lejyoner Hastal›¤›..................................
Lejyonella Bakterisi Kontrol Yöntemleri ......................................................
SIHH‹ TES‹SATTA ENERJ‹ EKONOM‹S‹N‹N ÖNEM‹ ..................................
TEM‹Z SU TES‹SATINDA SU TÜKET‹M‹N‹ AZALTMA YOLLARI...............
Mimari Tasar›m Önlemleri ............................................................................
Daha Az Su ile Daha ‹yi El Y›kama.............................................................
Mekanik Tasar›mda Al›nabilecek Önlemler.................................................
Temiz Su Tesisat›nda Su Tüketimini Azaltmak Amac›yla Uygulamada
Yap›labilecek Çal›flmalar...............................................................................
SU DA⁄ITIM VE BASINÇLANDIRMA S‹STEMLER‹NDE EKONOM‹ ..........
KULLANIM SICAK SUYU TES‹SATINDA EKONOM‹ ..................................
Kullanma Suyu S›cakl›¤›n›n Seçimi ..............................................................
Boyler Su S›cakl›¤› Yükseldikçe Artan Enerji Kay›plar› ..............................
Mekanik Tasar›mda Önlemler ......................................................................
Kazan Seçimi .................................................................................................
Boylerler ........................................................................................................
Da¤›t›m ve Sirkülasyon ................................................................................
Kullanma S›cak Suyu Sirkülasyon Pompalar› ..............................................
Kullan›m S›cak Suyu Tesisat›nda Ekonomi Sa¤lamaya Yönelik
Çal›flmalar.......................................................................................................
Kullan›m S›cak Suyunda Günefl Enerjisi Kullan›m›.....................................
Özet................................................................................................................
31
31
31
34
35
36
37
39
39
39
40
41
44
45
46
46
47
47
48
49
49
50
51
51
53
54
55
56
57
v
‹çindekiler
Is›tma Sistemlerinde Enerji Ekonomisi................................... 58
G‹R‹fi ..............................................................................................................
ISITMA TES‹SATI ELEMANLARI VE C‹HAZLARI .........................................
S›cak Su Kazanlar› ve Is›t›c› Cihazlar ...........................................................
Is›t›c› Elemanlar .............................................................................................
Boru, Vana, Pompa, Kollektörler ve Brülörler............................................
ISITMA S‹STEMLER‹, S‹STEM SEÇ‹M‹ VE ENERJ‹ EKONOM‹S‹ .................
Bireysel Is›tma Sistemleri ..............................................................................
Merkezi Is›tma Sistemleri (Bina Alt›ndan Is›tma) ........................................
Bölgesel Is›tma ..............................................................................................
Tek Borulu Da¤›tma Sistemleri ....................................................................
Alttan Da¤›tma Alttan Toplama Sistemi .......................................................
Üstten Da¤›tma Üstten Toplam Sistemi .......................................................
Çat› Is› Merkezleri .........................................................................................
DÜfiÜK SICAKLIKLI ISITMA S‹STEMLER‹....................................................
Yüzeyden Is›tma Sistemleri...........................................................................
Yerden Is›tma Sisteminin Olumlu Yönleri.............................................
Yerden Is›tma Sisteminin Olumsuz Yönleri ..........................................
Duvardan Is›tma (So¤utma) Sistemleri.........................................................
Duvardan Is›tma-So¤utma Sisteminin Olumlu Yönleri ...............................
Duvardan Is›tma-So¤utma Sisteminin Olumsuz Yönleri.............................
Yo¤uflmal› Sistemler ......................................................................................
ISITMADA GÜNEfi ENERJ‹S‹ DESTE⁄‹........................................................
KASKAD S‹STEMLER.....................................................................................
OTOMAT‹K KONTROL VE ENERJ‹ EKONOM‹S‹........................................
Özet ...............................................................................................................
Kendimizi S›nayal›m .....................................................................................
Yararlan›lan ‹nternet Kaynaklar›...................................................................
59
59
59
61
64
67
68
69
70
71
72
72
72
72
73
76
77
78
79
80
80
82
84
85
92
93
94
94
96
96
Tesisatta Enerji Ekonomisi ..................................................... 98
G‹R‹fi .............................................................................................................
TES‹SATTA ENERJ‹ EKONOM‹S‹N‹N ÖNEM‹ .............................................
TES‹SAT YALITIMINDA KULLANILACAK MALZEMELERDEN
BEKLENEN ÖZELL‹KLER ..............................................................................
Is› ‹letim Katsay›s› ........................................................................................
Su Buhar› Difüzyon Direnç Katsay›s› (µ) ....................................................
Çeflitli Kuvvetlere Dayan›kl›l›¤› ve Direnci..................................................
Hacimce Su Emme ve Gözenek Yap›s› ......................................................
S›cakl›¤a Dayanma ve Yanma S›n›f› ............................................................
Uygulama Kolayl›¤› .......................................................................................
Ekonomiklik ..................................................................................................
TES‹SAT YALITIMINDA KULLANILAN YALITIM MALZEMELER‹...............
Is› Yal›t›m Malzemesi Çeflitleri......................................................................
Cam Yünü (Glass Wool)...............................................................................
3. ÜN‹TE
99
99
100
101
101
103
103
104
104
104
104
104
105
4. ÜN‹TE
vi
‹çindekiler
Tafl Yünü........................................................................................................
Seramik Yünü ...............................................................................................
Genlefltirilmifl Polistren (Expanded Polystrene-EPS)...................................
Ekstrude Polistren (Extruded Polystrene - XPS) .........................................
Poliüretan Köpük (Polyurethane Foam)......................................................
Elastomerik Kauçuk Köpü¤ü........................................................................
Polietlen Köpük.............................................................................................
PVC Köpük ....................................................................................................
Kalsiyum Silikat .............................................................................................
TES‹SATTA ENERJ‹ EKONOM‹S‹ SA⁄LANAB‹LECEK YERLER ..................
So¤uk Hatlarda So¤uk Su Borular›n›n Yal›t›m› ...........................................
Il›k Hatlarda S›cak Su ve Kalorifer Borular›n›n Yal›t›m› .............................
S›cak Hatlarda Buhar ve K›zg›n Su Borular›n›n Yal›t›m› ............................
Vana ve Armatürlerde Yal›t›m Uygulamalar›...............................................
So¤utulmufl Su Tafl›yan Borularda ve So¤utulmufl Hava Tafl›yan
Kanallarda Is› Yal›t›m›...................................................................................
Endüstriyel Ekipmanlarda Yal›t›m ................................................................
Özet................................................................................................................
5. ÜN‹TE
107
109
110
112
113
115
116
117
117
118
119
119
120
120
120
122
123
124
125
126
127
Kazanlarda Enerji Ekonomisi ................................................. 128
G‹R‹fi ..............................................................................................................
KAZANLARIN SINIFLANDIRILMASI VE ÖZELL‹KLER‹ ...............................
Standart, Düflük S›cakl›kl› ve Yo¤uflmal› Kazanlar .....................................
KAZAN ‹Ç‹N ENERJ‹ TAK‹B‹, EMN‹YET VE KONTROL DONANIMLARI .
KAZANLARDA SANKEY D‹YAGRAMI VE ENERJ‹ GER‹ KAZANIMI .........
Kuru Baca Gaz› ile Bacadan At›lan Enerji...................................................
Yak›ttaki Su ve Yak›ttaki Hidrojenle Havadaki Oksijenin Birleflmesi
Sonucunda Ortaya Ç›kan Suyun Buharlaflmas› Yoluyla At›lan Enerji .......
Kazan Yüzeyinden Radyasyon ve Konveksiyon Yoluyla At›lan Enerji .....
Blöf Nedeniyle At›lan Enerji .........................................................................
Yanmam›fl Yak›t Nedeniyle Ortaya Ç›kan Enerji Kay›plar› ........................
KAZANLARDA VER‹M‹ ETK‹LEYEN FAKTÖRLER ......................................
‹ki ve Üç Geçiflli Kazanlar ............................................................................
Kazanlarda Türbülatör Kullan›m› .................................................................
Kazanlarda Verimi Etkileyen Faktörler ........................................................
ÖLÇÜM VE ANAL‹ZLERLE ENERJ‹ EKONOM‹S‹.........................................
Yak›t ‹zleme ve Takibiyle Enerji Ekonomisi ...............................................
Baca Gaz› Analizi ve Enerji Ekonomisi .......................................................
Yakma Yönetim ve Brülör Kontrol Sistemleri ile Enerji Ekonomisi .........
Özet................................................................................................................
Kendimizi S›nayal›m .....................................................................................
129
129
130
131
133
134
135
136
136
137
140
140
141
142
146
147
149
153
155
156
157
157
159
vii
‹çindekiler
Pompalar .................................................................................. 160
G‹R‹fi ..............................................................................................................
TEMEL KAVRAMLAR.....................................................................................
Bas›nç ...........................................................................................................
Debi................................................................................................................
Hacimsel Debi .........................................................................................
Kütlesel Debi ...........................................................................................
Süreklilik ........................................................................................................
Manometrik Yükseklik ..................................................................................
Hidrolik Güç..................................................................................................
Pompalarda Verim.........................................................................................
Hacimsel Verim .......................................................................................
Genel Verim ............................................................................................
Mekanik Verim ........................................................................................
Vizkozite ........................................................................................................
Kavitasyon .....................................................................................................
POMPA ÇEfi‹TLER‹ .......................................................................................
Pistonlu Pompalar .........................................................................................
Eksenel Pistonlu Pompalar .....................................................................
Radyal Pistonlu Pompalar.......................................................................
El ile Çal›flan Pistonlu Pompalar ............................................................
Diflli Pompalar ...............................................................................................
D›fltan Diflli Pompalar .............................................................................
‹çten Diflli Pompalar ...............................................................................
Pervaneli ve Türbin Pompalar......................................................................
Düfley Milli Türbin Pompalar .................................................................
Hermetik Kovanl› Türbin Pompalar.......................................................
Dalg›ç Pompalar......................................................................................
Pervaneli Türbin Pompalar.....................................................................
Santrifüj Pompalar .........................................................................................
POMPALARDA ENERJ‹ EKONOM‹S‹............................................................
Pompalarda Debi Kontrolü...........................................................................
Kontrol Vanas› ile Debi Kontrolü ..........................................................
By-Pas Vana Kontrolü.............................................................................
Emme ve Basma Yüksekli¤inin De¤ifltirilmesi ............................................
Pompa Çark Kesidinin De¤ifltirilmesi ..........................................................
Pompan›n Devir Say›s›n›n De¤ifltirimesi......................................................
Pompalar›n Paralel ve Seri Ba¤lanmalar›.....................................................
ÖMÜR DEV‹R MAL‹YET‹N‹N HESAPLANMASI ...........................................
POMPA SEÇ‹M‹ .............................................................................................
Özet................................................................................................................
161
163
163
163
163
164
165
166
166
167
167
167
168
168
170
172
172
173
174
175
176
177
177
178
178
179
179
180
181
185
185
186
188
188
189
189
191
192
194
196
197
198
198
199
6. ÜN‹TE
viii
7. ÜN‹TE
‹çindekiler
Bina Yönetim Sistemleri......................................................... 202
G‹R‹fi ..............................................................................................................
B‹NA YÖNET‹M S‹STEM‹N‹N YAPISI ..........................................................
Çal›flma Prensibi ............................................................................................
Bina Yönetim Sisteminin Avantajlar›............................................................
Sensörler ........................................................................................................
S›cakl›k Sensörleri ...................................................................................
Bas›nç Sensörleri .....................................................................................
Nem Sensörleri ........................................................................................
Hava H›z› Sensörleri ...............................................................................
Hava Kalite Sensörleri.............................................................................
YANGIN ALGILAMA VE ALARM S‹STEMLER‹.............................................
Yang›n Alg›lama ve ‹hbar Sistemi Elemanlar› .............................................
Yang›n ‹hbar Dedektörlerinin Seçimi, Yerleflimi ve ..................................
Uygulamas› S›ras›nda Dikkat Edilmesi Gereken Noktalar..........................
KARTLI GEÇ‹fi VE KONTROL S‹STEMLER‹ .................................................
AYDINLATMA OTOMASYONU....................................................................
Enerji Tasarrufu Sa¤layan Baz› Kontrol Uygulamalar› ................................
KAPALI DEVRE TV S‹STEMLER‹ ..................................................................
Kapal› Devre TV Sistemlerinin Avantajlar› ve Kullan›m Alanlar› ...............
Güvenlik ile ‹lgili Kullan›m Alanlar› ve Avantajlar ...............................
‹fl Güvenli¤i ile ‹lgili Kullan›m Alanlar› ve Avantajlar ..........................
Yönetim Arac› Olarak Kullan›m Alanlar› ve Avantajlar ........................
Bilimsel ve T›bbi Alanlar ile ‹lgili Kullan›m Alanlar› ve Avantajlar .....
Sistemlerinde Kullan›lan Donan›mlar .........................................................
Kameralar ve Lensler ..............................................................................
Siyah-Beyaz (S/B) ve Renkli Kameralar ................................................
Tüplü ve CCD Kameralar .......................................................................
Sabit ve Hareketli Kameralar..................................................................
Dome Kameralar .....................................................................................
Lensler......................................................................................................
Görüntü ‹letim Hatlar› ...........................................................................
Monitör ....................................................................................................
Seçiciler ..................................................................................................
Kay›t Cihaz› (Recorder)...........................................................................
Dörde Bölücü (Quad).............................................................................
Çoklay›c› (Multiplexer) ...........................................................................
AKILLI EV S‹STEMLER‹ ................................................................................
B‹NA OTOMASYONU...................................................................................
Özet................................................................................................................
203
203
204
205
206
207
208
208
210
211
211
212
217
217
219
220
223
223
224
224
225
225
225
226
226
227
228
228
228
229
230
230
231
231
231
232
233
236
238
239
240
240
241
ix
‹çindekiler
So¤utma Sistemleri ................................................................. 242
G‹R‹fi ..............................................................................................................
TEMEL KAVRAMLAR ....................................................................................
Is› .................................................................................................................
S›cakl›k ..........................................................................................................
So¤utma Rejimi........................................................................................
So¤utma Yükü ........................................................................................
So¤utma Devresi .....................................................................................
So¤utma ........................................................................................................
Ak›flkanlarda Faz Dönüflümleri ..............................................................
SO⁄UTMA YÖNTEMLER‹ ...........................................................................
Kimyasal Yöntemler .....................................................................................
Elektriksel Yöntemler ..................................................................................
Termoelektrik So¤utma .........................................................................
Paramanyetik So¤utma ..........................................................................
Fiziksel Yöntemler .......................................................................................
Absorbsiyonlu So¤utma .........................................................................
Adsorbsiyonlu So¤utma .........................................................................
Di¤er So¤utma Yöntemleri ..........................................................................
Vorteks Tüpü .........................................................................................
Sterling Çevrimi ......................................................................................
Buharl› Jet Su So¤utma Çevrimi ............................................................
Hava So¤utma Çevrimi ................................................................................
BUHAR SIKIfiTIRMALI SO⁄UTMA ÇEVR‹MLER‹ .......................................
Ters Carnot Çevrimi .....................................................................................
‹deal Buhar S›k›flt›rmal› So¤utma Çevrimi ..................................................
Gerçek Buhar S›k›flt›rmal› So¤utma Çevrimi ..............................................
SO⁄UTMA S‹STEMLER‹ UYGULAMA ALANLARI VE SO⁄UTUCU
AKIfiKANLAR ................................................................................................
Ev Tipi So¤utucular .....................................................................................
Ticari So¤utucular ........................................................................................
Araçlarda So¤utucular ..................................................................................
Endüstriyel So¤utucular ...............................................................................
So¤utucu Ak›flkanlar ....................................................................................
SO⁄UTMA ÇEVR‹M ELEMANLARI ..............................................................
Kompresörler ................................................................................................
Aç›k Pistonlu Kompresörler ..................................................................
Yar› Hermetik Tip Kompresörler ..........................................................
Hermetik Tip Kompresörler ..................................................................
Paletli Dönel Kompresörler ...................................................................
Vidal› (Diflli) Kompresörler ...................................................................
Santrifüj Kompresörler ...........................................................................
Scroll Tipi Kompresörler .......................................................................
Evaporatörler (Buharlaflt›r›c›-So¤utucu) ......................................................
Hava So¤utucu Evaporatörler ...............................................................
Su So¤utucu Evaporatörler ....................................................................
243
244
244
245
245
246
246
246
246
247
247
248
248
249
249
250
251
252
252
253
253
255
256
256
258
259
260
260
260
260
261
261
264
264
265
266
266
266
268
268
269
270
271
272
8. ÜN‹TE
x
‹çindekiler
Kondenserler (Yo¤uflturucular) ...................................................................
Hava So¤utmal› Kondenserler ...............................................................
Su So¤utmal› Kondenserler ...................................................................
Evaporatif Kondenserler ........................................................................
K›s›lma Vanas› ..............................................................................................
Termostat .......................................................................................................
Kurutucular ve Süzgeçler..............................................................................
Manometreler.................................................................................................
Termometreler ..............................................................................................
SO⁄UTMA S‹STEMLER‹NDE ENERJ‹ EKONOM‹S‹ .....................................
Özet................................................................................................................
273
274
275
277
278
279
280
280
281
281
283
284
285
285
286
Önsöz
Önsöz
Günümüzde geleneksel enerji kaynaklar›n›n giderek pahalanmas› ve bu kaynaklar›n gün geçtikçe azalmas›, bu konuda yenilikçi çözümler gelifltirmek zorunda
k›lm›flt›r. Buna ba¤l› olarak yenilenebilir enerji kaynaklar›n›n kullan›m› ön plana ç›kar›lm›flt›r. Fakat unutulmamal›d›r ki, enerji kaynaklar›n›n tükenmesinin de yan›nda enerjiye ödenen maliyetler de önemli bir sorundur. Bu anlamda enerji tasarrufu ve enerji ekonomisi uygulamalar› günümüzde ihtiyaç olmaktan çok zorunluluk
haline gelmifltir. Enerji ekonomisi uygulamalar› sayesinde mevcut enerji kaynaklar›n›n en verimli flekilde de¤erlendirilme imkan› do¤arken enerji için yap›lan harcamalarda da ciddi boyutlarda tasarruf sa¤lanabilir. Is›tma Havaland›rma ve Klima
Sistemlerinde Enerji Ekonomisi, isimli bu kitab›m›zda, endüstride ve konutlarda
kullan›lan ›s›tma, havaland›rma ve iklimlendire sistemlerinde enerji ekonomisi sa¤lamaya yönelik önlemler ve uygulamalara de¤inilmifltir. Her bir ünitede, konunun
detaylar›na inilmifl, enerji ekonomisinin önemine vurgu yap›lm›flt›r.
Is›tma havaland›rma ve klima sistemleri, günlük hayat›m›z›n konfor ve sa¤l›k
aç›s›ndan vazgeçilmez bir parças›d›r. Is›l konfor ve insan sa¤l›¤› üzerine yap›lm›fl
olan pek çok bilimsel çal›flma ile bu durum ortaya konulmufltur. Yaflam alan›m›z
olan evlerimiz, al›flverifl merkezleri, ifl merkezleri, ofisler, hastaneler ve okullar ilk
akla gelen kullan›m yerleridir. Endüstride, çal›flanlar›n verimlili¤inin sa¤lanmas›n›n
gereklili¤i de son y›llarda önem kazanm›flt›r. Pek çok sanayi tesisinde art›k çal›flanlar›n daha verimli çal›flmas›n› sa¤lamak amac›yla ›s›tma havaland›rma ve klima sistemlerinin kullan›m› yayg›nlaflt›r›lm›flt›r. Buradan da anlafl›laca¤› üzere, iklimlendirme sistemleri günümüzde her alanda kullan›lmaktad›r. Bu kadar yo¤un kullan›m›
söz konusu olan bu sistemlerin, enerji tüketimleri de göz ard› edilemeyecek seviyelerdedir. Son dönemlerde yap›lan yasal düzenlemeler de bu konunun ne kadar
önemli oldu¤unu anlamam›z aç›s›ndan bir di¤er unsurdur. Kitab›m›z›n ilgili bölümlerinde, bu sistemlerin verimlili¤ini art›rma ve bu sistemlerde enerji ekonomisi sa¤lamaya yönelik dikkat edilmesi gerekenler detaylar›yla ele al›nm›flt›r.
Aç›kö¤retim tekni¤ine göre haz›rlanm›fl olan bu kitab›m›zda, konular bir bütün
olarak ele al›nm›fl olup, okuyucunun konuyu kavrarken yorumlamas›n› sa¤lamaya yönelik olarak s›ra sizde sorular› okuyucuya yöneltilmifltir. Konunun daha iyi
anlafl›lmas› için ayr›ca örneklerle ve görsellerle aç›klamalara yer verilmifltir. Her
ünite sonunda yer alan kendimizi s›nayal›m bölümünde, konuyu tamamlayan
okuyucunun bilgi düzeyi s›nanm›flt›r.
Yazar arkadafllar›m ile ö¤renim tasar›m›, grafik tasar›m ve dizgi ekiplerinin kitab›n haz›rlanmas›nda büyük katk›lar› olmufltur. Kitap haz›rlama sürecinde katk›lar›ndan dolay› çal›flma arkadafllar›m Arfl.Gör.Dr. Önder ALTUNTAfi’a, Mak.Müh.
Elif YILDIRIM’a, Mak.Müh. Yasin fiÖHRET’e ve Uçak Müh. Seyhun DURMUfi’a teflekkür ediyorum. Kitab›n, ö¤rencilerimize ve tüm okuyuculara yararl› olmas›n›
diliyorum.
Editör
Prof.Dr. Tahir Hikmet KARAKOÇ
xi
1
Amaçlar›m›z
N
N
N
N
N
Bu üniteyi tamamlad›ktan sonra;
Klima sisteminde enerji ekonomisi ile ilgili temel kavramlar› aç›klayabilmek,
Kompresörler ve dönüfltürücülü (inverter) sistemleri tan›mlayabilmek,
Fanlarda ve kanallarda enerji tasarrufunu aç›klayabilmek,
Merkezi so¤utma sistemlerinin sirkülasyon borular›nda ›s› kazanc› ve pompalama enerjisini aç›klayabilmek,
Bireysel so¤utma sistemlerinde enerji tasarrufunu aç›klayabilmek
için gerekli bilgi ve becerilere sahip olabilirsiniz.
Anahtar Kavramlar
•
•
•
•
Is› Yal›t›m›
Optimizasyon
‹ç Hava Kalitesi
Sistem Verimi
• Dönüfltürücülü (‹nverter)
Teknolojisi
• Merkezi ve Bireysel So¤utma
Sistemleri
‹çindekiler
Is›tma Havaland›rma
ve Klima Sistemlerinde
Enerji Ekonomisi
Klima
Sistemlerinde Enerji
Ekonomisi
• G‹R‹fi
• KL‹MA S‹STEM‹NDE ENERJ‹ EKONOM‹S‹
‹LE ‹LG‹L‹ KAVRAMLAR
• KOMPRESÖRLER VE
DÖNÜfiTÜRÜCÜLÜ (‹NVERTER)
S‹STEMLER
• ÜFLEME HAVASI VE ODA ‹Ç‹ HAVA
DA⁄ILIMI
• KAPAS‹TEN‹N YÜKSEK SEÇ‹LMES‹ VE
AfiIRI BÜYÜK BOYUTLANDIRMA
(OVERSIZING)
• HAVALANDIRMADAN OLAN ISIL
KAZANÇLARI AZALTMA ÖNLEMLER‹
• FANLARDA ENERJ‹ TASARRUFU
• HAVA KANALLARINDA ENERJ‹
TASARRUFU
• MERKEZ‹ SO⁄UTMA S‹STEMLER‹N‹N
S‹RKÜLASYON BORULARINDA ISI
KAZANCI VE POMPALAMA ENERJ‹S‹
• VRV S‹STEMLER
• B‹REYSEL SO⁄UTMA S‹STEM‹NDE
ENERJ‹ TASARRUFU
• KANALLI SPLIT KL‹MA VE ÇATI T‹P‹
KL‹MADA, KL‹MA-HAVALANDIRMA
OTOMASYONUYLA ENERJ‹
TASARRUFU
• KL‹MADA ENERJ‹ TASARRUFU ‹Ç‹N
ANA BAfiLIKLAR
Klima Sistemlerinde Enerji
Ekonomisi
G‹R‹fi
Su ak›tan muslu¤u gördü¤ümüzde, hepimiz kapat›r›z. Damlatan musluk varsa bunu da kapatmaya çal›fl›r›z. Kapanmazsa tamir ettiririz. Çünkü akan veya damlayan
su, ciddi bir maliyettir. Bunu gördü¤ümüz için yapar›z; oysa benzer flekilde binalardan d›flar› enerji ak›yor. Bu enerji israf›n› göremedi¤imiz için, afl›r› enerji tüketimi devam etmektedir. Bu bölümde, klima sistemlerinde enerji ekonomisi ve optimizasyonu ele al›narak incelenmeye çal›fl›lm›flt›r. Klima sistemlerinde, ülkemizde
birim enerji maliyeti (T/kWh) en yüksek olan elektrik enerjisi kullan›lmaktad›r.
Elektrik enerjisinin kullan›ld›¤› bu sistemlerde konfordan fedakârl›k etmeden gerçeklefltirilebilecek tasarruf, iflletme maliyetlerinde önemli karl›l›klar sa¤layacakt›r.
Bu çerçevede al›nabilecek pek çok önlem bulunmaktad›r. Projede, uygulamada ve
iflletmede sistem seçimiyle bafllay›p, detaylarda %5, %1, %0,5, %0,01 gibi önemsenmeyen rakamlar›n (kay›plar›n) toplam›, çok büyük de¤erlere ulaflmaktad›r. Çok iyi
planlanan ve iflletilen bina ile kötü planlanan bina aras›nda enerji tüketimlerinde
4-5 misli farklar oluflabilmektedir.
HVAC (›s›tma (heating), havaland›rma (ventilating), iklimlendirme (air conditioning)) tesisat› gereksiniminde, ›s›tma ve so¤utma öne ç›kmaktad›r. HVAC tesisat›, önce ›s›tma ve so¤utma ihtiyac› için gerekli gözükmektedir. Ancak binalar›n ›s›tma ihtiyac› 5-7 ay; so¤utma ihtiyac› 3-5 ay (bölgelere göre de¤iflebilir) olmas›na
ra¤men, havaland›rmaya 12 ay boyunca ihtiyaç vard›r. Büyük al›flverifl merkezlerinde so¤utma ve havaland›rmaya 12 ay ihtiyaç duyulur. Ancak k›fl aylar›nda ve
ilkbahar - sonbahar›n büyük bir bölümünde ve mevsim geçifllerinde (y›ll›k ortalama 5 ayl›k) so¤utma ihtiyac›, havaland›rma ile (taze hava oran›n›n art›r›lmas› ile)
karfl›lanabilir. Hem free cooling yap›l›p enerji ekonomisi sa¤lan›r, hem de taze hava yüksek oranda kullan›ld›¤› için, iç hava kalitesi çok yüksek olur.
Free-cooling nedir? Aç›klay›n›z.
SIRA S‹ZDE
1
KL‹MA S‹STEM‹NDE ENERJ‹ EKONOM‹S‹ D‹LE
‹LG‹L‹
Ü fi Ü N E L ‹ M
KAVRAMLAR
Tesisatta enerji ekonomisine bakarken; ›s›tma, so¤utma ve havaland›rma konular›
S O R U
birlikte incelendi¤inde, ›s›tmadan sonraki en önemli kriterin havaland›rma
oldu¤u
görülecektir.
AMAÇLARIMIZ
D Ü fi Ü N E L ‹ M
S O R U
D‹KKAT
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
N N
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
4
Is› yal›t›m›, enerji tasarrufu için bir ilk ad›m olarak tan›mlanabilir. Burada, yap›lardaki ›s› kay›plar›n›n azalt›lmas›na çal›fl›lm›flt›r. Bunun en önemli yans›mas›, bina
d›fl kabuklar›n›n ›s›l izolasyonunun art›r›lmas› olmufltur. Çat›, döfleme ve d›fl duvarlar, yal›t›m kabiliyeti yüksek malzemelerden oluflturulmaya bafllanm›flt›r. Zaman
içinde izolasyon de¤erleri art›r›larak, binalar›n d›fltan yal›t›m malzemeleriyle mantolanarak izole edilmesi noktas›na gelinmifltir. Mantolama, binan›n d›fl yüzeyinin
yal›t›m malzemesi ile tamamen kaplanmas›d›r.
Pencereler ve Enfiltrasyon
Pencerelerde çift cam kullan›m› ve pencere alanlar›n›n azalt›lmas›, yine enerji tasarrufu kavram› içinde uygulanmaya bafllam›fl ve ayn› zamanda pencereler ve kap›lar gibi d›fl kabuk aç›kl›klar›, daha s›zd›rmaz hale getirilmifltir. Böylece hem iletimle olan kay›plar, hem de enfiltrasyonla ilgili kay›plar azalt›lm›flt›r. Binalarda kullan›lan yap› elemanlar›n›n aral›klar›ndan veya d›fla aç›lan pencere ve kap›lardan
giren havaya k›saca enfiltrasyon denir. Pencere boyutlar›n›n küçültülmesi k›fl›n ›s›
kay›plar›n›, yaz›n da özellikle güneflten gelen ›s› kazançlar›n› azaltt›¤› için, enerji
ekonomisi sa¤lan›r.
‹ç Hava Kalitesi
Geliflen teknoloji ile binalar›n d›fl kabu¤unun s›zd›rmazl›¤›n›n art›r›lmas›, iç hava
kalitesi sorunlar›n› beraberinde getirmifl ve iç hava kalitesi kavram›, enerji tasarrufu ile çat›flan yeni bir çal›flma alan› yaratm›flt›r. Contal› pencere do¤ramalar›yla, binaya kontrolsüz hava s›z›nt›s› durdurulmufl ve böylece ›s›tma so¤utma yükleri
azalt›larak enerji ekonomisi sa¤lanm›flt›r. Ancak mekanik havaland›rma olmayan
binalarda (özellikle konutlarda) hal›, dolap, mobilya ve boyalardan yay›lan kimyasal gazlar, iç hava kalitesini bozarak alerjik rahats›zl›klara sebep olmaktad›r. Geliflmifl ülkelerde ve Türkiye’deki lüks konutlarda yaflayan insanlarda (özellikle çocuklarda) alerjik rahats›zl›klar ve ast›m sorunu yaflayanlar›n oran› %30 mertebesine
ulaflm›flt›r. Ayr›ca grip olan insanlardan (hapfl›rma ve nefesleriyle) ortama giren virüs miktar›, yüksek konsantrasyona ulaflt›¤› için grip vb. rahats›zl›klar›n bulaflma
riski de artar. Pencerelerin s›zd›rmaz oldu¤u binalarda taze havay› filtre ederek ve
konfor flartlar›na uygun s›cakl›¤a kadar k›fl›n ›s›tarak ve yaz›n da mümkünse so¤utarak verecek mekanik bir sistem (hiç olmazsa filtre edilmifl taze hava) yap›lmas›
gereklidir.
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
2
SIRA S‹ZDE
‹ç ortam aç›s›ndan,
iç hava kalitesini belirleyen unsurlar nelerdir?
Cihaz Verimleri
Yap›larda enerji tasarrufu, ›s› yal›t›m yönetmelikleriyle sa¤lan›rken, enerji ekonomisinin di¤er önemli bir aya¤› olan cihaz ve sistem verimlerinin art›r›lmas›, baflka
S O R olmufltur.
U
bir çal›flma alan›
Sonuçta; kazan, so¤utma grubu, jeneratörler, pompalar,
fanlar gibi ekipmanlar ve borular, hava kanallar› gibi ›s› enerjisini tafl›yan elemanlar, verimsizlikleri
D ‹ K K A Tnedeniyle enerji kayb›na neden olmaktad›r. Bunlar›n daha verimli hale getirilmesi, önemli ölçüde enerjinin tasarrufu anlam›na gelmektedir.
Avrupa’daki son e¤ilim, cihaz verimlerinin s›n›rland›r›lmas›yla ilgilidir. HVAC
SIRA S‹ZDE
tesisat›nda kullan›lan çeflitli cihazlar için alt verim s›n›rlar› getirilmekte ve bunun
alt›nda verim de¤erine sahip cihazlar›n pazara girmesi yasaklanmaktad›r. 12 kW
N N
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
5
1. Ünite - Klima Sistemlerinde Enerji Ekonomisi
gücün alt›ndaki klima cihazlar› buna bir örnek olarak gösterilebilir. 2004 y›l›nda
G s›n›f› (enerji tüketim seviyesi olarak) bütün cihazlar›n kullan›m›na son verilmesine karar verilmifltir. Bir program dâhilinde, 2010 y›l›na kadar D s›n›f› cihazlar›n
kullan›m›na son verilecektir. Bunun anlam›, bugün pazardaki cihazlar›n %70’inin
kald›r›lmas›d›r.
Enerji tüketen cihazlar, enerji verimliliklerine göre s›n›fland›r›l›rlar. Verimi en
yüksek cihaz A s›n›f› ve en düflük verime sahip cihaz G s›n›f› cihaz olmak üzere
bu s›n›fland›rma flu flekilde yap›l›r:
• A s›n›f›
• B s›n›f›
• C s›n›f›
• D s›n›f›
• E s›n›f›
• F s›n›f›
• G s›n›f›
SIRA S‹ZDE
Evinizde kulland›¤›n›z enerji tüketen belli bafll› cihazlar›n (buzdolab›,
çamafl›r makinesi, bulafl›k makinesi vb.) enerji verimlili¤i aç›s›ndan hangi s›n›fa dâhil oldu¤unu nas›l
anlayabilirsiniz?
3
SIRA S‹ZDE
Otomatik Kontrol
R U
Her türlü de¤iflen iklim koflullar›nda, bina koflullar›nda ve iflletmeS Okoflullar›nda
konforun sa¤lanmas›, ancak otomatik kontrolle gerçekleflebilir. Uygun sistem seçimi, ›s›
geri kazanma cihazlar›n›n sisteme dahil edilmesi, uygun kontrol Dve‹ Kbina
otomasyon
KAT
sistemlerinin kullan›lmas›, enerji ekonomisinin en kuvvetli enstrümanlar›d›r.
Ak›ll› binalar bu ihtiyaçlar için ortaya ç›km›flt›r. Bu binalarda bütün mekanik teSIRA S‹ZDE
sisat otomasyonla verilen bir program dâhilinde kendi kendine çal›flmaktad›r. Ancak unutulmamal›d›r ki; bir bina ak›ll› bina standard›nda yap›lmam›flsa, yani mimari, mekanik tesisat, elektrik tesisat› vb. olarak uygun yap›lmam›flsa,
sadece otomasAMAÇLARIMIZ
yonla istenilen verimlilikte çal›flt›r›lamaz. Ak›ll› bina ve onun mekanik tesisat›, her
fleyden önce standard›na uygun yap›lm›fl olmal›d›r. Bütün sistemler optimize edilmifl ve otomasyona uygun biçimde tasarlanm›fl olmal›d›r.
K ‹ T A P
N N
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
Optimizasyon
Optimizasyon, bir uygulama s›ras›nda belirli koflullar alt›ndaT Emümkün
L E V ‹ Z Y O Nolan seçenekler aras›ndan en iyisini seçmektir. Bu kavram, enerji tasarrufu fikri yerine, enerji ekonomisi, enerjinin do¤ru kullan›m› fikrini getirmektedir. Özellikle ulusal yönetmeliklerin bak›fl aç›s›, enerji tasarrufu de¤il, enerjinin do¤ru kullan›m›n› sa¤la‹ N T E R ve
N E Tenerjinin en
makt›r. Yani ne pahas›na olursa olsun enerji tasarrufu yerine, ak›lc›
ekonomik flekilde kullan›m›, birinci önceli¤e sahiptir; çünkü ekonomi ayn› zamanda optimizasyonu içermektedir. Bütün kaynaklar›n sürdürülebilirli¤i anlam›nda
ekonomik çözüm, optimum çözümdür ve bu çözüm dinamiktir.
Elektrik Tüketimi
Tek bafl›na klimada enerji ekonomisi ele al›nd›¤›nda, kullan›lan enerji, esas olarak
elektrik enerjisidir. Dolay›s›yla klimada en k›ymetli enerji kayna¤› kullan›lmaktad›r. Elektrik fiyatlar›n›n petrole ba¤l› olarak t›rmand›¤›n› düflündü¤ümüzde, enerji
maliyetlerinin, sistemlerin en önemli özelli¤i haline geldi¤ini söylemek mümkündür. Bugün enerji fiyatlar› ve ilk yat›r›m maliyetlerine bak›ld›¤›nda çarp›c› bir tab-
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
6
lo ile karfl›lafl›lmaktad›r. Örne¤in bir so¤utma grubunun bir so¤utma mevsiminde
harcad›¤› elektrik enerjisi, uygulamaya, büyüklü¤e ve cinse göre de¤iflmekle birlikte kendi sat›n alma fiyat›n›n %20 - %40’› mertebesindedir.
KOMPRESÖRLER VE DÖNÜfiTÜRÜCÜLÜ (‹NVERTER)
S‹STEMLER
Kompresör, so¤utucu ak›flkan çevriminde so¤utucu ak›flkan› dolaflt›rmak için bir
pompa gibi çal›fl›r. Düflük s›cakl›k ve düflük bas›nçl› so¤utucu ak›flkan, evaporatörde buharlaflt›r›l›r ve so¤utucu ak›flkan buhar›, kondenserde kolayca s›v› faza geçebilece¤i bas›nca kadar s›k›flt›r›l›r.
Kompresörler
Kompresörler, s›k›flt›rma flekillerine göre volumetrik (hacimsel) s›k›flt›rma ve
santrifüj (merkez kaç etkisini kullanarak bir döner çark ile) s›k›flt›rma olarak s›n›fland›r›l›rlar. En çok bilinen ve yayg›n olarak kullan›lan kompresör tipleri afla¤›da s›ralanm›flt›r:
• Pistonlu kompresörler
• Döner (rotary) kompresörler
• Spiral (scroll) kompresörler
• Vidal› kompresörler
• Santrifüj kompresörler
Yap›lar›na göre kompresörler üçe ayr›lmaktad›rlar:
• Aç›k tip kompresörler
• Yar› hermetik tip kompresörler
• Hermetik tip kompresörler
‹nverter Teknolojisi
fiekil 1.1
Oda S›cakl›¤›n›n
Zamana Göre
De¤iflimi
Do¤ru ak›m› (DC), alternatif ak›m (AC) biçimine dönüfltürebilen, frekans› ve gerilimi birbirinden ba¤›ms›z ayarlanabilen cihazlara dönüfltürücülü (‹nverter) sistemler ad› verilir.
Is› kazanc› hesab› ile mahalin pik so¤utma yükü hesaplan›r ve bu hesaba göre
kapasite tayin edilir. Ancak, so¤utma mevsimi boyunca sistem genellikle k›smi
yükte çal›fl›r. K›smi yükte çal›flan dönüfltürücülü (‹nverter) kompresörlü sistem,
klasik on-off kontrollü sisteme göre daha verimli çal›flmaktad›r.
Klasik kompresörlerde, kompresör rotasyonu sabittir. KomIs›tma Devri & Is›tmaya
presör sabit kapasitede çal›fl›r.
Bafllang›ç S›cakl›¤›
fiartland›r›lan mekânda ayarla(Is›tma)
nan s›cakl›¤a ulafl›ld›¤›nda komAyarlanan
presör durur. Kompresörün durs›cakl›k
0.5-1.0 derece
kalk yapmas›, klasik sistemlerin
Oda
çal›flma fleklidir. Kompresörün
s›cakl›¤›
ayn› kapasite ile dur-kalk yaparak iç ortam s›cakl›¤›n› hassas
Bafllang›ç
Zaman
kontrol etmesi mümkün de¤ildir.
Is›tma Gücü
Elektrik devir
Oda s›cakl›¤›ndaki dalgalanmaOtomatik
frekans›
olarak
lar nedeniyle, konfor flartlar›ndan
ayarlan›r
sapma meydana gelir ve enerji
tüketimi artar.
7
‹nverter kompresörler kapasitelerini modüle edebilmektedir. ‹nverter teknolojisi flebekeden gelen sabit frekansl› elektri¤in frekans›n› de¤ifltirerek kompresör devrini ayarlar. Dönüfltürücülü (‹nverter) kompresörlerde, flartland›r›lan mahalin s›cakl›¤› ± 0,5°C hassasiyette fiekil 1.1’deki grafikte gösterildi¤i gibi sabit tutulabilir.
‹nverter sistemlerde konfor flartlar›ndan sapma yoktur. Elektrik harcamas› klasik kompresörlü sistemlere göre yaklafl›k %30 daha azd›r. Bu durum fiekil 1.2’de
gösterilmifltir.
Kompresör
Frekans›
(Hz)
fiekil 1.2
‹ç ortam
s›cakl›¤›(˚C)
OFF
Ayarlanan
s›cakl›k
Rejime girme
3˚C
Zaman
(a) ‹nverter olmayan sistem
Tam Güç
Düflük Güç
M‹N.
Ayarlanan
s›cakl›k
‹ç ortam
s›cakl›¤›(˚C)
ON
MAKS
Rejime girme
1˚C
Zaman
(b) ‹nverter sistem
‹nverter Sistemler, Enerji Tasarrufu ve Konfor Sa¤lanmas›
So¤utma ve ›s›tma kapasitesi, d›fl ortam s›cakl›¤›, iç ortam s›cakl›¤› ve ayar s›cakl›¤›na ba¤l› olarak de¤iflir.
• Oda s›cakl›¤› belirli bir aral›kta sürekli sabit kal›r.
• Sistem, mekan› k›sa sürede istenen s›cakl›¤a ulaflt›rabilir.
• Yüksek verimli ve so¤utucu ak›flkan kontrollü çal›flma, enerji tasarrufu ve
konfor sa¤lar.
• Dönüfltürücülü (‹nverter) kompresörlerde, kompresör motorunun devri, frekans kontrollüdür. Bu yüzden kompresörün devrini de¤ifltirmek genifl bir
alanda kompresörün kapasitesini kontrol etmeyi mümkün k›lar.
• Bunlar›n yan› s›ra dönüfltürücülü (‹nverter) sistemlerde defrost süresi çok
k›sad›r. Bu sayede, defrost süresince oda s›cakl›k düflüflü küçüktür. Ayarlanan oda s›cakl›¤›na ulaflma h›z›, standart kompresörlü sistemlere göre daha
yüksektir. Oda s›cakl›¤›ndaki de¤iflkenlik çok küçük oldu¤undan s›cakl›k
farkl›l›klar› oluflmaz.
• Mahalin ›s› ihtiyac›na göre, kompresör %20 oran›nda modüle edildi¤inde
kompresör motoru %80 devirle döner.
• Motor %80 devirle çal›fl›rken, tam devirdeki güç harcamas› ile k›yasland›¤›nda enerji harcamas› %50 oran›na düfler.
Enerji Verimlili¤i
Frekans kontrolü ile çoklu kompresörlü cihazlarda, yüke göre %4-100 çal›flma kapasitesi aral›¤›nda tüketim gücü ayarlanarak kompresörün minimum enerji tüketimi sa¤lan›r. Cihaz sürekli dur-kalk yapmad›¤›ndan, kompresörün ilk çal›flmas›ndaki yüksek enerji tüketimi ortadan kald›r›lm›fl olur.
‹nveter Sistemlerde
S›cakl›k Kontrolü
8
Hassas Kontrol Sistemi
Oda s›cakl›¤›n›, ayar s›cakl›¤›na göre 0,1°C hassasiyetle sabit tutarak rahats›z edici
›s› dalgalanmalar›n› ve nem sorunlar›n› ortadan kald›r›r. Yüksek verim ve konfor
sa¤lar.
Güçlü, Sessiz ve Verimli Çal›flma
‹nverter kompresörler ilk çal›flt›rma an›nda, ayarlanan oda s›cakl›¤›na daha k›sa sürede ulaflmak için kapasitelerini en yüksek seviyeye ç›kar›rlar. Ayarlanan oda s›cakl›¤›na bir kez erifltikten sonra, kapasite azalt›l›r. Ayarlanan s›cakl›¤› sabit tutmak
için genellikle cihaz düflük kapasitede çal›fl›r. Cihaz düflük kapasitede çal›flt›¤›ndan
yüksek enerji verimlili¤ine sahiptir. Kompresörler tamamen izoleli oldu¤undan
çok sessizdir ve enerji kayb›na yol açmaz.
ÜFLEME HAVASI VE ODA ‹Ç‹ HAVA DA⁄ILIMI
fiekil 1.3
Statik Is›tman›n
Yap›ld›¤› Bir
Uygulama Örne¤i
Klima ve havaland›rma sistemlerinde flartland›r›lm›fl havan›n odaya verilmesi ve
oda içinde da¤›l›m›, çok önemlidir. ‹stenilen miktarda ve istenilen flartlarda hava
odaya verilse bile, e¤er oda içine verilen havan›n düzgün da¤›l›m› sa¤lanamazsa,
beklenilen etki gerçekleflmez ve konfor oluflmaz.
Bunun için so¤utma ve havaland›rma için gerekli üfleme havas›,
• Ortama mümkün ise tavandan verilmelidir. Bununla ilgili olarak fiekil 1.3’te
örnek verilmifltir.
• Üfleme havas›n›n s›cakl›¤›, oda s›cakl›¤›ndan daha düflük olmal›d›r.
Is›tmada ise, cam önlerinden; radyatör vb. elemanlarla (statik ›s›tma) yap›lmal›d›r.
Böylece,
• Hava, ortama yaz - k›fl
yüksek olmayan h›zlarda
üflenir. Ses, gürültü ve insanlar›n üzerinde hava
ak›m› oluflmaz. Daha konforlu ortam yarat›l›r.
• Taze hava veya kar›fl›m
havas› (iç ve d›fl hava kar›fl›m›) tavandan ve oda s›cakl›¤›n›n alt›nda üflendi¤i için, egzoz menfezine
by-pass riski önlenir; taze
hava, ortamdaki havaya
çok iyi kar›fl›r ve daha verimli kullan›l›r.
• Statik ›s›tma (cam önlerinde radyatör vb ›s›t›c›lar) varsa, k›fl›n da ortama hava, oda s›cakl›¤›n›n biraz alt›ndaki s›cakl›kta üflenmelidir. Böylece tavanda
biriken (ayd›nlatmadan gelen, insanlardan yükselen) ›s›dan yararlan›l›r ve
enerji tasarrufu sa¤lan›r.
• Özellikle de¤iflken hava debili ve hava kanall› split klima sistemlerinde
%10-20 oran›nda al›nan taze hava, % 80-90 oran›ndaki iç hava ile kar›flt›r›larak üflendi¤i için, kar›fl›m havas›n› ›s›tmaya ihtiyaç olmaz (‹stanbul, ‹zmir,
Ankara benzeri iklimlerde).
9
• Is› geri kazan›m› sa¤lan›rken, ilave bir enerji de gerekmez. Çok iyi bir ekonomizör sistemi gibi çal›fl›r.
Is›tma ihtiyac› varsa, bunu s›cak hava ile karfl›lamak yerine, statik ›s›tma yap›lmal›d›r. S›cak hava üfleyerek ›s›tma yapmak kötü bir fikirdir. Is›tma ihtiyac›n› statik ›s›tma yapmadan, tavandan havay› s›cak üfleyerek karfl›lamak istenirse;
• Daha yüksek oda s›cakl›¤›na ihtiyaç duyulur.(Hissedilen ortam s›cakl›¤› statik ›s›tmaya göre daha düflük olur, hava hareketi de hissedilen s›cakl›¤› ayr›ca düflürür).
• Bu nedenle daha fazla yak›t tüketilir.
• Oda havas›n›n nemlendirme ihtiyac› artar (Oda s›cakl›¤› artt›kça hava daha
fazla kurur).
• Tavandaki s›cak havay› afla¤›ya indirmek için, daha yüksek h›zla üflemek
gerekir.
• Bu durumda hava sesi oluflabilir.
• Ortam havas›n› daha yüksek h›zla üflemek, fan bas›nc›n›, dolay›s›yla elektrik tüketimini (az da olsa) art›r›r.
• Havan›n egzoz menfezine do¤ru by-pass riski daha fazla olur.
• Havadan havaya ›s› geri kazan›m cihazlar›nda ilave direnci yenmek için, taze hava ve egzoz devrelerinde daha büyük fan motorlar› kullan›l›r. Bu motorlar, yaz k›fl sürekli taze hava temini ve egzoz yapmak için çal›fl›rlar ve sürekli enerji harcarlar. D›fl ortamdaki havay› (özellikle ara mevsimlerde) binaya oldu¤u gibi vermek daha uygun olsa bile, hava bu cihazlardan geçmek
zorundad›r ve enerji tüketilir.
• Böyle durumlarda mümkün oldu¤u kadar by-pass damperleri kullan›lmal›d›r. Havadan havaya ›s› geri kazan›m cihazlar›, bölgeye ba¤l› olarak, proje
baz›nda incelenmelidir. ‹sveç ve Kanada’da çok yararl› oldu¤u kesin olan
havadan havaya ›s› geri kazan›m cihazlar›n›n, ‹stanbul, ‹zmir, Antalya vb. flehirlerde ne kadar yararl› veya zararl› olduklar› da tart›fl›lmaktad›r. Bu konu
proje baz›nda incelenmelidir.
SIRA S‹ZDE
So¤utma için gerekli üfleme havas›; ortama hangi s›cakl›kta ve mahalin
neresinden verilmelidir?
Taze Hava Al›fl›
4
SIRA S‹ZDE
Taze havay› alt kotlardan, yani kuranglez içinden, topra¤a yak›n seviyelerden alS O R toz
U sürüklenir.
d›¤›m›zda hava ile birlikte klima santrali filtresine do¤ru, daha fazla
Bu nedenle taze havay› mümkün oldu¤u kadar üst kottan almak gereklidir. Baflka
k›s›tlamalar yoksa taze havan›n çat›dan al›nmas› idealdir. Bu durumda;
D‹KKAT
• D›fl hava üst seviyelerde daha tozsuz ve daha az kirli olacak,
• Filtreler daha geç t›kanacak,
SIRA S‹ZDE
• Filtre ömrü daha uzun olacak,
• Enerji tüketimi daha az olacak,
• ‹ç hava kalitesi ve konfor daha iyi olacakt›r.
AMAÇLARIMIZ
Büyük binalar›n girifl kap›lar› sabah saatlerinde yo¤un insan girifli nedeniyle sürekli aç›k kal›r. K›fl›n so¤uk hava ve yaz›n tozlu hava girifli, iç hava kalitesini bozar. Büyük binalar›n giriflinde hava perdeleri kullan›lmal›d›r. K ‹ T A P
‹ç hacimler, d›flar›dan toz giriflini önlemek üzere bas›nçland›r›lmal› ve daima (+)
bas›nçta tutulmal›d›r. Bunun için taze hava miktar› egzozdan daha fazla olmal›d›r.
N N
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET
10
Havadan havaya ›s› geri kazan›m cihazlar› kullan›lan binalarda (yüksek blok),
›s› geri kazanma hücresinin yaratt›¤› direnç nedeniyle hava beslemesi azal›nca iç
hacimler (-) bas›nçta kalabilir. Çünkü WC ve mutfak egzozlar› de¤iflmeden ayn›
debide çal›flmay› sürdürmektedirler. Böylece emilen hava de¤iflmezken beslenen
hava azal›nca, hacimler negatif bas›nca dönmektedir. Bu tür uygulamalarda artan
direnci karfl›lamak ve besleme havas›n› art›rmak üzere taze hava fan› daha büyük
olmal›d›r.
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
5
HVAC sistemlerinde
taze havan›n çat› kotundan al›nmas›n›n avantajlar› nelerdir?
SIRA S‹ZDE
Klimada Oda S›cakl›¤›
Sürekli yaflanan
hacimlerde (ofis vb.) yaz aylar›nda 24°C oda s›cakl›¤› idealdir.
Enerji ekonomisi için 25°C insanlar için ideal kabul edilebilir. Yaflam mahallerinde
O R U
yaz›n sürekliS oturulmuyorsa,
girip-ç›k›l›yorsa (flantiye ofisleri, hatta bahçeli evlerde
bahçeye s›k ç›k›fllar vb) oda s›cakl›¤›n›n d›fl hava s›cakl›¤›n›n yaklafl›k 6-8°C alt›nda olmas›; önce sa¤l›k (nezle olmamak için), sonra da enerji ekonomisi için daha
D‹KKAT
uygundur.
Is›tma mevsiminde d›fl hava s›cakl›k fark› çok fazla oldu¤u için, her odan›n s›SIRA S‹ZDE
cakl›¤› termostatik
radyatör vanas› veya oda termostat› ile ayr› ayr› kontrol edilmelidir. Termostatik Radyatör Vanas›, bir vana ve bu vanan›n üzerine ba¤lanm›fl termostattan oluflmaktad›r.
Oda s›cakl›¤› termostat üzerindeki skala yard›m›yla ayarlaAMAÇLARIMIZ
n›r. Termostat, oda s›cakl›¤› ayarlanan de¤ere geldi¤i zaman otomatik olarak vana
üzerindeki pimi iterek su ak›fl›n› k›sar ve vanay› kapatarak radyatörün gereksiz yere ›s› yaymas›n›
K ‹ T önler.
A P Oda Termostat› ise, odan›n s›cakl›¤›n› ölçen ve s›cakl›¤›n›n
istenen seviye geldi¤i anda ›s›tma cihaz›n›n çal›flmas›n› durduran elemanlar›d›r.
Is›tma mevsiminde iç ortam s›cakl›¤› 20°C ise, k›fl›n d›fl hava iç hava s›cakl›k
fark› yüksek
T E L de¤erlerdedir.
EV‹ZYON
• ‹stanbul’da (d›fl hava proje s›cakl›¤› -3°C) : ∆T = 20-(-3)= 23°C
• Ankara’da (d›fl hava proje s›cakl›¤› -12°C) : ∆T = 20-(-12)= 32°C
• ‹zmir’de (d›fl hava proje s›cakl›¤› 0°C)
: ∆T = 20-0= 20°C
‹ N T E R N E(d›fl
T hava proje s›cakl›¤› +3°C) : ∆T = 20-3= 17°C
• Antalya’da
Bu nedenle radyatörlerde, termostatik radyatör vanalar› kullan›lmal›d›r. Oysa
ayn› flehirlerde so¤utma mevsiminde, iç ortam ile d›fl havan›n s›cakl›k farklar›, s›cak yaz günlerinde bile 8-12°C gibi düflük de¤erlerdedir.
So¤utmada ise, iç-d›fl ortam s›cakl›k fark› çok daha azd›r. Ancak günefl etkisi saatlere ve yönlere göre farkl›d›r. Yani so¤utmada, her odan›n s›cakl›k kontrolünü
ayr› ayr› yap›lmak yerine otel, hastane ve özel uygulamalar hariç zon kontrolü yap›labilir. Ancak günefl, ciddi oranda ortam s›cakl›¤›n› etkiler. Yani so¤utmada oda
s›cakl›¤›n› kontrol etmek için zonlama yap›lmas› yararl›d›r. Oda termostatlar›n›n
ayar noktalar›ndaki s›cakl›k farklar›n›n ± yaklafl›k 1°C oldu¤u ve bu de¤iflimin hissedilmedi¤i düflünülürse; ayn› zondaki benzer hacimlerin yaz›n so¤utma için bir
oda termostat› ile kontrol edilmesi pratik olabilir.
N N
Enerjinin Tafl›nmas›
Is› enerjisinin tafl›nmas›nda iki önemli konu vard›r:
• Enerjinin tafl›nd›¤› mesafe,
• Enerji tafl›n›m flekli (su veya hava gibi)
Bu tafl›ma iflleminde, su veya havan›n hareketini sa¤layan pompalar veya fanlar, elektrik ile çal›fl›r. Tesisattaki direnç artt›kça, pompa ve fan motorlar› da çok
11
daha fazla elektrik tüketecektir. Baflka bir deyim ile elektrik enerjisini fanlar de¤il,
hava kanallar›; pompalar de¤il, borular tüketir. Hava kanallar›nda direnç daha azsa, daha az enerji tüketilir ve daha küçük fan motoru yeterli olur. Ayn› flekilde borulardaki bas›nç kayb› daha azsa, daha az enerji tüketilir ve daha küçük pompa yeterli olur. Elektrik motoruna verilen enerji, borularda ve hava kanallar›nda sürtünmelerle ›s› enerjisine dönüflerek tüketilir. Üstelik so¤utma halinde bu ›s›, so¤utma
yükü olarak çillere yüklenir ve tafl›nan so¤utma kapasitesini azalt›r.
Di¤er önemli bir konuysa, fanlar›n ve pompalar›n sürekli çal›flmalar›d›r. Dolay›s›yla enerji tüketimleri süreklidir, bundan kaynaklanan ›s› kazanc› süreklidir. Bu
nedenle ›s› enerjisinin ekonomik tafl›nmas› enerji tasarrufunda önemli bir konudur.
Is› tafl›y›c› ak›flkan gaz›n›n evaporatörlerde s›v› halden gaz haline geçerken oluflturdu¤u so¤utma potansiyelinin en k›sa mesafede kullan›lmas›, ciddi oranda enerji ekonomisi sa¤lar. Görüldü¤ü gibi enerjiyi uzak mesafelere su ile tafl›mak yerine,
havayla tafl›mak aras›nda gerekli güç aç›s›ndan so¤utmada fark neredeyse 10 mislidir. Bu fark ›s›tmada daha da artmaktad›r ve oran 60 misli mertebelerindedir. Ancak havayla enerji tafl›man›n free cooling gibi avantajlar› da dikkate al›narak karfl›laflt›rma yap›lmal›d›r. Sulu sistemlerde mahallerin ihtiyac› olan taze havay› tafl›mak
için, ayr›ca enerji harcanaca¤› da dikkate al›nmal›d›r. Esas belirleyici olan di¤er bir
faktör ise, enerjinin tafl›nmas› gereken mesafedir. Sonuç olarak mekanik sistemlerin merkezi da¤›t›m avantajlar›na karfl›n,
• Enerjiyi uzak noktalara tafl›ma,
• Tafl›rken oluflan ›s› kay›p ve kazançlar›,
• Pik yük d›fl›ndaki düflük kapasite ihtiyaçlar›ndaki verim düflümü,
• Farkl› çal›flma saatlerine uyum sa¤lama zorluklar›
gibi dezavantajlar› da vard›r.
Enerjinin Hava veya Suyla Tafl›nmas› Maliyetlerinin
Karfl›laflt›r›lmas›
Hava veya su ile tafl›nan enerji miktar›n›n hesaplanmas›nda afla¤›daki eflitlik
kullan›l›r:
Q = V ρ. .cp.∆T
(1.1)
∆T s›cakl›k fark›, so¤utma halinde su için 6°C veya 5°C; hava için 9°C kabul
edilebilir. Is›tma halinde ise ∆T s›cakl›k fark›, su için 15°C veya 20°C ve hava için
10°C veya 15°C kabul edilebilir. Bu formüldeki sembollerin anlamlar› ve hesap de¤erleri Çizelge 1.1’de verilmifltir.
Sembol
Anlam›
Birimi
So¤utma Halinde
Enerji Tafl›y›c›
Is›tma Halinde
Hava
Su
Hava
Su
1
1
1
Q
Tafl›nan ›s› gücü
kW
1
∆T
S›cakl›k fark›
°C
9
cp
Özgül ›s›
kJ/kg.°C
1,0
4,2
1,0
4,2
Yo¤unluk
kg/m3
1,2
1000
1,2
1000
Gerekli debi
m3/h
333
0,140 0,170
ρ
V
6
5
10
278
15
185
15
20
0,057 0,043
Çizelge 1.1
1 kW Enerjinin
(So¤utma ve Is›tma
‹çin Ayr› Ayr›) Hava
ve Suyla Tafl›nmas›
‹çin Gerekli Debi
De¤erleri
12
Çizelgede 1 kW enerji tafl›mak için gerekli hacimsel debi hesab› görülmektedir.
Buna göre ayn› enerjinin tafl›nmas› için hava halinde çok büyük debi gerekmektedir. Debilerin oran› so¤utmada 2000, ›s›tmada 5000 mertebesindedir. Dolay›s›yla
gerekli hava kanal› veya boru boyutlar› çok farkl›d›r. Ayn› 10 kW gücünde enerjinin tafl›nmas› için, hava halindeki 315 mm bir hava kanal› yerine, su halinde 25
mm bir boru yeterlidir.
Enerjinin tafl›nmas› için, ak›flkan hareketini sa¤layan hava fan› veya su pompas› taraf›ndan çekilen enerjinin hesaplanmas›nda ise afla¤›daki eflitlik kullan›l›r:
P=
V .∆p
3600.η p .η m
(1.2)
Fan veya pompa taraf›ndan sa¤lanan bu bas›nç enerjisi, hava kanallar›nda veya borularda sürtünmelerle ›s› enerjisine dönüflerek kaybedilir. Bu formüldeki
sembollerin anlamlar› ve de¤erleri Çizelge 1.2’de verilmifltir. Havan›n hareketi için
haval› sistemlerde sa¤lanmas› gerekli bas›nç, suyun hareketi için sulu sistemlerde
sa¤lanmas› gerekli bas›nçtan daha düflüktür.
Su ile so¤utma halinde ortama tafl›nan su, bir fan coil vb cihazdan geçirilerek
ortam so¤utulur. 1kW so¤utma kapasitesi için ortalama 4,5 kW fan coil motor gücü gereklidir. Bu de¤er de su ile so¤utma için gerekli güç de¤erine eklenmelidir.
Çizelge 1.2
1 kW Enerjinin
(So¤utma ve Is›tma
‹çin Ayr› Ayr›) Hava
ve Suyla Tafl›nmas›
‹çin Gerekli Güç
De¤erleri
Sembol
Anlam›
Birimi
So¤utma Halinde
Hava
Su
Is›tma Halinde
Hava
Su
V
Ak›flkan debisi
m3/h
333
∆p
Toplam bas›nç
Pa
1100
250000
1100
80000
–
%70
%65
%70
%65
%90
%90
%90
ηp
Fan/pompa
verimi*
ηm
Motor verimi
–
%90
P
Gerekli güç
W
162
0,140
17
0,170
20
278
185
135
90
0,057
2,2
0,043
1,6
*Daha yüksek verimlerde çal›flan fan ve pompalar seçilebilir.
So¤utmada hava için karakteristik de¤erler; ∆p = 1100 Pa ve su için ∆p = 250000
Pa (25 mSS),
Is›tmada hava için karakteristik de¤erler; ∆p = 1100 Pa ve su için ∆p = 80000
Pa (8 mSS) al›nabilir.
Bu bas›nç de¤erleriyle 1 kW enerji tafl›mak için gerekli güç hesab› Çizelge
1.2’de görülmektedir.
• Görüldü¤ü gibi enerjiyi uzak mesafelere su ile tafl›mak yerine, havayla tafl›mak aras›nda gerekli güç aç›s›ndan so¤utmada fark neredeyse 10 mislidir.
Bu fark ›s›tmada daha da artmaktad›r ve oran 60 misli mertebelerindedir.
• Ancak havayla enerji tafl›man›n free cooling ve cool down avantajlar› da
dikkate al›narak karfl›laflt›rma yap›lmal›d›r.
• Sulu sistemlerde mahallerin ihtiyac› olan taze havay› tafl›mak için, ayr›ca
enerji harcanaca¤› da dikkate al›nmal›d›r.
13
• Esas belirleyici olan di¤er bir faktör ise, enerjinin tafl›nmas› gereken mesafedir.
Sonuç olarak mekanik sistemlerin merkezi da¤›t›m avantajlar›na karfl›n,
• Enerjiyi uzak noktalara tafl›ma,
• Tafl›rken oluflan ›s› kay›p ve kazançlar›,
• Pik yük d›fl›ndaki düflük kapasite ihtiyaçlar›ndaki verim düflümü,
• Farkl› çal›flma saatlerine uyum sa¤lama zorluklar› gibi dezavantajlar› da vard›r.
5 kW enerjinin;
a) 10°C s›cakl›k fark› ile hava ile tafl›nmas› için gerekli debiyi hesaplay›n›z.
b) 6°C s›cakl›k fark› ile su ile tafl›nmas› için gerekli debiyi hesaplay›n›z.
ÖRNEK 1
Çözüm 1:
a) 5 kW enerjinin 10°C s›cakl›k fark› ile hava ile tafl›nmas› için Çizelge 1.1’deki de¤erleri Eflitlik 1.1’de yerlerine koyarsak; gerekli debi;
V=
Q
=
ρ.c p ∆T 1, 2 kg
m3
5kW
.1, 0 kJ
kg °C
.10°C
= 0, 416 m s
3
V = 0,416 m3/s (veya 1497,6 m3/h) olarak bulunur.
b) 5 kW enerjinin 6°C s›cakl›k fark› ile su ile tafl›nmas› için Çizelge 1.1’deki de¤erleri Eflitlik 1.1’de yerlerine koyarsak; gerekli debi;
V=
Q
=
ρ.c p ∆T 1000 kg
m3
5kW
.4, 2 kJ
kg °C
.6°C
= 0, 0002 m s
3
V = 0,0002 m3/s (veya 0,72 m3/h) olarak bulunur.
SIRA
S‹ZDEhesaplay›n›z.
12 kW enerjinin 15°C s›cakl›k fark› ile hava ile tafl›nmas› için gerekli
debiyi
6000 m3/h debiye sahip hava ile so¤utma yapan %70 fan ve %90 motor verimli bir
cihaz›n ihtiyaç duydu¤u gerekli güç kaç W d›r? (Toplam bas›nç de¤erleri için kaS O R U
rakteristik de¤erler göz önüne al›nmal›d›r)
6
Ö RD ÜNfiEÜ NKE L ‹2M
S O R U
Çözüm 2:
D‹KKAT
6000 m3/h debiye sahip hava ile so¤utma yapan bir cihaz için güç hesab› yapabilmek için, Çizelge 1.2’deki de¤erleri Eflitlik 1.2’de yerlerine koyarsak gerekli güç;
P=
.1100 Pa
V .∆p
h
=
= 2910W
3600.η p .η m
3600.0, 70.0, 90
3
6000 m
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
P = 2910 W = 2,9 kW olarak bulunur.
D‹KKAT
N N
K ‹ T A P
S‹ZDE
5000 m3/h debiye sahip hava so¤utma yapan %70 fan ve %90 motor SIRA
verimli
bir cihaz›n ihtiyaç duydu¤u gerekli güç kaç W d›r? (Toplam bas›nç de¤erleri için karakteristik de¤erler
göz önüne al›nmal›d›r)
TELEV‹ZYON
SIRA S‹ZDE
7
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
SIRA S‹ZDE
TELEV‹ZYON
S O R U
‹NTERNET
S O R U
‹NTERNET
D‹KKAT
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
14
KAPAS‹TEN‹N YÜKSEK SEÇ‹LMES‹ VE AfiIRI BÜYÜK
BOYUTLANDIRMA (OVERSIZING)
Kapasiteyi yüksek seçmek kötü bir fikirdir. Afl›r› büyük sistem veya cihaz, yanl›fl
bir seçimdir. Genellikle hesaplardaki hata paylar›, belirsizlikler ve kabuller nedeniyle emniyetli tarafta kalmak üzere emniyet katsay›lar› kullanmak ve kapasiteyi
her ihtimale karfl› büyük seçmek, mühendislikte uygulanan bir yöntemdir. Asl›nda
her emniyet katsay›s›, hesaptaki yetersizli¤in bir iflaretidir. Bir seçim veya tasar›mda hesap kabiliyeti ne kadar iyi ise, seçilen veya tasarlanan sistem veya cihaz da
gerçek ihtiyaca o kadar yak›nd›r.
Gereksiz yere büyük seçilen cihaz veya sistem hem pahal› olacakt›r hem de genel olarak iflletme, bak›m ve yedek parça maliyeti daha fazla olacakt›r. Çünkü büyük cihaz veya sistem, daha çok k›smi yüklerde çal›flacakt›r ve genellikle termik
sistemler, k›smi yüklerde daha düflük verim de¤erlerine sahiptir. Günümüzde gelifltirilen cihazlardaki mükemmel kapasite kontrol sistemleri, k›smi yüklerdeki verim düflümlerini azaltm›fl olsalar da bu genel do¤ru, kazan, so¤utma grubu, fanlar,
pompalar gibi pek çok cihaz için geçerli de¤ildir. Bu nedenle afl›r› büyük cihaz ve
sistem seçimlerinden mümkün oldu¤unca kaç›nmak gerekmektedir. ‹htiyac›n minimum kapasiteyle karfl›lanmas› (konforu etkilemeden) bir tasar›m hedefi olmal›d›r.
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
S O R U
SIRA S‹ZDE
D‹KKAT
AMAÇLARIMIZ
SIRA S‹ZDE
K ‹ T A P
AMAÇLARIMIZ
TKE L‹E VT ‹ ZA Y OP N
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET
8
Gere¤inden SIRA
büyükS‹ZDE
seçilen sistemlerin, sistem yat›r›m ve iflletmesine etkileri nelerdir?
9
SIRA S‹ZDE
Klima sistemlerinde
enerji ekonomisi için mimari tasar›m önlemleri nelerdir?
S O R U
HAVALANDIRMADAN
OLAN ISIL KAZANÇLARI
AZALTMA ÖNLEMLER‹
Havaland›rmadan
D ‹ K K A Tolan ›s›l kazançlar› önleme amac›yla belli bafll› yöntemler vard›r.
S O R U enerji tüketen cihazlar›ndan kaynaklanan ›s›l kazançlar› azaltBunlar iç ortamdaki
mak, havaland›rma sistemi ile iliflkili olan ›s›l kazançlar ve iç ortama ba¤l› olan ›s›l
SIRA S‹ZDE
kazançlard›r.D ‹Bu
alt›nda bunlara de¤inece¤iz.
K K Abafll›k
T
N N
N N
So¤uk-S›cak
Bölge fiartlar›
AMAÇLARIMIZ
SIRA S‹ZDE
D›fl havan›n k›fl›n çok so¤uk oldu¤u günlerde, iç ve d›fl havan›n s›cakl›k fark› fazlad›r. ‹çle d›fl aras›nda bas›nç fark› artar. Afl›r› bas›nç fark› nedeniyle d›flar›dan içeriye kontrolsüz
K ‹ Thava
A P girifli artar. D›fl hava böyle günlerde çok so¤uk (yaz›n da çok
AMAÇLARIMIZ
s›cak) oldu¤u için, binan›n enerji tüketimi ciddi oranda artar. Ayr›ca taze hava tozludur ve girifli kontrolsüzdür.
S›cak bölge
genellikle d›fl hava yüksek nem oran›na sahiptir. KonT KE L ‹E VT‹flartlar›nda
ZAY OPN
trolsüz hava girifli içeride nem yükünü (gizli ›s› kazanc›) de art›r›r. Bu durumda ilave yükü karfl›lamak üzere klima cihazlar› çok daha fazla enerji tüketeceklerdir.
Dönüfl Thavas›n›n
E L E V ‹ Z Y O Nemilmesi, hatta hava dönüflünün ayd›nlatma armatürleri vas›ta‹
N T E R%25
N E T mertebesinde olan ayd›nlatma yükünü %15 mertebesine düflüs›yla yap›lmas›
recektir. Hatta hava kanall› split kullan›lan sistemlerde (tam haval› sistemler) ve seri fanl› VAV sistemlerde bu at›k ›s› faydal› ›s› olarak da k›fl aylar›nda kullan›labilir.
‹NTERNET
Havaland›rmay› Koflullara Göre Ayarlamak
Taze hava miktarlar›n› yaz›n güneflten kazanc›n en fazla oldu¤u saatlerde azaltmak, buna karfl›l›k özellikle gece saatlerinde havaland›rma yapmak ve free cooling
15
imkân›ndan mümkünse yararlanmak en etkin önlemdir. Taze hava miktar› mahaldeki insan say›s›na göre CO2 sensörleri ile kontrol edilerek de ayarlanabilir.
Ayd›nlatmadan Olan Kazançlar› Azaltma Önlemleri
• Verimli ayd›nlatma armatürleri kullanmak (elektronik balastl›),
• Ayd›nlatmadan oluflan ›s› kazanc›n› armatür üzerinden do¤rudan d›flar› atmaya imkân veren armatürler ve sistem kullanmak,
• Mümkün oldu¤u kadar do¤al ayd›nlatmadan yararlanmak veya ayd›nlatma
otomasyonu kullanmak.
Ofis Makinelerinden Olan ‹ç Kazançlar› Azaltma Önlemleri
• Daha düflük enerji tüketen verimli ofis cihazlar› kullanmak,
• Bilgisayar, faks, fotokopi makinelerinin enerji tüketimlerini ve bunlardan
oluflan ›s› kazançlar›n› azaltmak,
• Büyük binalarda so¤utulmufl su p›narlar› yerine merkezi so¤utulmufl içme
suyu tesisat› kullanmak gerekir. Tekil su p›narlar› ve buzdolaplar› bina içinde ›s› kayna¤› oluflturmaktad›r.
So¤utmada ‹ç S›cakl›¤› Art›rman›n Etkisi
Klima sistemlerinin hemen hepsi, etkin bir otomatik kontrol sistemine sahiptir. Dolay›s›yla iç s›cakl›klar›n›, istenilen bir de¤erde veya bu de¤erin etraf›nda bir aral›kta sabit tutabilirler. Burada önemli olan kullan›c› taraf›ndan ayarlanan (set edilen)
iç s›cakl›k de¤eridir.
Yaz›n so¤utma yükünde iç kazançlar›n, güneflten olan kazançlar›n ve taze hava yükünün en büyük pay› ald›¤› görülmektedir. Yaz mevsiminde, iç ve d›fl s›cakl›k de¤erleri aras›ndaki fark azd›r. Bu nedenle iç s›cakl›ktaki de¤iflimler kazanca
daha büyük oranda etkili olur.
Klima sistemlerinin yaz›n ortam nemini azaltma etkisi vard›r. ‹stanbul gibi nemli iklimlerde mekanik klimatizasyonun en fazla hissedilen etkisi, belki de so¤utmadan çok nemin azalt›lmas›na ba¤l›d›r. Sistemin rejime girinceye kadar (sistem düzenli çal›flana kadar) olan dönemdeki çal›flmas› s›ras›nda bu yük çok etkilidir. Sistem rejime girdikten sonra, yani nem de¤eri kararl› bir düzeye düflürüldükten sonra, sistem sadece iç ve d›fl nem kazançlar›n› karfl›lamaya çal›fl›r ki rejim halindeki
bu de¤er, duyulur ›s› kazançlar› yan›nda küçük kal›r. ‹ç s›cakl›¤›n 1°C azalt›lmas›,
duyulur ›s› yükünü art›rd›¤› kadar olmasa da gizli ›s› yükünü de art›r›r.
Di¤er Öneriler
• ‹nsanlar›n yaz›n kendini konforda hissetti¤i iç flartlar pek çok parametreye
ba¤l›d›r ve koflullara göre de¤iflir.
• Sürekli kal›nan ofis veya konut gibi ortamlarda 24°C ideal olmakla birlikte, yaz›n iç s›cakl›¤›n 25°C de¤erine set edilmesi ekonomik ve uygun bir seçimdir.
• Sürekli girilip ç›k›lan ve k›sa süre kal›nan yerlerde ise bu de¤er daha yukar› al›nabilir. Burada d›fl s›cakl›kla 6°C mertebesinde bir fark yarat›lmas›
yeterlidir.
• Daha düflük s›cakl›klara yap›lacak ayarlamalar, hem enerji tüketimini art›racakt›r, hem de hasta olma riskini yükseltecektir.
S‹ZDE
Yaz flartlar›nda konut, ofis gibi sürekli kal›nan mekânlarda iç ortamSIRA
hedef
s›cakl›¤› kaç °C
olmal›d›r? Banka, al›fl-verifl merkezi gibi sürekli girip ç›k›lan mekânlarda hedef s›cakl›k
de¤erleri aras›ndaki fakl›l›klar nelerdir?
10
SIRA S‹ZDE
S O R U
S O R U
D‹KKAT
D‹KKAT
16
FANLARDA ENERJ‹ TASARRUFU
Fanlar, sirkülasyon pompalar› gibi sürekli çal›flt›klar›ndan, HVAC sistemlerinde
fanlar›n enerji tüketim paylar› çok önemlidir. Özellikle tam haval› klima sistemlerinin y›ll›k elektrik enerjisi tüketiminde fanlar, en büyük paya bile sahip olabilir.
Toplamda klima santralleri (dolay›s›yla fanlar) en büyük elektrik enerjisi tüketim noktalar›ndan biri olarak ön plana ç›kmaktad›r. Bu büyük payda, kullan›lan
klima sisteminin etkisi de gözden kaç›r›lmamal›d›r. Söz konusu klima sistemi, tam
haval› olup bütün ›s›tma ve so¤utma ifllemleri havayla sa¤lanmaktad›r. Bu nedenle fanlar için enerji tasarrufu imkân›, fan›n kullan›ld›¤› uygulamaya göre de¤erlendirilmelidir. Her fleyden önce “fanlara verilen enerji, hava kanallar›nda tüketilir”
gerçe¤i ak›ldan ç›kar›lmamal›d›r. Bunun için de öncelikle kanal sistemi, optimum
enerji maliyeti oluflturacak biçimde tasarlanmal›d›r. Binalarda mekanik tesisatta havaland›rma fanlar›, klima santrali fanlar›, kule fanlar›, hava so¤utmal› çiller fanlar›
gibi farkl› amaçlarla kullan›lan fanlar mevcuttur. Genellikle sabit debili fanlar kullan›l›r. ‹htiyac›n de¤iflken oldu¤u yerlerde, de¤iflken debili fanlar›n kullan›lmas›
büyük enerji tasarrufu sa¤lar. Ancak mevcut sistemlerde her uygulamada, sabit debili fanlar› de¤iflken debili fanlara döndürme imkan› yoktur. Fan debisinin de¤iflimi, devir say›s›n› de¤ifltirerek yap›lmal›d›r. Fan devri de¤iflti¤inde; debi, devirdeki
de¤iflimle do¤ru orant›l› de¤iflir. Fan bas›nc› devir de¤iflim oran›n›n karesiyle, fan›n
çekti¤i elektrik gücü ise devir de¤iflim oran›n›n küpüyle orant›l› de¤iflir. Fan›n devir say›s›n› de¤ifltirerek debi %20 azalt›ld›¤›nda, bas›nç %36 ve güç %50 azal›r. Fan
seçerken, de¤iflen hava debilerindeki verim e¤risi dikkatle kontrol edilmelidir.
Azalan hava debisinde elektrik tüketiminin nas›l de¤iflti¤i ve da¤›t›m kanallar›ndaki balans›n nas›l etkilendi¤i de kontrol edilmelidir.
HAVA KANALLARINDA ENERJ‹ TASARRUFU
Fanlar genellikle sürekli çal›flt›¤› için, çok enerji tüketir. Ancak fana verilen enerji
esas olarak hava kanallar›nda tüketilir. Uygun tasarlanan bir kanal sisteminde hava da¤›t›m› basit olmal›, fazla dolaflmamal›, fazla fittings kullan›lmamal› ve enerji
tüketimi minimize edilmifl olmal›d›r. Hava kanal›ndaki bas›nç kayb› artt›kça bununla orant›l› olarak gerekli fan gücü ve çekti¤i elektrik enerjisi de artar. Artan motor gücüne ba¤l› olarak fandan geçen hava da ›s›n›r. Fanda enerji tasarrufu, iyi hava kanal› tasar›m›yla bafllar. Bunun için de öncelikle kanal sistemi, optimum enerji maliyeti oluflturacak biçimde tasarlanmal›d›r.
Havaland›rma Sistemlerinde ‹lave Enerji Tasarrufu
Önlemleri
• Havaland›rma fanlar›n›n gereksiz çal›flmas› durdurulmal›d›r.
• Taze hava miktar›, iç hava kalitesini düflürmeden minimize edilmelidir.
• Klima santrallerinde entalpi kontrolü yap›larak hava taraf›na ekonomi çevrimi uygulanmal›d›r.
• Gece so¤utmas› ve havaland›rmas› yap›lmal›d›r.
Hava Kanal› ve Boru Boyut Optimizasyonu
Prensip olarak kanal sisteminin kesiti ne kadar küçük tutulursa, kanal yat›r›m maliyeti azal›r. Buna karfl›l›k, fandaki y›ll›k enerji tüketimi ve fan yat›r›m maliyeti artar. Bunlar ters yönde iflleyen temel parametrelerdir. Bunun d›fl›nda maliyete etki
eden ikinci derecede parametreler de bulunmaktad›r.
So¤utulmufl su borular›nda da (aynen hava kanallar›nda oldu¤u gibi) boru çap› ne kadar büyük seçilirse,
• Su ak›fl›na karfl› olan direnç azal›r.
• Pompalama enerjisi azal›r.
• Pompa küçülür, maliyeti azal›r.
Buna karfl›l›k,
• Boru maliyeti artar.
• Vana, fittings ve armatür maliyeti artar.
• Boru yal›t›m› maliyeti artar.
• Is› kazanc› artar.
Ancak optimizasyonda enerji kay›plar›n› minimumda tutmak ön planda tutulmal›d›r.
Hava Kanallar›ndaki Hava Kaçaklar›n›n Maliyeti
Avrupa standartlar›nda hava kanallar›nda üç s›zd›rmazl›k s›n›f› tarif edilmektedir.
Bu s›zd›rmazl›k s›n›flar›;
• A (düflük) s›n›f› : 400 Pa’da 1,32 l/s.m2 kaçak
• B (orta) s›n›f›
: 400 Pa’da 0,44 l/s.m2 kaçak
• C (yüksek) s›n›f› : 400 Pa’da 0,15 l/s.m2 kaçak
olarak tan›mlanm›flt›r. Kanal sistemlerindeki kaçaklar yolu ile kaybedilen enerji
ciddi boyutlardad›r. Özellikle temiz oda uygulamalar›nda, baz› endüstriyel uygulamalarda ve nem alma uygulamalar›nda kanallardaki hava kaçaklar›, enerji kayb›
d›fl›nda özel öneme sahiptir.
Sadece havaland›rma yap›lmas› durumunda hava kaçaklar›n›n enerji maliyeti
fan enerji tüketiminde ortaya ç›kmaktad›r. Kaçak ne kadar fazla ise fan gücü bu
oranda bofla harcanm›fl olacakt›r. Klima kanallar›nda ise kaçak hava, ayn› zamanda so¤utma ve ›s›tma enerjisi kayb› anlam›na gelmektedir. Dolay›s› ile klima sistemlerinde hem fanda, hem de so¤utma (veya ›s›tma) grubunda enerjinin bofla
harcanmas› söz konusudur. fiartland›r›lan hacimlerden geçen kanallardaki s›zma,
yine iklimlendirilen hacme olaca¤›ndan, bir kay›p oluflturmayaca¤› ileri sürülebilir.
Ancak bu halde bile s›zan hava istenilen fonksiyonu yerine getirmeyecek, menfezlerden hedef bölgeye üflenemeyecektir. En kötü durum, besleme ve egzoz kanallar›n›n beraber geçtikleri asma tavan içinde ve düfley tesisat flaftlar›ndaki kay›plard›r. Burada flartland›r›lm›fl havan›n do¤rudan k›sa devre olmas› söz konusudur.
Hava kanallar›ndaki hava kaçaklar›, contal› yuvarlak hava kanallar› kullan›larak
büyük ölçüde ortadan kald›r›labilir. Ancak hava kanallar›ndaki kaçaklar önlense
bile menfez ba¤lant›lar›nda kaçaklar devam edebilmektedir. S›zd›rmaz kanal kullan›ld›¤›nda menfez ba¤lant›lar›na özel önem verilmeli ve ba¤lant›lar tekni¤ine uygun yap›lmal›d›r. Hava kanallar›nda kullan›lan mastik kalitesi önemlidir. Zamanla
kuruyan ve dökülen mastik kullan›lmamal›d›r.
MERKEZ‹ SO⁄UTMA S‹STEMLER‹N‹N S‹RKÜLASYON
BORULARINDA ISI KAZANCI VE POMPALAMA
ENERJ‹S‹
Merkezi so¤utulmufl sulu klima sistemlerinde, örne¤in fan coil sistemlerinde, büyük miktarda su, sistemde sürekli dolaflmaktad›r. fiartland›r›lmam›fl hacimlerden
geçen borulara çevreden ›s› kazanc› olur. E¤er boru yüzeylerinde yo¤uflma olursa
ayn› zamanda d›fl havadan boruya nem transferi de gerçekleflir. Bu sirkülasyon borular›nda ›s› ve nem geçifline karfl› yal›t›m yap›lmakla birlikte, ›s› geçifli tamamen
17
18
önlenemez. Dolafl›m›n sürekli oldu¤u da dikkate al›nd›¤›nda toplamda gerçekleflen ›s› kazanc› ve bunu karfl›lamak üzere so¤utma grubunda harcanan elektrik
enerjisi önemli boyutlardad›r. Uygulamada ve tasar›mda genellikle s›cak su ve buhar borular›nda yap›lan yal›t›ma daha fazla önem verilir. Standartlarda ve literatürde bu konuda genifl bilgi bulunabilir. Oysa so¤utulmufl su halinde, belki de s›cakl›k fark›n›n az olmas› nedeniyle, yal›t›m üzerinde fazla durulmaz. Yal›t›m kal›nl›¤›,
genellikle d›fl yüzeylerde yo¤uflman›n önlenmesine yönelik olarak belirlenir. Hâlbuki so¤utma enerjisi en pahal› enerji cinsidir. Buradaki kay›plar, parasal boyutuyla çok önemlidir. Bu nedenle so¤utulmufl su borular›nda da ekonomik izolasyon
kal›nl›¤› dikkate al›nmal› ve izolasyon kal›nl›klar› art›r›lmal›d›r. Üzerinde durulmas› gereken bir baflka konu, yal›t›m›n cinsidir. Kullan›lacak yal›t›m›n ayn› zamanda
nem geçirmemesi gerekir. E¤er ›s› yal›t›m tabakas› içinde nem difüzyonu gerçeklefliyorsa, tabaka içinden difüzyonla boru yüzeyine ulaflan su buhar› burada yo¤uflur ve izolasyonu ›slat›r. Bu yo¤uflma olay›, yal›t›m tabakas›n›n geçirgen olmas› halinde sürekli olacakt›r. Bu nedenle ›s› yal›t›m›yla birlikte, yal›t›m›n d›fl›na bir nem
yal›t›m› uygulanmal›d›r. Daha iyisi ›s› yal›t›m›, nem geçirmeyen plastik esasl› kapal› hücreli tipte olmal›d›r.
Pompalarda Enerji Tasarrufu
Özellikle tam sulu klima sistemlerinde, y›ll›k elektrik enerjisi tüketiminde pompalar önemli paya sahiptir. Bu tür klima sistemlerinde, pompalar›n HVAC cihazlar›n›n toplam elektrik tüketimleri içinde pay› %3-12 mertebesindedir. Binalarda mekanik tesisatta so¤utma devresi, so¤utulmufl su sirkülasyon pompalar›, kondenser
devresi (so¤utma kulesi) pompalar›, s›cak su sirkülasyon pompalar› gibi farkl›
amaçlarla kullan›lan sirkülasyon pompalar› mevcuttur. Sirkülasyon pompalar›, genellikle küçük motor güçlerine sahiplerdir ancak sürekli çal›flt›klar›ndan çok enerji tüketirler. Sirkülasyon pompalar› sabit debili ve de¤iflken debili olabilir. Genellikle kullan›lan tipler, sabit debili pompalard›r. ‹htiyac›n de¤iflken oldu¤u yerlerde
de¤iflken debili pompalar›n kullan›lmas› büyük enerji tasarrufu sa¤lar. Ancak mevcut sistemlerin yenilenmesinde, her uygulamada sabit debili pompalar›, de¤iflken
debili pompalarla de¤ifltirme imkan› yoktur.
VRV S‹STEMLER
Tek bir d›fl üniteye (veya d›fl ünite grubuna) tek bir bak›r boru hatt› ile ba¤lanabilen çok say›da iç ünite ile tüm ba¤›ms›z mekanlarda ›s›tma ve/veya so¤utma ve
k›smi havaland›rma yaparak istenilen iklim koflullar›n› sorunsuz sa¤layan bir klima
teknolojisidir. Son y›llarda enerji tasarrufunun, konforun, iflletme maliyetlerinin ve
hassas kontrolün ön plana ç›kmas›yla VRV (Variable Refrigerant Volume-De¤iflken
So¤utucu Ak›flkan Debisi) sistemler HVAC sektöründe önemli bir yer alm›flt›r. Modüler, kompakt ve esnek yap›lar› ile çok katl› binadan tek bir villaya kadar tüm yap›larda esnek uygulama imkân› sunmaktad›r. Bu sistemler bir tek gidifl ve dönüfl
bak›r boru hatt› ile birden çok iç üniteyi çal›flt›rabilen sistemlerdir. Bu özellik VRV
sistemler ile çoklu sistemleri birbirinden ay›ran en temel özelliktir. Y›llar boyunca
VRV sistemleri büyük geliflmeler göstermifltir. Günümüzde 6 seri VRV sistem bulunmaktad›r. Bu seriler;
Sadece So¤utma (Cooling Only): Sistem sadece so¤utma amaçl› kullan›ma imkân verir.
Is›tma ve So¤utmay› Yapan Is› Pompalar› (Heat Pump): Sistem hem ›s›tma hem
de so¤utma amaçl› kullan›labilir. Ancak bu seriler so¤utmada çal›flt›r›l›rken tüm iç
üniteler so¤utma modunda çal›flmak zorundad›r. Herhangi bir iç üniteyi ›s›tma modunda çal›flt›rmak mümkün olmaz. Ayn› durum ›s›tma modunda iken de geçerlidir.
Is› Geri Kazan›ml› (Heat Recovery): Sistem ayn› anda hem ›s›tma hem de so¤utma amaçl› kullan›ma imkân verir.
Su So¤utmal› VRV Is›tma ve So¤utmay› Yapan Is› Pompalar› (Water Cooled Heat Pump): Heat pump VRV’den fark›, ›s›n›n hava so¤utmal› kondenser ile d›flar›
at›lmay›p, su so¤utmal› kondenser yoluyla d›flar› at›lmas›d›r. Sistem hem ›s›tma
hem de so¤utma amaçl› kullan›labilir. Bu seriler de heat pump VRV sistemler gibi
so¤utmada çal›flt›r›l›rken tüm iç üniteler so¤utma modunda çal›flmak zorundad›r.
Herhangi bir iç üniteyi ›s›tma modunda çal›flt›rmak mümkün olmaz. Ayn› durum
›s›tma modunda iken de geçerlidir.
Su So¤utmal› Toprak kaynakl› VRV Is›tma + So¤utma (Ground Source Water
Cooled Heat Pump): Su so¤utmal› VRV’den fark› toprak kaynakl› suyu kondenser
›s›s›n› d›flar› atmak için kullanmas›d›r. Sistem hem ›s›tma hem de so¤utma amaçl›
kullan›labilir. Bu seriler de heat pump mant›¤›ndad›r, sistem so¤utmada çal›flt›r›l›rken tüm iç üniteler so¤utma modunda çal›flmak zorundad›r. Herhangi bir iç üniteyi ›s›tma modunda çal›flt›rmak mümkün olmaz. Ayn› durum ›s›tma modunda iken
de geçerlidir.
Su So¤utmal› VRV Is› Geri Kazan›ml› (Water Cooled Heat Recovery): Heat recovery VRV’den fark› ›s›n›n hava so¤utmal› kondenser ile d›flar› at›lmay›p, su so¤utmal› kondenser yoluyla d›flar› at›lmas›d›r. Sistem ayn› anda hem ›s›tma hem de so¤utma amaçl› kullan›ma imkân verir. Sistemin ›s› geri kazan›ml› hale dönmesi için
yön de¤ifltirme kutular›n›n ilave edilmesi yeterli olacakt›r.
Oda S›cakl›k Kontrolü, Enerji Ekonomisi
Hava so¤utmal› VRV sistemleri son derece geliflmifl elektronik kontrol imkân› sa¤lar. Ak›flkan s›cakl›¤›na ba¤l› iç ünite fan devir ayar›, talebe ba¤l› kompresör tüketim kontrolü imkân› (dönüfltürücülü (inverter) kompresör), elektronik genleflme
valfleri ile ak›flkan miktar ve bas›nç kontrolü olana¤›, hassas oda s›cakl›k kontrolü
ve buna ba¤l› olarak enerji tasarrufu sa¤lan›r. Oda s›cakl›k kontrolü baz› markalarda ±0,5°C’ye kadar ulaflm›flt›r.
Enerjinin Paylafl›m›
So¤utma kapasitesinin de¤iflkenli¤i sebebiyle enerjinin eflit paylafl›m› gereklili¤i
daha önce incelenmiflti. Öte yandan VRV sistem ünitelerinin geliflmifl elektronik
özellikleri sayesinde;
• Toplam enerji harcamas›,
• Her iç ünitenin çal›flma süresi,
• Ünite bafl›na harcanan enerji miktar›,
• ‹ç ünitelerin çal›flma e¤rileri
kolayca grafik halinde elde edilebilmekte ve bu sayede enerjinin eflit paylafl›m›
sa¤lanabilmektedir. Bu enerji da¤›l›m› oransal olarak yap›lmakta olup %100 bir ölçüm gerçeklefltirilememektedir.
B‹REYSEL SO⁄UTMA S‹STEM‹NDE ENERJ‹
TASARRUFU
ABD’de uzun y›llar pencere tipi klimalar kullan›ld›. Daha sonra bu cihazlar, iç ve
d›fl ünite olarak ayr›ld› ve split klima cihazlar› ortaya ç›kt›. Ancak çok k›sa bir süre
sonra hava kanall› split klimalara geçildi. Hava kanall› split klimalarda, iç ünitele-
19
20
re ba¤lanan kanal sistemi ile flartland›r›lan hava, farkl› hacimlere tafl›nabilir ve çok
noktadan üfleme yap›larak oda içinde homojen da¤›l›m sa¤lan›r. Ayn› zamanda d›flar›dan al›nan taze hava da verilebildi¤inden yaflam mahallerinin taze hava ihtiyac› karfl›lan›r. Yap› elemanlar›n›n kalitelerinin gün geçtikçe daha da artmas› ve bunun sonucunda pencere ve kap› sistemlerinin neredeyse hiç hava s›zd›rmamas›,
enfiltrasyon (s›z›nt›) sayesinde sa¤lanan do¤al havaland›rman›n yeni kaliteli binalarda yeterince gerçekleflmemesini beraberinde getirmifltir. Nefes alamayan bu binalarda havaland›rma sistemi yok ise oksijen yetersizli¤i oluflmakta; ortamda bakteri ve virüs konsantrasyonu artarak hastal›klar›n bulaflma riski ve h›z› artmakta; insanlardan, eflyalardan ve yap› malzemelerinden yay›lan koku ve gazlar, sigara duman› ve toz oluflumu gibi olumsuz etkiler sonucunda iç hava kalitesi çok düflerek
sa¤l›ks›z bir ortam oluflmaktad›r.
Binalarda havaland›rma, iklim ve mevsim flartlar›ndan ba¤›ms›z olarak, yani
›s›tma ve so¤utma ihtiyaçlar›ndan da önce gelen, 12 ay boyunca süren en birincil
ihtiyaçt›r. ‹flte kanal tipi cihazlar›n en büyük avantaj› bu özelli¤e sahip olmalar›d›r.
Çünkü bu cihazlar d›flar›dan ald›klar› taze havay› filtre edip (tozdan ar›nd›r›p); k›fl›n ›s›tarak, yaz›n ise so¤utarak en iyi konfor flartlar›nda ortama vermekte ve böylece so¤utma için zaten kullan›lan klima sistemi ile havaland›rmay› da gerçeklefltirmektedirler. En iyi konfor, en ucuz maliyetle bu sayede sa¤lanabilmektedir. Öte
yandan iç hacimlere beslenen taze hava nedeniyle bina içinde pozitif bas›nç oluflur. Yani iç bas›nç, d›fl bas›nçtan daha yüksek olur. Bu durumda enfiltrasyon önlenir. Yani kontrolsüz olarak binaya hava girifli olmaz. Bu sayede, hem binaya toz
girifli önlenmifl olur, temizlik gereksinimi azal›r, daha hijyenik bir ortam oluflur,
hem de gereksiz yere kontrolsüz al›nan havan›n ›s›t›lmas› veya so¤utulmas› için
harcanacak enerjiden tasarruf edilmifl olunur. Havaland›rma yetene¤inin yan›nda
ortamda havan›n homojen da¤›t›labilmesi, sessizlik, iç ünitenin komflu hacimlere
konularak servis ifllemlerinin yaflam mahali d›fl›nda gerçeklefltirilmesi, yüksek kapasite, uzun ömür, iç-d›fl ünite montaj mesafesinin uzunlu¤u ve optimum maliyet,
kanal tipi klimalar›n di¤er önemli avantajlar›d›r. Hava kanall› split klima kullan›lan
ofis binalar›nda ve evlerde statik ›s›tma varsa, ‹stanbul’da k›fl›n taze havay› ›s›tmaya ihtiyaç olmaz. Tavan seviyesinden ortama verilen kar›fl›m havas› (taze hava + iç
hava kar›fl›m›) s›cakl›¤› (en so¤uk havada bile) yaklafl›k 17°C civar›ndad›r. Ortama
verildi¤inde ayd›nlatmadan ve iç ›s› kaynaklar›ndan gelen ›s› ile ›s›n›r ve üflenen
hava, oda s›cakl›¤›na yak›n bir de¤erde yaflam mahallerine ulafl›r. Bu, bina ›s›tma
ihtiyac›ndan ortalama %30 mertebesinde tasarruf anlam›na gelebilir.
KANALLI SPLIT KL‹MA VE ÇATI T‹P‹ KL‹MADA, KL‹MAHAVALANDIRMA OTOMASYONUYLA ENERJ‹
TASARRUFU
Ekonomizör Kullan›m› (Free Cooling ‹mkân›)
So¤utma s›ras›nda, uygun d›fl ortam flartlar› mevcutken, d›fl hava - dönüfl havas›
kar›fl›m damperi kullan›larak taze hava oran› artt›r›labilir ve böylece kompresör
kullan›lmadan so¤utma yap›labilir. Bu flekilde kar›fl›m havas› damperlerinin kontrol edilmesi durumu ekonomizör olarak adland›r›l›r. Bu ifllem; s›cakl›k kontrolü
ve entalpi kontrolü olmak üzere iki biçimde gerçeklefltirilebilir:
21
fiekil 1.5
Taze Hava
Sensörü
KARIfiIM
HAVASI
•
D›fl
•
Dönüfl
Havas› Sensörü
Tavan Seviyesinden
Ortama Verilen
Kar›fl›m Havas›
K›fl›n Ekonomizör
Gibi Çal›fl›r
Kar›fl›m
Havas› Sensörü
DÖNÜfi
HAVASI
Oda Termostat›
S›cakl›k kontrolünde al›nan d›fl hava miktar›, d›fl hava ve ortam havas›n›n kuru termometre s›cakl›¤›na göre izin verilen minimum oran ile maksimum oran
aras›nda de¤ifltirilir. Tipik s›cakl›k kontrollü ekonomizör algoritmas› fiekil 1.6’da
gösterilmifltir.
fiekil 1.6
So¤utma
gerekiyor mu?
HAYIR
Minumum taze hava al
EVET
D›fl hava s›cakl›¤› ile d›fl hava
s›cakl›¤›n› karfl›laflt›r.
D›fl hava < Dönüfl havas›
EVET
Kar›fl›m havas› s›cakl›¤›n›
13 ° C tutacak flekilde,taze
hava ve dönüfl havas›n›
kar›flt›r.
Daha fazla so¤utma
gerekiyor mu?
EVET
So¤utma kademelerini
çal›flt›r.
Ekonomizör
Çal›flmas›n›n
Algoritmas›
22
Entalpi kontrollü sistemlerde, d›fl havan›n entalpi de¤eri ölçüldü¤ü için, yukar›daki ikilem ortadan kalkar. Entalpi kontrollü sistemlerde, d›fl hava entalpi de¤erinin sabit bir geçifl entalpi de¤eri ile karfl›laflt›r›lmas›, tek entalpi kontrolü olarak
adland›r›l›r. Hem d›fl hava hem de dönüfl havas› entalpi de¤erlerinin ölçülüp karfl›laflt›r›ld›¤› sistemlere ise fark entalpi kontrolü denir. Tek entalpi kontrolünde, ölçülen d›fl hava entalpi de¤erinin seçilen sabit bir entalpi kontrol e¤risinin alt›nda
olmas› durumunda d›fl hava kullan›l›r. Entalpi kontrolünde, s›cakl›k kontrolünde
enerji tasarrufu sa¤lanamayan durumlarda da enerji tasarrufu sa¤lanm›fl olur. Fakat
tek entalpi kontrolünün dezavantaj›, dönüfl havas›n›n s›cakl›k ve neminin her zaman konfor de¤erinde oldu¤unu varsaymas›d›r. Baz› durumlarda, d›fl havan›n entalpisi belirlenen geçifl entalpisinden düflükken, yine de ekonomizör moduna geçilmemesi daha ekonomik olabilir. Bu nedenle dönüfl havas›na koyulan bir entalpi sensörü ile d›fl ve dönüfl havas› entalpileri karfl›laflt›r›l›r ve entalpi de¤eri düflük
olan hava kullan›larak daha az enerji ile istenilen konfor sa¤lanabilir.
Zon Kontrolü
Zon kontrolü, binay› ›s›tma veya so¤utma kontrolünün birbirinden ba¤›ms›z yap›ld›¤› bölgelere ay›rmakt›r. Bu sayede, her ayr› bölgenin ayr› bir ayar de¤eri, kontrolörü ve ilgili bölgeye giden ›s›y› kontrol eden son kontrol eleman› bulunur. Zon
kontrolünün faydalar› afla¤›daki gibi s›ralanabilir:
• Gün ve mevsimlere göre de¤iflen ›s›tma/so¤utma ihtiyaçlar›na göre sistemin
kendisini uyarlamas›,
• Bölgelerin ayr› ayr› s›cakl›klara ayarlanabilmesi,
• Binan›n her yerinde homojen konfor flartlar›n›n sa¤lanmas›,
• %30’a varan enerji tasarrufu.
‹lk yat›r›m maliyeti karfl›laflt›r›ld›¤›nda da, iki zonlu bir sistemi iki ayr› klima cihaz› yerine bir klima cihaz› ve zon kontrolü ile çözmek daha ekonomik olmaktad›r.
Zon say›s› artt›kça aradaki fark daha da artmaktad›r. Ayr›ca, birden çok klima cihaz›n›n bak›m, servis maliyetleri aç›s›ndan iflletme maliyeti de daha fazla olacakt›r.
Split Klima Cihazlar›n›n Verimli Kullan›lmas› ‹çin Faydal›
Bilgiler
• Klima çal›fl›rken ihtiyaç d›fl› ›s› yayan cihazlar kapat›lmal›d›r.
• Termostat mümkün olan en yüksek s›cakl›kta tutulmal›. Tavsiye edilen s›cakl›k 24°C-25°C’dir. ‹ç mekânda sabit kal›nm›yorsa, d›fl ortam ile iç ortam
aras›ndaki s›cakl›k fark›n›n 8°C olmas› insan sa¤l›¤› için idealdir. Çok s›k girilip ç›k›lan yerlerde ise d›fl-iç hava s›cakl›k fark›n›n 5-6°C olmas› yeterlidir.
Aksi halde nezle olma riski oluflabilir.
• Günün s›cak saatlerinde pencereleri açarak s›cak havay› içeriye almay›n.
Do¤al havaland›rma yap›lmas› gerekiyorsa bunu gecenin serin saatlerinde
yap›n.
• Klima kanallar› veya üfleme emifl a¤›zlar› mobilya veya baflka bir eflya ile
bloke edilmemelidir.
• Binalar›n ›s› yal›t›m›, k›fl için önemli oldu¤u kadar, yaz için de önemlidir. Binan›zda ›s› yal›t›m önlemlerinin al›n›p al›nmad›¤›n› kontrol edin. Filtreli veya günefl ›fl›¤›n› yans›tabilen tipte cam kullan›n.
• Yeni bir klima sat›n al›rken enerji aç›s›ndan verimli olan› seçin.
• Odan›zdan belirli bir süre ayr›lacaksan›z fan› kapat›n. Aç›k kalmas› mutlak
bir enerji israf›d›r.
23
• Kliman›z›n bak›m›n› yapt›r›n. Periyodik bak›m›n, cihaz›n ömrünü uzataca¤›
gibi, afl›r› elektrik sarfiyat›n› önleyece¤i de unutulmamal›d›r.
• Klimalar›n›z›n filtrelerini temiz tutun. Filtresi kirli cihazda %6’ya varan oranda enerji kayb› olmaktad›r. Kirli filtre ar›za riskini de artt›racakt›r.
• Kliman›za kalifiye bir ekip taraf›ndan y›lda en az bir kere bak›m yapt›rman›z, verimli çal›flmas› için gereklidir. Kondenser paketlerini, so¤utma sezonu bafl›nda ve sonunda suland›r›lm›fl deterjan ile temizletin.
• Kliman›z› direkt gün ›fl›¤›ndan koruyun.
• Günün so¤uk saatlerinde pencerenizi açarak so¤uk d›fl hava ile evinizi so¤utun. Günün s›cak saatinde gün ›fl›¤›n›n odaya girmemesi için gerekli tedbiri al›n (D›fl panjur, günefl kesicileri vb).
• D›fl üniteye hava girifl ve ç›k›fl k›s›mlar›n› kapatan herhangi bir engel bulunmamas›na dikkat edin (Her sezon bafl›nda kontrol edin.)
• Klimatize edilen ve kap›s› çok s›k aç›lan binalarda hava perdesi kullan›n.
Hava Perdesi Kullan›lmas›n›n Avantajlar›
Hava perdeleri, d›fl ortama kap›lar› sürekli aç›l›p kapanan hacimlerde, iç mekân›,
d›fl ortam›n olumsuz etkilerinden korur. Hava perdeleri, hava perdeleme (izolasyonu) yetene¤i ile birlikte, ›s›tma sistemi sayesinde iç ortamdaki ›s› kayb›n› engelleyerek, ›s›tma enerjisinden de büyük oranda tasarruf sa¤lar. fiekil 1.7’de hava perdesi görülmektedir.
fiekil 1.7
Hava Perdesi
TOZLAR
içerideki s›cak havay›,
• K›fl›n
yaz›n da kliman›n sa¤lad›¤›
POLENLER
KOKULAR
‹KL‹MLEND‹R‹LM‹fi
ORTAM
BÖCEKLER
HAfiERELER
HAVA AKIMI
SICAK VEYA
SO⁄UK HAVA
DIfiARIYA
ÇIKMAZ.
•
•
SICAK HAVA
SO⁄UK HAVA
‹S-DUMAN
•
•
•
•
serinli¤i koruyarak enerji
tasarrufu sa¤lamaktad›r.
Aç›k kap›n›n neden oldu¤u
hava cereyan›n› önler.
Ortam›, etkili perdelemeyle
s›caktan, so¤uktan, tozdan,
nemden, kokudan, her türlü
gazdan, haflarattan koruyarak
temiz ve hijyenik bir ortam
sa¤lamaktad›r.
Depolanm›fl sebze meyve, et
ve her türlü g›dan›n bozulmas›n›
önler, taze kalmas›n› sa¤lar.
Halka aç›k yerlerde sigaral› ve
sigaras›z yerleri birbirinden ay›r›r.
Depolarda ve endüstri alanlar›nda,
departmanlar aras› hava yal›t›m›
sa¤lar.
Verimli çal›flma ortam› yarat›r.
Hava perdeleri, kap›s› aç›k çal›flan ya da s›k s›k aç›lan tüm iflyerleri için sessiz
ve etkili perdeleme sa¤lamaktad›r. K›fl›n so¤uk havan›n, yaz›n s›cak havan›n, toz,
nem, pis kokular, egzoz gaz›, duman, zehirli gazlar, sinek ve haflerenin hiç bir türünün flartland›r›lan mekâna girmesine izin vermez. Ayr›ca; hava perdeleri, kap› ölçüsüne göre özenle seçilmelidir (Hava perdeleri uygulamalar›nda 90 cm, 120 cm
ve 150 cm modellerle de¤iflik kap› ölçülerinde uygulama yapmak mümkündür.).
Hava perdeleri, elektrikli ›s›t›c›l›, ›s›t›c›s›z ve sulu bataryal› olmak üzere de¤iflik tiplerde mevcuttur. Sadece so¤utma yap›lan yerlerde, yaln›z so¤uk (›s›t›c›s›z) model-
24
ler tercih edilebilir. Üzerindeki elektrikli ›s›t›c› veya sulu batarya olan modellerde
k›fl›n so¤uk hava üflenmez, alt›ndan geçen insanlar› rahats›z etmez. Mevcutta s›cak
su tesisat› varsa, sulu bataryal› modeller tercih edilmelidir, böylelikle enerji tasarrufu sa¤lan›r. Hava perdeleri uzaktan kumandal› ve üzerinden kumandal› olarak
farkl›l›k gösterebilir. Hava perdesini kolay kontrol edebilmek için uzaktan kumandal› modeller tercih edilmelidir.
KL‹MADA ENERJ‹ TASARRUFU ‹Ç‹N ANA BAfiLIKLAR
Yukar›da belirlenen tasarruf kalemlerinin uygulanmas›yla elde edilecek tasarruf,
farkl› yap›larda ve sistemlerde farkl› olacakt›r.
• Direkt günefl enerjisi kazançlar›n› azaltmak: D›fl gölgeleme elemanlar›, iç gölgeleme elemanlar› veya özel camlar kullanarak pencerelerden olan günefl ›s›
kazançlar› azalt›labilir. Bu yolla bina toplam so¤utma yükü %5-15 azalt›labilir.
• D›fl duvar yüzeylerini izole etmek: Bu yolla bina toplam so¤utma yükü %1
mertebesinde azalt›labilir.
• Havaland›rmadan olan kazançlar› azaltmak: Talep kontrollü havaland›rma yap›labilir. Free cooling imkân›ndan yararlanarak bina so¤utma yükü
azalt›labilir. Taze hava santrallerinde ›s› geri kazan›m hücreleri kullan›labilir.
Yaz mevsiminde d›fl s›cakl›¤›n iç s›cakl›ktan daha düflük oldu¤u gece saatlerinde sistem tam aç›k duruma getirildi¤inde, gece boyunca so¤uk hava ile
yap›lan so¤utma bina kütlesi içinde depo edilir. Burada depo edilen so¤uk,
gün boyunca kullan›labilir. ‹klimin uygun oldu¤u bölgelerde, uygun tasarlanm›fl bir yap›da do¤al so¤utma yolu ile yap›y› bütün bir mevsim mekanik
so¤utmaya gerek duyulmadan konfor flartlar› içinde tutmak mümkündür.
• Oda s›cakl›¤› ayar noktas›n› yükseltmek: Oda s›cakl›¤› ayar de¤erini 1°C yükseltmek suretiyle so¤utma yükü yaklafl›k %7-10 mertebesinde azalt›labilir.
• Hava kanallar›nda bas›nç kay›plar›n› ve hava kaçaklar›n› azaltmak: Hem
elektrik tüketimi artt›r›l›rken hem de istenen mekânlar›n istendi¤i flekilde
so¤utulmas›na olanak verecektir.
• De¤iflken devirli fanlar kullanmak: Merkezi haval› klima sistemlerinde de¤iflken debili sistem ve de¤iflken devirli fanlar kullanarak fan enerjisinde
%45-55 oran›nda ve toplam HVAC sisteminin kulland›¤› enerjide de %20-30
oran›nda tasarruf potansiyeli vard›r.
• Borulardaki bas›nç kay›plar›n› azaltmak: Bas›nç kayb›n›n azalt›lmas›, pompalama için gerekli enerjiden (elektrik enerjisinden) tasarruf sa¤layacakt›r.
• De¤iflken devirli pompalar kullanmak: Merkezi sulu klima sistemlerinde de¤iflken debili sistem ve de¤iflken devirli pompalar kullanarak pompa enerjisinde % 60-70 oran›nda ve toplam HVAC sisteminin kulland›¤› enerjide de
%7-12 oran›nda tasarruf potansiyeli vard›r.
• Hava kanallar›, borular ve cihazlar›nda çok iyi ›s› yal›t›m yapmak: Is› yal›t›m› her noktada ve en iyi flekilde yap›lmal›d›r.
• Uygun ve yüksek verimli klima sistemleri kullanmak
• ‹ç ve d›fl hava s›cakl›k farklar›na göre tasar›m: So¤uk-s›cak bölge flartlar›na
dikkat edilmelidir. D›fl havan›n k›fl›n çok so¤uk veya yaz›n çok s›cak oldu¤u günlerde, iç ve d›fl havan›n s›cakl›k fark› fazlad›r. ‹çle d›fl aras›nda bas›nç
fark› artar. Afl›r› bas›nç fark› nedeniyle d›flar›dan içeriye kontrolsüz hava girifli artar. D›fl hava bu günlerde k›fl›n çok so¤uk (yaz›n da çok s›cak) oldu¤u için binan›n enerji tüketimi ciddi oranda artar. Ayr›ca bu, toz ve nem kazançlar›n› da art›r›r.
Çeflitli yöntemlerle enerji geri kazanmak mümkündür. Uygulaman›n cinsine ve
kullan›lan sisteme ba¤l› olmakla birlikte, iyi bir mimari ve mekanik tasar›mla klima
sistemi elektrik enerjisi giderlerini %80 oranlar›na kadar azaltman›n mümkün oldu¤u anlafl›lmaktad›r. Ayn› zamanda kurulufl maliyetleri yüksek olmamal›d›r. Ama
bundan daha önemli olan, iflletme maliyetleridir. ‹flletme maliyetleri günümüzde
k›sa zamanda cihazlar›n ilk sat›n alma maliyetlerinin üzerine ç›kmaktad›r. Bu nedenle toplam maliyete mutlaka bak›lmal› ve toplam maliyetin optimize edildi¤i sistemlere yönelmelidir. En fazla tasarruf aranmal›d›r. Bunun için mimariden bafllayarak sistem seçimi, cihazlar›n seçimi, montaj ve uygulama ve iflletme aflamalar›nda
ayn› duyarl›l›k gösterilmelidir.
25
26
Özet
Bu bölümde, klima sistemlerinde enerji ekonomisi ve
optimizasyonu ele al›narak incelenmeye çal›fl›lm›flt›r.
Klima sistemlerinde, ülkemizde birim enerji maliyeti
(T/kWh) en yüksek olan elektrik enerjisi kullan›lmaktad›r. Elektrik enerjisinin kullan›ld›¤› bu sistemlerde konfordan fedakârl›k etmeden gerçeklefltirilebilecek tasarruf, iflletme maliyetlerinde önemli karl›l›klar sa¤layacakt›r. Bu çerçevede al›nabilecek pek çok önlem bulunmaktad›r. Projede, uygulamada ve iflletmede sistem
seçimiyle bafllay›p, detaylarda %5, %1, %0,5, %0,01 gibi
önemsenmeyen rakamlar›n (kay›plar›n) toplam›, çok
büyük de¤erlere ulaflmaktad›r. Çok iyi planlanan ve iflletilen bina ile kötü planlanan bina aras›nda enerji tüketimlerinde 4-5 misli farklar oluflabilmektedir. Tesisat›m›zdaki enerji ekonomisine bakarken; ›s›tma, so¤utma ve havaland›rma konular› birlikte incelendi¤inde,
›s›tmadan sonraki en önemli kriterin havaland›rma oldu¤u görülecektir.
Kompresör, so¤utucu ak›flkan çevriminde so¤utucu ak›flkan› dolaflt›rmak için bir pompa gibi çal›fl›r. Düflük s›cakl›k ve düflük bas›nçl› so¤utucu ak›flkan evaporatörde
buharlaflt›r›l›r ve so¤utucu ak›flkan buhar› kondenserde
kolayca s›v› faza geçebilece¤i bas›nca kadar s›k›flt›r›l›r.
Do¤ru ak›m› (DC), de¤iflken ak›m (AC) biçimine dönüfltürebilen, frekans› ve gerilimi birbirinden ba¤›ms›z ayarlanabilen cihazlara dönüfltürücülü (inverter) sistemler
ad› verilir. Is› kazanc› hesab› ile mahallin pik so¤utma
yükü hesaplan›r ve bu hesaba göre kapasite tayin edilir.
Ancak, so¤utma mevsimi boyunca sistem genellikle k›smi yükte çal›fl›r. K›smi yükte çal›flan dönüfltürücülü (inverter) kompresörlü sistem, klasik on-off kontrollü sisteme göre daha verimli çal›flmaktad›r.
Fanlar, sirkülasyon pompalar› gibi sürekli çal›flt›klar›ndan, HVAC sistemlerinde fanlar›n enerji tüketim paylar› çok önemlidir. Özellikle tam haval› klima sistemlerinin y›ll›k elektrik enerjisi tüketiminde fanlar, en büyük
paya bile sahip olabilir. Toplamda klima santralleri
(dolay›s›yla fanlar) en büyük elektrik enerjisi tüketim
noktalar›ndan biri olarak ön plana ç›kmaktad›r. Bu büyük payda, kullan›lan klima sisteminin etkisi de gözden kaç›r›lmamal›d›r.
Merkezi so¤utulmufl sulu klima sistemlerinde, örne¤in
fan coil sistemlerinde, büyük miktarda su sistemde sürekli dolaflmaktad›r. fiartland›r›lmam›fl hacimlerden geçen borulara çevreden ›s› kazanc› olur. E¤er boru yüzeylerinde yo¤uflma olursa ayn› zamanda d›fl havadan
boruya nem transferi de gerçekleflir. Bu sirkülasyon
borular›nda ›s› ve nem geçifline karfl› yal›t›m yap›lmakla birlikte, ›s› geçifli tamamen önlenemez. Dolafl›m›n
sürekli oldu¤u da dikkate al›nd›¤›nda toplamda gerçekleflen ›s› kazanc› ve bunu karfl›lamak üzere so¤utma grubunda harcanan elektrik enerjisi önemli boyutlardad›r. Uygulamada ve tasar›mda genellikle s›cak su
ve buhar borular›nda yap›lan yal›t›ma daha fazla önem
verilir. Standartlarda ve literatürde bu konuda genifl
bilgi bulunabilir.
ABD’de uzun y›llar pencere tipi klimalar kullan›ld›. Daha sonra bu cihazlar, iç ve d›fl ünite olarak ayr›ld› ve
split (ayr›k) klima cihazlar› ortaya ç›kt›. Ancak çok k›sa
bir süre sonra hava kanall› split klimalara geçildi. Hava
kanall› split klimalarda, iç ünitelere ba¤lanan kanal sistemi ile flartland›r›lan hava, farkl› hacimlere tafl›nabilir
ve çok noktadan üfleme yap›larak oda içinde homojen
da¤›l›m sa¤lan›r. Ayn› zamanda d›flar›dan al›nan taze
hava da verilebildi¤inden yaflam mahallerinin taze hava
ihtiyac› karfl›lan›r. Yap› elemanlar›n›n kalitelerinin gün
geçtikçe daha da artmas› ve bunun sonucunda pencere
ve kap› sistemlerinin neredeyse hiç hava s›zd›rmamas›,
enfiltrasyon (s›z›nt›) sayesinde sa¤lanan do¤al havaland›rman›n yeni kaliteli binalarda yeterince gerçekleflmemesini beraberinde getirmifltir.
Kanall› split klimalar ve çat› tipi klimada klima-havaland›rma otomasyonuyla enerji tasarrufu sa¤lamak amac›yla ekonomizör kullan›labilir veya zon kontrolü yap›labilir. So¤utma s›ras›nda, uygun d›fl ortam flartlar› mevcutken, d›fl hava-dönüfl havas› kar›fl›m damperi kullan›larak taze hava oran› artt›r›labilir ve böylece kompresör
kullan›lmadan so¤utma yap›labilir. Bu flekilde kar›fl›m
havas› damperlerinin kontrol edilmesi durumu ekonomizör olarak adland›r›l›r. Zon kontrolü, binay› ›s›tma
veya so¤utma kontrolünün birbirinden ba¤›ms›z yap›ld›¤› bölgelere ay›rmakt›r. Bu sayede, her ayr› bölgenin
ayr› bir ayar de¤eri, kontrolörü ve ilgili bölgeye giden
›s›y› kontrol eden son kontrol eleman› bulunur.
27
Kendimizi S›nayal›m
1. Afla¤›dakilerden hangisi yayg›n olarak kullan›lan bir
kompresör tipi de¤ildir?
a. Pistonlu kompresör
b. Rotary kompresör
c. Yayl› kompresör
d. Santrifüj kompresör
e. Scroll kompresör
6. Binalarda so¤utma ihtiyac› ortalama olarak bir y›lda
ne kadard›r?
a. 3-5 ay
b. 5-7 ay
c. 7-8 ay
d. 8-10 ay
e. 10-12 ay
2. Herhangi bir k›s›tlama yok ise klima sistemlerinde
taze havan›n çat›dan al›nmas› tercih edilir. Afla¤›dakilerden hangisi bu durumun bir getirisi de¤ildir?
a. D›fl hava üst seviyelerde daha az kirli olacakt›r.
b. Filtreler daha geç t›kan›r.
c. Filtre ömrü daha uzun olur.
d. Enerji tüketimi artar.
e. ‹ç hava kalitesinde iyileflme gözlenir.
7. Afla¤›dakilerden hangisi bireysel so¤utma sistemlerinde enerji tasarrufu sa¤lanabilmesi için yap›lmas› gerekenlerden de¤ildir?
a. Klima çal›fl›rken ihtiyaç d›fl› ›s› yayan cihazlar›n
kapat›lmas›
b. Termostat s›cakl›¤›n›n artt›r›lmas›
c. Gündüz pencerelerin aç›larak havaland›rma
yap›lmas›
d. Klima d›fl ünitesinin direkt olarak günefl gören
yerlere konulmamas›
e. Cihazlar›n periyodik bak›mlar›n›n yapt›r›l›p, filtrelerinin düzenli olarak de¤ifltirilmesi
3. Havaland›rma yapmadan ›s›l kazanç sa¤lamak için
afla¤›da verilenlerden kaç tanesi yap›labilir?
I. Gece saatlerinde havaland›rma yapmak.
II. Free cooling imkan› varsa yararlanmak.
III. Verimli ayd›nlatma armatürleri kullanmak.
IV. Taze hava miktar›n› mahaldeki kifli say›s›na göre
CO2 sensörleri ile kontrol etmek.
V. Do¤al ayd›nlatmadan yararlanmak.
a. 1
b. 2
c. 3
d. 4
e. 5
4. Afla¤›daki ifadelerden hangisi yanl›flt›r?
a. So¤utulmufl su borular›nda boru çap›
çe su ak›fl›na olan direnç artar.
b. So¤utulmufl su borular›nda boru çap›
çe pompalama enerjisi azal›r.
c. So¤utulmufl su borular›nda boru çap›
çe pompa maliyeti azal›r.
d. So¤utulmufl su borular›nda boru çap›
çe boru maliyeti artar.
e. So¤utulmufl su borular›nda boru çap›
çe boru yal›t›m› maliyeti artar.
büyüdükbüyüdükbüyüdükbüyüdükbüyüdük-
5. Afla¤›dakilerden hangisi günümüzde kullan›lan VRV
sistemlerinden biri de¤ildir?
a. Sadece so¤utma
b. Sadece ›s›tma
c. Is› geri kazan›ml›
d. Su so¤utmal› VRV ›s› geri kazan›ml›
e. Is›tma+so¤utma
8. Binalarda kullan›lan yap› elemanlar›n›n aral›klar›ndan veya d›fla aç›lan pencere ve kap›lardan giren havaya ne ad verilir?
a. Optimizasyon
b. Free cooling
c. Cool down
d. Egzoz etmek
e. Enfiltrasyon
9. Afla¤›da dönüfltürücülü (‹nverter) sistemlerinin enerji tasarrufu ve konfor sa¤lama teknikleri ile ilgili verilen
ifadelerden hangisi yanl›flt›r?
a. So¤utma ve ›s›tma kapasitesi, d›fl ortam s›cakl›¤›, iç ortam s›cakl›¤› ve ayar s›cakl›¤›na ba¤l›
olarak de¤iflir.
b. Oda s›cakl›¤› sürekli de¤iflir.
c. Sistem, mekan› k›sa sürede istenen s›cakl›¤a
ulaflt›rabilir.
d. Yüksek verimli ve so¤utucu ak›flkan kontrollü
çal›flma, enerji tasarrufu ve konfor sa¤lar.
e. ‹nverter sistemlerde defrost süresi çok k›sad›r.
10. Is›tman›n; statik ›s›tma yapmadan, tavandan s›cak
hava üfleyerek yap›ld›¤› durum için afla¤›dakilerden
hangisi yanl›flt›r?
a. Daha yüksek oda s›cakl›¤›na ihtiyaç duyulur.
b. Tavandaki s›cak havay› afla¤›ya indirmek için,
daha yüksek h›zla üflemek gerekir.
c. Hava sesi oluflabilir.
d. Daha az yak›t tüketilir.
e. Oda havas›n› nemlendirme ihtiyac› artar.
28
Kendimizi S›nayal›m Yan›t Anahtar›
1. c
2. d
3. e
4. a
5. b
6. a
7. c
8. e
9. b
10. d
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Kompresörler” konusunu
yeniden gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Taze Hava Al›fl›” konusunu
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Havaland›rmadan Olan Is›l
Kazançlar› Azaltma Önlemleri” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Hava Kanal› ve Boru Boyut Optimizasyonu” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “VRV Sistemler” konusunu
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Girifl” konusunu yeniden
gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Bireysel So¤utma Sisteminde Enerji Tasarrufu” konusunu yeniden gözden
geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Klima sisteminde Enerji
Ekonomisi ile ‹lgili Kavramlar” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “‹nverter Sistemler, Enerji
Tasarrufu ve Konfor” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Üfleme Havas› ve Oda ‹çi
Hava Da¤›l›m›” konusunu yeniden gözden
geçiriniz.
S›ra Sizde Yan›t Anahtar›
S›ra Sizde 1
Free cooling; d›fl hava s›cakl›¤›n›n iç mahal s›cakl›klar›ndan daha düflük oldu¤u gün ve saatlerde (özellikle
binalar›n so¤utma ihtiyac›n›n devam etti¤i ilkbahar ve
sonbahar›n baz› günlerinde), taze hava miktar›n›n artt›r›lmas› veya flartland›r›lmadan binaya verilmesine denir. Bedava so¤utma anlam›nda kullan›lmaktad›r.
S›ra Sizde 2
‹ç ortam aç›s›ndan iç hava kalitesini belirleyen dört unsur bulunmaktad›r. Bunlar afla¤›daki gibi s›ralanabilir:
Ortam s›cakl›¤›, ortam nemi, ortamdaki hava h›z› ve
odan›n d›flar›ya bakan iç yüzey ile ortam s›cakl›¤› aras›ndaki fark. Konforlu bir ortam için, s›cakl›k 18-22°C,
nem %35-70, hava h›z› 2,5 m/s olarak verilmektedir.
Konforlu bir ortam için iç ortam s›cakl›¤› ile d›fl ortama
bakan duvar›n iç yüzey s›cakl›¤› aras›ndaki fark›n 2-3°C
aras›nda olmas› gerekmektedir.
S›ra Sizde 3
Evlerimizde kulland›¤›m›z buzdolab›, çamafl›r makinesi, bulafl›k makinesi baflta olmak üzere pek çok cihaz›n
üzerinde hangi enerji s›n›f›na dâhil oldu¤unu gösteren
bir enerji kimlik etiketi bulunmaktad›r. Bu kimlik etiketine bakarak cihaz›n›z›n verimlili¤i hakk›nda bilgi sahibi olabilirsiniz.
S›ra Sizde 4
Mümkün ise tavandan verilmelidir (Konser salonlar› vb
yerlerde çok düflük h›zla alttan üflenen özel sistemler
ve özel uygulamalar da vard›r.) ve üfleme havas›n›n s›cakl›¤›, oda s›cakl›¤›ndan daha düflük olmal›d›r.
S›ra Sizde 5
HVAC sistemlerinde taze havan›n çat› kotundan al›nmas›n›n avantajlar›; d›fl havan›n üst seviyelerde daha
tozsuz ve daha az kirli olmas›, filtrelerin daha geç t›kanmas›, filtre ömrünün daha uzun olmas›, enerji tüketiminin daha az olmas›, iç hava kalitesi ve konforun daha
iyi olmas›d›r (Egzoz vb. gazlardan da uzaklafl›laca¤›
için).
S›ra Sizde 6
12 kW enerjinin 15°C s›cakl›k fark› ile hava ile tafl›nmas› için Çizelge 1.1’deki de¤erleri Eflitlik 1.1’de yerlerine
koyarsak; gerekli debi;
V=
Q
=
ρ.c p ∆T 1, 2 kg
V = 0, 666 m
3
s
12 kW
kJ
.15°C
3 .1, 0
kg °C
m
V = 0,666 m3/s (veya 2400 m3/h) olarak bulunur.
S›ra Sizde 7
5000 m3/h debiye sahip hava ile so¤utma yapan bir cihaz için güç hesab› yapabilmek için, Çizelge 1.2’deki
de¤erleri Eflitlik 1.2’de yerlerine koyarsak gerekli güç;
P=
5000 m h .1100 Pa
V .∆p
=
3600.η p .η m
3600.0, 70.0, 90
P = 2425W
olarak bulunur.
3
S›ra Sizde 8
Gere¤inden büyük seçilen cihaz veya sistemin hem ilk
yat›r›m maliyeti, hem de iflletme, bak›m ve yedek parça maliyetleri yüksek olacakt›r. Genellikle büyük seçilen sistemler y›l›n daha büyük bir bölümünde k›smi
yüklerde çal›flaca¤›ndan sistem verimi düflecektir. Bu
nedenle sistem tasar›mlar›nda efl zaman veya diversite
faktörlerini mümkün oldu¤u kadar hesaplara dâhil etmek gereklidir.
S›ra Sizde 9
Klima sistemlerinde enerji tasarrufu sa¤lamak için al›nabilecek bafll›ca mimari önlemler afla¤›da s›ralanm›flt›r.
D›fl gölgeleme elemanlar› kullan›m›: Günefli, içeri ›s›
olarak emilmeden veya binaya ulaflmadan kesti¤i için
daha etkindir. ‹çeride ›s›ya dönüflen günefl ›fl›n›m›, ancak so¤utma ile d›flar› at›labilir. D›fl gölgeleme sabit veya hareketli olabilir. Bu yolla güneflten olan kazanç %75
-90 oran›nda azalt›labilir. Yüksek olmayan yap›lar etraf›na, k›fl›n yapra¤›n› döken a¤açlar ekilirse;
• K›fl›n güneflten olan ›s› kazanc›ndan ve güneflin sterilizasyon etkisinden yararlan›l›r.
• Yaz›n da a¤aç yapraklar›n›n gölgeleme etkisi ve
a¤aç çevresinde yapraklardan buharlaflan suyun
oluflturdu¤u evaperatif etkiden yararlan›labilir.
Teras çat›lardaki günefl kolektörleri tarlas› ayn› zamanda terasta gölgeleme yapar. Kolektörler, aksi halde teras›n absorbe edece¤i ›s›y› emerek suya geçirir ve çat›n›n ›s› kazanc›n› azalt›r.
‹ç gölgeleme elemanlar› kullan›m›: Bunlar›n uygulamas› daha kolay ve ucuzdur ve bu yolla ›s› kazançlar› %2070 oran›nda azalt›labilir. Bunlar›n aras›nda özel camlar
kullanmak veya mevcutlar› ›fl›n›m yans›t›c› maddelerle
kaplamak, pencere alan›n› azaltmak say›labilir. Al›nan
önlemler baflka sorunlar yaratabilir. Bunu göz önüne
alarak önlem gelifltirmelidir.
Genellikle günefl yükünü azaltan önlemler:
• K›fl›n güneflten ›s› kazanc›n› azalt›r.
• Di¤er taraftan do¤al ayd›nlatmay› önleyerek, yapay
ayd›nlatma yoluyla enerji tüketimini art›rabilir.
• Günefl ›fl›nlar›n›n sterilizasyon etkisi çok azal›r. Sa¤l›kl› bir ortam oluflmas› engellenmifl olur.
Binay› D›fltan Yal›tmak: Binan›n d›fltan ›s›l yal›t›m›, k›fl›n
›s› kay›plar›n›n azalt›lmas› için en etkin önlem oldu¤u gibi, yaz›n da ›s› kazançlar›n›n azalt›lmas› yönünde etkilidir. Klima tesisat› yap›lan binalarda (normalde bütün binalarda), ›s› yal›t›m› önüne ve/veya arkas›na nem yal›t›m› yap›lmal›d›r. Böylece nem difüzyonunun önüne geçilmifl ve herhangi bir katmanda yo¤uflma önlenmifl olur.
29
S›ra Sizde 10
Yaz flartlar›nda konut, ofis gibi sürekli kal›nan mekânlarda iç ortam s›cakl›¤› için 24°C ideal bir s›cakl›k iken
s›cakl›k ayar›n›n 25°C olarak ayarlanmas› hem ekonomik hem de uygun bir seçim olacakt›r. K›sa süreli kal›nan mekânlarda ise bu de¤er daha yukar› al›nabilmektedir. Genellikle d›fl hava s›cakl›¤› ile ayarlanan s›cakl›k aras›nda 6°C’lik bir fark olmas› yeterli olacakt›r.
Bu mekânlarda kalma süresinin k›sa olmas› düflük s›cakl›k ayarlanmas› halinde ani s›cakl›k de¤iflimi nedeniyle hasta olma riskini artt›raca¤› gibi elektrik tüketimini de artt›rmaktad›r.
Yararlan›lan Kaynaklar
ASHREA (1993), ASHREA Handbook Fundementals,
ASHREA.
ASHREA (2000), ASHREA Handbook HVAC Systems
and Equipment, ASHREA
ASHREA Transactions (1998), Winter Meeting,
ASHREA.
Buderus (1994), Handbuch für Heizung und
Klimatechnik, Buderus Yay›nlar›.
Buderus (2000), Tabellenbuch Sanitaer- HeizungLütfung, Buderus Yay›nlar›.
D.R. Wulfinghoff (1999), Energy Efficiency Manual,
Energy Institute Pres.
Donald E. Ross (2001), HVAC Design Guide For Tall
Commercial Buildings, ASHREA.
Ernst-Rudolf Schramek (1997), Is›tma Klima Tekni¤i
El Kitab› - Recknagel-97/98, TTMD Yay›nlar›.
Faruk Bilal (2002), So¤utma ve Yal›t›m, ‹zolasyon
Dünyas› Dergisi.
ISISAN (2000), Is›tma Tesisat›, ISISAN.
ISISAN (2005), Enerji Ekonomisi, ISISAN.
ISISAN (2007), Yüksek Yap›larda Tesisat, ISISAN.
ISISAN (2008), Yenilenebilir Enerjiler ve Alternatif
Sistemler, ISISAN.
Karakoç T. H. ve Di¤erleri (2010), Enerji Ekonomisi
(Editör: Prof. Dr. T. Hikmet Karakoç), Anadolu
Üniversitesi Yay›nlar› Yay›n No: 2114.
M.T Jewell (2003), Energy-Efficiency Economics,
Real WinWin Inc.
2
Amaçlar›m›z
N
N
N
N
Temiz su tesisat›nda su tüketimini azaltabilmeyi çözümleyebilmek,
Su da¤›t›m ve bas›nçland›rma (hidrofor) sistemlerinde ekonomi sa¤lamay›
çözümleyebilmek,
Kullan›m s›cak suyu tesisat›nda ekonomi sa¤lamay› uygulayabilmek,
Lejyoner hastal›¤›n› ve s›hhi tesisatta enerji ekonomisini çözümleyebilmek
Anahtar Kavramlar
• S›hhi Tesisat
• Enerji Ekonomisi
• Temiz Su Tesisat›
• Hidrofor
• Boyler
• Lejyoner Hastal›¤›
‹çindekiler
Is›tma Havaland›rma ve
Klima Sistemlerinde
Enerji Ekonomisi
S›hhi Tesisatta
Enerji Ekonomisi
• G‹R‹fi
• SIHH‹ TES‹SAT ‹LE ‹LG‹L‹ TANIM VE
KAVRAMLAR
• SIHH‹ TES‹SATTA ENERJ‹
EKONOM‹S‹N‹N ÖNEM‹
• TEM‹Z SU TES‹SATINDA SU
TÜKET‹M‹N‹ AZALTMA YOLLARI
• SU DA⁄ITIM VE BASINÇLANDIRMA
S‹STEMLER‹NDE EKONOM‹
• KULLANIM SUYU TES‹SATINDA
EKONOM‹
S›hhi Tesisatta Enerji
Ekonomisi
G‹R‹fi
S›hhi tesisatla ilgili konulara girmeden önce, bir yap›n›n mimari planlamas›ndaki
detaylar gözden geçirilmelidir. Dairedeki kifli say›s› ile su kullan›m miktarlar›n›n
seçimi oldukça önemlidir. Bu miktara göre toplam su tüketimi miktar›, boru çaplar› ve tesisattaki bas›nçlar hesaplanacakt›r. Dirençlerin yüksek ç›k›p gereksiz bas›nç kay›plar›na yol açmamak için birleflme ve ba¤lant› eleman› ile dirsek kullan›m› ve seçiminde özen gösterilmelidir. Tesisattaki önemli konulardan birisi borulardan gelen ses problemidir. Tesisattan gelen gürültü ve ses ço¤u zaman ciddi konforsuzluk sorunlar› ortaya ç›karmaktad›r. Bunun önüne geçmek için boru çap› hesab› yap›l›rken bas›nç, debi gibi faktörlerin dikkate al›nmas› önemlidir. Tesisattaki
önemli gürültü kaynaklar›ndan birisi de hidrofordur. Hidrofor özellikle üst katlarda suyun düflük bas›nçta akmas›n›n önüne geçmek için tesisata yerlefltirilen ve flebekeden gelen su bas›nc›n›n üst katlarda bile yeterli seviyede olmas›n› sa¤layan
bir cihazd›r. Hidrofor bas›nc›n›n yüksek seçilmesi de tesisat içindeki gürültüyü artt›ran etkenler aras›ndad›r. S›hhi gereç say›s›n›n belirlenmesi ve yerlefltirilmesi de
hem konforlu kullan›m hem de enerji tasarrufu aç›s›ndan önemlidir.
‹çme suyunun temin edilme flekli ve so¤ukluk derecesi de önemlidir. Oturarak
ifl yapan insanlar için 5°C’deki su s›cakl›¤› uygun bir s›cakl›k olarak önerilmektedir. ‹çme suyunun so¤utulmas› için çeflitli tip so¤utucular kullan›lmaktad›r.
SIHH‹ TES‹SAT ‹LE ‹LG‹L‹ TANIM VE KAVRAMLAR
Yap›da s›hhi tesisat kavram›na temiz su tesisat› ve bununla ilgili cihaz ve armatürler, temiz s›cak su tesisat› ve bununla ilgili cihazlar, kullan›m suyunun haz›rlanmas› ve ›s›t›lmas›, pis su borular›, s›hhi gereçler, yang›n söndürme tesisat›, mutfak tesisat›, at›k su ar›tma, yüzme havuzlar› ve lejyoner hastal›¤› gibi konular girmektedir. S›hhi tesisatta enerji ekonomisi ile ilgili konulara girmeden önce s›hhi tesisat›n
ana bafll›klar›na giren konular afla¤›da k›saca gözden geçirilmifltir.
Temiz So¤uk Su Tesisat› Cihaz ve Armatürleri
Son y›llarda kullan›lan suyu kullanmak, geri döndürmek ya da tekrar geri kazand›rmak önem verilen konular aras›na girmifltir. Su kaynaklar› azald›kça gerek su
kullan›m›ndaki tasarrufla gerekse tekrar kullan›mlarla mevcut su kaynaklar›n› en
iyi flekilde de¤erlendirmek önemli hale gelmifltir. Özellikle insan nüfusunun çok
fazla oldu¤u yo¤un yerleflim bölgelerinde kullan›lan suyu geri döndürmek üzere
32
çeflitli yöntemler kullan›lmaktad›r. Bu yöntemlerde yar› gri, gri ve siyah suyun geri döndürülmesi çal›fl›lmaktad›r. Yar› gri su olarak kondens (yo¤uflmufl) sular›, ya¤mur sular› gibi organik at›k içermeyen berrak at›k sular anlafl›lmaktad›r. Bu nitelikli su, filtreleme ve ozonlama ile yeniden kullan›labilmektedir. Gri su, lavabo, evye,
dufl ve di¤er kaynaklardan gelen ve insan organik at›¤› içermeyen kirli sulard›r. Gri
su; ozonlama, yüzdürme, mekanik filtreleme, havaland›rma ile ar›t›labilir. Baz›
özel durumlarda kimyasallar da kullan›lmaktad›r. Siyah su ise tuvaletlerden gelen
ve insan at›¤› içeren pis sulard›r. Bu sular ileri ölçüde ar›tma gerektirmektedir.
Yeniden kullan›m kavram›nda önemli bir kaynak ya¤mur suyudur. Pek çok yeni projede ya¤mur sular›n›n yer üstü havuzlar›nda ya da yer alt› depolar›nda bekletilerek kanal sistemine yavafl yavafl verilmesi yoluna gidilmektedir. Geri döndürülen suyun yeniden kullan›m›nda bahçe sulamas›, tuvaletlerde kullan›lan rezervuar ve y›kama suyu olarak kullan›lmas› ve so¤utma kulelerinde, mekanik so¤utma
ekipmanlar›nda kullan›lmas› yoluna gidilmektedir. Temiz so¤uk su tesisatlar›na
bakt›¤›m›zda kullan›lan bafll›ca elemanlar; borular, armatürler, su sayaçlar›, fittingler, temiz su depolar›, haval›klar, bas›nç regülatörleridir.
Kullan›lan temiz su flehir flebekesinden gelmekte ve kullan›m yerine kadar boru ile ulaflt›r›lmaktad›r. Günümüzde flebeke suyu ile ilgili en önemli sorunlardan birisi, bu suyun temiz olmamas›ndan kaynaklanmaktad›r. fiehir flebekesinden veya
kuyudan gelen suyun depoya verilmeden önce çeflitli yöntemlerle filtre edilip ar›t›lmas› gerekmektedir. Bu ifllemden sonra içilebilir kaliteye gelen su paslanmaz çelik
depoda veya fayans kapl› kapal› bir betonarme depoda depolanmal›d›r. Günümüzde flehir flebekesi suyu baz› flehirlerde içilebilen ve baz› flehirlerde ise içilemeyen
olarak sunulmaktad›r. Özellikle büyük flehirlerde toplam su ihtiyac›n›n belirlenmesi ve depolanmas› önemli bir konudur. fiehir için yap›lan su ihtiyac› hesab› otel,
apartman, hastane, okul gibi her kullan›m yeri için de ayr› ayr› yap›lmal›d›r.
Hidroforlar temiz so¤uk su tesisat›nda suyun bas›nçland›r›lmas› amac›yla özellikle yüksek katl› binalarda kullan›lan cihazlard›r. Hidrofor kullan›m›nda bas›nc›n
seçimi ve suyun kullan›c›ya ulaflt›r›lmas›n› sa¤layan boru çap›n›n seçimi oldukça
önemlidir. Hidroforlar sadece kullan›m suyu amaçl› de¤il, yang›n söndürme suyu,
sulama suyu ve proses suyu amac›yla da kullan›lmaktad›r.
Bir binadaki temiz su tesisat›nda üç ana bölüm bulunmaktad›r. Bunlar; bina
ba¤lant› hatt›, su sayac› ve kullanma hatt›d›r. Tesisatta belirlenen su h›z›na ba¤l›
olarak ses, titreflim, darbe ve afl›nma gibi çeflitli sorunlar ortaya ç›kabilir. Bu tür sorunlar, boru sistemindeki su h›z› 3m/sn’nin alt›na düflürülerek azalt›labilir. Temiz
su tesisat› tasarlan›rken tesisattaki tüm kolon, branflman ve cihaz ba¤lant› hatlar›na mutlaka vana konulmal›d›r. Özellikle ›s›t›lmam›fl alanlardan geçen borular donma riskine karfl› yal›t›lmal›d›r. Borular›n s›cakl›ktan kaynaklanan genleflme ve büzülme durumlar› için önlemler al›nmal›d›r.
Temiz su tesisat›nda, tesisat›n niteli¤ine göre pek çok armatür kullan›lmaktad›r.
Su tesisat›nda kullan›lan armatürlerde genel olarak baz› özellikler aranmaktad›r.
Öncelikle s›zd›rmaz bir flekilde kapanmalar› ve büyük bas›nç düflümleri oluflturmamal›d›r. Armatürlerden beklenen di¤er özellikler gürültü oluflturmamas›, bas›nç
flokuna neden olmamas› ve kolay servis verilebilmesidir. ‹çinden su geçen bu armatürlerin korozyona dayan›kl› olmas› da beklenmektedir. Temiz su tesisat›nda
kullan›lan bafll›ca armatürler; ay›rma vanalar›, sürgülü valfler, küresel vanalar ve
kelebek vanalar, musluklar, emniyet armatürleri, çekvalfler, haval›klar, vakum k›r›c›lar›, flok absorberleri ve boru ay›r›c›lar›d›r.
2. Ünite - S›hhi Tesisatta Enerji Ekonomisi
Ay›rma vanalar› genellikle tesisat›n bir bölümünü di¤erinden ay›rmak ve su
ak›fl›n› düzenlemek için kullan›lmaktad›r. Ay›rma vanalar› boflaltmal› veya boflaltmas›z tipte olabilmektedir. Sürgülü valfler, fliber vana olarak da an›lmaktad›r. Genel olarak piyasada pirinçten yap›lanlar fliber vana, pikten yap›lanlar ise sürgülü
vana olarak adland›r›l›rlar. fiiber vanalar ak›fla daha az direnç göstemesi, montaj
boyunun daha k›sa olmas› yan›nda hep aç›k ve kapama vanas› için uygun özelliklere sahiptir. fiiber vanalar›n dezavantaj› olarak s›zd›rmazl›¤›n›n iyi olmamas› söylenebilir. Küresel vanalar s›zd›rmazl›k özelli¤i ve kolay aç›l›p kapanmalar› nedeniyle tercih edilmektedir. Küresel vanalar çabuk aç›l›p kapanmas› istenen ve çok
aç›l›p kapanmas› gereken yerlerde kullan›lmaktad›r. Küresel vanalar su vanas› olarak kullan›m›n›n yan› s›ra gaz vanas› olarak da kullan›lmaktad›r. Kelebek vanalar
fliber vanalar›n yerine tercih edilen bir vana olarak önerilmektedir. Az yer kaplamas› ve büyük çaplarda küresel vanaya göre ucuz olmas› tercih nedenidir. Kullan›m› kolay ve anlafl›labilirdir. Musluklar suyun kullanma noktas›nda aç›l›p kapanmas›n› sa¤layan elemanlard›r. So¤uk su ve s›cak suda kullan›labildi¤i gibi kar›flt›rma bataryas› olarak da kullan›lmaktad›r. Klasik olarak kullan›lan musluk ve bataryalar›n yan› s›ra termostatik bataryalar ve otomatik musluklar son y›llarda yayg›nlaflmaya bafllam›flt›r. Termik emniyetli batarya olarak da adland›r›lan termostatik
bataryalar su s›cakl›¤›n› ayarlayarak hafllanmaya karfl› koruma yapmaktad›r. Termostatik bataryalar›n merkezi olanlar› da bulunmaktad›r. Ak›fl kontrollü musluklar,
kendili¤inden aç›lan ve/veya kapanan otomatik musluklar olup, büyük ölçüde su
kullan›m›n›n oldu¤u ifl yeri, okul, fabrika gibi yerlerde genel tuvaletlerin el y›kama
bölümlerinde kullan›lmaktad›r. Ak›fl kontrollü musluklar belli bir miktar su ak›tt›ktan sonra kendili¤inden kapanmaktad›r. Bu tür musluklar genellikle su tasarrufu
sa¤lamaya yönelik olup hijyen amaçl› kullan›lmak istendi¤inde elektronik veya
optik olarak kendili¤inden çal›fl›p belirli bir miktarda su verdikten sonra kapanan
tipte tasarlanmaktad›rlar. Otomatik musluklar›n kumandas› hidrolik, elektrik veya
elektronik olarak yap›labilmektedir. Su ak›fl miktar› regülatörleri, lavabolarda ve
dufllarda akan su miktar›n› s›n›rlamak amac›yla kullan›lmaktad›r. Su ak›fl miktar›
regülatörü, bataryan›n veya muslu¤un ucuna tak›lmaktad›r. Bu cihaz bas›nç de¤iflse bile akan su miktar›n›n hep ayn› kalmas›n› sa¤lamaktad›r. Böylelikle su bas›nc›
de¤iflse bile su ak›fl›ndaki düzensizlikler önlenir, musluk ne kadar aç›l›rsa aç›ls›n
ve bas›nç ne kadar de¤iflirse de¤iflsin musluktan daha fazla su akmaz ve tasarruf
sa¤lan›r. Bas›nç düflürücü emniyet armatürleri, tesisat›n emniyetli çal›flmas›n› sa¤lamak amac›yla kullan›lmaktad›r. Bas›nc›n yüksek oldu¤u durumlarda bas›nç düflürücü olarak kullan›l›r. Böylelikle bas›nç düflürücü elemandan sonraki tesisat bölümünde ayarlanan bas›nç sürekli olarak kullan›lmaktad›r. Villa türü ba¤›ms›z evlerde su flebekesine do¤rudan ba¤lant› yap›lan durumlarda bas›nç düflürücü su saatinin hemen sonras›na yerlefltirilmelidir. Genellikle yüksek bloklarda her kat›n girifline bir bas›nç düflürücü yerlefltirilmektedir. Yaln›zca s›cak ve so¤uk su giriflinin
ayr› ayr› oldu¤u merkezi uygulamalarda, her iki hat üzerinde de ayn› karakterdeki
bir bas›nç düflürücü kullan›lmal›d›r. Böyle olmazsa bataryada dengesizlikler ortaya
ç›kmaktad›r. Çekvalfler, suyun tek yönde ak›fl›n› sa¤layarak geri dönüflün engellenmesi amac›yla kullan›lmaktad›r. Geri dönüflsüz valfler diye de adland›r›lmaktad›r. S›hhi tesisatta kullan›lan çekvalfler, suyun tesisata geri kaçmas›n› önleme
amaçl› kullan›lmaktad›r. Haval›klar, tesisat›n havaland›r›lmas› amac›yla kullan›l›rlar. Tesisattaki havay› d›flar› atmak için kullan›lan hava at›c›lara prüjör ad› verilmektedir. Vakum k›r›c›, tesisattaki havay› emmek amac›yla kullan›lmaktad›r. fiok
absorberler, tesisatta su koçu ad› verilen darbeleri önlemek amac›yla kullan›lmak-
33
34
tad›r. Temiz su tesisat›nda bulunan bas rezervuarlar otomatik kapama vanalar› ve
küresel vana gibi ani kapanan musluk ve vanalar sistemde “Su koçu” ad› verilen
bir bas›nç dalgas› yaratmaktad›r. Oluflan bu bas›nç dalgas› 50 bar bas›nc›n üzerine
ç›kabilir ve bunun sonucunda conta bozulmas›, hortum tahribi, boru ba¤lant›s›n›n
oynamas›, seramik dirseklerin k›r›lmas› gibi tesisatta zarar ortaya ç›karabilmektedir. Bunun d›fl›nda su koçu rahats›z edici bir darbe sesi oluflturmaktad›r. Su koçunun önlenmesinde sisteme yerlefltirilen bas›nç düflürücüler etkili olamamaktad›r.
Bu nedenle de tesisatta flok absorberler kullan›lmaktad›r. Boru ay›r›c›lar da sistemde bir emniyet eleman› olarak kullan›lmaktad›r. Tesisattaki besleme bas›nc› belirli bir de¤erin alt›na düfltü¤ünde (en az 0,5 bar olmak üzere) bir tesisat bölümüne veya cihaza olan boru ba¤lant›s›n› güvenli bir flekilde ay›rma ifllemini görür.
Temiz S›cak Su Tesisat› Cihaz ve Armatürleri
Konut ve ifl yerlerinde temiz s›cak su haz›rlanabilmesi amac›yla çeflitli ›s›t›c›lar kullan›lmaktad›r. Bu ›s›t›c›lar merkezi ve depolu olabilece¤i gibi bireysel ve eflanjörlü
(ani su ›s›t›c›l›) de olabilmektedir. S›cak su tesisat›n›n ve s›cak su sa¤layan cihaz›n
seçimi enerji kullan›m ve tasarrufu aç›s›nda önem arz etmektedir. Bireysel su ›s›t›c›lar›nda enerji kayna¤› su ›s›t›c›s›n›n içinde bulunmaktad›r. Enerji kayna¤› olarak
genellikle gaz yak›t ve elektrik kullan›lmaktad›r. Gaz yak›tl› ›s›t›c›lar flofben olarak
an›lmakta olup, do¤algaz veya LPG kullanmaktad›r. Bu ›s›t›c›lar eflanjör tipli olup
ani ›s›t›c›l› olarak an›lmaktad›r. Su eflanjör bölümündeki borular›n aras›ndan geçerken borular aras›ndan geçen alev ve bunun sonucu oluflan s›cak baca gaz› ile su
›s›t›lmaktad›r. Gazl› flofbenler banyo içine yerlefltirilmemeli sürekli taze hava alan
bir mekânda bulundurulmal›d›r. Bireysel kullan›mda tercih edilen di¤er bir s›cak
su ›s›t›c›s› elektrikli termosifondur. Bireysel kullan›m amaçl› di¤er s›cak su elde etme yolu depolu boylerlerdir. Kat kaloriferi kullan›m›nda kat kaloriferine ba¤l› olarak yerlefltirilen boylerde kat kaloriferinin içinden dolaflt›r›lan bir eflanjör vas›tas›yla elde edilen s›cak su depoda toplanmakta, ihtiyaç oldu¤unda kullan›c›ya gönderilmektedir. Depoda beklerken so¤uyan su bir by-pass hatt› ile kat kaloriferinde
›s›t›labilece¤i gibi elektrikli bir devreyle de ›s›tma sa¤lanabilmektedir. Merkezi kullan›mdaki s›cak su haz›rlama sistemleri de bireysel kullan›mdaki boylerin büyük
kapasiteli tasar›m›d›r. S›cak su eldesi amac›yla kullan›lan boylerler genel olarak bak›ld›¤›nda bir ›s› de¤ifltiricisidir. Is›tma s›cak suyu boylerdeki suyu ›s›tmak amac›yla kullan›lmakta olup genellikle 90/70°C sistemindedir. Bunun anlam›, kazandan
su 90°C’de ç›kmakta, boylerde ›s›tma ifllemini yerine getirdikten sonra 70°C’de geri dönmektedir. Kullan›m suyu ise genellikle 45-60°C s›cakl›¤›ndad›r. Hastanelerde
ve çamafl›rhanelerde kullan›m suyu s›cakl›¤› 60°C’ye ç›kabilmektedir. Enerji tasarrufu sa¤layabilmek amac›yla su s›cakl›¤›n›n konutlarda 45°C’yi geçmemesi önerilmektedir. Enerji tasarrufu aç›s›ndan bir di¤er önemli konu da boylerin ›s› yal›t›m›n›n çok iyi bir flekilde yap›lm›fl olmas›d›r.
Boyler tesisat›nda kullan›m›n yan› s›ra genelde su tesisat›nda kullan›lan baz› armatürler ile bunlar›n kullan›m amaçlar› afla¤›da k›saca aç›klanm›flt›r.
Çekvalf, valfin ç›k›fl›ndaki suyun flebekeye geri kaçmas›n› önlemek amac›yla
kullan›lan bir valftir. Boflaltma vanas›, sistemdeki veya boylerdeki suyu boflaltmak
için kullan›lan bir vanad›r. Emniyet ventili, boylerlerde emniyet amac›yla kullan›lan bir cihazd›r. Boylerde suyun ›s›nmas› sonucu ortaya ç›kabilecek genleflmeye
ba¤l› tehlikeleri ortadan kald›rmak için kullan›lan bir emniyet cihaz›d›r. Sistemdeki bas›nc›n kontrollü bir flekilde emniyet s›n›rlar› alt›na düflürülmesi sa¤lan›r.
Üretilen kullan›m s›cak suyu ihtiyaç noktalar›na kadar s›cak su tesisat› ile da¤›t›l›r. Merkezi s›cak su tesisat›nda boyler genellikle bodrum katta bulunmaktad›r.
Bu durumda üretilen s›cak su tasarlanan s›cak su tesisat› ile ihtiyaç yerine kadar
da¤›t›l›r.
Alttan da¤›tmal› sistemin yan› s›ra üstten da¤›tmal› ve alttan ve üstten da¤›tmal›
kombine sistemler de bulunmaktad›r. Kullan›m s›cak suyunun da¤›t›lmas›ndaki di¤er bir sistem boylerin çat›ya yerlefltirilmesidir. Boylerin çat›ya yerlefltirildi¤i durumlarda da üstten da¤›tma ve alttan da¤›tma gibi da¤›tma sistemleri bulunmaktad›r.
Merkezi s›cak su kullan›m› tesisat›nda sirkülasyon hatt› ve sirkülasyon pompas› bulunmaktad›r. Kullan›m s›cak suyu da¤›t›m hatt›nda musluklar kapal› oldu¤u
ve s›cak su kullan›lmad›¤› durumlarda borulardaki su so¤uyacakt›r. Böyle durumlarda musluktan s›cak su akana kadar büyük miktarda su bofluna ak›t›labilmektedir. Bu yolla olan su israf›n› ortadan kald›rmak amac›yla s›cak su da¤›t›m hatt›na
bir sirkülasyon hatt› oluflturulur. Borulardaki su sürekli boylerden döndürülerek s›cak tutulmas› sa¤lanmaktad›r. Sirkülasyon hatt›n›n iyi bir flekilde yal›t›m› enerji tasarrufu aç›s›ndan büyük önem arz etmektedir.
Lejyoner Hastal›¤› ve Buna Yönelik Olarak Tesisatta
Al›nabilecek Önlemler
Lejyoner hastal›¤›, lejyonella bakterisi taraf›ndan oluflan ve ölüme kadar yol açabilen ciddi bir zatürre hastal›¤›d›r. Lejyonella bakterisi, nemli ve sulu ortamda yaflay›p ço¤almaktad›r. En yayg›n bulaflma yolu binadaki s›hhi tesisat ve klima tesisat›d›r. Özellikle otel, hastane, ifl merkezi ve fabrika gibi büyük kompleks yerlerde bu
bakteriye rastlanmaktad›r. Lejyoner hastal›¤›n›n bulaflma yolu, bakteri tafl›yan ve
aerosol haline gelmifl su taneciklerinin solunmas›yla gerçekleflmektedir. Aerosol,
kat› ya da s›v› maddelerin gaz ortam› içerisinde çok küçük parçac›klar halinde bulunmas›d›r. Lejyonella bakterisinin yutuldu¤unda bir hastal›k riski oluflturdu¤una
ve insandan insana bulaflt›¤›na yönelik bir bulgu bulunmamaktad›r. Lejyonella
bakterisinin kontrolü, kullan›m suyu tesisat›nda, suyun binaya girdi¤i noktadan itibaren su depolar›, su ›s›t›c›lar›, vanalar, musluk a¤›zlar› ve da¤›t›m borular›n›n tüm
ç›k›fl noktalar›na kadar olan bölgeyi kapsamaktad›r. Mikroorganizmalar›n oluflumunun engellenmesi için belediye taraf›ndan sa¤lanan su klorlanmaktad›r. Ancak
lejyonella bakterisi klora karfl› di¤er bakterilere göre daha fazla dayan›kl›d›r. Lejyonella bakterinin kolonileflmesini önlemek amac›yla çeflitli yollar önerilmektedir.
Bunlar; sistemin yüksek s›cakl›kta çal›flt›r›lmas›, termik dezenfektasyon, bak›r gümüfl iyonizasyon ifllemi, ozonlama, ultraviyole radyasyon yöntemi, afl›r› klorlama
ile filtrelemedir.
Lejyoner hastal›¤›n›n oluflabilmesi için lejyonella bakterisi ile kirletilmifl olan suyun aerosol halinde solunmas› gerekir. Bu yolla mikrop akci¤ere kadar ulaflarak
hastal›¤› oluflturmaktad›r. Hastal›k riski solunan mikrop say›s›yla orant›l›d›r. Önemli bir risk faktörü de temas süresidir. Örne¤in dufl yaparken ki temas süresi dakikalar mertebesinde bulunmaktad›r ancak jakuzide veya terapi havuzunda bu süre çok
daha uzundur. Hastal›¤›n bulaflabilmesi için lejyonella bakterisi ile kirlenmifl suyun
mutlaka pülverize halinde gelmesi ve bu mikroplu aerosollerin solunmas› gerekmektedir. Lejyonella ile mücadele edebilmek için, öncelikle bu bakterinin üreyebilece¤i uygun ortam› yaratmamak gerekmektedir. Di¤er bir önlem pülverize su oluflturulmamal› ve bunun aerosolü do¤rudan veya hava ile insanlara ulaflmamal›d›r.
Üreyebilen bakteri olmas› halinde ise dezenfeksiyon ile yok edilmesi gerekir. Lejyonellan›n büyüyebilmesi için en uygun s›cakl›k aral›¤› 12-45°C aras›d›r. 20°C’nin
35
36
alt›ndaki s›cakl›klarda üreme miktar› önemsizdir. Lejyonellan›n üredi¤i en uygun s›cakl›k 37°C olarak saptanm›flt›r. 37°C s›cakl›kta ve uygun ortamda iki saat içinde iki
kat›na kadar ç›kmaktad›r. K›rk sekiz saat içinde ise lejyonella bakterilerinin say›s›
tehdit edici boyuta ulaflmaktad›r. 46°C s›cakl›kta lejyonella bakterisinin üremesi
durmaktad›r. Lejyonella bakterileri 50°C s›cakl›kta ancak birkaç saat yaflayabilmektedir, 60°C s›cakl›kta ömrü dakikalar mertebesindedir. 70°C s›cakl›kta ise yaflama
flans› s›f›ra yak›nd›r. Ortamda bulunan demiroksit, büyüme ve ço¤almay› h›zland›rmaktad›r. Ortamda bulunan kir ve birikintiler lejyonellan›n kuluçkas› için uygun bir
ortam yaratmaktad›r. Lejyonella bakterisi için 6,9 pH de¤eri uygun bir de¤erdir. Günefl enerjili ›s›tma sistemlerindeki kullanma s›cak suyu lejyonella için uygun bir ortam oluflturmaktad›r. Y›l›n büyük bir k›sm›nda 30-45°C aras›nda bulunmas› bu bakteri için uygun bir ortam yaratmas›na neden olmaktad›r.
Kullanma S›cak Suyu Tesisat›nda Lejyoner Hastal›¤›
Lejyoner hastal›¤›n›n en fazla karfl›lafl›ld›¤› yerlerden biri kullanma s›cak suyu tesisat›d›r. Bu hastal›¤a karfl› önlem olarak suyun boylerde 60°C’de depolanmas› istenirken; enerji tasarrufu için suyun boylerde 45°C’de depolanmas› önerilmektedir.
Bu iki koflulu birden sa¤laman›n tek yolu termik dezenfeksiyondur.
Lejyoner hastal›¤›na karfl› kullanma s›cak su tesisat›nda al›nabilecek pek çok
önlem bulunmaktad›r. Öncelikle termik dezenfeksiyon konusuna dikkat edilmelidir. Bu periyodik olarak (örne¤in haftada bir kere) kullanma suyu s›cakl›¤›n›n en
az 70°C’ye (tavsiye edilen 70-77°C) ç›kar›lmas›d›r. Kullanma suyu sirkülasyon dönüfl suyu s›cakl›¤› ise 51°C ve üzerinde olmal›d›r. Termal flok y›kama süresi en az
30 dakika süreyle yap›lmal›d›r. Termik dezenfeksiyon s›ras›nda suyun sirküle edilerek bütün borular›n dezenfekte edilmesi, yüksek s›cakl›kta y›kama yap›lmas› gereklidir. Kullanma s›cak suyu sirkülasyonu, son kullan›m yerlerinin tamam›na ulaflam›yorsa; buralarda s›cak su ak›t›larak en az 5 dakika y›kama yap›lmal›d›r. Termik dezenfeksiyonun yap›ld›¤› sürede sirkülasyon dönüfl suyu s›cakl›¤› 51°C ve
üzerinde olacak flekilde sistem projelendirilmeli ve buna göre borular›n ›s› yal›t›m›
yap›lmal›d›r. Bu ifllemin konutlarda ve otellerde gece yar›s›, iflyerlerinde hafta sonunda insanlar›n en az oldu¤u zamanlarda ve kullan›m yokken (ya da en az oldu¤u zaman) yap›lmas› uygundur. Otellerde termik dezenfeksiyonun yap›ld›¤› gün
ve saat, müflterilere verilen genel k›lavuzun içinde belirtilmeli ve bu saatlerde banyo yap›lmamas› önerilmelidir. Sirkülasyonun yeterli olmad›¤› bölgelerde, termal
flok yap›lan saatlerde 5 dakika suyun ak›t›lmas› dezenfeksiyon için yeterli olacakt›r. Boyler iç yüzeyleri kir tutmayan ve temizlenebilen bir malzemeyle kapl› olmal›d›r. En mükemmel olan› cam kapl› boylerdir. Boyler içinde termik dezenfeksiyonun tam yap›lmas› için ›s›t›c› serpantin, boyler alt yüzeyine en yak›n olacak flekilde monte edilmifl veya buna göre dizayn edilmifl olmal›d›r. So¤uk su girifli de alttan oldu¤u için yüksek s›cakl›¤›n sa¤lanabilmesi için bu bölüm kritik bölge olmamal›d›r. Boyler deposunun tamamen boflalt›labilme ve temizlenebilme imkan› olmal›d›r. Boylerlerde ›s›t›c› serpantin mümkün oldu¤u kadar alt seviyede bulunmal›, böylece suyun hareketi sa¤lanmal›d›r. Boyler tesisatlar›nda genleflme deposu
olacaksa, içinde durgun su olan depolar kesinlikle kullan›lmamal›d›r.
Miks batarya kullan›l›yorsa, s›cak ve so¤uk su birbirine kar›flmakta ve s›cak su,
so¤uk su hatt›na kaçabilmektedir. Buna karfl› bir önlem al›nmal›d›r. Miks batarya
kullan›ld›¤›nda daire girifllerinde her iki hatta da çekvalf kullan›lmal›d›r. Su deposundaki suyun s›cakl›¤› 20°C ve alt›nda tutulmal›d›r. Su depolar› toprak alt›nda olmal›, s›cak kazan dairesine yak›n olmamal›d›r. Kazan daireleri s›cak ise ›s› yal›t›m-
lar› kötü yap›lm›fl, enerji kaybediliyor demektir. Su depolar›n›n iç yüzeyi kolay temizlenebilir olmal›d›r. Betonarme depolar›n iç yüzeyi derzsiz havuz serami¤i kaplanabilir. Su depolar›n›n alt›ndaki tortu al›nmal› ve depo yüzeyleri belirli periyotlarda temizlenmelidir. Temiz bir su deposu ve tesisat, lejyonella bakterisinin ihtiyaç duydu¤u besin dolu ortam› bar›nd›rmaz.
Lejyonella Bakterisi Kontrol Yöntemleri
Yüksek s›cakl›kta çal›flt›rma tekni¤i, sistem s›cakl›klar›n› 60°C ve üzerinde tutarak
gerçeklefltirilmektedir. Bu tercih edilen bir yöntemdir. Ancak bu uygulama büyük
ve eski tesisatlarda pratik olmamakta ve dufl bafll›klar›ndaki termostatik olmayan
vanalar›n de¤ifltirilmesini zorunlu k›lmaktad›r.
Termik dezenfeksiyon metodunda; sistem s›cakl›klar› 30 dakika boyunca 70°C
ya da daha üstüne ç›kmakta ve s›cak su, tesisattaki tüm aç›kl›klardan ak›t›lmaktad›r. Herhangi bir Legionella bakterisi salg›n›n›n belirtisi oldu¤unda, su s›cakl›klar›
70-77°C s›cakl›klara kadar yükseltilmelidir. Günümüzde bu metot, birçok kullanma suyu tesisatlar›nda bakterileri öldürmek amac› ile kullan›lmaktad›r. Tesisatlardaki büyük miktarlarda bio-film, temas süresini artt›rmaktad›r. Bu uygulaman›n
avantaj›, fazla bir harcama yap›lmamas› ve h›zl› bir flekilde uygulanmas›d›r. Dezavantaj› ise, kaynar su boflalt›l›rken büyük tesisatlarda koordinasyonun zorlu¤u ve
kullan›c›lar›n hafllanma riskinin olmas›d›r. Legionella bakterisi riskinin afl›r› olmad›¤› bölgelerde bu sistem, en ekonomik iflletme flartlar›n› sa¤lad›¤› için tercih edilmektedir.
Bak›r-gümüfl iyonizasyon yönteminin uygulanabilmesi için, bak›r-gümüfl elektrotlar›n bulundu¤u bir iyonlaflma odas›n›n sisteme monte edilmesi gerekir. Elektrotlara elektrik ak›m› gönderildi¤inde pozitif bak›r - gümüfl iyonlar sistemdeki suda çözünecektir. Pozitif iyonlar mikroorganizmalara ba¤lanacak ve onlar›n ölmesine neden olacakt›r. Bak›r-gümüfl iyonlar›n›n optimum konsantrasyonlar› s›ras› ile
400 ppb (milyarda bir) ve 40 ppb (milyarda bir) de¤erlerindedir. Bu alternatifin
avantajlar›, ekipman›n kolayca monte edilebilmesi, bak›m›n›n kolay olmas› ve kal›c› bir dezenfeksiyon sa¤lamas›d›r. Dezavantaj› ise, bu yöntemin ilk yat›r›m maliyeti ve iflletme maliyetidir. Bak›r - gümüfl iyonlaflma yöntemi, genelde küçük sistemler için kullan›l›r. Daha çok ba¤›fl›kl›¤›n önemli oldu¤u hasta bak›m alanlar›nda kullan›lan domestik s›cak su sistemlerinde kullan›lmas› tavsiye edilir. Sisteme
bak›r-gümüfl iyonlar› ekleyerek iyonlaflma metoduna bir alternatif teflkil edecek
uygulama ise, bak›r-gümüfl iyonlar›n›n direkt olarak bir kimyasal besleme pompas› yard›m›yla sisteme enjekte edilmesidir. Düflük dozajlarda olsa bile bak›r›n direkt
olarak kullan›m›, düzgün bir flekilde yerlefltirilip korunmad›¤› taktirde, çevre yetkililerinde bir tak›m flüpheler uyand›racakt›r. Bu sistemlerin uygulanmas› aç›s›ndan,
e¤itimli ve dikkatli bir personel kadrosu gerekir.
Domestik s›cak su sistemlerinde kullan›labilir klordioksit gaz enjeksiyonunda;
klordioksit, bio-film tabakas› içine girer ve bakteriyi büyüme yerinde öldürür. Bu
yöntemin; uzun süre çözeltide kalmas›, düflük konsantrasyonlar›n yeterli olmas›,
klor korozyonunun minimize edilmifl olmas› gibi avantajlar› bulunmaktad›r. Klordioksit gaz enjeksiyonunun dezavantajlar› da bulunmaktad›r. Ekipmanlar› daha
çok, küçük ve orta boyutlu uygulamalar için uygun olup pahal›d›r. Ayr›ca, her s›cak su sistemi için bir tane klordioksit gaz jeneratörü gereklidir. Klordioksit gaz enjeksiyonunun daha büyük uygulamalarda birkaç enjektörün kullan›labilmesi mümkündür. Klordioksit, ba¤›fl›kl›¤›n önemli oldu¤u hasta bak›m alanlar› için gerekli
olan, domestik s›cak su sistemlerinde kullan›lmas› tavsiye edilen bir yöntemdir.
37
38
Dozaj aral›klar› 0,3-1 ppm aras›nda de¤iflen halojenlerin (klor, brom, iyot) kullan›lmas›, suyun pH’› kontrol edildi¤i taktirde uygulanabilir bir seçenektir. Suyun pH’›
düfltü¤ünde halojenin etkisi de düflecektir.
Ultraviyole radyasyon yöntemi, sistemde bir nokta boyunca akarak yaln›zca bakteriyi öldürmede etkili bir yöntemdir. Yaln›zca küçük uygulamalarda ve k›sa boru tesisatlar›nda etkilidir. Di¤er yandan; büyük sistemlerde etkisizdir ve sistemin di¤er
bölgelerinde var olan kolonilerin büyümesini engelleyemez. Ultraviyolenin, Legionella bakterisinin tek hücreli kesecikleri üzerindeki etkisi de bilinmemektedir.
Ozonlama yöntemi, ozon jeneratörünün yak›nlar›nda bakteriyi öldürmede etkilidir. Bu metot, ozonun sistemde çabuk çözünmesi bakteriyi öldürmeye yetecek
konsantrasyonlar›n elde edilmesini sa¤lar. Bu yöntemin sak›ncalar› ise flu flekilde
s›ralanabilir: Eski tesisatlarda korozyona neden olabilir. Büyük sistemlerde etkisiz
kalmakta ve kolonilerin oluflmas›n› engelleyememektedir. Pahal› bir uygulamad›r.
Su ar›tma maliyetleri %85 azalt›l›r. Kimyasal depolama ve at›klar›n depolanmas›na
gerek kalmayacakt›r.
Afl›r› klorlama, bakteriyi öldürmede etkili bir yöntemdir. Bakteriyi öldürmek
için yüksek klor konsantrasyonlar› gereklidir. Klor kullan›lmas› sonucu oluflan
ürünler, potansiyel kanserojen maddelerdir. Klor, koroziftir (Korozyona yol açan
madde) ve boru tesisat›nda bir hata say›labilecek afl›nmaya neden olur. Bu nedenle, özellikle birçok hastane uygulamas›nda pek tavsiye edilen bir yöntem de¤ildir.
Filtreleme ve yeniden klorlama yöntemi; sisteme filtrelenmemifl su beslemesi olmas› halinde, boru tesisat› içerisinde oluflacak yabanc› maddeleri filtreleyip sistemi
ar›nd›rmak amac›yla kullan›lmaktad›r. Böylelikle, bio-filmin yay›labilece¤i yerlerde
oluflacak çökelti miktar› azalt›lm›fl olacakt›r. Tekrar klorlama, bio-film tabakas›n›n
büyümesini engellemek amac›yla kullan›lan bir yöntemdir. Klor konsantrasyonlar›, fazla klorlaflmay› önlemek amac›yla kontrol alt›nda tutulmal›d›r. Filtreleme yöntemine ek olarak haftada iki kere ya da daha temel olarak her gece yar›s› kimyasal besleme pompas› yoluyla dörtlü amonyum biocide kullan›labilir. Bu bilefli¤in, tercihen bakterinin bu bilefli¤e karfl› ba¤›fl›kl›k kazanmas›n› engellemek ad›na
ve bir baflka bilefli¤in bakterinin geliflimine karfl› daha farkl› bir yöntemle karfl›
koymas› ad›na, farkl› bir biocide ile de¤ifltirilmesi gerekir. ‹yi bir biocide alternatifi olarak tiokarbonat verilebilir, ancak farkl› örnekler de mevcuttur.
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
1
Kullan›mda SIRA
olan S‹ZDE
bir domestik s›cak su sisteminde Lejyonella bakterisinin yay›lmas›n› minimize edecek bir kontrol listesi ç›kar›n›z.
D Ü fi Übakterisinin
NEL‹M
Lejyonella
oluflum ve yay›lmas›yla temizlik aras›nda yak›n bir iliflki
bulunmaktad›r. Aç›k dolafl›ml› bir sistemin kontrolündeki en önemli nokta suyun
temizli¤idir. SKullan›m
suyunun filtrelenmesi kayd›yla su temizli¤i, kabul edilebilen
O R U
bir seviye olan 30-40 mikrona getirilebilir. Bunu da kum filtreleri veya torba filtreler kullanarak sa¤layabiliriz. Çamur oluflumundan dolay› kum filtreleri, ayda bir
D‹KKAT
kabart›lmal›d›rlar. Torba filtreler ise temizlik gerektirmediklerinden, en iyi filtrelerdir. Klasik su tasfiye yöntemlerindeki sorun, lejyonella bakterisini etkin bir flekilde
SIRA S‹ZDE
önleyecek büyülü
kurflunlar›n bulunmamas›d›r. E¤er suyun temizli¤i sa¤lanm›fl ve
borulardaki çamur oluflumu engellenmiflse, bu sitemde filtreleme kullan›lm›flt›r.
Baz› kimyasallar›n petri-kolonileri (laboratuvarda yetifltirilen lejyonella bakterisi)
AMAÇLARIMIZ
üzerinde etkili oldu¤u görülmüfltür. Ancak saha etkinli¤i testleri, bu patojenik
grubu kontrol etme iddialar›n› çürütür.
N N
K ‹ T A P
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
39
SIHH‹ TES‹SATTA ENERJ‹ EKONOM‹S‹N‹N ÖNEM‹
Ekolojik dengelerin korunmas›, azalan temiz su kaynaklar›na sahip ç›k›lmas›, ancak
kullan›m suyunun dikkatli harcanmas› ile mümkündür. Kullan›m so¤uk ve s›cak su
tüketimini konforu düflürmeden azaltmak, su maliyetlerinde ciddi tasarruflar sa¤layacakt›r. Su tüketimini azaltarak pompalama ve ›s›tma için harcanan enerjiden de
ciddi tasarruflar sa¤lanacakt›r. Suda yap›lacak tasarruf, hem su maliyetlerinde hem
de ›s›tma ve bas›nçland›rma enerjisi maliyetlerinde tasarruf anlam›na gelir ki birim
su tasarrufu, maliyetlerde iki misli veya daha fazla azalmaya neden olur.
Burada amaç; kullanmadan tüketmeyi önlemek, konforu art›rmak ve hijyen
koflullar›n› sa¤lamakt›r. Bunun sonucunda ise su ve enerji tasarrufu, daha hijyenik
koflullar ve en önemlisi de ekolojik dengenin korunmas› sa¤lanm›fl olur. Hijyen,
Yunanca’da sa¤l›k anlamandaki hygies kelimesinden türemifltir ve sa¤l›k bilimi,
sa¤l›k hizmetleri, koruyucu hekimlik gibi konular› kapsar. Yani sa¤l›k için gerekli
koflullar›n sa¤lanmas› ve sürdürülmesi için öngörülen uygulamalard›r. Sözlük anlam› ise; kiflinin veya toplum olarak insanlar›n sa¤l›¤›n›n korunmas› ve gelifltirilmeSIRA S‹ZDE
sine çal›flan beslenme, sa¤l›k ve çevre konular›ndaki bilgileri bir sentez halinde uygulayan bilim dal›d›r.
TEM‹Z SU TES‹SATINDA SU TÜKET‹M‹N‹ AZALTMA
YOLLARI
S O R U
Temiz su tesisat›nda su tüketimini azaltmak amac›yla yap›lacaklar, s›hhi tesisatta
enerji ekonomisi çal›flmalar›nda ilk bafll›k olarak incelenecektir. Temiz su tesisat›nD‹KKAT
da su tüketiminin azalt›lmas› pek çok aç›dan büyük önem tafl›maktad›r.
Su, dünyan›n en k›ymetli kaynaklar›ndan biridir. Ayr›ca su, gün geçtikçe daha de¤erli hale gelen do¤al bir kaynakt›r. Dünyan›n su kaynaklar› zamanSIRA
içinde
artmayacak,
S‹ZDE
tam tersine tüketim artacakt›r. Su kaynaklar›n›n artmayaca¤› ve daha çok kirlenece¤i de dikkate al›n›rsa, su daha da k›ymetli bir kaynak olacak ve de¤eri çok daAMAÇLARIMIZ
ha fazla artacakt›r. Enerji maliyetlerindeki art›fl da (petrol, elektrik
vb.) su maliyetini art›ran di¤er bir etkendir. Nüfus art›fl› ve refah düzeyinin yükselmesi, suya olan
talebi art›racakt›r. Ayr›ca su tüketimi, sadece evsel kullan›mla da s›n›rl› de¤ildir.
K ‹ T A P
Mekanik tesisat›n, endüstriyel amaçlarla, tar›msal amaçlarla büyük ölçekte su tüketimi söz konusudur. Su, tuvaletlerde kullan›lan bir numaral› do¤al kaynak olmakla birlikte, tek tüketim de de¤ildir. Tuvaletlerdeki toplam tüketim, ayd›nlatma ve
TELEV‹ZYON
havaland›rma için kullan›lan elektrik enerjisi ile ka¤›t kullan›m› dolay›s›yla orman
ürünleri gibi di¤er do¤al kaynaklar› da kapsamaktad›r.
N N
Suyun önemini, neden su tüketiminde tasarruf yap›lmas› ve suyun verimli
ge‹ N T E Rkullan›lmas›
NET
rekti¤ini daha iyi kavrayabilmek için Dünya Su Forumu’nun resmi internet sitesi olan
http://www.worldwatercouncil.org/ adresine baflvurabilirsiniz.
Mimari Tasar›m Önlemleri
MAKALE
Mimaride banyo, tuvalet gibi ›slak hacimler olabildi¤ince düfley do¤rultuda üst üste, yatay do¤rultuda da yan yana yerlefltirilmeli ve mümkün oldu¤unca mekanik
tesisat merkezine yak›n olmal›d›r. Bu hacimlere hizmet veren tesisat flaftlar› oluflturulmal› ve her banyodaki tesisat flaft›n›n yeri, flaft ile son armatür aras›ndaki mesafe en az olacak flekilde tasarlanmal›d›r. Böylece boru uzunluklar›n› minimumda
tutmak mümkün olur. Bu, enerji kay›plar›n›n ve boru maliyetinin azalmas› anlam›na gelir. Böylece; boru maliyeti, pompalama, elektrik enerjisi maliyeti, kullanma
s›cak suyu ve sirkülasyon borusundan ›s› kayb› azal›r.
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
MAKALE
40
Tesisat flaftlar› (boflluklar›); yeterli büyüklükte, ulafl›labilir ve borular›n montaj›n›n, izolasyonunun ve bak›mlar›n›n kolay yap›lmas›n› sa¤layacak flekilde planlanmal›d›r. Otel, ifl merkezi vb. yerlerde flaft kapaklar› yerine, flaft kap›lar› yap›lmal›d›r. Donma riskini azaltmak için, kullanma suyu borular› so¤uk bölgelerde d›fl duvar içinden geçirilmemelidir. Kullanma s›cak su ve sirkülasyon borular› da olabildi¤i kadar ›s› kayb›n› azaltmak için d›fl duvar içinden geçirilmemelidir. Duvara 3
santimetre gömülü 1 metre borudaki ›s› kayb› W/m olarak Çizelge 2.1’de görülmektedir.
Su depolar› mutlaka toprak alt›nda olmal›d›r. Toprak üstünde ve özellikle günefl alan depolarda bakteri üremesi çok h›zl› gerçekleflmektedir. Her suda bakteri
vard›r. ‹çilebilir veya kullan›labilir sularda bakteri oran› çok düflüktür. Suyun s›cakl›¤›, bu düflük orandaki bakterilerin h›zla ço¤almas›na olanak sa¤lar.
Çizelge 2.1
Duvara 3 cm
Gömülü 1 m
Borudaki Is› Kayb›
Boru Çap›
Ø (mm)
Su S›cakl›¤› 45°C
Su S›cakl›¤› 60°C
Ortam S›cakl›¤› 20°C
15 ( 1/2 ")
43
77
136
20 ( 3/4 ")
61
95
160
25 (1 ")
75
109
178
32 (1 1/4 ")
89
123
197
40 (1 1/2 ")
101
134
212
50 (2 ")
111
145
226
Su depolar›n›n iç yüzeyi olabildi¤ince pürüzsüz olmal›d›r. Kargir depolarda
(kargir depo, tafltan veya tu¤ladan yap›lm›fl olan depolara denir) derzsiz havuz serami¤i kaplanabilir. Binalara da¤›t›m› yap›lan su, su depolar›nda ve tesisatta kirlenmelerden korunmal›d›r.
SIRA S‹ZDE
2
Binalar›n mimari
projeleri haz›rlan›rken tuvalet, banyo gibi ›slak zeminlerin düfley do¤SIRA S‹ZDE
rultuda üst üste, yatay do¤rultuda da yan yana yerlefltirilmesinin tesisatta ekonomi sa¤lanmas› aç›s›ndan nas›l bir katk›s› olabilir?
Daha Az Su ile Daha ‹yi El Y›kama
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
MAKALE
Hijyen uzmanlar›na
S O R U göre elleri y›kamak hastal›klar›n yay›lmas›n› önleyen en önemli unsurdur. El y›kama, solunum yolu enfeksiyonlar›na, ba¤›rsak hastal›klar›na ve
özellikle Türkiye’de çok yayg›n olan sar›l›k da dahil olmak üzere pek çok bulafl›c›
D‹KKAT
hastal›¤a karfl› savunman›n birinci basama¤›d›r.
Hapfl›rmak, öksürmek ve hayvanlara dokunmak gibi eylemlerden ve özellikle
SIRA S‹ZDE
tuvalete gittikten
sonra, eller mutlaka y›kanmal›d›r. Bu, genelde bilinmesine ra¤men, pratikte pek uygulanmamaktad›r. Türkiye’de; taharetlenme al›flkanl›¤› vard›r.
Bu yüzden eller çok daha iyi y›kanmal›d›r. Sar›l›k (hepatit) hastal›¤› çok yayg›nd›r
AMAÇLARIMIZ
ve çok yüksek risk oluflturur. Hayvanlar ile temas da her zaman risktir.
2000 y›l›nda yap›lan bir ankete göre; Amerikal› yetiflkinlerin %95’i tuvaleti kulland›ktan sonra
y›kad›klar›n› söylese de, sadece %67’sinin y›kad›¤› tespit
K ‹ T ellerini
A P
edilmifltir. Ayr›ca, elini y›kayan insanlar›n büyük bir k›sm› da, muhtemelen ellerini
20 saniye sabunla ovmamaktad›r. Ayr›ca ellerin y›kanmas› s›ras›nda, özellikle parmak aralar›n›n
T E L E Vda
‹ Z Yçok
O N iyi sabunlanmas›n› çok daha az insan yapmaktad›r.
FDA, Food and Drug Administration (G›da ve ‹laç ‹daresi) kelimelerinin k›saltmas›d›r. Amerika Birleflik Devletleri Sa¤l›k Bakanl›¤›’na ba¤l› çal›flan; g›da, diyet
N N
‹NTERNET
MAKALE
41
ürünleri, ilaç ve medikal ürünlere uygunluk testlerinden geçmesi durumunda onay
veren kurumdur. FDA taraf›ndan yap›lan tan›ma göre, sadece elleri ›slatmak veya
hafifçe sabunlamak etkili de¤ildir. Etkili olarak elleri, parmak aralar›n› ve t›rnak
aralar›n› y›kayabilmek için elleri, akan suyun alt›nda önce; 4 saniye ön y›kama
yapmak, 20 saniye sabun ile ovalamak ve 4 saniye durulamak gerekir. Öte yandan
el y›kama s›kl›¤›n› ve ovma süresini artt›rmak, hijyen gere¤i yararl› olmakla birlikte, kullan›m suyu tüketimini art›rmaktad›r. Bu durumda suyun verimli kullan›lmas› gündeme gelmektedir. Örne¤in genel tuvaletlerde sensör kumandal› musluklar
kullan›labilir ve böylece önemli miktarda su tasarrufu sa¤lanabilir. Normal ve sensörlü musluklar›n her ikisinde de 8,3 litre/dakika ak›fl oldu¤u kabul edilirse ve
FDA taraf›ndan tan›mlanan el y›kama ifllemi uygulan›rsa, el y›kama bafl›na 4 litre
su tasarrufu sa¤lanabilir.
Sensör kumandal› musluklar, kullan›c›n›n elleri aktif bölgede olmad›¤› zaman
çal›flmayacak flekilde dizayn edilmifltir. Halbuki normal musluklarda kullan›c› ellerini ovarken önemli miktarda su harcanmaktad›r. Ayn› zamanda sensör kumandal› musluklara al›flan kullan›c›lar normal musluklar› aç›k b›rak›p gidebilmektedir. Çizelge 2.2’de normal ve sensörlü musluklardaki su tüketimleri verilmifltir.
Ölçümler
1 kere el y›kama iflleminde
tüketilen su miktar› (litre)
Normal Musluk
Sensör Kumandal› Musluk
Tasarruf (Fark)
4,6
0,6
4,0
120 kiflinin çal›flt›¤› bir ifl yerinde, her çal›flan›n günlük ortalama olarak 3 kere el
y›kad›¤› belirlenmifltir. ‹fl yerindeki musluklar›n normal musluk oldu¤unu kabul
ederek el y›kama yoluyla tüketilen günlük su miktar›n› bulunuz.
Çizelge 2.2
Normal ve Sensör
Kumandal›
Musluklardaki Su
Tüketimi
ÖRNEK 1
Çözüm 1: Çizelge 2.2’den de görüldü¤ü gibi bir kiflinin bir kere el y›kamas›yla normal muslukta 4,6 litre su kullan›lmaktad›r. ‹fl yerinde 120 çal›flan›n günde 3
kere el y›kamas› ile musluk günde 360 kere kullan›lmaktad›r. Bu durumda tüketilen su miktar› 1656 litre su/gün olmaktad›r.
Bir fabrikada toplam 250 personel bulunmaktad›r. Her personelin günde
ortalama 5 kere
SIRA S‹ZDE
el y›kad›¤› bilinmektedir. Fabrikada sensör kumandal› musluklar kullan›l›yorsa bu fabrikadaki günlük su tüketim miktar› ne kadard›r?
3
SIRA S‹ZDE
Mekanik Tasar›mda Al›nabilecek Önlemler
O R U
Lavabo musluklar› ve dufl bataryalar›nda yap›lacak tasarruf veSverimlilik
çal›flmalar› mekanik tasar›m önlemlerinin bafl›nda gelmektedir. Genel hacimlerin lavabo
musluklar›nda su kullan›m›, 10 litre/dakika’n›n alt›nda olmal› veya
otomatik musD‹KKAT
luklarda (her aç›ld›¤›nda belli bir miktar su ak›tanlarda) su kullan›m› 0,95 litre/kullan›mdan daha az olmal›d›r. Daha az su ak›tan (2 litre/dakika veya 10 saniyede 0,4
SIRA S‹ZDE
litre) genel hacim musluklar› da mevcuttur. Musluk uçlar›nda
mutlaka perlatör
(su ile havay› kar›flt›ran cihaza verilen isim) olmal›d›r.
Sensörlü lavabo musluklar› önemli derecede su tasarrufuAMAÇLARIMIZ
sa¤larken, sensörle
çal›flmak için enerjiye ihtiyaç duymaktad›r. Bu ürünlerden baz›lar› alternatif ak›mla çal›flan kablolu ürünlerdir. Ama pilli olanlar daha yayg›nd›r. Pilli modellerin
montaj› daha ucuzdur. Çok s›k kullan›lmayan yerlerde, bu pillerin
K ‹ T ömrü
A P 3 y›la kadar uzayabilir. 2002 y›l›n›n sonunda Amerika piyasas›na giren mangandioksit pilli
N N
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET
42
musluklarda, pili flarj eden küçük bir hidroelektrik jeneratör kullan›lmaktad›r. Bu
musluk, ekolojik (çevre ile uyumlu, çevreyi düflünerek haz›rlanm›fl, çevre dostu)
tasar›m anlam›nda harika bir örnektir. Üreticiye göre, günde en az 5 kullan›m için
10 y›l boyunca herhangi bak›m ihtiyac› duymaz.
Lavabo musluklar› ve dufl bataryalar› için al›nabilecek pek çok önlem bulunmaktad›r. Armatürler tüketimi azaltmaya teflvik edici, kullan›c›ya hofl gelen elemanlar olmal›d›r. Armatür seçerken teknolojiyle birlikte sa¤duyuyu da göz önünde bulundurmak gerekir. Suyun bas›nc›, musluk a¤z›nda yüksek ve de¤iflken olmamal›d›r (5 - 10 mSS akma bas›nc› genellikle yeterlidir.). Uygulamada ayn› su sisteminde
bas›nçl› dufl bafll›klar› veya farkl› bas›nçta çal›flabilen dufl bafll›klar› kullan›lmamal›d›r. Olabildi¤i kadar kaliteli armatürler seçilmelidir. Kullanma suyunun tüketiminin
azalt›lmas›nda en baflta, daha verimli armatürlerin kullan›lmas› gelmektedir. Daha
verimli armatürden kastedilen; yeterli su debisini sa¤layan, dufl bafll›¤› suyu iyi pülverize eden (pülverize etmek, bir ak›flkan› (suyu), çok küçük parçalar (damlalar)
haline getirmek anlam›na gelir), dufl bataryas› su s›cakl›¤›n› ve debisini kolayca
kontrol imkan› veren, lavabo, evye, dufl alt muslu¤u ise ucunda perlatör olan, salmastras› kaliteli (kapat›ld›¤›nda suyu damlatmayan) olan, iyi bir y›kamaya olanak
sa¤larken, gere¤inden fazla suyu ak›tmayan bataryalard›r. Duflun günde bir kere
kullan›lmas›nda, 40°C’lik tüketim s›cakl›¤› ayarlanana kadar ortalama 35 saniye süresince faydalan›lmadan su ak›t›l›r. Bu durumda y›lda 1.680 litre su kayb› ve 29
kWh enerji kayb› oluflur. Dufl bafll›klar› genel dufllarda küçük boyutlu seçilmelidir.
Lavabo musluklar›n›n aç - kapa diye tarif edilen miks tipte olmas› genellikle kullan›m› kolaylaflt›r›r. Kapat›p aç›ld›¤›nda ayn› s›cakl›kta su kullan›l›r, s›cakl›k ayar› için
bofla su ak›t›lmaz konfor ve tasarruf sa¤lan›r. Ancak yanl›fl konumda kullan›ld›¤›nda ise dufl yaparken veya mutfak evyesinde ya da lavabolarda muslu¤un her aç›l›fl›nda gereksiz flekilde s›cak su sarfiyat›na sebep olmaktad›r. Bunlar›n yerine s›cak
ve so¤uk su musluklar›nda ayr› ayr› olan armatürlerin kullan›lmas›, s›cak su sarfiyat›nda tasarruf sa¤layacakt›r. Ya da s›cakl›k kontrol ayar› olan, istenirse kol kald›r›ld›¤›nda yaln›z so¤uk su ak›tan tip miks bataryalar kullan›labilir. Miks batarya, tesisattan gelen s›cak ve so¤uk suyu kar›flt›rarak, suyu istenilen s›cakl›¤a getirebilen
bataryalard›r. Üzerinde bulunan musluklar ya da kol sayesinde s›cak su ile so¤uk
suyun oran› ayarlanabilir. Miks batarya kullan›ld›¤›nda önlem al›nmazsa so¤uk su,
s›cak suya veya s›cak su, so¤uk suya kar›flabilir. Su s›cakl›¤›nda dalgalanmalar olur.
Örne¤in birkaç bataryada so¤uk su kullan›l›rken, so¤uk su borusunda bas›nç düfler.
O anda kullan›lmayan bir miks bataryada s›cak su (s›cak su borusundaki bas›nç daha yüksek kald›¤› için) so¤uk su devresine girer veya musluklar kapal›yken, do¤al
sirkülasyon ile so¤uk su ve s›cak su borular›ndaki su birbirine kar›flabilir. Miks bataryalar kullan›lmad›¤› sürelerde tam sa¤ veya sol konumda tutulabilir. Ancak kullan›c›lardan sürekli bu dikkati göstermesi beklenemez. Her tuvalet veya banyo hacminin so¤uk ve s›cak su girifllerinde çekvalf (tesisattaki suyun geçmesine bir yönde izin veren, ters yönde ak›fl› otomatik olarak kapatan ve durduran bir vana tipi)
kullan›lmas› ters ak›m› önleyece¤i için istenmeyen kar›fl›mlar da önlenmifl olur.
Musluklarda sudan tasarruf etmek için anahtar çözüm, su ak›fl debisinin ve süresinin k›s›tlanmas›d›r. Bu amaçla özellikle genel lavabolarda sensör kumandal› musluklar kullan›lmal›d›r. Sensör Kumandal› Musluk, muslukta veya bataryada bulunan bir sensör sayesinde aç›l›p kapanan musluk tipidir.
SIRA S‹ZDE
4
Perlatör kullanarak
tesisatta nas›l bir tasarruf ve verimlilik sa¤lanabilir?
SIRA S‹ZDE
S O R U
S O R U
D‹KKAT
D‹KKAT
43
Klozet seçimi de mekanik tasar›m önlemleri aras›nda yer almaktad›r. Klozette
üç özelli¤e dikkat edilmelidir: Yüzey y›kama yetene¤i (tam y›kama), temizleme kapasitesi (rezervuar su hacmi), rezervuar iç tak›m› kalitesinin rezervuara uyumu (rezervuarda su kaça¤› riski olmamas›).
Klozetlerdeki su tüketiminin azalt›lmas›nda büyük geliflme olmufltur. 1950’den
önce ilk klozetlerde her sifon çekiflinde 26 litre su tüketilmekteydi. 1950-1970 y›llar› aras›nda geliflen tiplerde tüketim 19-21 litre mertebelerine inmifltir. 1980’lerden
bugüne geçerli standartlar›n kullan›lmaya baflland›¤› 1997 y›l›na kadar da 12-15 litre su kullan›lmaktayd›. 1 Ocak 1997’den bu yana ABD’de ticari binalardaki tuvaletlerde klozet y›kamada 6 litre/kullan›m de¤erinden daha fazla su kullan›lmas› yasaklanm›flt›r. Bu standart, her y›l milyonlarca litre su tasarrufu sa¤lamaktad›r. Baz›
tip klozetler daha da fazla tasarruf yapabilmektedir. Hatta baz› bas›nç kontrollü
klozet tipleri 1,9 litre kullan›m de¤erinden de az su ile çal›flabilmektedir. Baz› klozetler vakum pompas› veya hava kompresörünü çal›flt›rmak için elektri¤e ihtiyaç
duysa da, di¤erleri havay› s›k›flt›rmak için su besleme hatt›n› kullanmaktad›r. fiekil
2.1’de y›llara göre klozetlerdeki su kullan›m› verilmifltir. Çift ak›fll› klozetler, s›v› ve
kat› at›klar› y›kamada farkl› su miktarlar› sa¤lar. Sifon kolu, bir yöne bast›r›ld›¤›nda 3,8 litre; di¤er yöne bast›r›ld›¤›nda 6 litre su kullan›l›r.
fiekil 2.1
Klozetlerde
Bir Kullan›mda
Harcanan
Su Miktar›
(Litre)
30
25
20
15
10
5
0
26
21
14
6
1950’ den 1950-1970 1970-1980 Günümüzde
Önce
Aras›
Aras›
6 litre su ile tam y›kama ve temizlemeyi sa¤layan tip klozet-rezervuar ikilisi, bugün için ideal klozet tipidir.
Tasarruflu rezervuar, hacmi optimum büyüklükte olan rezervuard›r. Çok küçük
rezervuar kullan›lmas› her zaman su tüketimini azaltmaz. Çünkü bu durumda tek
kullan›flta istenilen temizleme sa¤lanamayacak, rezervuar bir kaç kez çekilecektir.
Klozet ve rezervuar birbirine uyumlu olmal›d›r.
Binalardaki tuvaletlerde, at›k su ar›tma tesislerinden elde edilen ar›t›lm›fl su kullan›labilir. Ar›t›lm›fl su, kimyasal ar›tmayla at›k sulardan elde edilir ve binalara ayr›
besleme hatlar›yla ulaflt›r›l›r. Ar›t›lm›fl su, çamafl›rhane, dufllar ve lavabolardan gelen ve gri su diye adland›r›lan at›k sudan çok farkl›d›r. Gri su genellikle evlerdeki
tuvaletlerde klozet y›kamada kullan›l›r. Ar›t›lm›fl suyun mevcut oldu¤u yerlerde,
tuvaletler için mutlaka ar›t›lm›fl su kullan›m› düflünülmektedir. Halen ar›t›lm›fl su
yoksa fakat ileride ar›t›lm›fl su kullan›ma sunulabilecekse, bina sahipleri ar›t›lm›fl
suya kolay bir geçifli sa¤layabilmek için, ikili boru tesisat›n› inflaat esnas›nda düflünmelidir.
Pisuarlar ve pisuar musluklar› da tesisatta tasarruf sa¤lanabilecek bir baflka
noktad›r. Pisuarlarda yüzey y›kama yetene¤inin iyi olmas› koku sorununu önler.
Klasik tip pisuar musluklar› kullan›lmamal›d›r. Otomatik pisuarlar genel hacimler,
büyük otel ve iflletmeler için uygundur. Ancak her pisuar›n su kontrolünün ayr› yap›lmas›, su tüketimini azaltacakt›r. Bas tipi pisuar musluklar›n›n maliyeti düflük oldu¤u için, kullan›m› daha yayg›nlaflt›r›lmal›d›r. Küçük iflletme ve ofisler için daha
pratik çözüm olabilir. Ancak projede boru çaplar› buna göre yap›lmal›d›r. Otoma-
Y›llara Göre
Klozetlerde Su
Kullan›m›
44
tik pisuarlar bir kullan›mda 4 litreden daha fazla su tüketmemelidir. Bununla birlikte su tüketmeyen yeni tip pisuarlar gelifltirilmifltir. Bu ürünlerde sifon yapmay›
sa¤layan, idrardan daha hafif s›v›lardan faydalan›lmaktad›r.
Boylerlerin so¤uk su girifline genleflme deposu monte edilmelidir. Genleflme
deposu, içindeki suyu sirküle eden, hijyenik tipte olmal›d›r. Türkiye’de bu al›flkanl›k olmad›¤› için emniyet ventilleri ak›tmakta veya damlatmaktad›r. Bu, hem emniyet aç›s›ndan risk oluflturmakta, hem de su kayb›na neden olmaktad›r. Radyatörlere dönüfl muslu¤u tak›lmal›d›r. Aksi takdirde binalarda, her daire boyan›rken sistemdeki su boflalt›lmakta ve tekrar doldurulmaktad›r. Bu flekilde çok önemli miktarlarda su tasarrufu mümkün olur.
Temiz Su Tesisat›nda Su Tüketimini Azaltmak Amac›yla
Uygulamada Yap›labilecek Çal›flmalar
Temiz su tesisat›nda su tüketimini azaltmak amac›yla uygulamada yap›labilecek
pek çok çal›flma bulunmaktad›r. Musluk, dufl bafll›¤›, batarya imalatç›lar› taraf›ndan
hangi bas›nçta hangi debinin al›nabildi¤i verilmelidir. Musluk uçlar›ndaki havaland›r›c›lar› perlatör olan tipler kullan›lmal›d›r. Bunlar ak›fl› k›s›tlarken, su ile havay›
kar›flt›rarak ak›tt›¤› için su hacmini daha fazla gösterirler ve su tüketimini azalt›rlar.
Su s›cakl›¤›nda ve bas›nc›nda dalgalanma olmamal›d›r. Miks tipi banyo bataryalar›nda so¤uk su bas›nc›ndaki (baflka yerlerdeki kullan›mla ilgili) de¤iflimler, su s›cakl›¤›n›n de¤iflmesine neden olur. Bu durumda hafllanma riski bile oluflabilir. Klozetlerin taharet musluklar›ndan zaman zaman s›cak su akan birçok bina vard›r. Dufl bafll›klar› küçük ve ince delikli ise su tüketimi azal›r. Ancak su kireçliyse delikler çabuk
t›kanabilir. fiantiye, spor salonu gibi yerlerde dufllarda mümkünse kurna a¤z› olmayan dufl bataryalar› seçilmelidir. Sadece dufl bafll›¤›na su veren tip bataryalar›n
seçilmesi ile daha az su tüketilecektir. Dufla ilk girildi¤inde kurna boflaltma a¤z›ndan su ak›t›larak s›cakl›k ayar› yap›l›rken; fazla su dökülür, boru çaplar› yeterli büyüklükte de¤ilse yandaki dufllarda suyun s›cakl›¤› de¤iflir. Ayr›ca di¤er dufltakilerin
de s›cakl›k ayar›n› de¤ifltirmek istemeleri sonucu duflta kalma süreleri artar, konfor
bozulur. Daha fazla so¤uk ve s›cak su dolay›s›yla da daha fazla enerji tüketilir. Kurna Tipi Batarya, yaln›zca s›cak su veya yaln›zca so¤uk su ak›tan bataryalard›r.
Üzerinde sadece bir vana vard›r. Bu vana ile su debisi ayarlanabilir. Suyun do¤rudan dufl bafll›¤›ndan akmas› su tüketimini azaltacakt›r. Genel dufllarda dufl bafll›klar› küçük seçilmelidir. Genel dufllarda ve tuvaletlerde verimli su kullan›m›n› teflvik
eden kullan›m k›lavuzlar› as›lmal›d›r. Bulafl›k makinesi kullan›m› elde y›kamaya göre; daha az s›cak su tüketir, daha az s›cak su tüketti¤inden, bulafl›k makinesi kullan›m› tercih edilmelidir. Su filtreleri pislik tutmaya bafllad›¤›nda direnç yaratarak
enerji kayb›na neden olmaktad›r. Di¤er yandan filtreler t›kanmaya bafllad›¤›nda ise
enerji kayb› çok artar ve konfor bozulur. Filtre ve pislik ay›r›c›lar, olabildi¤ince boru çap›ndan büyük seçilmelidir. Büyük tesislerde ana su girifllerinde veya hidrofor
ç›k›fllar›nda, iflletilmesi ve bak›m› zor pislik tutucular yerine, kat› tutma hacmi büyük olan sanayi tipi su filtreleri kullan›lmal›d›r. Su yumuflatma cihazlar› öncesinde
yine su filtresi kullan›lmal›d›r. Su ve buz p›narl› buzdolab› ve içme suyu tesisatlar›ndaki filtrelerde parazitleri tutma özelli¤i olmal›d›r. Tek kollu miks bataryalarda kullan›m bittikten sonra, kol en sa¤da veya en solda b›rak›lmal›d›r. Musluklar düzenli
olarak tamir edilmeli, tesisat›n sürekli bak›m› yap›lmal›d›r.
SIRA S‹ZDE
5
Tek kollu miks
kullan›m bittikten sonra kolun en sa¤da veya en solda b›raSIRAbataryalarda,
S‹ZDE
k›lmas› nas›l bir fayda sa¤lamaktad›r?
S O R U
S O R U
D‹KKAT
D‹KKAT
D‹KKAT
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
N N
2. Ünite - S›hhi AMAÇLARIMIZ
Tesisatta Enerji Ekonomisi
Su da¤›t›m sistemleri hakk›nda daha fazla bilgi edinmek için ISISAN
haz›rlanK taraf›ndan
‹ T A P
m›fl olan S›hhi Tesisat (ISISAN Çal›flmalar› No: 272, 2001) isimli kitab› inceleyebilirsiniz.
SU DA⁄ITIM VE BASINÇLANDIRMA S‹STEMLER‹NDE
TELEV‹ZYON
EKONOM‹
Su da¤›t›m sistemlerinin ifllevi s›cak ve so¤uk suyu, binan›n her yerindeki kullan›m
apareylerine, uygun bas›nç ve s›cakl›kta iletmektir. Bu sistemler afla¤›daki temel
‹NTERNET
amaçlar› gerçeklefltirmelidir:
Su da¤›t›m ve bas›nçland›rma sistemi; suyu, uygun bir hacimsel debi, minimum bas›nç kayb› ve maksimum ak›fl koflullar› ile en uzaktaki cihaza ulaflt›rmal›MAKALE
d›r. Maksimum ve minimum bas›nç koflullar›nda, en uzaktaki ve en yak›ndaki cihazda gereksinimleri karfl›lamaya yeterli bas›nç aral›¤›nda su sa¤lanmal›d›r. Çal›flma s›ras›nda sistem afl›r› bas›nçlardan korunmal›d›r. Yüksek yap›larda çok önemli oldu¤u bilinen bas›nç kay›plar› en az olacak flekilde tesisat›n projelendirilmesi
ve uygulamas› konusundaki deneyimler, en küçük yap›lar ve villalar için de geçerli olmal›d›r.
S›hhi tesisatta su bas›nçland›rma sistemleri ve bu sistemlerde enerji ekonomisi
amac› ile al›nabilecek önlemlere iliflkin afla¤›daki notlar önerilmektedir:
Yüksek yap›larda, sistemi bas›nç kademelerine ay›rarak, her kademeye özel
hidrofor kullanmak daha do¤rudur. Yaklafl›k olarak her 35 m statik yükseklik, bir
bas›nç alan› olmal›d›r. Gereksiz yere hidrofor bas›nc› yükseltildi¤inde; pompa verimi düfler, hidrofor pompalar›ndaki elektrik enerjisi tüketimi artar. Fazla enerji,
sürtünmelerle kaybedilir. Ayr›ca musluktan akan su debisi artar. Dolay›s›yla da bas›nç art›fl› ayn› zamanda gereksiz su tüketimine neden olur. ‹htiyaçtan daha fazla
olan bas›nç nedeniyle s›çrama, ses, fliddetli ak›fl oluflur ve konfor bozulur. Borulardaki su h›z› 2 m/s’nin alt›nda olmal›d›r. 3 m/s de¤erini geçerse afl›r› ak›fl oluflur ve
gürültüye neden olur. Boru tesisat› ile bataryalar›n bak›r borular›n›n ba¤lant› noktalar› ve bunun gibi tesisat›n zay›f noktalar›ndan kaçaklar oluflabilir. Hidrofor ç›k›fl›nda bas›nç regülatörü kullan›lmal›d›r. Böylece bas›nç dalgalanmalar› önlenir,
konfor artar, tesise istenen su sabit bas›nçta gönderilece¤i için su tüketimi azal›r.
Kullanma suyu için yaklafl›k 5 m3/h debiden sonra çok pompal› (kademeli) hidrofor kullan›lmas›n› tavsiye edilmektedir. Azalan enerji tüketiminden olan kazanç, fiyat fark›n› bir veya birkaç y›lda amorti eder ve k›smen yedekleme imkan› oluflur.
fiehir flebekesindeki bas›nc› mümkün oldu¤unca kullanmak gerekir. Ancak çekvalflerden önce pislik ay›r›c› kullan›lmal›d›r. Özellikle by-pass hatt›ndaki çekvalfin aras›na pislik girerse flebeke suyunun, geri kaçma riski oluflur. Büyük tesislerde de¤iflken devirli pompal› hidrofor kullan›lmal›d›r. Genellikle gerekli bas›nç sabit kald›¤›ndan de¤iflken devirli tek pompa kullan›m› hidrofor uygulamalar›nda
uygun de¤ildir. Bunun için çok pompa kullanmak ve pompalardan birini de¤iflken
devirli yapmak uygundur. Bas›nca duyarl›l›¤›n en önemli nedenlerinden biri, so¤uk su boru çaplar›n›n küçük seçilmesidir. Su tesisat›nda bas›nç dalgalanmalar›n›n
olmamas› için boru çaplar›, do¤ru ve yeteri kadar büyük seçilmifl olmal›d›r.
Duvar içine monte edilen kullanma so¤uk suyu, s›cak su ve sirkülasyon borular›na, terlemeye ve ›s› kayb›na karfl› ›s› yal›t›m› yap›lmal›d›r. Bu ›s› yal›t›m›n›n; buhar kesici ile birlikte yap›lmas› ve kelepçe, konsol detaylar›nda, so¤utulmufl su tesisatlar›ndaki detaylar›nda da kullan›lmas› gerekir. D›fl duvar geçifllerinde, temiz su
borusunun, bütün duvar kal›nl›¤› boyunca koruma borusu (kovan) içinden geçirilmesi tavsiye edilir. Koruyucu kovan uzunlu¤u duvardan (s›va kal›nl›¤› da dikkate
SIRA S‹ZDE
45
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
MAKALE
46
al›narak) en az 10 mm daha fazla olmal›d›r. Çap› ise boru çap›ndan 20 mm daha
fazla olmal›d›r. Aradaki boflluk dolgu maddesi ile doldurulmal›d›r. Aç›ktan geçen
veya donma tehlikesi olan yerlerde borular donmaya karfl› yal›t›lmal›d›r. Az kullan›lan veya donma tehlikesi olan hatlar›n bir ay›rma vanas› ve bir boflaltma muslu¤u olmal›d›r. Çelik borular›n s›va, harç, alç› vb malzeme ile temas etmemesi sa¤lanmal›d›r. Aksi durumda önemli korozyon problemleri yaflan›r.
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
MAKALE
6
Bas›nçland›rma
bütün binan›n tek pompa ile beslenmesi nas›l sonuçlar doSIRAsistemlerinde
S‹ZDE
¤urur?
D Ü fi Ü N E LSICAK
‹M
KULLANIM
SUYU TES‹SATINDA EKONOM‹
Su ›s›tma önemli bir enerji tüketim kalemidir. Kullanma suyu ›s›tma sistemi y›l boyunca genellikle
S O R Usürekli çal›fl›r ve sürekli enerji tüketir. Kullanma s›cak su tüketiminin azalt›lmas› ayn› zamanda ›s›tma enerjisinden tasarruf anlam›na da gelir.
S›cak su tesisat›ndaki verimsizlikler; kazanlardan, boylerlerden, da¤›t›m ve sirD‹KKAT
külasyon boru tesisat›ndan, boylerdeki su s›cakl›¤›n›n yüksek seçilmesinden, hidrofor sisteminin bas›nc›n›n yüksek seçilmesinden, musluk ve batarya tiplerinden
SIRA S‹ZDE
kaynaklanabilir.
Konutlarda s›cak su ›s›tmas› için gerekli ›s›, y›ll›k ›s›tma ihtiyac›n›n %10-20’si kadard›r. Binalarda
›s› yal›t›m›, otomasyon (otomatik kontrol sistemleri kullan›m›)
AMAÇLARIMIZ
vb. önlemlerle, ›s› kay›plar› ve bina ›s›tma ihtiyac› azalt›l›nca kullanma s›cak suyunun y›ll›k enerji ihtiyac› içindeki pay› daha yükselmifltir. Önlem al›nmazsa baz› binalarda iki Kkat›ndan
‹ T A P daha yüksek bir orana ulafl›l›r. Büyük ticari binalarda kullanma s›cak suyunu ›s›tmak için gerekli ›s›, y›ll›k enerji tüketiminin %4’ü mertebelerinde olabilir. Otellerde ise bu de¤er, y›ll›k ›s›tma ihtiyac›n›n %20-35’i (›s› yal›t›m›
ve co¤rafiTbölgelere
E L E V ‹ Z Y O Ngöre de¤iflken) oran›ndad›r. Birçok otelde, otel %80 kapasite
ile dolu iken kullanma s›cak suyu haz›rlamak için harcanan enerji kadar ›s›, s›cak
su ve sirkülasyon borular›nda kaybedilmektedir.
N N
‹ N T ESuyu
R N E T S›cakl›¤›n›n Seçimi
Kullanma
Ekonomik seçim olarak konutlarda boyler suyu s›cakl›¤› 45°C de¤erine ayarlanabilir.
Son kullan›m yerlerinde ise 42°C kadar olan kullanma suyu s›cakl›klar›na izin verilir.
A K A L E riski olan yerlerde kullan›m suyu s›cakl›¤› seçimi yap›l›rken
Lejyoner Mhastal›¤›
dikkat edilmesi gerekmektedir. Is›tma sisteminin periyodik termik dezenfeksiyon
yapabilme yetene¤i olmal›d›r (Boyler su s›cakl›¤› 45°C ayarlan›r. Haftada bir defa
70°C’ye yükseltilerek, 30 dakika süreyle termik dezenfeksiyon yap›l›r.). Lejyoner
hastal›¤› riski olan bölgelerde ise sürekli olarak su gidifl s›cakl›¤› 60°C olmal›, sirkülasyon dönüfl s›cakl›¤› 52°C de¤erinin alt›na inmemelidir. Kullanma suyu ve sirkülasyon borular›nda eflit direnç sa¤lanarak, sirkülasyonun tam olarak sa¤lanmas›
gerekir. Sirkülasyonun yap›lamad›¤› kör noktalar kalmamal›d›r. Eflit direnç uygulanamayan yerlerde termal balanslama (tesisat›n her k›sm›nda düzgün bir ak›fl da¤›l›m› sa¤lanmas› için yap›lan uygulama) yap›labilir.
Borular›n izolasyonu mutlaka çok iyi yap›lmal›d›r. Dezenfeksiyon s›ras›nda su
s›cakl›¤› 70°C’ye kadar ç›kaca¤› için ›s› kay›plar› çok daha fazla olacakt›r.
Çamafl›rhanelerde kullanma suyu s›cakl›¤›n›n tespitinde, çamafl›rhane için ayr›
bir boyler seçilmesine, kullanma suyu s›cakl›¤› 55-60°C de¤erine ayarlanmas›na ve
çamafl›rhane cihazlar›ndan dönen buhar ise ayr›ca bir ön boylerden geçirilip, ön
›s›tma yap›lmas›na özen gösterilmelidir. Ön boyler, çamafl›rhanenin boylerine veya boylerlerine seri olarak ba¤lanmal›d›r.
47
150 °C s›cakl›kta ve bas›nç alt›ndaki buhar, so¤utularak 90°C’de su haline getirilirek 1 kg buhar kondensi elde edilmektedir. Bu durumda 60 kcal/kg buhar ›s› aç›¤a ç›kmaktad›r. Günde 8 saat çal›flan ve 600 kg/h kapasiteye sahip bir buhar jeneratörünün kondensinden ne kadar ›s› aç›¤a ç›kar? Bu aç›¤a ç›kan ›s› kullan›larak, flebeke suyu s›cakl›¤› 15°C iken 45 °C s›cakl›ktaki kullanma suyundan günde
kaç kg elde edilebilir? (1 kg suyu 15°C s›cakl›ktan 45°C s›cakl›¤a ç›karmak için 30
kcal/kg ›s› gerekmektedir.)
ÖRNEK 2
Çözüm 2: Bir buhar jeneratörü kondensinden elde edilecek günlük ›s›; buhar
kapasitesi, jeneratörün çal›flma süresi ve 1 kg kondensin verdi¤i ›s› miktar›n›n çarp›m›d›r. Bu durumda aç›¤a ç›kan ›s›;
Q = 600
kg/
h
Q =288000
. 8 h/
.
gün 60
kcal/
kg
kcal/gün
Bu ›s›y› kullanma suyunu ›s›tmada kullanmak istersek
Vsu =
Vsu =
Q
q
288000 kcal gün
30 kcal kg
Vsu = 9600 kg gün
Bu at›k enerjinin mutlaka geri kazan›lmas›n›n gerekti¤i aç›kça görülmektedir.
165°C s›cakl›kta ve bas›nç alt›ndaki buhar, so¤utularak 100°C’de suSIRA
haline
getirilirek 1 kg
S‹ZDE
buhar kondensi elde edilmektedir. Bu durumda 65 kcal/kg buhar ›s› aç›¤a ç›kmaktad›r.
Günde 12 saat çal›flan ve 600 kg/h kapasiteye sahip bir buhar jeneratörünün kondensinD Ü fisuyu
Ü N E Ls›cakl›¤›
‹M
den ne kadar ›s› aç›¤a ç›kar? Bu aç›¤a ç›kan ›s› kullan›larak, flebeke
15°C
iken 50°C s›cakl›ktaki kullanma suyundan günde kaç kg elde edilebilir? (1 kg suyu 15°C
s›cakl›ktan 50°C s›cakl›¤a ç›karmak için 35 kcal/kg ›s› gerekmektedir.)
S O R U
7
Boyler Su S›cakl›¤› Yükseldikçe Artan Enerji Kay›plar›
D‹KKAT
Boyler suyu s›cakl›¤› konutlarda 45°C olmal› fakat kullanma yerlerinde, yani musluk giriflinde ise 42°C’nin alt›nda olmamal›d›r. Boyler su s›cakl›¤› daha yüksek
S‹ZDE su s›cakl›ayarlan›rsa; birim su kütlesiyle tafl›nan enerji artar ve kullan›mSIRA
s›ras›nda
¤› otomatik olarak kontrol edilemiyorsa, yüksek s›cakl›ktaki sudan daha fazla
enerji tüketilmifl olur. Bu durumda, kullan›mda su s›cakl›¤›n› ayarlay›ncaya kadar,
AMAÇLARIMIZ
daha fazla su ve enerji tüketilir ve su da¤›t›m hatt›nda ve sirkülasyon hatt›nda daha fazla enerji kaybedilir. Ayr›ca boyler yüzeyinden daha fazla enerji kaybedilir ve
kazan, daha yüksek s›cakl›kta çal›flmak zorundad›r. Bu durumda kazan, daha düK ‹ T A P
flük verim ile çal›fl›r ve daha fazla yak›t tüketir.
N N
Mekanik Tasar›mda Önlemler
TELEV‹ZYON
Kullanma s›cak suyu üretiminde do¤rudan yak›t tüketmek yerine, at›k ›s›dan yararlanmak ilk bak›lmas› gereken konudur. Ticari yap›larda su so¤utma sistemlerinin
kondenserlerindeki veya çamafl›rhanelerde buhar sisteminin kondens dönüflü ›s›
de¤ifltiricilerindeki at›k ›s› kullan›larak, s›cak suyun ›s›tmas›nda‹ Nde¤erlendirilebilir.
TERNET
MAKALE
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
MAKALE
48
Konutlarda yaz›n daha az s›cak su kullan›l›r, boyler ›s›tmas› için de daha az
enerji gerekir. Boylere giren so¤uk su s›cakl›¤› yaklafl›k 20°C de¤erindedir ve daha az su kullan›l›r. Yaz›n çok büyük kazan, küçük yükler için çal›flt›r›l›r.
Kazan Seçimi
Kullan›m suyu s›cakl›¤›n›n belirlenmesinde kazan seçimi de önemli bir rol oynar.
Bunun nedeni konutlarda kullan›m s›cak suyu elde edilirken kazan›n üretti¤i enerjinin kullan›lmas›d›r. Bu durum göz önüne al›narak kazan seçimi yap›l›rken özen
gösterilmesi gereken baz› noktalar bulunmaktad›r. Su hacmi az olan kazan kullan›m› avantajl›d›r. Bu kazanlar; k›sa sürede rejime girer, daha az at›k ›s› oluflur ve durma kay›plar› genelde daha azd›r. Mümkünse kullanma s›cak suyu için ayr› ›s›tma
kazan› kullan›lmal›d›r. Boylerin kazan› ayr› olursa daha az yak›t tüketilir. Ara mevsimde boyler için bina ›s›tma kazan› yüksek s›cakl›klarda çal›flt›r›l›p, daha fazla yak›t tüketmez. Boyler ›s›tma kazan›nda su s›cakl›¤› 90/70 seçilir kural› tart›fl›lmal›d›r.
Tüm ›s›tma sisteminde su s›cakl›¤›n›n düflürülmesi, kazan iflletme verimini art›raca¤› için ›s›tmada ciddi ekonomi sa¤lanacakt›r. Boyler ›s›tma sistemi 90/70’lik seçilse de boylere giren suyun s›cakl›¤› k›fl›n yaklafl›k 10°C, yaz›n da yaklafl›k 20°C
oldu¤u için ›s›tma dönüfl suyu s›cakl›¤› genelde 70°C olarak gerçekleflmez ve genellikle buna ihtiyaç da olmaz. Kaliteli boylerlerde ›s›tma serpantini boylerin en alt›na oturdu¤u için ›s›tma dönüfl suyu s›cakl›¤› düfler ve en yüksek kazan verimi elde edilir. Boyler ve ›s›tma için yüksek verimli kendinden yo¤uflmal› kazan kullan›m› genellikle avantajl›d›r. Kendinden yo¤uflmal› kazanlarla kaskad sistemi (apartman kazan dairelerinde kazan kullan›m› yerine birden fazla kombi birbirine ba¤lanarak yüksek kapasitede ›s›tma sa¤layan sistemlerdir. Bu sistemde en az 2 en
çok 16 adet cihaz kaskad sistemiyle ba¤lanabilir. Kaskad kullan›m› ile enerji tüketimi daha da azalacakt›r. Boylerdeki kapasite kullan›m› gün içinde %0 ile %100 aras›nda de¤iflir. Kaskad sistemde kazan, oluflan ihtiyaç kadar devrede olaca¤› için,
durma kay›plar› da en az olur. Boyler say›s› fazla olan sistemlerde bir adet veya daha fazla seri ba¤l› ön boyler kullanmak daha yararl› olabilir.
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
8
Boyler say›s›SIRA
fazlaS‹ZDE
olan sistemlerde seri ba¤l› ön boylerler kullanman›n ne gibi avantajlar› vard›r?
Ü fi Ü N E L ‹ M kazandaki kay›plar k›fl›n ayn› zamanda ›s›tma oldu¤undan,
BoyleriDbesleyen
kazan ›s›l verimiyle ilgilidir. Ancak yaz›n kazan sadece kullanma s›cak suyu üretiminde kullan›l›r.
S O R Bu
U durumda kesintili çal›flma sonucu kazanda bekleme kay›plar›
oluflur.
Kazanlarda kurum yapmay› önleyen pnömatik (hava bas›nc› ile çal›flan otoD‹KKAT
masyon cihazlar›) yanma kontrolü yapan brülör kullan›lacak olursa; d›fl hava ›s›nd›¤›nda kurum yapma riski önlenir ve d›fl hava so¤udu¤unda fazla hava girifli neSIRA S‹ZDE
deniyle gereksiz
enerji kayb› önlenir. Bu durumda, hava fazlal›k katsay›s› daha fazla düflürülür. Bunun sonucunda, hava yak›t kar›fl›m› ve yanma sürekli mükemmeldir. Klasik oransal brülörlerde mekanik ayar tam yap›lamaz ve zamanla bozulur.
AMAÇLARIMIZ
Basit gibi görünen yapay zeka (canl›larda görüldü¤ünde zeka belirtisi olarak alg›lanan yeteneklerin analiz edilerek bu becerilerin makinelere yapt›r›lmas›) kullan›m›, klasik sistemlerle
K ‹ T A P karfl›laflt›r›ld›¤›nda, yak›ttan % 2-10 aras›nda avantaj sa¤layabilir. Brülör bedeli, büyük kapasitelerde yak›t bedelinin yaklafl›k %10’udur. Pnömatik kontrol CO2 oran›n› hep yüksek tuttu¤undan, yo¤uflmal› kazanlarda yo¤uflma miktar›T Eartar.
LEV‹ZYON
N N
‹NTERNET
49
Boylerler
Boyler; merkezi ›s›tma sistemi kullan›lan konut, otel, turistik tesis, hastane vb. binalarda s›cak su elde etmek için kullan›lan cihazlard›r. Boyler, kazan taraf›ndan
üretilen enerjinin bir k›sm›n› kullanarak suyun ›s›t›lmas› prensibine göre çal›fl›r.
Bundan dolay› kazan ile boyler birbirine uyumlu olmal› ve birlikte seçilmelidir.
Çift cidarl› boylerler günümüzde tercih edilmemektedir. Bunun bafll›ca nedenleri, ataletlerinin çok fazla olmas›, ›s›t›c›, ak›flkan d›fl yüzeyde oldu¤u için ›s› kay›plar›n›n çok fazla olmas›, ›s› yal›t›m kalitesinin düflük olma riski, yeterli hijyen flartlar›n›n sa¤lanamamas›d›r.
D›fltan serpantinli boyler kullan›m› ise kullan›m›n kesintisiz oldu¤u çok özel
uygulamalarda ve 30-40 m3/h’ten büyük ihtiyaçlarda avantaj sa¤lamaktad›r. En
önemli dezavantaj›, depolama hacmi küçük oldu¤u için kazan kapasitesini çok büyük seçmek zorunlulu¤udur. Ayr›ca, plakal› eflanjör ile depolama tank› aras›ndaki
sürekli çal›flan sirkülasyon pompas› fazladan enerji tüketecektir. Eflanjör direnci
genellikle daha yüksek oldu¤u için (4-5 mSS) birinci ›s›tma pompas› da daha büyük seçilir ve daha fazla enerji harcar. Bunlar hem kurulufl, hem de iflletme maliyetini art›rabilir.
‹çten serpantinli boylerler genellikle optimum çözüm olarak görülmektedir.
Kurulufl ve iflletme maliyetleri çok daha düflüktür. Ayr›ca hijyen flartlar›n› sa¤lamas› ve Legionella bakterisi dezenfeksiyonuna uygun olmas› da küçük avantajlar olarak eklenebilir.
D›fltan serpantinli boylerde ›s› kayb› hem depodan hem de d›flar›daki eflanjörden olacakt›r. Plakal› eflanjörler genellikle izole edilmedikleri için 100 kW gücünde plakal› eflanjörde, bu kay›p 20 kWh/gün mertebelerine kadar yükselir.
Sistemde daha yüksek s›cakl›kta su gerektiren yerler varsa ayr› bir boyler ve tesisat kullan›lmas› daha uygundur. Binalarda genellikle 45°C s›cak su kullan›l›r; fakat sadece küçük kapasiteli birkaç ekipman için yüksek s›cakl›kta su gerekiyorsa
bunlar için küçük elektrikli ›s›t›c›lar kullan›labilir.
Boylerlerde su s›cakl›¤›n›n düflürülmesinin faydalar› nelerdir?
Da¤›t›m ve Sirkülasyon
SIRA S‹ZDE
9
Hollanda standartlar›na göre; boyler ile en uzaktaki son kullan›m yeri aras› 12 m
ve daha fazla ise, kullanma s›cak suyu da¤›t›m›nda sirkülasyon hatlar› kullan›lmaS O RveU boyler ile en
l›d›r. Amerikan standartlar›nda ise; 4 kattan daha yüksek binalarda
uzaktaki kullan›m yeri aras› 35 m ve daha fazla ise, kullanma s›cak suyu da¤›t›m›nda sirkülasyon hatlar› kullan›lmal›d›r.
D‹KKAT
Konutlarda bir dairede s›cak suyun kullan›ld›¤› süre, günde toplam bir saatin
alt›ndad›r. Oysa kullan›m suyu, s›cak su ve sirkülasyon borular›nda gün boyu doSIRA S‹ZDE
laflt›r›l›rken ›s› kayb› oluflmaktad›r. Baz› yap›larda boyler yüzeyinden ve s›cak su
borular›ndan kaybedilen günlük ›s›, kullan›lan faydal› ›s›dan çok daha fazlad›r. Bu
nedenle apartmanlarda merkezi sistemin kullanma s›cak su tesisatlar›
uygulamada
AMAÇLARIMIZ
sonradan iptal edilmifltir.
Boylerde kullan›lan miktarda enerji, kullanma s›cak suyu da¤›t›m ve sirkülasyon borular›nda tüketilir. Sirkülasyon hatlar›ndaki kay›plar tesisat›n
K ‹ T A büyüklü¤üne,
P
boru çaplar›na, su s›cakl›¤›na ve izolasyon de¤erine ba¤l›d›r. Genel bir de¤er vermek mümkün de¤ildir. Her bina için ayr›nt›l› bir hesap yap›lmal›d›r. Bu hesapta
so¤uk boru bölümlerindeki su ve boru malzemesinin ›s›nmas›
enerT E için
L E V ‹ Zharcanan
YON
ji de dikkate al›nmal›d›r. S›cak su borular›nda tavsiye edilen yal›t›m kal›nl›klar›,
N N
‹NTERNET
MAKALE
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
MAKALE
50
standartlara göre farkl›l›k göstermektedir. Kullanma so¤uk su, s›cak su ve sirkülasyon borular› kesinlikle ayr› ayr› izole edilmelidir. Birlikte yal›t›m kesinlikle yap›lmamal›d›r. Bu borular›n birlikte yal›t›lmas› halinde; enerji kayb› gerçekleflir ve Legionella bakterisi oluflur.
Boylerle kazan aras›ndaki s›cak su sirkülasyonu, en uygun olarak sirkülasyon
pompas›n›n dur-kalk kumandas›yla gerçekleflir. Pompa ihtiyaç oldu¤unda çal›fl›r,
böylelikle daha az elektrik enerjisi tüketilir. Bir di¤er yöntem de boyler giriflinde
iki veya üç yollu kontrol vanalar› kullanmakt›r. Ancak bu durumda pompa sürekli çal›flarak enerji tüketecek ve kazan ile boyler aras›ndaki borularda s›cak ak›flkandan sürekli ›s› kayb› olacakt›r.
Kazan ile boylerler aras›ndaki boru mesafesi, olabildi¤ince k›sa olmal›d›r. Arada minimum say›da dirsek kullan›lmal›d›r. Böylelikle; direnç azalaca¤› için daha
küçük güçte ›s›tma sirkülasyon pompalar› kullan›l›r, borulardaki ›s› kay›plar› azal›r
ve kurulufl maliyetleri de azal›r.
Fikir vermek amac›yla bir örne¤i ele al›rsak; boru çap› 1 1/4" ve kazan ile boyler aras›ndaki mesafe 1,4 m olan bir kazan dairesinde, boru hatt›nda y›ll›k ›s› kayb› 45 kWh/y›l mertebesindedir. Bu kay›p, esas olarak kesintili çal›flma dolay›s›yla
borularda so¤uyan sudan kaynaklanmaktad›r.
Kullan›m s›cak suyu da¤›t›m ve sirkülasyon borular› da en az bas›nç kayb›na
neden olacak flekilde projelendirilmelidir. Ayr›ca ›s›tma tesisat›nda yap›ld›¤› gibi
kritik devre oluflmayacak flekilde projelendirme ve uygulama yap›lmas›na özen
gösterilmelidir.
Tesisatta daha az direnç oluflmas›n› sa¤lamak için baz› önlemlerin al›nmas› uygun olur. Bunlar, mimari tasar›mda uygun yerleflim yap›lmas›, boru uzunlu¤unun
azalt›lmas› ve dirsek ve fittingsin en aza indirilmesidir. Fittings, borular› ve tesisattaki di¤er cihazlar› bir araya getirmek için kullan›lan ba¤lant› elemanlar›na denir.
Bu durum, sirkülasyon pompas›n›n daha küçük seçilmesini sa¤layacakt›r.
Birden fazla boyler varsa, her boylere ayr› pompa kullan›lm›yorsa, ›s›tman›n
homojen olmas› için s›cak su ilk verildi¤i boylerden ilk toplanacak flekilde bir Tichelmann devresi oluflturulur.
Kullanma S›cak Suyu Sirkülasyon Pompalar›
S›cak su tesisat›nda kullan›lan ›s›tma ve kullanma suyu sirkülasyon pompalar›, küçük olmalar›na karfl›n, sürekli çal›flt›klar› için, elektrik enerjisi tüketimleri oldukça
fazlad›r. Kullanma s›cak suyu sirkülasyon pompas›n›n çal›flmas›na, su tüketiminin
fazla oldu¤u ve su tüketiminin olmad›¤› saatlerde ihtiyaç yoktur. Bu nedenle ihtiyaç olmayan zamanlarda, pompan›n durdurulmas› faydal› olacakt›r. Kullanma suyu sirkülasyon pompas›n›n çal›flma sürecinde, borularda kaybedilen ›s› maliyeti de
yüksektir. Kullanma s›cak suyu sirkülasyon pompas› çal›flma saatleri kesinlikle belirlenmeli, ilave ›s› kay›plar›na izin verilmemelidir. S›cak su sirkülasyon pompas›
musluk aç›ld›¤›nda s›cak suyun çok k›sa sürede akmas›n› sa¤lamal›, su tüketimini
s›n›rland›rmal›d›r. Sistemde s›cak su sirkülasyonunun sürekli yap›lmas›, borulardan
›s› kayb› ve ilave pompa enerjisi nedeniyle sak›ncal›d›r.
Kullan›m›n sürekli oldu¤u yerlerde, s›cak su sirkülasyon pompalar› kullan›m›n
bafllayabilece¤i saatten 30 dakika önce çal›flt›r›lmal›d›r. Böylece musluk ve batarya
kullan›m›nda an›nda s›cak su sa¤lanaca¤›ndan su ve elektrik enerjisi tüketimi minimum olacakt›r. Yaklafl›k yar›m saat çal›flt›ktan sonra pompa durdurulabilir. Çünkü art›k yap›da kullan›m bafllam›fl, her an s›cak su haz›r hale gelmifltir. Çok büyük
enerji kay›plar› olan otel uygulamalar›nda sirkülasyon suyu dönüfl s›cakl›¤› 35°C’nin
alt›na düfltü¤ünde sirkülasyon pompas› çal›flt›r›larak 35°C s›cakl›k sa¤lanabilir. S›cak su sirkülasyon hatt›, minimum pompa enerjisi ihtiyac› oluflacak flekilde projelendirilmeli ve uygulanmal›d›r. Pompan›n kontrolü için, kolon sonundan al›nan s›cakl›k uyar›s› özel durumlarda kullan›labilir. Kolon hatt› (flebekeden binaya gelen suyu bina içine da¤›tan hatt›r) sonunda s›cakl›k düflmüflse, pompalar çal›flmaya bafllayabilir veya zaman saati kullanarak belirli saatlerde çal›flma durdurulabilir.
Kullan›m S›cak Suyu Tesisat›nda Ekonomi Sa¤lamaya
Yönelik Çal›flmalar
S›cak su da¤›t›m ve sirkülasyon borular› gibi sirkülasyon pompalar› da ›s›l olarak
izole edilmelidir. Özellikle s›va alt›ndaki borular› izole etme al›flkanl›¤› olmad›¤›ndan, ›s› kayb› oluflmakta ve korozyon nedeniyle boru çabuk delinmektedir. K›fl›n
içinden yaklafl›k 10°C su geçen borular, duvar içinde terlemeye neden olmakta ve
geçti¤i duvarlarda az da olsa küf oluflumuna neden olabilmektedir. Öneri; S›va alt›ndaki galvaniz borular›n do¤algaz borular›nda kullan›lan koruyucu bant ile sar›l›p üzerine ›s› yal›t›m› yap›lmas›d›r. Ayn› flekilde so¤uk su borular› da terlemeye
karfl› izole edilmelidirler. Boylerdeki suyun içinde, eriyik halde hava ve dolay›s›yla oksijen vard›r. Boylerdeki su ›s›n›nca hava ayr›fl›r, eriyik halden gaz haline geçer. Bunun sonucunda; tesisatta t›kaçlar oluflur, musluk aç›ld›¤›nda su s›çrayarak,
konforu bozar, su tüketimi artar ve oksijen korozyonu k›sa vadede sorun oluflturur. Buna çözüm olarak; s›cak su kolonunun en üst seviyesinde, hava tüpü ve otomatik hava tahliye cihaz› kullan›lmal›d›r. Kullan›m›n olmad›¤› anlarda boylerlerde
›s›nan su da kalorifer sistemindeki gibi genleflir. Tesisatta hava cepleri yoksa genleflme sonucu emniyet ventili aç›l›r ve d›flar›ya su ak›t›l›r. Bu sorunu gidermek için
boylerlere de genleflme deposu monte edilmeli, emniyet ventili son güvence olarak gerekirse aç›lmal›d›r. Kazan sisteminin bak›m›n› ve temizli¤ini periyodik olarak
yapmak gerekir. S›cak su sirkülasyon pompalar›nda, ihtiyaç olmad›¤› saatlerde,
pompalar›n çal›flmas› durdurulmal›d›r. Pompan›n kontrolü için, kolon sonundan
al›nan s›cakl›k uyar›s› kullan›labilir. Kolon hatt› sonunda s›cakl›k düflmüflse, pompalar çal›flmaya bafllayabilir veya zaman saati kullanarak belirli saatlerde çal›flma
durdurulabilir. Borular›n ›s› yal›t›mlar›n›n çok iyi durumda olup olmad›¤› her sene
kontrol edilmelidir.
Kullan›m S›cak Suyunda Günefl Enerjisi Kullan›m›
Son y›llarda kullan›m s›cak suyu için günefl enerjisi kullan›m›nda istenilen düzeyde olmasa bile bir art›fl e¤ilimi görülmektedir. Kullan›m s›cak suyunda günefl enerjisinden yararlanarak toplam ihtiyac›n %90’a kadar varan k›sm›n›n karfl›lanabildi¤i
durumlar bulunmaktad›r. Ancak bu durum uygulama alan›na, kullan›lan kollektör
alan›na, kullan›lan kollektör ve ekipman kalitesine, sistem verimine ve özellikle de
uygulanan bölgeye ba¤l›d›r. Özellikle yo¤uflmal› kazan uygulamalar›ndan sonra
yo¤uflmal› kazanla günefl enerjisinin birlikte kullan›m›na yönelik uygulamalarda
bir art›fl ortaya ç›km›flt›r. Günefl enerjisinin kullan›lmas› kullan›m suyuna harcanan
giderlerde ciddi azalmalar ortaya ç›karabilmektedir. Burada önemli olan günefl
enerjisini verimli kullanacak sistemlerin uygulanmas›d›r. Boyler kapasitesinin uygun boyutland›r›lmas› yat›r›m maliyetlerinin düflürülmesinde önemli bir etken olarak ortaya ç›kmaktad›r. Bireysel uygulamalarda, boyler hacmi seçilirken, günlük
toplam su tüketiminin 1,5 kat›n› almak uygun bir katsay› olarak görülmektedir.
Günefl enerjisi uygulamalar›nda enerji maliyetleri hesaplan›rken kullan›lan sirkülasyon pompas›n›n tüketti¤i elektrik enerjisi de dikkate al›nmal›d›r. Pompa seçi-
51
52
minde de¤iflken devirli pompa kullan›m›n›n enerji tüketiminin azalt›lmas›nda yarar sa¤layaca¤› aç›kt›r. Günefl enerjisi s›cak kullan›m suyu üretiminin yan›nda ›s›tmaya destek amaçl› da kullan›lmaktad›r. Günefl enerjisi destekli ›s›tma sistemlerinde en uygun çözüm düflük su s›cakl›¤› ile çal›flan döflemeden ya da duvardan ›s›tma sistemleridir. Özellikle hafta sonu evleri gibi özel kullan›m amaçl› yerlerde ›s›tma sistemi devreye girmeden önce günefl enerjisi kullan›larak devredeki suyun s›cakl›¤›n›n artt›r›lmas›nda yararlan›lmaktad›r. Son y›llardaki teknolojik geliflmelerden sonra özellikle hijyen baflta olmak üzere, kireçlenme, korozyon, düflük verim,
buharlaflma, donma riski ve k›sa ömür gibi nedenlerden dolay› aç›k devrelerin yerini kapal› devreler almaya bafllam›flt›r. Kapal› devreli günefl enerjisi sistemlerinde
kollektör, kumanda paneli ve boyler olmak üzere üç ana bileflen bulunmaktad›r.
Günefl enerjisi boylerleri kullan›m amac›na göre üç tipe ayr›lmaktad›r. Bunlardan
birincisi s›cak kullan›m suyu üretimi, ikincisi ›s›tmaya destek, üçüncüsü ise hem s›cak su üretimi hem de ›s›tmaya destek amaçl›d›r. Günefl enerjisi boylerleri, enerjiden sadece gündüz yararlanabildiklerinden ald›klar› enerjiyi tüm gün kullanabilmeleri için büyük depolu olarak üretilirler. Günefl enerjisi boylerleri gündüz üretilen enerji ile ›s›tt›klar› suyun s›cakl›¤›n› uzun bir süre korumak durumunda olduklar›ndan çok iyi bir yal›t›ma sahip olmalar› gerekmektedir. Ancak çok iyi yal›t›m sayesinde sahip oldu¤u s›cakl›¤› muhafaza edebilirler. Günefl enerjisi boylerlerinin
kullan›m amac› günefl enerjisinden maksimum fayda sa¤lamak oldu¤u için maksimum su s›cakl›¤› için genellikle bir s›n›r tan›mlanmamakt›r. Su s›cakl›¤›n›n çok
yüksek olmas› durumunda hafllanma tehlikesi yaflanmamas› için termostatik üç
yollu kar›flt›rma vanalar› ile boylerden ç›k›fl suyu flebeke suyu ile kar›flt›r›larak su
s›cakl›¤› makul seviyelere getirilmelidir.
53
Özet
Yap›da s›hhi tesisat kavram›n›n içine; temiz su tesisat›
ve bununla ilgili cihaz ve armatürler, temiz s›cak su tesisat› ve bununla ilgili cihazlar, kullan›m suyunun haz›rlanmas› ve ›s›t›lmas›, pis su borular›, s›hhi gereçler,
yang›n söndürme tesisat›, mutfak tesisat›, at›k su ar›tma,
yüzme havuzlar› ve lejyoner hastal›¤› gibi konular girmektedir. S›hhi tesisatta enerji ekonomisi ile ilgili konulara girmeden önce s›hhi tesisat›n ana bafll›klar›na giren
konular afla¤›da k›saca gözden geçirilmifltir.
S›hhi tesisatla ilgili konulara girmeden önce, bir yap›n›n mimari planlamas›ndaki detaylar gözden geçirilmelidir. Dairedeki kifli say›s› ile su kullan›m miktarlar›n›n
seçimi oldukça önemlidir. Bu miktara göre toplam su
tüketimi miktar›, boru çaplar› ve tesisattaki bas›nçlar
hesaplanacakt›r. Dirençlerin yüksek ç›k›p gereksiz bas›nç kay›plar›na yol açmamak için birleflme ve ba¤lant›
eleman› ile dirsek kullan›m› ve seçiminde özen gösterilmelidir. Tesisattaki önemli konulardan birisi borulardan gelen ses problemidir. Tesisattan gelen gürültü ve
ses ço¤u zaman ciddi konforsuzluk sorunlar› ortaya ç›karmaktad›r. Bunun önüne geçmek için boru çap› hesab› yap›l›rken bas›nç, debi gibi faktörlerin dikkate al›nmas› önemlidir. Tesisattaki önemli gürültü kaynaklar›ndan birisi de hidrofordur. Hidrofor özellikle üst katlarda suyun düflük bas›nçta akmas›n›n önüne geçmek için
tesisata yerlefltirilen ve flebekeden gelen su bas›nc›n›n
üst katlarda bile yeterli seviyede olmas›n› sa¤layan bir
cihazd›r. Hidrofor bas›nc›n›n yüksek seçilmesi de tesisat içindeki gürültüyü artt›ran etkenler aras›ndad›r. S›hhi gereç say›s›n›n belirlenmesi ve yerlefltirilmesi de hem
konforlu kullan›m hem de enerji tasarrufu aç›s›ndan
önemlidir.
Ekolojik dengelerin korunmas›, azalan temiz su kaynaklar›na sahip ç›k›lmas›, ancak kullan›m suyunun dikkatli harcanmas› ile mümkündür. Kullan›m so¤uk ve s›cak su tüketimini konforu düflürmeden azaltmak, su
maliyetlerinde ciddi tasarruflar sa¤layacakt›r. Su tüketimini azaltarak pompalama ve ›s›tma için harcanan enerjiden de ciddi tasarruflar sa¤lanacakt›r. Suda yap›lacak
tasarruf, hem su maliyetlerinde hem de ›s›tma ve bas›nçland›rma enerjisi maliyetlerinde tasarruf anlam›na
gelir ki birim su tasarrufu, maliyetlerde iki misli veya
daha fazla azalmaya neden olur. Temiz su tesisat›nda
tasarrufa yönelik al›nabilecek önlemlere ayr› bir bafll›k
alt›nda yer verilmifltir.
Su da¤›t›m sistemlerinin ifllevi s›cak ve so¤uk suyu, binan›n her yerindeki kullan›m apareylerine, uygun bas›nç ve s›cakl›kta iletmektir. “Su Da¤›t›m ve Bas›nçland›rma Sistemlerinde Ekonomi” bafll›¤› alt›nda su da¤›t›m hatt›nda ekonomi sa¤lamaya yönelik al›nmas› gereken önlemlerden bahsedilmifltir. Burada enerjiden tasarruf etmek için bas›nçland›rma cihazlar›nda ekonomi
sa¤lamak büyük önem tafl›maktad›r. Su ›s›tma önemli
bir enerji tüketim kalemidir. Kullanma suyu ›s›tma sistemi y›l boyunca genellikle sürekli çal›fl›r ve sürekli
enerji tüketir. Kullanma s›cak su tüketiminin azalt›lmas› ayn› zamanda ›s›tma enerjisinden tasarruf anlam›na
da gelir. S›cak su tesisat›ndaki verimsizlikler; kazanlardan, boylerlerden, da¤›t›m ve sirkülasyon boru tesisat›ndan, boylerdeki su s›cakl›¤›n›n yüksek seçilmesinden, hidrofor sisteminin bas›nc›n›n yüksek seçilmesinden, musluk ve batarya tiplerinden kaynaklanabilir.
Lejyoner hastal›¤›n›n bulaflma yolunun bakteri tafl›yan
aerosol hale gelmifl su taneciklerinin solunmas› oldu¤u
tespit edilmifltir. Legionella bakterisi yutuldu¤unda herhangi bir risk olufltu¤una ya da insandan insana bulaflt›¤›na dair herhangi bir bulgu yoktur. Kullan›m suyu tesisat›nda Legionella bakterisi kontrolü, suyun binaya
girdi¤i noktadan itibaren; su depolar›, su ›s›t›c›lar›, vanalar, musluk a¤›zlar› ve da¤›t›m borular›n›n tüm ç›k›fl
noktalar›na kadar olan bir bölgeyi kapsar. Mikroorganizma oluflumunun engellenmesi için belediye suyu
klorlamaktad›r. Ancak Legionella bakterisi, klora di¤er
bakterilerden daha dayan›kl›d›r ve belediye tesisat›nda
her zaman düflük yo¤unluklarda bulundu¤u kabul edilir. Legionella bakterisinin kolonileflmesini ve ço¤almas›n› önlemek için termik dezenfeksiyon, yüksek s›cakl›kta çal›flt›rma, bak›r-gümüfl iyonizasyon sistemi, klordioksit gaz enjeksiyonu, ultraviyole radyasyon yöntemi,
ozon, afl›r› klorlama, filtreleme ve yeniden klorlama
yöntemi gibi uygulamalara gidilebilir.
54
1. Temiz so¤uk su tesisat›nda suyun bas›nçland›r›lmas› amac›yla özellikle yüksek katl› binalarda kullan›lan
cihazlara verilen ad afla¤›dakilerden hangisidir?
a. Hidrofor
b. Batarya
c. Valf
d. Pisuar
e. Pompa
2. Lejyoner hastal›¤› için afla¤›da belirtilenlerden hangisi yanl›flt›r?
a. Lejyoner hastal›¤›, ciddi bir zatürre hastal›¤›d›r.
b. Lejyonella bakterisi, nemli ve sulu ortamda yaflay›p ço¤almaktad›r.
c. En yayg›n bulaflma yolu binadaki s›hhi tesisat ve
klima tesisat›d›r.
d. Özellikle otel, hastane, ifl merkezi ve fabrika gibi büyük kompleks yerlerde bu bakteriye rastlanmamaktad›r.
e. Lejyoner hastal›¤›n›n bulaflma yolu, bakteri tafl›yan ve aerosol haline gelmifl su taneciklerinin
solunmas›yla gerçekleflmektedir.
3. Sistem s›cakl›klar› 30 dakika boyunca 70°C ya da
daha üstüne ç›kmakta ve s›cak su, tesisattaki tüm aç›kl›klardan ak›t›lmaktad›r. Herhangi bir Legionella bakterisi salg›n›n›n belirtisi oldu¤unda, su s›cakl›klar› 7077°C s›cakl›klara kadar yükseltilmelidir. Günümüzde
bu metot, birçok kullanma suyu tesisatlar›nda bakterileri öldürmek amac› ile kullan›lmaktad›r. Tesisatlardaki büyük miktarlarda bio-film, temas süresini artt›rmaktad›r. Bu uygulaman›n avantaj›, fazla bir harcama yap›lmamas› ve h›zl› bir flekilde uygulanmas›d›r.
Dezavantaj› ise, kaynar su boflalt›l›rken büyük tesisatlarda koordinasyonun zorlu¤u ve kullan›c›lar›n hafllanma riskinin olmas›d›r.
Yukar›da k›saca aç›klanm›fl olan lejyonella bakterisi
kontrol yöntemi afla¤›dakilerden hangisidir?
a. Yüksek s›cakl›kta çal›flt›rma tekni¤i
b. Termik dezenfeksiyon metodu
c. Bak›r-gümüfl iyonizasyon yöntemi
d. Ultraviyole radyasyon yöntemi
e. Afl›r› klorlama
4. Temiz su tesisat›nda su tüketimini azaltmak için al›nan mimari tasar›m önlemleri için afla¤›dakilerden hangisi söylenemez?
a. Otel, ifl merkezi vb. yerlerde flaft kapaklar› yerine, flaft kap›lar› yap›lmal›d›r.
b. Su depolar› mutlaka toprak alt›nda olmal›d›r.
c. Su depolar›n›n iç yüzeyi olabildi¤ince pürüzsüz
olmal›d›r.
d. Mimaride banyo, tuvalet gibi ›slak hacimler olabildi¤ince düfley do¤rultuda üst üste, yatay do¤rultuda da yan yana yerlefltirilmelidir.
e. Her banyodaki tesisat flaft›n›n yeri, flaft ile son
armatür aras›ndaki mesafe en çok olacak flekilde tasarlanmal›d›r.
5. Bir ifl yerinde 130 çal›flan bulunmaktad›r. Yap›lan
bir çal›flma ile her çal›flan›n ortalama olarak ellerini günde 2 kez y›kad›¤› belirlenmifltir. Bu ifl yerindeki musluk
sensör kumandal› tip musluklar ise bir günde el y›kamak için tüketilen toplam su miktar› ne kadard›r?
a. 156 litre/gün
b. 382 litre/gün
c. 598 litre/gün
d. 1040 litre/gün
e. 1196 litre/gün
6. Tesisattan gelen s›cak ve so¤uk suyu kar›flt›rarak,
suyu istenilen s›cakl›¤a getirebilen bataryalar ne olarak
adland›r›l›r?
a. Perlatör
b. Kurna tip batarya
c. Miks batarya
d. Çekvalf
e. Sensör kumandal› batarya
7. Suyu, uygun bir hacimsel debi, minimum bas›nç
kayb› ve maksimum ak›fl koflullar› ile en uzaktaki cihaza ulaflt›rmal›d›r. Maksimum ve minimum bas›nç koflullar›nda, en uzaktaki ve en yak›ndaki cihazda gereksinimleri karfl›lamaya yeterli bas›nç aral›¤›nda su sa¤lanmal›d›r. Çal›flma s›ras›nda sistem afl›r› bas›nçlardan korunmal›d›r.
Yukar›da k›saca aç›klanarak, yerine getirmesi gereken
amaçlardan bahsedilen kavram afla¤›dakilerden hangisidir?
a. fiehir flebekesi
b. Drenaj hatt›
c. Is›tma ve so¤utma sistemi
d. Pis su tesisat›
e. Su da¤›t›m ve bas›nçland›rma sistemi
8. 145°C s›cakl›kta ve bas›nç alt›ndaki buhar, so¤utularak 90°C’de su haline getirilirek 1 kg buhar kondensi
elde edilmektedir. Bu durumda 55 kcal/kg buhar ›s›
aç›¤a ç›kmaktad›r. Günde 8 saat çal›flan ve 600 kg/h kapasiteye sahip bir buhar jeneratörünün kondensinden
aç›¤a ç›kan ›s› kullan›larak, flebeke suyu s›cakl›¤› 15°C
iken 40°C s›cakl›ktaki kullanma suyundan günde kaç
kg elde edilebilir? (1 kg suyu 15°C s›cakl›ktan 40°C s›cakl›¤a ç›karmak için 25 kcal/kg ›s› gerekmektedir.)
a. 965 kg/gün
b. 10560 kg/gün
c. 11250 kg/gün
d. 12650 kg/gün
e. 13450 kg/gün
9. Afla¤›dakilerden hangisi çift cidarl› boylerlerin günümüzde tercih edilmeme sebeplerinden birisi de¤ildir?
a. Ataletlerinin çok fazla olmas›.
b. Yeterli hijyen flartlar›n›n sa¤lanamamas›.
c. Is›t›c›, ak›flkan d›fl yüzeyde oldu¤u için ›s› kay›plar›n›n çok fazla olmas›.
d. Ataletlerinin çok düflük olmas›.
e. Is› yal›t›m kalitesinin düflük olma riski.
55
10. Kullanma s›cak suyu sirkülasyon pompalar› için
hangisi söylenemez?
a. Kullanma s›cak suyu sirkülasyon pompas›n›n
çal›flmas›na, su tüketiminin fazla oldu¤u ve su
tüketiminin olmad›¤› saatlerde ihtiyaç yoktur.
b. S›cak su sirkülasyon pompas› musluk aç›ld›¤›nda s›cak suyun çok k›sa sürede akmas›n› sa¤lamal›d›r.
c. S›cak su tesisat›nda kullan›lan ›s›tma ve kullanma suyu sirkülasyon pompalar›n›n elektrik enerjisi tüketimleri oldukça düflüktür.
d. Kullanma suyu sirkülasyon pompas›n›n çal›flma
sürecinde, borularda kaybedilen ›s› maliyeti de
yüksektir.
e. Kullanma s›cak suyu sirkülasyon pompas› çal›flma saatleri kesinlikle belirlenmeli, ilave ›s› kay›plar›na izin verilmemelidir.
1. a
2. d
3. b
4. e
5. a
6. c
7. e
8. b
9. d
10. c
Yan›t›n›z yanl›fl ise “S›hhi Tesisata Girifl, Tan›m ve
Kavramlar” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Temiz Su Tesisat›nda Su
Tüketimini Azaltma Yollar›” konusunu yenidengözden geçiriniz.
Tüketimini Azaltma Yollar›” konusunu yeniden
gözden geçiriniz.
Tüketimini Azaltma Yollar›” konusunu yeniden
gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Kullan›m S›cak Suyu Tesisat›nda Ekonomi” konusunu yeniden gözden
geçiriniz.
geçiriniz.
geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Kullan›m S›cak Suyu Tesisat›nda Ekonomi” bafll›kl› konuyu gözden geçiriniz.
56
S›ra Sizde 1
Domestik s›cak su sistemlerindeki ölü bölgeleri kald›r›n. Gereksiz boru tesisat›n› kald›rmak için bir politika
belirleyin.
• Fazla büyük dufl kafalar›n› de¤ifltirin.
• Tüm sistemde sirkülasyon oldu¤una emin olabilmek için, s›cak su sirkülasyon hatt›n› en uzak noktaya kadar uzat›n.
• Tüm yeni borular›n bak›rdan yap›lm›fl olmas› tavsiye edilir, çünkü galvanizlenmifl demir borulara nazaran, korozyona karfl› dayan›m› artm›fl olacakt›r.
• Yukar›daki metotlar genellikle termik dezenfeksiyonla ilgili tavsiyelerdir. Bu yöntem daha az bir yat›r›mla gerçeklefltirilebildi¤i için hemen uygulanabilir ve uygulama tamamland›¤›nda ise bakteri kolonilerinin yok edilmesinde etkili olacakt›r.
• Dezenfeksiyondan sonra, boru tesisat› içerisindeki
bakteri seviyesini kontrol edebilmek için bir program uygulanmal›d›r.
S›ra Sizde 5
Tek kollu miks bataryalarda kullan›m bittikten sonra, kolun en sa¤da veya en solda b›rak›lmas› sonucunda kullan›m yokken s›cak ve so¤uk suyun kar›flmas› önlenmifl
olur. Böylece tesisatta dolaflan sudan verimlilik sa¤lan›r.
S›ra Sizde 2
Binalarda tuvalet, banyo gibi ›slak zeminlerin yatayda
yan yana veya düfleyde üst üste olmas› sayesinde tesisatta kullan›lan boru boyu azal›r. Böylelikle borularda
oluflan kay›plar, bas›nç düflüflleri gibi istenmeyen durumlar ortadan kalkar. Ayr›ca boru maliyetlerinin düflmesi de di¤er bir olumlu sonuçtur.
S›ra Sizde 7
Bir buhar jeneratörü kondensinden elde edilecek günlük ›s›; buhar kapasitesi, jeneratörün çal›flma süresi ve 1
kg kondensin verdi¤i ›s› miktar›n›n çarp›m›d›r. Bu durumda aç›¤a ç›kan ›s›;
S›ra Sizde 3
Çizelge 2.2’den de görüldü¤ü gibi bir kiflinin bir kere el
y›kamas›yla sensör kumandal› muslukta 0,6 litre su kullan›lmaktad›r. ‹fl yerinde 250 çal›flan›n günde 5 kere el
y›kamas› ile musluk günde 1250 kere kullan›lmaktad›r.
Bu durumda fabrikada 750 litre su/gün tüketilmektedir.
S›ra Sizde 4
Perlatörler, su ile havay› belli bir oranda kar›flt›ran cihazlard›r. Suya hava ilave edilmesi sayesinde daha az
su kullan›larak sudan tasarruf edilmifl olur. Perlatör sayesinde ayr›ca suyun bas›nc›nda çok fazla bir de¤ifliklik
olmad›¤› için; hava-su kar›fl›m›, tesisattan gelen su ile
ayn› etkiyi yaparak kullan›mda bir sorun meydana getirmemektedir.
S›ra Sizde 6
Bas›nçland›rma sistemlerinde bütün bina tek pompa ile
beslenirse;
• De¤iflen debi dolay›s›yla pompa maksimum verim
noktas›nda çal›flmaz. Zaman›n büyük k›sm›nda k›smi yüklerde ve verimsiz noktada çal›fl›r.
• Sistemdeki bas›nç kademeleri nedeniyle düflük bas›nç ihtiyac› olan yere de yüksek bas›nçla su gönderilir.
• Bas›nç enerjisi, bas›nç düflürücülerde veya musluklarda bofla harcan›r.
• Motor verimleri de k›smi yüklerde önemli ölçüde
düfler.
Q = 600
kg/
h
Q = 468000
. 12 h/
.
gün 65
kcal/
kg
kcal/
gün
Bu ›s›y› kullanma suyunu ›s›tmada kullanmak istersek
Vsu =
Vsu =
Q
q
468000 kcal gün
35 kcal kg
Vsu = 13371 kg gün
57
S›ra Sizde 8
Boyler say›s› fazla olan sistemlerde bir adet veya daha
fazla seri ba¤l› ön boyler kullanmak daha yararl› olabilir. Böylelikle:
• So¤uk su önce bu boylere girer, ç›k›flta ön ›s›tmas›
yap›lm›fl su, di¤er boylerlere verilir.
• Is›tma devresi tek kolektörle yap›l›r.
• Is›tma devresinde di¤er boylerlerin ›s›tma pompas›n›n dönüflü ve kar›fl›m suyu ayn› kollektöre ba¤l›
ön boyler ›s›tma pompas›na verilir.
• Buradan daha fazla so¤umufl olarak ç›kan su, yo¤uflmal› kazana geri döndürüldü¤ünde, yo¤uflmal›
kazanda tam yo¤uflma süresi uzar, verim artar.
• Paralel ba¤l› boylerlerde kullan›m an›nda so¤uk su,
tüm boylere girdi¤i için, tüm boylerde ›s›tma için
büyük kapasiteli sirkülasyon pompas› çal›fl›r ve borularda s›cak ›s›tma suyu dolafl›r. Oysa ön boyler
kullan›m› ile özellikle düflük kapasite kullan›m›nda
sadece ön boyler ›s›t›l›r, küçük kapasiteli ›s›tma sirkülasyon pompas› çal›fl›r, daha az boruda ›s›tma suyu dolafl›r ve enerji kayb› azal›r. S›cak su tüketiminin çok fazla oldu¤u otellerde bile gece yar›s›ndan
sonra s›cak su tüketimi çok azd›r, günün üçte biri
gibidir.
• Kullanma suyu sirkülasyonu dönüflü birinci boylere
girer, ikinci boyler grubundan ç›kar. Böylece kullanma suyunun ›s›tmas› da genelde birinci boylerde
gerçekleflir. Di¤er boylerin ›s›tmas› devreye girmez.
S›ra Sizde 9
Boylerde su s›cakl›¤›n› düflürmenin sonucunda;
• Boylerden, kullanma s›cak suyu ve sirkülasyon borular›ndan olan ›s› kayb› azal›r.
• Kullanma s›cak suyu tüketimi azal›r. Kullan›c› muslu¤u açt›¤›nda suyu istedi¤i s›cakl›¤a daha k›sa sürede ayarlar. Böylece s›cak su bofla daha az ak›t›l›r.
Su ve enerji kayb› azal›r.
• Is›tma kazan› düflük s›cakl›kta çal›flaca¤› için daha
az yak›t yak›l›r. Özellikle kendinden yo¤uflmal› kazan kullan›ld›¤›nda yak›ttan çok daha büyük oranda tasarruf edilir.
ASHREA (1994), ASHREA Handbook Fundementals.
ASHREA (2000), ASHREA Handbook HVAC Systems
and Equipment.
ASHREA Transactions 1998 Winter Meeting, San
Francisco.
Buderus (1994), Handbuch für Heizung und Klimatechnik.
Buderus (2000), Tabellenbuch Sanitaer- HeizungLütfung.
D.R. Wulfinghoff (1999), Energy Efficiency Manual,
Energy Institute Pres.
Faruk Bilal (2002), So¤utma ve Yal›t›m, ‹zolasyon
Dünyas› Temmuz- A¤ustos Say›s›.
HVAC Design Guide For Tall Commercial Buildings.
(Editör: Prof. Dr. T. Hikmet Karakoç), Anadolu
Üniversitesi Yay›nlar› Yay›n No: 2114.
M.T Jewell (2003), Energy-Efficiency Economics,
HVAC Engineering.
Schramak E. R. (2003), Is›tma+Klima Tekni¤i El Kitab›, Türk Tesisat Mühendisleri Derne¤i.
3
Amaçlar›m›z
N
N
N
N
N
Is›tma tesisat›nda kullan›lan cihazlar›, sembolleri ve tan›mlar›n› belirleyebilmek,
Is›tma sistemlerini, ›s›tmada sistem seçimi ve enerji ekonomisini iliflkilendirebilmek,
Düflük s›cakl›kl› ›s›tma sistemlerini kullanarak enerji ekonomisi sa¤lamay›
aç›klayabilmek,
Is›tma sisteminde günefl enerjisi deste¤ini ve kaskad sistemlerini aç›klayabilmek,
Is›tma sisteminde otomatik kontrol kullan›m› ile enerji ekonomisi sa¤lamay›
aç›klayabilmek
Anahtar Kavramlar
•
•
•
•
Is›tma Tesisat Cihazlar›
Is›tmada Sistem Seçimi
Düflük S›cakl›kl› Is›tma Sistemleri
Yüzeyden Is›tma Sistemleri
•
•
•
•
Duvardan Is›tma Sistemleri
Yo¤uflmal› Sistemler
Kaskad Sistemler
Otomatik Kontrol Sistemleri
‹çindekiler
Klima Sistemlerinde
Enerji Ekonomisi
Is›tma
Sistemlerinde Enerji
Ekonomisi
• G‹R‹fi
• ISITMA TES‹SATI ELEMANLARI VE
C‹HAZLARI
• ISITMA S‹STEMLER‹, S‹STEM SEÇ‹M‹
VE ENERJ‹ EKONOM‹S‹
• DÜfiÜK SICAKLIKLI ISITMA
S‹STEMLER‹
• ISITMADA GÜNEfi ENERJ‹S‹
DESTE⁄‹
• KASKAD S‹STEMLER
• OTOMAT‹K KONTROL VE ENERJ‹
EKONOM‹S‹
Is›tma Sistemlerinde Enerji
Ekonomisi
G‹R‹fi
Is›tma sistemleri insanlar›n konforlu, güvenli ve en ekonomik flekilde yaflayabilece¤i ortamlar› sa¤lamak üzere tasarlanmal›d›r. ‹nsanlar›n çal›flma verimini ortam›n
s›cakl›¤› ve nem büyük ölçüde etkilemektedir. Yap›lar›n ›s›l konfor dikkate al›narak yap›lmas› ayr›ca ›s›tma sisteminin buna göre tasarlanmas› konforlu bir ortam
oluflturman›n yan› s›ra enerji tasarrufu ve çevre kirlili¤inde de azalma sa¤layacakt›r. Is›tma sistemi seçilirken bireysel ›s›tma m›, merkezi ›s›tma m›, yoksa bölgesel
›s›tma m› tercih edilece¤i tart›flma konusu olabilmektedir. Bu sistemin avantaj ve
dezavantajlar› ortaya konularak konfor ve enerji tasarrufu aç›s›ndan en uygun seçim yap›lmal›d›r. Son y›llarda özellikle enerji tasarrufunun ön plana ç›kmas›yla düflük s›cakl›kl› ›s›tma sistemleri de giderek yayg›nlaflmaktad›r. Bu ünitede ›s›tma tesisat› elemanlar› ile cihazlar›n›n tan›t›m› yap›lacak, ›s›tma sisteminde yap›labilecek
enerji tasarrufu çal›flmalar› aç›klanacakt›r. Is›tma sistemleri aç›klanarak sistem seçiminin enerji tasarrufu üzerindeki etkileri tart›fl›lacakt›r. Daha sonra ›s›tma sistemindeki geliflmeler gözden geçirilerek düflük s›cakl›kl› ›s›tma sistemlerine uygun, yerden ve duvardan ›s›tma sistemleriyle yo¤uflmal› sistemler tan›t›lacakt›r.
ISITMA TES‹SATI ELEMANLARI VE C‹HAZLARI
Is›tma tesisat›ndaki cihazlar denilince ilk baflta kazanlar, kat kaloriferleri, boylerler
ve kombi cihazlar› s›ralanabilir. Daha sonra ›s›t›c› eleman olarak radyatörler, konvektörler, radyant ›s›t›c›lar ve ç›plak borular k›saca tan›t›lacakt›r. Is›tma tesisat›ndaki di¤er cihazlar olarak genleflme depolar›, pompa ve vanalar ile armatürler bu
bafll›kta incelenecektir.
S›cak Su Kazanlar› ve Is›t›c› Cihazlar
S›cak su kazanlar› genelde malzeme aç›s›ndan döküm kazanlar, çelik kazanlar; çal›flma sistemi aç›s›ndan atmosferik brülörlü ve üflemeli brülörlü kazanlar olarak s›n›fland›r›lmaktad›r. S›cak su kazanlar›n›n seçiminde iki önemli faktörden birisi kazan kapasitesi, di¤eri ise iflletme bas›nc›d›r. Uygulamada çok fakl› tipte s›cak su kazan› bulunmaktad›r. Malzeme aç›s›ndan kullan›lan iki yayg›n tipteki kazan döküm
kazan ve çelik kazand›r. Döküm kazanlar TS 430 standard›na uygun olarak üretilmektedirler. Döküm kazanlar dökme dilimler halinde imal edilmektedirler. Bu nedenle kazan dairesine kolayca tafl›nabilme ve monte edilebilme özelli¤ine sahiptirler. Yanma odas›n›n geometrisine ba¤l› olarak dilim say›s›n›n artt›r›lmas›yla kapa-
60
sitenin de artt›r›labilmesi bu kazanlar›n bir avantaj› olarak sunulmaktad›r. Döküm
ve çelik kazanlar aras›nda verim ve yak›t tüketimi aç›s›ndan büyük farklar olmamas›na karfl›n ömür aç›s›ndan döküm kazanlar daha avantajl› olup, 30 y›la kadar
ömür verilebilmektedir. Döküm kazanlar s›cak su ve alçak bas›nçl› buhar üretiminde kullan›labilmektedir. Bu kazanlar›n iflletme bas›nc› 4-6 kg/cm2’dir. Döküm kazanlar geç ›s›n›rlar, ›s›l ataletlerinin yüksekli¤i nedeniyle de geç so¤urlar. Çelik kazanlar ise tersine çabuk ›s›n›p çabuk so¤urlar.
Çelik kazanlar, 1000 kW kapasiteye kadar TS EN 303-1/2/3, 1000 kW’tan daha yüksek kapasitede ise TS 497 standard›na göre monoblok olarak üretilmektedirler. Bu standart kapsam›ndaki s›cak su kazanlar› için maksimum konstrüksiyon
bas›nc› 5 kg/cm2 de¤erindedir. Konstrüksiyon bas›nc› 5 kg/cm2’den büyük olan s›cak su kazanlar›n›n silindirik formda yap›lmas› gerekmektedir. Fiyat aç›s›ndan bak›ld›¤›nda döküm kazanlardan daha ucuzdurlar. Kullan›m flartlar›na ba¤l› olmakla
birlikte ömürleri döküm kazanlara göre çok daha azd›r. Tamir ve bak›m› daha kolay olmas›na karfl›n korozyona karfl› daha hassast›rlar. Düflük s›cakl›klarda çal›flma
durumunda so¤uk yüzeyler üzerinde asit ve su buhar› yo¤uflmas› meydana gelmektedir. Bu da korozyon nedeniyle kazanlar›n çabuk çürümesine yol açmaktad›r.
Çelik kazanlarda korozyonun önlenebilmesi için kazan su s›cakl›¤›n›n 55°C’nin alt›na, baca gaz› s›cakl›¤›n›n ise 150°C’nin alt›na düflmesi gerekmektedir. Bunu sa¤layabilmek üzere üç veya dört yollu kar›flt›rma vanas› ile kazandaki su s›cakl›¤›n›n
yüksek tutulmas›na çal›fl›lmaktad›r.
Üflemeli brülörlü kazanlarda yanma için gerekli olan hava bir fan arac›l›¤›
ile kazan dairesi ortam›nda kazana verilmektedir. Havay› üfleyen fan rahats›z edici ses seviyeleri oluflturabilmektedir. Brülör kazan uyumu, baca konstrüksiyonuna
gösterilecek özen ve ses yal›t›m› önlemleriyle ortaya ç›kan gürültünün azalt›lmas›
sa¤lanabilmektedir. Üflemeli brülörlü kazanlarda yanma düfley do¤rultuda gerçekleflmektedir. Bu tip kazanlarda hava ayar› çok iyi yap›labildi¤inden yak›t tüketimi
daha düflük seviyelerde ortaya ç›kabilmektedir. Ayr›ca kazan› de¤ifltirmeksizin çift
yak›tl› brülörlerle alternatif yak›tlar›n da (fuel oil, motorin LPG) kullan›labilme olana¤› bulunmaktad›r.
Atmosferik brülörlü kazanlar›n üflemeli brülörlü kazanlardan ana fark›, havay› yanma odas›na do¤al olarak kazan dairesi ortam›ndan sa¤lamalar›d›r. Bu tip
brülörlerde baca, yanma hücresi ve yakma havas› birbirleriyle uyumlu olmal›d›r.
Sistemde atmosferik brülörlü kazan kullan›lacaksa keflif aflamas›nda bacan›n sisteme uygunlu¤unun iyi bir flekilde incelenmesi gerekmektedir. Bunun nedeni, bu
brülör sisteminde oluflan gaz›n, atmosfer flartlar›nda ilave bir üfleme olmaks›z›n ›s›nan havan›n yükselmesi prensibi ile bacadan at›lmas›ndan kaynaklanmaktad›r. Bu
tür kazan kullan›m›nda bacadaki gaz›n sürtünme kayb› düflük olmal›d›r. Bu nedenle bacan›n uygun bir kesitte olmas›, pürüzsüz olmas› ve so¤umamas› büyük
önem tafl›maktad›r. Bu tür kazanlar›n önemli avantajlar›ndan birisi sessiz çal›flmalar›d›r. Ayr›ca basit yap›da olmalar› ve afl›nacak parçalar›n›n olmamas› nedeniyle
ar›za yapma ihtimalleri azd›r. Bu tür kazanlar sadece do¤algaz ve LPG yakabilmektedir, s›v› yak›t kullan›lmamaktad›r.
Kat kaloriferleri bir veya birkaç dairenin ›s›nma ihtiyac›n› karfl›layan cihazlard›r. Yak›t tipine göre kömürlü, s›v› yak›tl› ya da do¤algazl› olarak kullan›lmakta
olup her yak›t kullan›m› için farkl› tasar›ml› kat kaloriferi kullan›lmaktad›r. Kömürlü kat kaloriferlerinin son y›llarda kullan›m›nda art›fl olmakla birlikte ülkemizde
yayg›n olarak do¤algazl› tipleri kullan›lmaktad›r. Do¤algazl› kat kaloriferlerinde atmosferik brülör kullan›ld›¤› gibi fanl› brülörler de kullan›labilmektedir. Kat kalori-
61
3. Ünite - Is›tma Sistemlerinde Enerji Ekonomisi
feri sisteminde, daire veya konut baz›nda ›s›nan suyun borularla ›s›t›c› elemanlara
(radyatörler) ulaflt›r›lmas› ve ortama bu yolla ›s›n›n aktar›lmas› prensibine dayanmaktad›r. Kat kaloriferleri boyler veya ani su ›s›t›c›s› ile birlikte kullan›ld›klar›nda
s›cak su elde etme olana¤› da ortaya ç›kmaktad›r.
Boylerler; konut, otel, hastane, turistik tesis gibi yerlerde s›cak su ihtiyac›n›n
karfl›lanabilmesi amac›yla kullan›lmaktad›r. S›cak su ihtiyac› ülkeye, kültüre, ekonomik duruma göre farkl›l›k göstermektedir. Konutlar aç›s›ndan bak›ld›¤›nda s›cak
su kullan›m›ndaki bafll›ca etkenler flunlard›r: Kifli say›s›, konut büyüklü¤ü, yaflam
düzeyi, kiflilerin yafl›, mevsim flartlar›. Boylerler gömlekli ve serpantinli olarak iki
tipte imal edilmektedir. Gömlekli boylerler silindirik olarak imal edilmektedirler.
Silindirik deponun d›fl k›sm›nda bulunan gömlek etraf›nda dolaflan ve kazandan
gelen s›cak su boyler içindeki suyu ›s›tmaktad›r. Serpantinli boylerde ise düfley ya
da yatay olarak yerlefltirilen deponun içinde kazandan gelen s›cak suyun dolaflt›r›ld›¤› bir serpantin bulundurulmaktad›r.
Kombi cihazlar› hem ›s›nma hem de s›cak su temininde kullan›lmakta ve bireysel ›s›nmada tercih edilmektedir. fiofben ve kat kaloriferi ifllevini bir arada görmektedir. fiofben büyüklü¤ünde olup duvara monte edildi¤inden az yer kaplamaktad›r. Kombiler do¤algaz veya LPG ile çal›flt›r›labilmektedir. Kombiler baca tipine göre; bacal› kombi, bacal› fan kitli kombi ve hermetik kombi olmak üzere üçe
ayr›lmaktad›r. Bacal› tip kombide yanma havas› kombinin bulundu¤u ortamda
sa¤lanmakta ve at›k baca gaz›, baca kanal› ile atmosfere at›lmaktad›r. Bacal› kombide kombinin monte edilece¤i ortam›n çok iyi bir flekilde havaland›r›lmas› gerekmektedir. Bacal› kombi uygulamas›nda, uygun boyutlarda, çekifli iyi olan bir baca
bulunmas› flartt›r. Bacal› kombiler, bulundu¤u ortamdaki havay› kulland›¤›ndan,
yerlefltirildi¤i ortamda d›flar›ya aç›k bir havaland›rma menfezi bulundurmaktad›r.
Bu nedenle bacal› kombi kullan›m›nda, havaland›rma menfezinin kapat›lmas› son
derece tehlikeli olup bu nedenle ortaya ç›kan pek çok kombi zehirlenmesi olay›
yaflanm›flt›r. Tüm bu nedenlerle bacal› kombi yerine hermetik kombi kullan›m›
önerilmektedir. Bacal› fan kitli kombiler, baca sorunu olan konutlar için gelifltirilmifltir. Fanl› kombilerin bacal› kombilerden fark›, at›k baca gaz›n›n bir fan kiti arac›l›¤› ile yine baca yolu ile d›flar›ya at›lmas›d›r. Bu tip kombilerde de yanma havas› bacal› kombilerde oldu¤u gibi ortam havas›ndan sa¤lanmaktad›r. Bu nedenle de
bu tip kombilerde de cihaz›n bulundu¤u ortam›n havaland›r›lmas› ve d›flar›ya aç›k
havaland›rma menfezinin bulunmas› önemlidir. Hermetik kombilerde yanma için
gerekli olan taze hava bir fan kiti ile d›fl ortamdan al›nmaktad›r. Yanma sonucu ortaya ç›kan at›k gaz ise d›fl ortama at›lmaktad›r. Bu tip kombilerde kombi ç›k›fl›na
iç içe iki borudan oluflan baca kiti yerlefltirilmektedir. Yanma olay› tamamen kapal› bir yanma odas› içerisinde ve kombinin bulundu¤u ortamdan ba¤›ms›z olarak
gerçeklefltirilmektedir. Bu nedenle hermetik kombiler yanma amac›yla ortam havas›n› kullanmazlar. Bu özellikleri nedeniyle baca gaz› zehirlenmelerine karfl› emniyetlidirler.
Is›tma cihazlar›nda kapasite seçiminin enerji tüketimine etkisini aç›klay›n.
SIRA S‹ZDE
Is›t›c› Elemanlar
1
Is›t›c› elemanlar konutlarda ifl merkezlerinde ortam›n ›s›t›lmas›nda
kullan›lmaktad›r.
Kazan, kat kaloriferi ya da kombi arac›l›¤› ile üretilen s›cak suyun ›s›t›c› elemanlara
S O R U sa¤lar. Yayyollanarak s›cak suyun enerjisinin ortama verilerek ortam›n ›s›t›lmas›n›
g›n olarak kullan›lan ›s›t›c› elemanlar radyatörlerdir. Bunun d›fl›nda konvektör, radyant ›s›t›c› ve nadiren de ç›plak borular ›s›t›c› eleman olarak kullan›lmaktad›r.
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
N N
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
62
Radyatörlerde, kazandan yollanan s›cak suyun (veya buhar›n) ›s›s›, çevreye
›fl›n›m ve tafl›n›m yoluyla yay›larak ortam›n ›s›nmas› sa¤lan›r. Klasik ›s›tma sistemlerinde kazandan ç›kan suyun s›cakl›¤› 90°C, dönüfl s›cakl›¤› ise 70°C olarak tasarlan›r. K›saca 90/70 olarak adland›r›lan s›cak sulu ›s›tma sisteminde radyatörlerin
ortalama yüzey s›cakl›¤› 80°C’dir. Radyatörlerin ›s›l güç de¤erleri, radyatörün tipine göre üretici firma taraf›ndan yay›nlanan kataloglarda yer almaktad›r. Radyatörlerin ömrü kullan›lan malzeme cinsine göre de¤iflmektedir. Döküm radyatörler korozyona da dayan›kl› olduklar›ndan daha uzun ömürlüdürler. Döküm radyatörler
için ömür elli y›la kadar verilebilmektedir. Günümüzde yayg›n olarak kullan›lan
panel radyatörlerde ömür 15-20 y›l olarak verilmektedir.
SIRA S‹ZDE
SIRA
S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
S O R U
SIRA S‹ZDE
D‹KKAT
AMAÇLARIMIZ
SIRA S‹ZDE
K ‹ T A P
AMAÇLARIMIZ
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET
2
3
Radyatörün SIRA
duvara
yerlefltirme kurallar› ve kapat›lmas›n›n radyatör verimine etkisini
S‹ZDE
aç›klay›n.
DSIRA
Ü fi Üyal›t›m›n›n
NS‹ZDE
EL‹M
Radyatör arkas›
önemini aç›klay›n›z.
Konvektörler
S O R U asl›nda kanatl› borulardan oluflmakta ve baca etkisi yaratmas›
fi Ü N E L ‹ M
amac›yla daD Ükanatl›
borular, bir kasa içerisine yerlefltirilmektedir. Radyatör prensibinde oldu¤u gibi konvektörün alt taraf›ndan giren so¤uk hava kanatl› ›s›t›c› boruD‹KKAT
S O geçerken
R U
lar›n aras›ndan
›s›n›r ve yükselerek kasan›n üst k›sm›ndan odaya do¤ru
verilir. Konvektörlerdeki kanatl› borularla direkt temas olmad›¤›ndan ve bir kasa
SIRA S‹ZDE
içerisinde bulundurulduklar›ndan,
su s›cakl›¤› 90°C’nin üzerine ç›kabilmektedir.
D‹KKAT
Endüstriyel uygulamalarda konvektörlerde buhar, kaynar su ya da 90°C’nin üzerinde s›cak su kullan›labilmektedir. Uygulamada konvektörler panel radyatörlerde olAMAÇLARIMIZ
SIRA S‹ZDE
du¤u gibi do¤al
hava sirkülasyonuyla ›s›y› yayd›klar› gibi, fan kullan›m›yla üflemeli tipte de görülmektedir.
Radyant
genel olarak do¤algazl› radyant borular ve s›cak sulu radK ‹›s›t›c›lar
T A P
AMAÇLARIMIZ
yant paneller olarak iki tipte görülmektedir. Radyant ›s›t›c›lar genellikle sanayide
büyük hacimlerin ›s›t›lmas›nda kullan›lmaktad›r. Tavan yüksekli¤inin 6 metreyi
geçti¤i atölyelerde
PN büyük hacimlerde bu tür uygulamaya rastlanmaktad›r. RadT KE L ‹E VT‹ ZAY Ove
yant ›s›tma sistemi prensip olarak geçti¤i hava ortam›n› ›s›tmaks›z›n do¤rudan ›s›t›lacak cismi ›s›t›r. Is› ›s›nan yüzeylerden tafl›n›m yoluyla ortam havas›na yay›lmaktad›r. Endüstride
rastlanan radyant ›s›t›c›lar aç›k alevli ve boru radyant
T E L E V ‹ Zço¤unlukla
YON
‹NTERNET
›s›t›c›l› tiptedirler.
Ç›plak borular ›s›t›c› elemanlar›n en basit flekli olarak ortaya ç›kmaktad›r.
Düz boru ya da kanatl› boru olarak uygulanmaktad›r. Düz borular›n kolay uygulaTERNET
nabilme ve‹ Ntemizlenme
avantaj› bulunmaktad›r. Ç›plak boru uygulamas›na genellikle seralarda ve baz› fabrika alanlar›nda rastlanmaktad›r. Ç›plak boru yüzeyini
artt›rarak ortama olan ›s› transferini artt›rmak amac›yla borular üzerine kanatlar
yerlefltirilerek kanatl› boru uygulamas› da yap›lmaktad›r.
Genleflme depolar›, ›s›tma sisteminde farkl› s›cakl›klardaki suyun farkl› hacimlerde bulunmas› nedeniyle, hacmi artt›¤›nda suyun depoland›¤› yer olarak tasarlanmaktad›r. S›cak sulu ›s›tma sistemlerinde gidifl ve dönüfl suyu s›cakl›klar›
farkl› de¤erlerde bulunabilmektedir. Mevcut uygulamalarda 90/70’lik sisteme yayg›n olarak rastlanmakla birlikte düflük s›cakl›kl› ›s›tma sistemlerine geçildikçe
80/60 ve 40/30 gibi sistemler de bulunmaktad›r. Sistemin çal›flmad›¤› zamanlarda,
sistemdeki su s›cakl›¤› ortam s›cakl›¤› ortam s›cakl›¤›na kadar düflmektedir. Sonuç
olarak suyun s›cakl›¤›, sistemin çal›flmad›¤› zamanlardaki ortam s›cakl›¤› ile siste-
N N
N N
min çal›flt›¤› zamanlardaki maksimum s›cakl›¤a kadar yükselebilmektedir. Suyun
özgün hacmi, baflka bir de¤iflle 1 kilogram›n›n hacmi s›cakl›¤a ba¤l› olarak de¤iflmektedir. Sistem çal›flmad›¤› zaman tüm sistemi kaplayan su, ›s›n›n en yüksek s›cakl›k de¤erine ulaflt›¤›nda genleflerek ek bir hacme ihtiyaç duyacakt›r. S›cak sulu
›s›tma sistemlerinde su, 10°C’tan 90°C’ye ›s›t›ld›¤›nda hacmi ilk hacminin %3,55’i
kadar artmaktad›r. Sistemdeki toplam su hacmi (kazandaki, borulardaki ve radyatörlerdeki) hesaplanarak bu su hacminin genleflece¤i yüzde oran ile çarp›larak
genleflme deposu hacmi hesaplan›r. Genleflme depolar› termal ve hidrolik bir
fonksiyon görmektedirler. Termal fonksiyon olarak s›cakl›k de¤iflimlerinde; s›k›flt›r›lamayan ak›flkan›n genleflip büzüflmesi için gereken hacim genleflme deposu taraf›ndan sa¤lan›r. Genleflme depolar› genelde aç›k ve kapal› olmak üzere iki tipte
bulunmaktad›r. Son y›llarda aç›k genleflme depolar›n›n yerini kapal› genleflme depolar› almaktad›r. Aç›k tip genleflme depolar› atmosfere aç›kt›r. S›cak sulu ›s›tma
sisteminde, aç›k genleflme deposu, boru tesisat›n›n en üst noktas›n›n veya en üst
noktas›ndaki radyatör seviyesinin daha üstündeki bir seviyeye yerlefltirilmelidir.
Bafllang›çta bütün tesisat bu depo seviyesine kadar su ile doldurulur. Aç›k genleflme depolar›nda buharlaflma nedeniyle kaybolan ya da çeflitli kaçaklar nedeniyle
azalan su takviye edilmelidir. Aç›k genleflme deposundaki su seviyesi belli bir de¤erin alt›na indi¤inde elle veya otomatik olarak sisteme su bas›l›r. Aç›k genleflme
deposu sadece kat› yak›tl› kazanlar için önerilmektedir. Aç›k genleflme depolar› binan›n en üst noktas› olan çat›ya yerlefltirildi¤inden, sürekli ortaya ç›kan buharlaflma sonucu su ve enerji kayb›na neden olurlar. Bunun d›fl›nda aç›k genleflme deposunun di¤er bir dezavantaj› sürekli oksijen ile temas halinde oldu¤undan korozif etkilere aç›kt›r. Bu nedenle de korozyon ve çürüme olaylar› ortaya ç›kmaktad›r.
Özellikle so¤uk iklim bölgelerinde genleflme deposundaki suyun donmas›, deponun çatlamas›na ve buzun çözülmesinden sonra da üst katlarda su s›z›nt›lar›na neden olmaktad›r. Kapal› genleflme depolar› kompresörlü ve membranl› olmak üzere iki tiptedirler. Kompresörlü (azot yast›kl›) kapal› genleflme deposunda birbiriyle temasta olan azot ve su bulunmaktad›r. Membranl› veya diyaframl› tip kapal›
genleflme depolar›nda; gaz ile su aras›nda elastik bir membran bulunmaktad›r. Kapal› tip genleflme depolar› kazan dairesinde bulunmaktad›r. Bu nedenle kolayca
denetlenebilme olana¤› bulunmaktad›r. Ayr›ca kazan dairesinin bulundu¤u s›cakl›k nedeniyle depodaki suyun donma olay› ortaya ç›kmamaktad›r. Is›tma sistemi
tamamen kapal› sistemde bulundu¤undan, kapal› genleflme deposu uygulamas›nda hava ile temas bulunmamakta ve dolay›s›yla genleflme deposundan kaynaklanan korozyon ortaya ç›kmamaktad›r. Ayr›ca buharlaflma ile su kayb› olmad›¤›ndan
s›z›nt›lar d›fl›nda su eksilmesi ve enerji kayb› ortaya ç›kmamaktad›r.
Hava ay›r›c›lar›, tesisatta bulunan havan›n tesisattan at›lmas› amac›yla kullan›lmaktad›r. Tesisata ilk su dolumu s›ras›nda hava kabarc›klar› ortaya ç›kmaktad›r.
Ayr›ca tesisatta s›k›flan havan›n d›flar›ya at›lmas› gerekmektedir. Tesisattaki havan›n d›flar›ya at›lmas› “pürjör” ile sa¤lanmaktad›r. Son zamanlarda tesisattaki havan›n otomatik olarak d›flar›ya at›lmas› amac›yla otomatik pürjörler kullan›lmaktad›r.
Tesisatta hava bulunmas› ses, korozyon ve kavitasyon yan›nda cihazlarda verim
düflüklü¤ü de ortaya ç›karmaktad›r. Tesisatta hava bulunmas›, tesisat›n belirli bölgelerinde ›s›nmama ve sirkülasyon bozukluklar› ile kendini göstermektedir. Tesisat içerisinde bulunan hava ayr›ca, pompan›n verimini ve ömrünü de olumsuz
yönde etkilemektedir.
63
64
Pislik ay›r›c›lar tesisat içerisinde bulunan kal›nt›, tortu ve pisli¤in al›nmas›
amac›yla kullan›lmaktad›r. Tesisatta su ile birlikte kum, pas, kireç gibi maddeler de
yer alabilmektedir. Özellikle yeni kurulan tesisatta borular montaj öncesi aç›kta
bekletildi¤inde pas oluflmaktad›r. Bunun d›fl›nda aç›kta bulunan borular›n içerisine pislik de girmektedir. Tesisat içinde bulunan kum, pas ve tortu gibi maddeler
pompa, motorlu vana ve çeflitli armatürlerde ar›zalara, afl›nma ve verim düflüklü¤üne neden olmaktad›r. Ayr›ca tesisatta bak›m giderlerinin sürekli olarak artmas›na neden olabilmektedir. Tesisatta pisli¤in tutulmas› için klasik filtreler kullan›labilmektedir ancak klasik filtreler çok k›sa sürede tesisattaki pislik nedeniyle t›kanarak yeterli suyun geçmesine engel olur ve sirkülasyonda problemler ortaya ç›kar. Filtrelerin t›kal› olmas›ndan ortaya ç›kan direnç ve bas›nç farkl›l›klar› pompalarda problem ortaya ç›karabilmektedir. Klasik tipli pislik tutucular›n temizlik ve
bak›m› zor olup, zaman›nda bak›m yap›lmamas› tesisatta sorunlara neden olmaktad›r. Son y›llarda filtre yerine pislik ay›r›c›lar kullan›lmaktad›r. Modern tip pislik
ay›r›c›lar pompalarda sorun yaratan küçük partikülleri bile tutabilme özelli¤ine sahiptirler. Bu tür pislik tutucularda pislik cihaz›n alt k›sm›nda biriktirildi¤inden boru daralmalar›na ve sistem t›kanmalar›na neden olmaz. Cihaz›n alt›nda biriken pislik boflaltma vanas› ile kolayca d›flar›ya at›labilir.
Boru, Vana, Pompa, Kollektörler ve Brülörler
Is›tma sistemindeki suyun da¤›t›m ve kontrolü; boru, pompa ve vanalarla gerçeklefltirilir.
Borular, tesisata döflendikten sonra s›zd›rmazl›k testi yap›lmal› ve ba¤lant›
noktalar›nda su kaça¤› olup olmad›¤› kontrol edilmelidir. S›cak sulu ›s›tma sisteminde kullan›lan borular›n anma bas›nc› genellikle 10 bard›r. Kanallardan ve so¤uk ortamdan geçen borular›n yal›t›m› son derece önemlidir. Tesisatta farkl› boru
seçenekleri kullan›labilmektedir. Genel olarak bak›ld›¤›nda ›s›tma tesisat›nda çelik
boru, bak›r boru ve plastik boru kullan›lmaktad›r. Boru seçimi yap›l›rken ilk yat›r›m bedeli, iflletme flartlar›, iflletme maliyeti ve emniyet kurallar› göz önüne al›nmaktad›r. Türkiye’de genellikle çelik boru kullan›lmakta olup, son y›llarda plastik
boru tercihinde art›fl görülmektedir. Bak›r boru kullan›m› ise di¤er tercihlere göre
daha azd›r. Özellikle bireysel sistemlerde plastik boru tercihi ön plana ç›kmaktad›r. Bunun önemli nedenleri aras›nda bu tip borular›n; hafif, ucuz, korozyona dayan›kl› ve montaj›n›n kolay olmas› vard›r. Plastik borular›n önemli dezavantajlar›
ise; 80°C’yi aflan s›cakl›klarda kullan›lamamas›, darbeye ve bas›nca dayan›m›n›n
düflük olmas› ve yüksek genleflme katsay›s›na sahip olmas›d›r. Kalorifer sistemindeki s›cakl›k de¤iflimleri, borularda boyutsal olarak genleflme ve büzülmeler ortaya ç›karmaktad›r. Önlem al›nmad›¤› takdirde söz konusu genleflme ve büzülmeler,
özellikle dirsek, vana gibi elemanlar›n ba¤lant› noktalar›nda e¤ilme, k›r›lma ve çatlak gibi sorunlar ortaya ç›karabilmektedir. Ortaya ç›kan bu ›s›l genleflmeleri karfl›lamak üzere “L dirsek, Z dirsek, U dirsek ve körüklü tip kompansatör” gibi elemanlar kullan›lmaktad›r.
Vanalar, tesisatta su ak›fl›n› düzenlemek ve tesisat›n bir bölümünü di¤er bölümünden ay›rmak amac›yla kullan›lmaktad›r. Vanalar kazan, pompa gibi ›s›tma sistemi elemanlar›n›n girifl ve ç›k›fllar›na, kolonlara ve branflmanlara yerlefltirilmektedir. Farkl› amaçlara yönelik farkl› vana kullan›mlar› söz konusudur. Radyatör girifl
ve ç›k›fllar›nda kullan›lan radyatör vanalar›, radyatöre su giriflini kapat›p açmada ve
su ak›fl›n› düzenlemede kullan›lmaktad›r. Radyatörlerde kullan›lan ve musluk olarak da adland›r›lan radyatör vanalar› süpapl› valf tipindedir. Son y›llarda enerji tasarrufu amac›yla termostatik radyatör vanas› kullan›m› teflvik edilmektedir. Bu tür
radyatör vanalar›nda oda s›cakl›¤›na ba¤l› olarak radyatöre giren su debisi ayarlanmaktad›r. Vanan›n konstrüksiyonuna ba¤l› olarak 6°C-40°C’ye kadar oda s›cakl›¤›n›n kontrolü sa¤lanabilmektedir. Sürgülü valfler, ›s›tma tesisat›ndaki büyük valf ihtiyac› ortaya ç›kt›¤›nda kullan›l›r. Bu tür valflerin s›zd›rmazl›klar› süpapl› valfler kadar iyi de¤ildir. Sürgülü vanalar fliber vana olarak da an›lmaktad›r. Bu tür vanalar
ak›fla daha az direnç gösterirler ve montaj boylar› k›sad›r. Küresel vanalar, kolay
aç›l›p kapanma ve s›zd›rmazl›k özelli¤i nedeniyle tercih edilmektedir. Kelebek vanalar genellikle büyük çapl› su borular›nda kullan›lmakta olup, küresel vanalara
göre daha ucuz olmas› nedeniyle fliber vanalar›n yerini almaktad›r. Çekvalfler, geri dönüflsüz valf olarak da an›lmakta olup, içinden geçen s›v›, gaz, buhar gibi ak›flkan›n geri dönüflüne engel olmak amac›yla kullan›l›r. Bu tür valfler otomatik olarak ak›flkan hareketiyle çal›flmakta olup, ak›flkan bir yönde akarken klepe aç›larak
ak›flkan›n geçifline izin verilir. Ters yönde bir ak›fl olmas› halinde ise klepe kapanarak ak›flkan›n geçifline engel olunur. Emniyet ventilleri tesisattaki bas›nc›n ayarlanan bir de¤erin üzerine ç›kmas›na engel olunmas› ve tesisat›n korunmas› amac›yla kullan›l›r.
Pompalar, ›s›tma tesisat›nda s›cak suyun tesisat içerisinde dolaflmas›n› sa¤layarak, sudaki enerjinin ortama aktar›lmas›n› sa¤lar. Sirkülasyon pompas› olarak da
adland›r›lan pompalar›n seçiminde debi ve basma yüksekli¤i de¤erlerinden yararlan›l›r. Pompa seçiminde, pompadaki suyun debisi ile basma yüksekli¤i aras›ndaki iliflkiyi gösteren ve pompa karakteristik e¤risi olarak adland›r›lan e¤riden yararlan›l›r. Hermetik sirkülasyon pompalar›nda tek bir ünite içinde motor, pompa ve
by-pass bulunmaktad›r. Bu tür sirkülasyon pompalar›nda, pompa çal›flm›yor durumda olsa bile, do¤al sirkülasyonla suyun dolafl›m› gerçekleflir. Özellikle ilkbahar
ve sonbahar gibi geçifl mevsimlerinde d›fl s›cakl›k k›fl mevsimine göre daha yüksek de¤erlerde bulunmaktad›r. D›fl hava s›cakl›¤›na göre kazan suyu s›cakl›¤›n›
otomatik olarak de¤ifltiren s›cak su sistemlerinde, geçifl mevsimlerinde kazana dönen suyun s›cakl›¤› düflük de¤erlere inebilmekte, bu durum da kazanda yo¤uflmaya neden olmaktad›r. Bu sak›ncay› gidermek üzere kazan girifl ve ç›k›fl› aras›na
flönt pompa yerlefltirilir. Tesisattan dönen so¤umufl suya kazan ç›k›fl›ndaki s›cak su
kar›flt›r›larak kazana düflük s›cakl›klarda su girifli engellenir.
Kollektörler s›cak sulu ›s›tma tesisat›nda, kazandan ç›kan ve kazana giren olmak üzere iki hat üzerinde, kazandan ç›kan s›cak suyun da¤›t›m›n›n kontrolünde
ve sistemden gelerek kazana dönecek suyun kontrolünde kullan›l›r.
Is›tma sisteminde pek çok cihaz ve armatür kullan›lmaktad›r. Bunlar›n bafll›calar› yukar›da k›sa bafll›klarla aç›klanm›flt›r. Is›tma sisteminde kullan›lan baz› cihazlar›n sembolleri Çizelge 3.1’de verilmifltir.
Brülörler, yak›t› haz›rlayarak havayla kar›flt›r›p, yanmas›n› sa¤lay›p, kazan›n
yanma odas›na sevk edilmesini sa¤layan cihazlard›r. Kat›, s›v› ve gaz yak›tlar için
farkl› brülör tipleri bulunmaktad›r. Son y›llarda alternatif yak›tlar›n da gündeme
gelmesiyle pelet ve kömür tozu yak›lmas›n› sa¤layan brülörlerin gelifltirilmesine
h›z verilmifltir. S›v› yak›t brülörlerinde, s›v› yak›t›n yanmas› amac›yla yak›t pülverize edilerek buhar haline getirilir ve uygun oranda hava ile kar›flt›r›larak yak›l›r ve
yanma odas›na sevk edilir.
65
66
Çizelge 3.1
Is›tma Sisteminde
Kullan›lan Baz›
Cihaz ve
Armatürlerin
Sembolleri
Kazan
Yatay
Boyler
Is› De¤ifltirici
Brülör
Düfley
Aç›k
Genleflme Deposu
Kapal›
Genleflme Deposu
M
Vana
Filtre
Pompa
M
Motorlu Vana
M
‹ki Yollu
Motorlu Vana
Üç Yollu
Motorlu Vana
H
Termometre
Manometre
Hidrometre
Pürjör
Kalorifer S›cak Su
Gidifl Panosu
Kalorifer S›cak Su
Dönüfl Panosu
Kondenstop
U Tipi
Düzenleyici
Pülverizasyon ifllemi yak›t›n küçük zerrelere ayr›larak yüzey hacmini artt›rmak
ve daha fazla oksijen molekülüyle karfl›laflmas›n› sa¤lamak amac›yla yap›lmaktad›r. S›v› yak›t brülörleri motorin ve fuel oil brülörü olarak imal edilebilmektedir.
Brülörler; tek kademeli, iki kademeli ve oransal olmak üzere üç ayr› tipte imal edilebilmektedir. Tek kademeli brülörler sürekli olarak tam kapasite halinde çal›flmakta olup aç ve kapat olmak üzere iki konumu bulunmaktad›r. Bu tip brülörler,
kazanlarda enerji kayb›na neden olmakta olup son y›llarda bunun yerini iki kademeli ve oransal brülörler almaktad›r. ‹ki kademeli brülörlerde ise brülörün iki çal›flma kapasitesi bulunmaktad›r. Kazan, üzerinde bulunan termostat ve presostat›n
belirlenmifl de¤erlerine göre alt ve üst olmak üzere iki kademede çal›flmaktad›r.
SIRA S‹ZDE
3. Ünite - Is›tma Sistemlerinde
Enerji Ekonomisi
Oransal brülörde ise kapasite ihtiyac›na göre kazan›n iflletilmesi
olmakD Ü fi Ümümkün
NEL‹M
tad›r. Sistemdeki ›s› ihtiyac› artt›kça brülör, yak›t ve hava ihtiyac›n› buna uygun
olarak artt›rmakta ve kapasiteyi buna göre ayarlamaktad›r. Enerji tasarrufu aç›s›nS O R U
dan en uygun brülör olarak oransal brülör önerilmektedir.
D ‹ K haz›rlanm›fl
KAT
Brülörler hakk›nda daha fazla bilgi için T. Hikmet Karakoç taraf›ndan
olan
KTH-Verimli Sistemler, 2011 isimli kitaptan yararlanabilirsiniz.
SIRA S‹ZDE
ISITMA S‹STEMLER‹, S‹STEM SEÇ‹M‹ VE ENERJ‹
EKONOM‹S‹
N N
‹nsanlar›n kendilerini konforlu hissettikleri ortam ›s›l konforAMAÇLARIMIZ
ortam› olarak tan›mlanmaktad›r. ‹nsanlar›n çal›flma verimini, bulundu¤u ortam›n s›cakl›¤› ve nemi büyük ölçüde etkilemektedir. Is›l konforu etkileyen dört önemli faktör bulunmaktaK ‹ ortam›nda
T A P
d›r. Bunlardan birincisi ortam s›cakl›¤›d›r. Normal flartlarda ofis
ortam
s›cakl›¤›n›n 19-21°C aras›nda bulunmas› konfor s›cakl›¤› aç›s›ndan uygun bulunmaktad›r. Ancak konfor s›cakl›¤› aktiviteye ba¤l› olarak da de¤iflmektedir. OturaT E L E V ‹ Z olarak
YON
rak ifl yapan ofis çal›flan› için konfor s›cakl›¤› ile atölyede bedensel
çal›flan
kiflinin konfor s›cakl›¤› farkl› de¤erdedir. Is›l konforu etkileyen ikinci faktör ortam›n nemidir. K›fl mevsiminde %40-70’lik ba¤›l nem normal bir iç ortam s›cakl›¤› ile
birlikte konfor hissi yaratmaktad›r. Ortamdaki hava h›z› da ›s›l
konforu etkileyen
‹NTERNET
faktörler aras›nda yer almaktad›r. Hava s›cakl›¤›na ba¤l› olarak ortamdaki hava h›z›n›n 0,15 m/sn civar›nda olmas› yeterli görülmektedir. Is›l konfor aç›s›ndan, önemli faktörlerden birisi de d›fl ortama bakan duvarlar›n iç yüzey s›cakl›¤› ile ortam s›cakl›¤› aras›ndaki s›cakl›k fark›d›r. Söz konusu s›cakl›k fark› 2-3°C aras›ndaysa
konforlu bir ortam söz konusudur. Bu s›cakl›k fark› 6-8°C’lik fark› bulduysa çok
konforsuz bir ortam ortaya ç›kmaktad›r. Söz konusu s›cakl›k fark› binan›n yal›t›m›yla do¤rudan iliflkilidir. Yap›lar›n ›s›l konfor dikkate al›narak yap›lmas› ve ›s›tma
sistemlerinin buna göre tasarlanmas› enerji tasarrufunun yan› s›ra çevre kirlili¤i anlam›nda da olumlu sonuçlar ortaya ç›karmaktad›r.
Is›tma sistemleri çeflitli kriterlere göre s›n›fland›r›lmaktad›r. Suyun faz durumuna göre ›s›tma sistemleri, s›cak sulu ›s›tma sistemi ve buharl› ›s›tma sistemi fleklinde ikiye ayr›lmaktad›r. Suyun gidifl dönüfl boru say›s›na göre ›s›tma sistemleri, çift
borulu ›s›tma sistemi ve tek borulu ›s›tma sistemi olarak ikiye ayr›lmaktad›r. Suyun binadaki da¤›tma ve toplama flekline göre ise ›s›tma sistemleri üçe ayr›lmaktad›r: Alttan da¤›tmal›, alttan toplamal› ›s›tma sistemi; üstten da¤›tmal›, alttan toplamal› ›s›tma sistemi; üstten da¤›tmal›, üstten toplamal› ›s›tma sistemleri. Suyun
dolafl›m›n› sa¤lama flekline göre ise ›s›tma sistemleri zorlanm›fl dolafl›ml› (pompal›) ›s›tma sistemi ve do¤al dolafl›ml› ›s›tma sistemi olarak ikiye ayr›lmaktad›r. Genleflme deposuna göre ise aç›k genleflme depolu ve kapal› genleflme depolu olarak s›n›fland›r›lmaktad›r. Suyun s›cakl›¤›na göre ise ›s›tma sistemleri üçe ayr›lmaktad›r. Birincisi düflük s›cakl›kl› ›s›tma sistemi (75/65°C, 55/45°C gibi), klasik s›cakl›kl› ›s›tma sistemi (90/70°C), kaynar sulu ›s›tma sistemi (120°C’nin üstünde). Is›n›n ortama verilme flekline göre ise ›s›tma sistemleri, ›s›tma elemanl› ›s›tma sistemi ve radyant (yerden, duvardan, tavandan) ›s›tma sistemi olarak ikiye ayr›lmaktad›r. Kazan dairesinin konumuna göre ise çat› ›s› merkezleri ve klasik (bodrumda) ›s› merkezleri olarak ikiye ayr›lmaktad›r. Is›l kapasitesine göre ise ›s›tma sistemleri üçe ayr›lmaktad›r: Bireysel ›s›tma sistemleri, merkezi ›s›tma sistemleri ve
bölgesel ›s›tma sistemleri.
SIRA S‹ZDE
67
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
68
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
4
Buhar›n konutlarda
›s›nma amac› d›fl›nda endüstrideki kullan›m›n› ve tercih nedenlerini
SIRA S‹ZDE
aç›klay›n.
D Ü fi Ü N E L ‹ M seçiminde pek çok kriter göz önüne al›nmaktad›r. Bunlar›n
Is›tma sisteminin
bafl›nda ilk yat›r›m ve iflletme maliyeti yer almaktad›r. Binan›n yat›r›m› yat›r›mc› flirket taraf›ndan
genellikle iflletme maliyetinden çok ilk yat›r›m
S Ogerçeklefltirildi¤inden
R U
maliyeti göz önüne al›nmaktad›r. Yat›r›mc› genellikle en düflük maliyetle, en k›sa
sürede bitecek bir sistem tercih etme e¤iliminde olmaktad›r. Burada as›l olan eko‹KKAT
nomik ömürDiçerisinde
ortaya ç›kacak iflletme ve yat›r›m maliyetleridir. Enerji maliyetlerinin giderek artt›¤› günümüzde, iflletme maliyeti sistem seçiminde en önemli faktörler aras›nda
SIRA S‹ZDEyer almaktad›r. Sistem seçiminin yan› s›ra cihaz seçiminde de
enerji giderleri ön planda tutulmal›d›r. Bir kazan y›ll›k maliyetinin 2-3 kat› kadar
enerji tüketebilmektedir. Sistem seçiminde en önemli faktörlerden birisi de yukaAMAÇLARIMIZ
r›da aç›kland›¤›
gibi, ›s›l konfor ortam›d›r. Sistem seçimindeki konfor kriterleri aras›nda s›cakl›k, nem, taze hava miktar›, gürültü ve hijyen ön planda yer almaktad›r.
Bu anlamda ›s›l konfor yan›nda iç hava kalitesi de önemli faktörler aras›nda yer alK ‹ T sistemlerinin
A P
maktad›r. Is›tma
seçiminde servis ve bak›m kolayl›¤› da dikkat edilen
faktörler aras›nda yer almaktad›r.
N N
L E V ‹ Z Y O N Sistemleri
BireyselT EIs›tma
Son y›llarda bireysel ›s›tma sistemlerine do¤ru bir tercih kaymas› ortaya ç›kt›¤› görülmektedir. Bu tercihe toplu ›s›nmada s›cakl›k tercihi yap›lamamas› ve enerji tasarrufuna iliflkin önlemlere tüm kullan›c›lar›n özen göstermemesi yol açmaktad›r.
‹NTERNET
Buna çözüm olmak üzere toplu ›s›tma sistemlerinde pay ölçer seçene¤i ortaya ç›km›fl ve bunun kullan›m›nda zorunluluklar olmas› gündeme gelmifltir. Bireysel ›s›tma sistemlerinde kat kaloriferi, kombi ve soba kullan›lmaktad›r. Bir veya birkaç
dairenin ›s›t›ld›¤› bu sistemde genellikle ak›flkan olarak s›cak su kullan›lmaktad›r.
Yak›t olarak do¤algaz, kömür ve s›v› yak›t seçenekleri bulunmaktad›r. Do¤algaz›n
il ve ilçelere do¤ru yayg›nlaflmas›yla bireysel sisteme geçifller artm›flt›r. Is›nma ihtiyac›n› kat› yak›t ve soba ile karfl›layan tüketiciler, do¤algaza geçiflten sonra kat kaloriferi ya da kombiyi tercih etmifllerdir. Kombinin tercih edilmesi durumunda ayn› zamanda kullan›m s›cak suyu elde etme olana¤› da ortaya ç›km›flt›r. Kat kaloriferiyle birlikte boylerin de kullan›lmas›, tüketicilere konforlu ›s›nman›n yan› s›ra
konforlu s›cak su elde etme olana¤› da sa¤lanmaktad›r.
Bireysel ›s›tma sistemlerinde tercih edilen kombi; çok az yer kaplamas›, kolayca duvara monte edilebilmesi, s›cak su sa¤layabilmesi ve otomatik kontrol sistemine uygun olmas› avantajlar›n› sunmaktad›r. Belirli bir oda s›cakl›¤›na set edilen
oda termostat›yla birlikte kullan›ld›¤›nda konfor ve enerji tasarrufunu birlikte sunmaktad›r. Standart kombiler genelde dur-kalk prensibiyle çal›flmaktad›rlar. Bu
prensiple çal›flmada, kombi ya tam kapasiteyle çal›flmakta, ya da tamamen durmaktad›r. Belirli bir s›cakl›k düzeyine ayarlanan kombi, bu sistemde s›k s›k durkalk yapmaktad›r. Bu tür kombilerin yerine iki modülasyonlu ya da tam modülasyonlu kombilerin seçimi, enerji tasarrufu aç›s›ndan büyük önem tafl›maktad›r. Son
zamanlarda yayg›nlaflan tam modülasyonlu kombilerden ›s›tma ihtiyac›na ba¤l›
olarak kombi %10-%100 kapasite aras›nda çal›flt›r›labilmektedir.
Bireysel ›s›tma sistemlerinde tercih edilen di¤er bir seçenek kat kaloriferidir. Kat
kaloriferi, tam otomatik modelleriyle enerji tasarrufu ve konforu birlikte sa¤layabilmektedir. Boylerle birlikte iflletilmesi durumunda, istenildi¤i anda kullan›m s›cak
suyu da sa¤layabilmektedir. Bireysel ›s›tma sistemlerinde soba tercihi ilk yat›r›m
maliyeti aç›s›ndan en ucuz olan›d›r. Evin belli bir odas›n›n ya da bölümünün ›s›t›lmas› durumunda tercih edilebilmektedir. Evin tamam›nda konforlu ›s›tma sa¤layamamas› ve s›cak su elde edilememesi dezavantajlar› olarak ortaya koyulmaktad›r.
Bireysel ›s›tma sistemlerinin tercih edilmesindeki etkenlerden birisi de oda s›cakl›¤›n›n ve ›s›tma saatlerinin kullan›c›n›n arzusuna göre tespit edilebilmesidir.
Bireysel ›s›tma sistemlerinin sundu¤u di¤er bir imkan ise ›s›tma ile birlikte kullan›m s›cak suyunun elde edilebilmesidir. Bireysel ›s›tma sistemlerinin dezavantajlar› ise katlar aras› yal›t›m iyi olmad›¤›nda, gün boyu ›s›nan dairelerden ›s›nmayan
dairelere olan ›s› kayb›d›r. Bu durum sürekli evde kalan ve sürekli ›s›tma sistemi
çal›flan kullan›c›lar aleyhine bir sonuç yaratmaktad›r. Bu nedenle bir binada bireysel ›s›tma sistemi tercih edilecekse katlar aras› yal›t›m›n çok iyi yap›lmas›na özen
gösterilmelidir.
Merkezi Is›tma Sistemleri (Bina Alt›ndan Is›tma)
Merkezi ›s›tma sistemleri, bir veya birkaç binan›n bir blok alt›ndaki bir kalorifer dairesinden ›s›t›ld›¤› sistemlerdir. Bina alt›nda bulunan kalorifer dairesindeki kazanda haz›rlanan s›cak su, borular vas›tas›yla dairelere iletilmektedir. fiehirlerde genellikle bina alt›na yerlefltirilen s›cak sulu kazan ile merkezi ›s›tma sistemi yayg›n olarak kullan›lmaktad›r. Kazandan 90°C’de ç›kan s›cak su, enerjisini dairelere verdikten sonra 70°C’de geri dönmektedir. Bu tür sistemler 90/70’lik sistem olarak adland›r›lmaktad›r. S›cak sulu merkezi ›s›tma sistemlerinde kullan›lan bafll›ca cihazlar ve
armatürler flunlard›r: S›cak su kazan›, borular, ›s›t›c› elemanlar (radyatör, konvektör gibi), sirkülasyon pompas›, vanalar, genleflme tank›, otomatik kontrol cihaz› ve
di¤er armatürler. Kazanda ›s›t›lan s›cak suyun do¤al yolla yukar› ç›kar›l›p afla¤› indi¤i sistemler do¤al dolafl›ml› sistemler olarak adland›r›l›r. S›cak sulu ›s›tma sistemleri, ilk kullan›lmaya bafllad›¤›nda do¤al dolafl›ml› sistemler ço¤unluktayd›. Do¤al
dolafl›ml› sistemlerde kazandaki ve üst katlardaki suyun s›cakl›¤›na ba¤l› olarak
özgül a¤›rl›klar›ndaki fark nedeniyle suyun yukar› do¤ru ç›kmas› sa¤lan›yordu. Bu
tür tesisatlar›n rahat çal›flabilmesi için de dirençlerinin minimumda tutulmas› gerekmektedir. Bu amaçla da boru çaplar›n›n büyük seçilmesi zorunlulu¤u ortaya
ç›kmaktad›r. Tesisata pompa eklenmesi ve su dolafl›m›n›n pompa ile yap›lmas› boru çaplar›n›n küçülmesinin yan› s›ra, büyük dirençli ›s›t›c› elemanlar›n kullan›m›n›
da olanakl› hale getirmifltir. Daha ekonomik ve konforlu bir ›s›tma sa¤lamas›ndan
dolay› son y›llarda su dolafl›m›n›n pompayla sa¤land›¤› sistemler kullan›lmaktad›r.
Dolafl›m›n pompayla sa¤land›¤› sistemlerde pompan›n gidifl yönüne konulmas›
önerilmektedir. Pompa gidifle konuldu¤unda, pompa ç›k›fl›ndaki art› fark bas›nç,
pompan›n basma noktas›ndan bafllayarak boru hatt› boyunca azal›r ve bu art› fark
bas›nç, dönüfl güvenlik borusunun tesisata ba¤land›¤› noktada s›f›rlan›r. Yat›r›m ve
iflletme aç›s›ndan bak›ld›¤›nda merkezi sistem bireysel sisteme göre daha ekonomik sonuçlar ortaya ç›karmaktad›r. Daire say›s›n›n artmas› merkezi ›s›tma sistemini yat›r›m maliyeti aç›s›ndan daha ekonomik hale getirmektedir. Yeni yürürlü¤e giren Binalarda Enerji Performans Yönetmeli¤i, merkezi binalarda “payölçer” sistemini zorunlu hale getirmektedir. Payölçer sisteminin devreye girmesiyle, oda s›cakl›¤›n› istedi¤i flekilde ayarlay›p kullanmad›¤› zamanlarda ›s›tma sistemini devre
d›fl› b›rakma gibi avantajlar›n ortaya ç›kmas› kombilerin merkezi sisteme göre üstünlüklerini ortadan kald›racakt›r.
Bireysel ›s›tmada kombi kullan›m› ile merkezi ›s›tma (bina alt›nda kazan ile)
baz› kriterler göz önüne al›narak flu flekilde karfl›laflt›r›labilir. Yak›t maliyeti ve cihaz verimlili¤i aç›s›ndan bak›ld›¤›nda; merkezi sistemde kullan›lan kazanlar›n verimleri genel olarak kombiye göre daha yüksektir. Bunun d›fl›nda kazanlarda oto-
69
70
matik kontrol sistemleri uygulanarak, kullanma verimini daha da artt›rmak mümkün olabilmektedir. Tüm yap›n›n sürekli olarak ›s›t›ld›¤› durumlarda en az yak›t tüketimi merkezi sistemlerde ortaya ç›kmaktad›r. Kombilerde cihaz verimleri kazanlara göre genelde daha düflük seviyelerdedir. Özellikle modülasyonlu olmayan açkapa (on-off) çal›flan kombilerde cihaz›n çal›flma ve durmas› s›ras›nda yanma çok
kötüleflmektedir. Bu flekilde oluflan kötü yanma sonucunda kurum oluflmakta ve
yak›t sarfiyat› da artmaktad›r. Son y›llarda gelifltirilen modülasyonlu brülörlü kombilerde verim klasik kombilere göre daha yüksektir. Modülasyonlu brülör kullan›m› yak›t tüketimini azalt›p sistem verimlili¤ini artt›rmaktad›r. ‹fl saatlerinde, evde
kimse bulunmad›¤› durumlarda kombinin düflük seviyelerde çal›flmas›, tamamen
kapat›l›p akflam devreye al›nmas› durumuna göre konfor ve enerji tüketimi aç›s›ndan avantajl› sonuçlar ortaya ç›karabilmektedir. ‹lk yat›r›m aç›s›ndan bak›ld›¤›nda
yeni binalarda boru sisteminin ayn› maliyette kalaca¤› varsay›ld›¤›nda, merkezi sistem en ucuz çözüm olarak ortaya ç›kmaktad›r. Apartman›n büyüklü¤üne ba¤l› olmakla birlikte, her daireye kombi yerlefltirmek bina alt›na kazan yerlefltirmeye göre ilk yat›r›m aç›s›ndan %40’a kadar fazla yat›r›m gerektirebilmektedir. Emniyet aç›s›ndan bak›ld›¤›nda merkezi sistemler yaflam alan›n›n d›fl›nda bulundu¤undan daha emniyetlidir. Emniyete iliflkin tüm tedbirler al›nd›¤›nda kombi kullan›m›nda da
emniyet aç›s›ndan bir sorun yoktur. Bununla birlikte bacal› kombi kullan›m› her
zaman emniyet aç›s›ndan önemli riskler tafl›maktad›r. Ömür aç›s›ndan bak›ld›¤›nda, kazan cinsine ba¤l› olmakla birlikte, 30-50 y›la kadar bir ömür verilmektedir.
On-off sistemli klasik kombili sistemlerde ömür 5-7 y›l civar›nda iken modülasyonlu kombilerde ömür 20 y›la kadar verilebilmektedir.
Bölgesel Is›tma
Çok say›daki binan›n ›s›tma sisteminin tek bir ›s› merkezine ba¤l› oldu¤u sistem,
bölgesel ›s›tma olarak tan›mlanmaktad›r. Uzaktan ›s›tma olarak da adland›r›lan bu
sistemde ›s› merkezi ayr› bir binaya yerlefltirilmekte, burada üretilen s›cak su ya da
buhar, boru ve kanallarla binalara kadar da¤›t›lmaktad›r. Binalar›n ›s› merkezine
olan uzakl›¤› 1 km’den azsa, 90°C s›cakl›¤›ndaki s›cak su sisteme do¤rudan gönderilmektedir. Bölgesel ›s›tma sistemi toplu konut uygulamalar›nda, mahalle ya da
flehir ›s›tmas› gibi büyük ölçekli sistemlerde uygulanmaktad›r. Binalar›n ›s› merkezine olan uzakl›¤›n›n birkaç kilometreden daha fazla oldu¤u durumlarda ›s› merkezinde haz›rlanan buhar veya kaynar su birinci ak›flkan devresi ile binalara kadar
gönderilir. Her binan›n alt›na bir ›s› de¤ifltirici yerlefltirilerek kaynar su veya buhar›n enerjisi ile ikinci devrede dolaflan s›cak su ›s›t›l›r ve binadaki dairelere gönderilir. Asl›nda ikinci devredeki s›cak su sistemi merkezi ›s›tma sisteminde kullan›lan
devredir. Özellikle bir termik santralin %50’ye varan at›k ›s›s›ndan yararlanabildi¤i
durumlarda, toplu konut veya flehir ›s›tmas›n›n buhar ya da k›zg›n suyla yap›lmas› oldukça ekonomiktir.
Do¤algaz›n yayg›nlaflmas›yla bölge ›s›tmas›n›n önemini yitirdi¤ine iliflkin görüfller de bulunmaktad›r. Bölge ›s›tmas›nda ›s› merkezinde üretilen buhar ya da
kaynar su, kanallarla binalar›n alt›na kadar yollan›rken, boru kanallar›nda ›s› kay›plar› ve pompalama bas›nç kay›plar› ortaya ç›kmaktad›r. Bu kay›plar bölgesel
sistemin verimini düflürmektedir. Enerji da¤›t›m borular›n›n yal›t›m› çevre flartlar›n›n olumsuz etkisiyle, ifllevini tam olarak yerine getirememekte ve kay›plar›n daha da artmas›na yol açmaktad›r. Son y›llarda gelifltirilen yal›t›ml› borular bu sak›ncay› k›smen ortadan kald›rmaktad›r. Do¤algaz›n kullan›m›yla binalara s›cak su ya
da buhar tafl›mak yerine do¤rudan do¤algaz› tafl›man›n ve burada merkezi sistem
kazan uygulanmas›yla daha verimli sistemler ortaya ç›kmaktad›r. Küçük boyutlu
71
uygulamalarda, bir merkezde üretilen su ile blo¤un do¤rudan ›s›t›lmas› mümkündür. Bu uygulamada kullan›m s›cak suyu da ayn› merkezde üretilip tüm kullan›m
noktalar›na ayr› bir hat ile da¤›t›l›r. Bölgesel ›s›tma sisteminde borularda mutlaka
eflit direnç sistemi (Tichelman sistemi) uygulanmal›d›r. Bölgesel ›s›tma sistemlerinde yo¤uflmal› kazan kullan›m›, oransal brülör tercihi, frekans kontrollü brülörler ve
entegre kojenerasyon sistemleri kullan›m› bu sistemin daha verimli çal›flmas›n›
sa¤lay›p ciddi boyutta enerji tasarrufu ortaya ç›karmaktad›r. Bölgesel ›s›tma sisteminin bir di¤er avantaj›, merkezi ›s›tma sistemlerinde kazanlardan kaynaklanan
gürültü, ses, u¤ultu ile pompa ve hidrofor sesi gibi sorunlardan konutlar›nda oturanlar›n etkilenmemesidir.
Tek Borulu Da¤›tma Sistemleri
Tek borulu da¤›tma sisteminde, kazandan ç›kan ana besleme hatt› s›rayla tüm radyatörleri dolafl›r. Her radyatör ihtiyaç duydu¤u s›cak suyu bir branflman vas›tas›yla
ana borudan almaktad›r. Ana borudan her radyatöre da¤›t›mdan sonra ana borunun
çap› biraz daral›r ve ana borudaki suyun s›cakl›¤› da biraz düfler. Sistemdeki tüm
radyatörleri dolaflan s›cak su so¤uyarak kazana geri döner. Tek borulu da¤›tma sisteminin en büyük dezavantaj› dönüfle yak›n olan radyatörlere giren suyun s›cakl›¤›n›n daha az olmas›d›r. Bu dezavantaj nedeniyle ayn› hat üzerine yerlefltirilecek
radyatör say›s›nda s›n›rlamalar bulunmaktad›r. Tek borulu da¤›t›m sisteminde ortaya ç›kan problemlerden biri de ana borudan radyatöre verilen su debisinin ayarlanmas›ndan kaynaklanmaktad›r. Tek borulu da¤›t›m sisteminin avantaj› ilk yat›r›m
maliyetinin düflüklü¤üdür. Ayr›ca hacimde daha az boru dolaflt›¤›ndan estetik bir
avantaj› da bulunmaktad›r. Bu sistemin di¤er avantajlar› montaj›n›n basitli¤i ve duvarlarda daha az deli¤e ihtiyaç duyulmas›d›r. Tek borulu da¤›tma sistemi ile tek borulu sistemlerde radyatörlerde ba¤lanma flekli, fiekil 3.1(a) ve (b)’de görülmektedir.
fiekil 3.1
1/2"
(a): Yatay Tek
Borulu Sistem
(b): Yatay Tek
Borulu Sistemlerde
Radyatörlerin
Ba¤lant› fiekli
1/2"
1"
1/2"
3/4"
3/4"
1"
1"
1/2"
3/4"
3/4"
1"
1"
1"
1/2"
Pompa
3/4"
3/4"
1"
Genleflme
Deposu
Purjör
Kazan
(a)
1"
- Minimum 3/4" By-pass borusu
(b)
72
Alttan Da¤›tma Alttan Toplama Sistemi
Bu sistemde bodrum kat›na yerlefltirilen s›cak su kazan›ndan ana besleme hatt›
ç›kmaktad›r. Da¤›tma kollektöründen yatay ana besleme borular› ile bodrum kat›
tavan›ndaki seviyeden istenilen noktalara do¤ru s›cak suyun da¤›t›m› yap›lmaktad›r. Bu noktalardan besleme kolonlar› vas›tas›yla s›cak su üst katlara kadar ulaflt›r›l›r. Radyatörlere s›cak suyun girifli kolonlardan yap›l›r. Radyatör ç›k›fllar› ise yine
dönüfle yerlefltirilen kolonlara ba¤lanarak gerçeklefltirilir. Sonuç olarak gidifl hatt›nda bir gidifl kollektörü, dönüfl hatt›nda ise bir dönüfl kollektörü bulunmaktad›r.
Üstten Da¤›tma Üstten Toplam Sistemi
Kazan dairesinde borular› geçirmek için yeterli mesafe bulunmamas› durumunda
üstten da¤›tma, üstten toplama sistemi uygulan›r. Bu sistem flemsiye sistemi olarak da adland›r›lmaktad›r. Üstten da¤›tma üstten toplama do¤al dolafl›ma karfl› çal›flt›¤›nda pompan›n bas›nç kayb› hesab›nda 1 metrelik düfley boru için 12,5 mmSS
eklenmelidir.
Çat› Is› Merkezleri
Çok yayg›n olmamakla birlikte son y›llarda do¤algaz›n kullan›lmaya bafllanmas›yla çat› ›s› merkezleri uygulamalar› da ortaya ç›kmaya bafllam›flt›r. Fuel oil ve kömür
kullan›m›nda ›s› merkezinin çat›da olmas›, yak›t›n çat›ya ç›kar›lmas›, depolama ve
emniyet gibi sorunlar› da ortaya ç›karmaktad›r. Do¤algaz kullan›m›nda depolama
söz konusu olmad›¤›ndan cihaz çat›ya yerlefltirildi¤inde gaz do¤rudan buraya ba¤lanabilmektedir. Alan olarak at›l vaziyette bulunan çat› kat›n›n de¤erlendirilmesi
aç›s›ndan avantajl› bir çözüm olarak sunulmaktad›r. Çat› ›s› merkezleri uygulamas› bodrum katlar›n›n otopark ya da çeflitli amaçlarla kullan›ma aç›lmas›n› sa¤lam›flt›r. Bodrum kat›ndaki zemin suyu seviyesinin yüksek olmas› veya kayal›k temel
bulunmas› durumunda da çat› ›s› merkezleri avantaj olarak ortaya ç›kmaktad›r. Bu
uygulaman›n dezavantajl› taraf› kazan ve pompadan kaynaklanan sesin yap›ya
geçmesinin önlenmesidir. Çat› ›s› merkezi uygulamalar›nda, çat›da uygun boru geçifl delikleri b›rak›lmal› ve çat› kat› kazan dairesi donan›mlar›na yetecek yükseklikte olmal›d›r. Yak›t olarak kömür, fuel oil ve motorin kullan›m›nda kazan dairesinin
bina alt›nda olmas› daha avantajl›d›r. Yak›t olarak do¤algaz kullan›m›nda ise avantaj ve dezavantajlar de¤erlendirilerek çat› ›s› merkezleri uygulamas› da söz konusu
olabilmektedir.
DÜfiÜK SICAKLIKLI ISITMA S‹STEMLER‹
Enerji maliyetleri artarken ›s›tma sistemlerinde verimi yükseltme ve düflük enerjili
sistemlere geçme e¤ilimi artmaktad›r. S›cak sulu merkezi ›s›tma sistemlerinde ço¤unlukla 90/70’lik sistem uygulanmaktad›r. Bu sistemde kazan ç›k›fl›ndaki su s›cakl›¤› 90°C olup, kazan dönen su s›cakl›¤› 70°C’dir. 90/70’lik sistem klasik sistem
olarak da adland›r›lmakta olup ›s›tma sisteminin tasar›m›na yönelik tüm tablo ve
çizelgeler bu sisteme göre haz›rlanm›flt›r. Son y›llarda ›s›tma sistemlerinde düflük
s›cakl›kl› ›s›tma sistemine do¤ru bir geçifl söz konusudur. 90/70’lik klasik sistem
yerine 70/55, 65/45, 55/40 gibi sistemler ortaya ç›km›flt›r. Bu tür sistemlerin en
önemli avantaj›, suyu daha yüksek s›cakl›klara kadar ›s›tmak için enerji harcanmamas› ve ›s› kay›plar›ndaki azalmad›r. Düflük s›cakl›kl› ›s›tma sistemleri genellikle
yerden ve duvardan ›s›tma ile birlikte kullan›lmaktad›r. Son y›llarda düflük s›cak-
l›kl› ›s›tma sistemleri, radyatörlü ›s›tmada da kullan›lmaya bafllam›flt›r. Özellikle ›s›
pompas›, günefl enerjisi ve yo¤uflmal› sistemlerin kullan›lmas›yla birlikte yerden,
duvardan ve tavandan ›s›tma-so¤utma sistemleri radyatörlü sistemlerle desteklenerek de kullan›lmaktad›r. Düflük s›cakl›kl› ›s›tma sistemleri, do¤algaz›n kullan›m›yla
daha da uygulanabilir hale gelmifltir. Kömür ya da fuel oil kullan›m›nda kazandaki s›cakl›k düflürüldü¤ünde asit korozyonu sorunu ortaya ç›kmaktad›r. Asit korozyonu, malzemenin asitle tepkimeye girerek yüzeylerde afl›nma ve korozyon ortaya ç›kmas›d›r. Düflük s›cakl›klarda ortaya ç›kan bu yo¤uflma ve korozyon, özellikle çelik kazanlarda duman borular›n›n delinmesine neden olabilmektedir. Duman
borular›ndaki bu hasarlar kazan ömrünü de olumsuz yönde etkilemektedir. Bu soruna çözüm getirebilmek üzere üç ya da dört yollu vana kullan›m› önerilmektedir.
Üç ve dört yollu vana kullan›m›nda kazan suyu 90°C’de tutulmakta, geçifl mevsimlerinde ya da k›fl›n ›l›k günlerde dönüfl suyu s›cakl›¤› belli bir oranda gidifl suyuna
kar›flt›r›larak sisteme yollanan gidifl suyu s›cakl›¤› düflürülerek enerji tasarrufu sa¤lanmaktad›r. Dönüfl suyu s›cakl›¤›n›n kar›flt›r›lma oran›, d›fl hava s›cakl›¤›na ba¤l›
olarak otomasyon sistemi taraf›ndan ayarlanmaktad›r. Bu tür bir uygulamada asl›nda kazan 90/70’lik sistemle çal›flt›r›lmaktad›r. Bu durumda da do¤al olarak baca
gaz› s›cakl›¤› yüksek olmaktad›r. Baca gaz› s›cakl›¤›n›n yüksek olmas›, d›flar›ya at›lan enerjinin de fazla olmas› demektir.
Düflük s›cakl›kl› ›s›tma sistemlerinde kazan ç›k›fl suyu s›cakl›¤› 55°C-70°C mertebelerinde oldu¤undan, do¤al olarak bacadan at›lan gaz›n s›cakl›¤› da düflmektedir. Bu durum, bacadan at›lan gaz›n s›cakl›¤›n›n düflmesi anlam›na gelmektedir.
Düflük ›s›tma sistemlerinin enerji tüketimi aç›s›ndan verimli olmas› ve tercih edilmesinin nedeni de budur. Bacadan at›lan gaz s›cakl›¤›n›n düflmesi, enerji tasarrufunun yan› s›ra emisyonlar›n da azalmas› anlam›na gelmektedir. Baca gaz› s›cakl›¤›n›n düflmesi ile ortaya ç›kan önemli bir sorun bacada ortaya ç›kan yo¤uflmad›r.
Özellikle do¤algaz kullan›m› durumunda yak›ttaki hidrojen ile havan›n oksijeni
birleflerek oluflan su yanma s›ras›nda buhar hale gelmektedir. Baca gaz› s›cakl›¤›
düfltü¤ünde buhar yo¤uflarak su haline gelmekte bu da bacada korozyon problemi ortaya ç›karmaktad›r. Düflük s›cakl›kl› ›s›tma sistemlerinde özel baca sistemleri
uygulanmaktad›r. Düflük s›cakl›kl› ›s›tma sistemleri sonucunda bacada oluflan yo¤uflma problemi, yo¤uflmal› ›s›tma sistemlerinin ortaya ç›kmas›yla ciddi bir avantaj
haline gelmifltir. Yo¤uflmal› cihazlar, sonraki bafll›klarda aç›klanacakt›r. Düflük s›cakl›kl› ›s›tma sistemleri enerji tasarrufu ve emisyonlardaki azalman›n yan› s›ra daha konforlu bir ›s›nma sa¤lamaktad›r. Ayr›ca 90/70’lik sistemde, su s›cakl›¤›n›n
yüksek olmas› nedeniyle radyatör üzerindeki toz zerrecikleri yanarak perde ve duvarlara yap›flmaktad›r. Düflük s›cakl›kl› ›s›tma sistemlerinde böyle bir problem ortaya ç›kmamaktad›r. Duvardan ve yerden ›s›tma yerine radyatör kullan›lmas› durumunda 90/70’lik sistem ile düflük s›cakl›kl› ›s›tma sistemi karfl›laflt›r›ld›¤›nda, düflük
s›cakl›kl› ›s›tma sistemlerinde radyatör say›s›n›n daha fazla olmas› gerekmektedir.
Yüzeyden Is›tma Sistemleri
Son y›llarda sa¤lad›¤› enerji tasarrufu nedeniyle yüzeyden ›s›tma sistemlerinin tercihinde art›fllar ortaya ç›km›flt›r. Yüzeyden ›s›tma sistemleri, yerden olabilece¤i gibi duvardan ya da tavandan da gerçeklefltirilebilmektedir. Is› pompas›, yo¤uflmal›
kombi ve günefl enerjisiyle birlikte desteklendi¤inde hem ›s›tma hem so¤utma söz
73
74
konusu olabilmektedir. Bu durumda borular k›smen yerden, k›smen duvardan,
k›smen de tavandan geçebilmekte; ›s›tma halinde yerden ve duvardan, yaz›n so¤utma halinde ise tavandan ve duvardan ak›flkan dolaflt›r›lmaktad›r.
Yerden ›s›tma sistemlerinde odan›n ›s› kayb›na karfl›l›k gelen ›s› ihtiyac› döflemenin alt›na yerlefltirilen ve içinden s›cak su geçirilen boru demeti ile karfl›lanmaktad›r. Yerden ›s›tma uygulamas›n›n tarihi asl›nda çok eskilere dayanmaktad›r. Yerden ve duvardan ›s›tma fikri ilk olarak bir flöminede oluflturulan s›cak baca gaz›n›n kanallar yard›m›yla duvar ve döfleme içinde dolaflt›r›lmas›yla ortaya ç›km›flt›r.
Bu uygulamalara, MÖ 1200 y›llar›nda rastlanmaktad›r.
Yerden ›s›tmada su s›cakl›¤› düflük oldu¤undan daha genifl yüzey alan› gerektirmekte ve s›cak su yüzey alan› daha fazla olacak flekilde borulardan geçirilerek
ortam›n ›s›nmas› sa¤lanmaktad›r. Son y›llardaki baz› uygulamalarda özellikle
banyo gibi ›slak mekanlarda elektrikli yerden ›s›tma yoluyla konforlu bir ortam
yarat›lmaktad›r.
Yerden ›s›tma sistemleri konutlarda, cami, mescit, hangar, spor salonu gibi büyük hacimli mekanlarda, cam yüksekli¤i fazla olan mekanlarda, kapal› yüzme havuzlar›n›n zemin ›s›tmas›nda, hamam ›s›tmada, çat› ve buzlanma tehlikesi olan
rampalarda ve yollarda kullan›lmaktad›r. Yerden ›s›tma, konutlarda homojen bir ›s›
da¤›l›m› ve enerji tasarrufu sa¤lad›¤›ndan kullan›lmaktad›r. Yerden ›s›tma sistemleri özellikle büyük hacimlerin konforlu bir flekilde ›s›tmas›nda avantaj sa¤lamaktad›r. Camilerin ›s›t›lmas›nda son y›llarda yayg›n bir flekilde yerden ›s›tma sisteminin
uyguland›¤› görülmektedir. Boydan boya cam uygulamas› olan mekanlarda, radyatör yerlefltirilmesinin sorun oldu¤u durumlarda da yerden ›s›tma sistemleri tercih
edilmektedir. Türk hamamlar› yerden ›s›tma sistemlerinin uyguland›¤› ilk uygulamalar olarak görülmektedir. Bu sistemin çat›larda uygulanmas›, biriken kar›n eritilmesi amac›yla gerçeklefltirilmektedir. Baz› ülkelerde buzlanarak kazalara neden
olan rampalarda buzlanmay› önlemek için elektrikli ya da s›cak sulu olarak bu sistemin uyguland›¤› görülmektedir. Benzer flekilde buzlanan merdivenlerde ve çim
kapl› alanlar›n ›s›t›lmas›nda da bu sistemin uyguland›¤› görülmektedir.
Düflük s›cakl›kta kollektöre gönderilen su, borular vas›tas›yla odalara da¤›t›lmaktad›r. Borulardaki suyun enerjisi, boru etraf›n› tamamen sarm›fl olan flap tabakas›na iletilmektedir. fiap tabakas›n› geçerek yüzey kaplamas›na aktar›lan ›s›, tabandan ortama do¤ru ›fl›n›m ve tafl›n›m yoluyla aktar›lmaktad›r. Yerden ›s›tmada
genellikle ›s› kayb›n›n fazla olmas› nedeniyle pencere önlerine daha s›k boru demeti yerlefltirilir. Uygulamada ›s› kayb›n›n yüksek oldu¤u cam kenar› bölgesine
175 W/m2 odan›n iç bölgelerine ise 100 W/m2’lik ›s› yükü verilmektedir. Yerden
›s›tma sisteminde kullan›lan borular, kolay bükülebilir olmal›, uzun ömürlü ve
donma noktas›n›n alt›ndaki s›cakl›klarda da darbeye dayan›kl› olmal›d›r. Ayr›ca
yerden ›s›tmada kullan›lan borular›n korozyona dayan›kl› olmas› gerekmektedir.
Yerden ›s›tma sisteminin avantajlar›ndan birisi de konforlu bir s›cakl›k da¤›l›m›
sa¤lamas›d›r. fiekil 3.2’de çeflitli ›s›tma sistemlerindeki s›cakl›k da¤›l›m› görülmektedir. Bu flekil incelendi¤inde, yerden ›s›tma ve duvardan ›s›tma sistemlerinde daha konforlu bir s›cakl›k da¤›l›m› oldu¤u aç›kça görülmektedir.
75
fiekil 3.2
‹deal Is›tma
Yerden Is›tma
16 20 24˚C
16 20 24˚C
Konvektörlü Is›tma
Radyatörlü Is›tma
16 20 24˚C
16 20 24˚C
Tavandan Is›tma
Duvardan Is›tma
16 20 24˚C
16 20 24˚C
kat yüksekli¤i
270cm
insan boyu
180cm
Çeflitli Is›tma
Sistemlerindeki
S›cakl›k Da¤›l›m›
Yerden ›s›tma sistemlerinin uygulanmas›nda, özel ve titiz bir iflçilik gerekmektedir. Yerden ›s›tmaya iliflkin bir uygulama kesiti ve bu kesitteki elemanlar fiekil
3.3’te verilmifltir.
fiekil 3.3
9
7
1. Zemin Katman›
4. Kaplama Folyo
2. Nem Bariyeri
3. Yal›t›m
67
8
Yap›flt›rma Katman›
Duvar
Süpürgelik
Yerden Is›tma
Uygulamas› Kesiti
45
‹ç S›va
5 17
D›fl S›va
1
4
3
2
1
5. Boru fiekillendiriciler
6. Boru
7. fiap
8. Kenar ‹zolasyon Band›
9. Döfleme Malzemesi
Toprak Zemin
76
fiekil 3.3’te görüldü¤ü gibi yerden ›s›tma uygulamas› çeflitli katmanlardan oluflmaktad›r. Kat betonu, yükü tafl›yan yap› eleman›d›r. Çelik konstrüksiyon yap› olaca¤› gibi, do¤rudan toprak temasl› uygulama da söz konusudur. Yal›t›m tabakas›
öncesi yerlefltirilen nem bariyeri zeminden gelebilecek nemin yal›t›m tabakas›na
zarar vermemesi amac›yla kullan›lmaktad›r. Zemin nemli de¤ilse ve böyle bir risk
bulunmuyorsa nem bariyeri kullan›lmayabilir. Yerden ›s›tma uygulamalar›nda mutlaka iyi bir yal›t›m yapmak gerekmektedir. Borularda dolaflan ›s› enerjisinin zemine kayb› böylece engellenmifl olur. Yerden ›s›tma uygulamas› ara katlarda yap›lacaksa, borudaki enerjinin bir alt kata geçiflinin engellenmesi için yal›t›m uygulamas› yap›lmal›d›r. Yal›t›m malzemesinin hemen üzerine flap tabakas› uygulamas› yap›lmamal›d›r. fiap tabakas›ndan gelebilecek nemin yal›t›m tabakas›na zarar vermemesi için araya kaplama bir folyo tabakas› yerlefltirilmelidir. Kanall› yal›t›m malzemesi kullan›lmas› durumunda borular kanallar›n aras›na kolayca yerlefltirilir. Kanall› yal›t›m malzemesi uygulamas› olmamas› durumunda borular›n zemine sabitlenmesi amac›yla plastik malzemeden yap›lan ve çengeller yard›m›yla yal›t›m malzemesine tutturulan boru flekillendiriciler kullan›l›r. Yerden ›s›tma sistemlerinde
yayg›n olarak plastik borular kullan›lmakla birlikte çelik ve bak›r boru uygulamalar› da görülmektedir. Çelik borularda korozyon, bak›r borularda ise maliyet dezavantaj› bulunmaktad›r. Son y›llarda yerden ›s›nma amac›yla PE-X borular yayg›n
olarak kullan›lmaktad›r. Bu borular›n kalite, fiyat, dayan›kl›l›k, temin edilebilme,
yüksek s›cakl›k ve bas›nca dayan›m ile donma s›cakl›klar›na dayan›m avantajlar›
bulunmaktad›r. ‹çinden s›cak su geçen borular›n üzeri çepeçevre bir flap tabakas›yla kaplan›r. fiap tabakas› genellikle 50 mm kal›nl›¤›ndad›r. fiap tabakas› içinde
hava tabakas› kalmayacak ve borunun döflenme fleklini bozmayacak flekilde uygulanmal›d›r. Borulardan gelen enerji ile ›s›nan flap tabakas›ndaki ›s› enerjisinin d›fl
duvara geçerek ›s› köprüsü oluflturulmas›n› önlemek amac›yla kenar yal›t›m band›
kullan›lmaktad›r. fiap tabakas›n›n üzerine iste¤e göre mermer, seramik, parke veya granit gibi bir döfleme malzemesi uygulan›r.
Yerden Is›tma Sisteminin Olumlu Yönleri
• Yerden ›s›tma sistemi ile odan›n tüm yüzeyinde homojen bir ›s› da¤›l›m›
sa¤land›¤›ndan konfor hissi uyand›rmaktad›r.
• Klasik ›s›tma sistemlerinde ortam s›cakl›¤› istenilen düzeyde olsa bile zemin
seviyesi daima daha düflük s›cakl›klarda olur. Yerden ›s›tma sisteminde bu
sak›nca ortadan kald›r›lm›flt›r.
• Radyatörler zamanla toz tutmaktad›rlar. Temizlenmemesi durumunda bunlar yanarak duvar ve perdelere is olarak yap›flmaktad›r. Yerden ›s›tma sisteminde bak›m ve temizlik ihtiyac› bulunmamaktad›r.
• Radyatörlü uygulamada radyatör arkas› yap›lmamas› durumunda bu bölgelerden d›flar›ya ciddi bir ›s› transferi ortaya ç›kmaktad›r. Yerden ›s›tmada
böyle bir sak›nca bulunmamaktad›r.
• Spor salonu, cami, kilise gibi yüksek tavanl› ve genifl alanl› yap›lar›n klasik
sistemle ›s›t›lmas› zordur. Is› ihtiyac›n›n yüksek de¤erlere ç›kt›¤› bu tür mekânlarda yerden ›s›tma sistemi ile birlikte radyatörlü sistemin uygulanmas›
önerilmektedir. Bu tür uygulamalarda 120 kcal/m2h s›n›r de¤er olarak önerilmektedir.
• Is› enerjisi zemin seviyesinden verildi¤inden öncelikli döfleme ›s›n›p, ›s› yukar›ya do¤ru yükselecektir. Enerji tüketimi aç›s›ndan en uygun ›s› yay›l›m›
bu sistemle ortaya ç›kmaktad›r.
• Aç›kta boru, radyatör gibi tesisat elemanlar› bulunmad›¤›ndan estetik aç›dan
daha iyidir.
• Radyatörlü uygulamada, radyatörün kal›nl›¤›na ba¤l› olmak üzere odada bir
daralma ortaya ç›kmaktad›r. Önünün herhangi bir eflya ile kapat›lmamas›
gerekirken mobilyalar›n yerlefltirilmesinde k›s›tlar ortaya ç›kabilmektedir.
• Radyatör, boru gibi s›cak ve metal malzeme olmad›¤›ndan ayr›ca hijyenik
oldu¤undan, çocuk yuvalar›nda ve hastanelerde tercih edilmektedir.
• Is› geçifli radyasyon yoluyla oldu¤undan di¤er ›s›tma sistemleriyle karfl›laflt›r›ld›¤›nda 1°C -2°C düflük s›cakl›klarda bile konfor yakalanabilmektedir.
• Özellikle kapal› yüzme havuzlar› ve havuz etraf›ndaki yürüme alanlar›nda
kullan›ld›¤›nda konforlu bir ortam ortaya ç›kmaktad›r.
• Düflük s›cakl›kl› ›s›tma sistemine uygun bir sistemdir. Bu nedenle di¤er sistemlere göre daha verimlidir. Dolaflan su s›cakl›¤›n›n düflük olmas› ›s› kay›plar›n› azaltt›¤›ndan, yak›t tüketimi daha azd›r.
• Katlar aras›nda ›s› geçiflini azaltmak amac›yla uygulanan yal›t›m ayn› zamanda ses yal›t›m› aç›s›ndan da yararl› bir sonuç ortaya ç›karmaktad›r.
• Is›l konforun önemli faktörlerinden birisi ortamdaki hava h›z›d›r. Ortamdaki hava ak›m› radyatörlü ve konvektörlü sistemlere göre daha azd›r. Bu durum daha konforlu bir ortam oluflmas›n› sa¤lar.
• Yerden ›s›tma sistemi döflemede s›cak ve kuru bir ortam ortaya ç›karmaktad›r.
Bu durum döflemedeki nemi engelledi¤inden, döflemede bakteri ve mite oluflumu da engellenmifl olur ve bu da alerjiye hassas bünyeler için uygundur.
Yerden Is›tma Sisteminin Olumsuz Yönleri
• Döfleme s›cakl›¤›n›n 22°C-23°C’leri geçmemesi gerekmektedir. Döfleme s›cakl›¤›n›n bu de¤erlerin üzerine ç›kmas› durumunda ayaklarda fliflme ve sorunlar ortaya ç›kmaktad›r.
• Bu sistemde ›s›l atalet yüksektir. Geç ›s›n›p geç so¤umaktad›r. Sistem çal›flmaya bafllad›ktan sonra, önce zemin ve flap tabakas› ›s›nacak, daha sonra
odaya enerji aktar›lacakt›r. Özellikle otel uygulamalar› için uygun de¤ildir.
• Yerden ›s›tma durumunda ›s› ak›m› do¤rudan zeminden yukar›ya do¤ru olmaktad›r. Zeminde hal› ve benzeri tür malzeme bulunmas› durumunda, burada biriken tozlar ›s› ak›m›yla hareketlenmektedir. Hal› kaplanmas› durumunda ›s› iletimi de olumsuz etkilenmektedir. Yerden ›s›tma uygulamalar›nda döflemede hal› kullan›lmas› önerilmemektedir.
• Yerden ›s›tma sistemi uygulanan borulara 20 y›l gibi bir ömür verilmektedir.
Montaj ve imalat hatalar› olmas› durumunda ya da genleflen borular›n sürtünerek afl›nmas› durumunda boru delinmeleri ortaya ç›kabilmektedir. Böyle
bir durumda döflemenin k›r›lmas› ihtimali ciddi bir risktir.
• Odan›n en so¤uk bölümü genelde pencere önleridir. Bu nedenle de radyatörler pencere önlerine yerlefltirilmektedir. Yerden ›s›tma uygulamas›nda
her ne kadar pencere önüne daha s›k boru döflemesi uygulansa bile cam
önlerindeki s›cakl›k oda ortalamas›n›n alt›nda kalabilmektedir.
• Yerden ›s›tma sisteminin ilk bafllang›çta de¤il de sonradan uygulanmas›
kaplama malzemesinin sökülmesini gerektirdi¤inden iflçilik, maliyet ve zaman aç›s›ndan dezavantajlar ortaya ç›karmaktad›r.
77
78
Duvardan Is›tma (So¤utma) Sistemleri
Duvardan ›s›tma sistemlerinin geçmifli asl›nda çok eski y›llara dayanmaktad›r. Milattan önceki tarihlerde bile bir flöminede oluflturulan enerjinin duvar içerisinde
dolaflt›r›larak ›s›tma yap›ld›¤› sistemler bulunmaktad›r. Ankara’daki eski meclis binas› duvardan ›s›tma sistemi ile donat›lm›flt›r. Düflük s›cakl›kl› ›s›tma sistemlerin
verimlili¤inin gündeme gelmesi, duvardan ›s›tma sistemlerinin alternatif enerjiye
dayanan birkaç sistem ile birlikte tasarlanabiliyor olmas›yla son y›llarda uygulama
alan›na girmifltir. Duvardan ›s›tma sistemi sadece k›fl›n ›s›tma amac›yla de¤il, yaz›n
so¤utma amac›yla da kullan›labilmektedir. Duvardan ›s›tma-so¤utma sisteminde,
binan›n ›s›tma ve so¤utma ihtiyac›n› karfl›layabilmek üzere duvar yüzeyine boru
demetlerinden oluflan paneller yerlefltirilmifltir. Boru demeti içerisinde dolaflt›r›lan
ak›flkan ile ortam›n so¤utulmas› ya da ›s›t›lmas› sa¤lanmaktad›r. K›fl durumunda
boru demeti içerisinden s›cak su geçirilmekte böylece ortam ›s›t›lmaktad›r. Yaz durumunda ise borular içerisinde dolaflt›r›lan so¤utulmufl su ortam› so¤utmaktad›r.
Borularda dolaflan ak›flkan olarak genellikle su kullan›lmaktad›r. Duvardan ›s›tma
ve so¤utma sistemleri ülkemizde yayg›n olarak kullan›lmaktad›r. Duvardan ›s›tmaso¤utma sistemleri de yerden ›s›tma sistemlerine benzer olarak duvar›n iç k›sm›na
yerlefltirilen boru demetleri vas›tas›yla oluflturulmaktad›r. Duvardan ›s›tma-so¤utma sistemlerinde ›s›n›n eflit olarak da¤›t›lmas›, hava ak›m› olmamas›, havay› kurutmamas› ve tozlanma ortaya ç›karmamas› avantajl› yönleri olarak ortaya ç›kmaktad›r. Ayr›ca düflük s›cakl›kl› ›s›tma sistemlerine uygun olmas› enerji tasarrufu aç›s›ndan bir avantaj olarak ortaya ç›kmaktad›r. Son y›llarda enerji fiyatlar›n›n artmas›yla enerji tasarrufu sa¤layan sistemler daha çok tercih edilmektedir. Duvardan ›s›tma sistemlerinin en önemli özelliklerinden birisi di¤er ›s›tma sistemlerine göre daha düflük s›cakl›klarda çal›flabilmesidir. Duvardan ›s›tma sistemlerinde su gidifl s›cakl›¤› 26°C-32°C aras›ndad›r. Bu sistemlerde su dönüfl s›cakl›¤› ise 22°C-28°C aras›ndad›r. Bu özelli¤i ile di¤er ›s›tma sistemlerine göre daha düflük s›cakl›k aral›klar›nda da çal›flabilmektedir. Bu da do¤al olarak bu sistemin di¤erlerine göre daha
verimli olmas›n› sa¤lamaktad›r. Duvardan ›s›tma sistemlerinde maksimum çal›flma
s›cakl›¤› 40°C-45°C’dir. Bu çal›flma flartlar› günümüzde yayg›n olarak kullan›lan
90/70’lik sistem ile ve düflük s›cakl›kl› ›s›tma sistemlerinde önerilen 65/55’lik sistemle karfl›laflt›r›ld›¤›nda ne kadar verimli oldu¤u aç›kça görülmektedir. Avantajl›
yönlerinin tan›t›lmas› ile bu ›s›tma sisteminin de önümüzdeki y›llarda yayg›nlaflaca¤› beklenmektedir.
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
5
SIRA ve
S‹ZDE
Duvardan ›s›tma
so¤utmada kullan›labilecek panel tipleri hakk›nda bilgi veriniz.
Günümüzde yenilenebilir enerji kaynaklar›n›n kullan›m› teflvik edilmekte hatta
yenilenebilir enerjinin belli oranlarda kullanma zorunlulu¤u getirilmesine iliflkin
haz›rl›klar yap›lmaktad›r. Duvardan ›s›tma- so¤utma sistemleri yenilenebilir enerji
O R U
kaynaklar›ylaS birlikte
kullan›labilecek en uygun ›s›tma sistemi olarak da görülmektedir. Duvardan ›s›tma so¤utma sistemleriyle birlikte çal›flt›r›labilecek bafll›ca yenilenebilir enerji
günefl, rüzgar, jeotermal ve çevre enerjisidir. Çevre enerD ‹ Kkaynaklar›
KAT
jisinden yararlanmada toprak kaynakl›, su kaynakl› ve hava kaynakl› ›s› pompalar› kullan›lmaktad›r. Duvardan ›s›tma-so¤utma sistemlerinde ›s› pompas›n›n yan› s›SIRA S‹ZDE
ra günefl enerjisi de birlikte kullan›labilmektedir. Böylece duvardan ›s›tma-so¤utma sistemleriyle birlikte yenilenebilir enerjinin de kullan›m›; enerji tasarrufu, alter-
N N
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
79
natif yak›tlar›n daha çok kullan›lmas› ve CO2 emisyonunda azalmalar ortaya ç›karacakt›r. Duvardan ›s›tma-so¤utma sistemiyle yenilenebilir enerji kaynaklar›n›n (›s›
pompas›, günefl gibi) kullan›m› ithale dayal› enerji kullan›m›n›n azalt›lmas›n› da
sa¤layarak milli ekonomiye katk›da bulunacakt›r. Duvardan ›s›tma-so¤utma sistemleri için önerilen en uygun sistem çözümü, günefl, ›s› pompas› ve yo¤uflmal›
sistemlerin birlikte kullan›m›d›r.
Duvardan ›s›tma-so¤utma sistemleriyle birlikte tavan ve zemin ›s›tmas› da yap›labilmektedir. K›fl›n ›s›tma durumunda duvardan ve yerden ›s›tma panelleri, yaz›n
ise duvardan ve tavandan so¤utma panelleri devreye girecektir. Binan›n d›flar›ya
bakan yüzü, özellikle büyük cam yüzeylerden olufluyorsa, bu yüzeyler ile iç ortam› aras›ndaki s›cakl›k farklar› artmaktad›r. Bu durum da konforsuzlu¤a neden olmaktad›r. Duvara yerlefltirilen ›s›tma ya da so¤utma panelleri d›fl duvar ile iç ortam
aras›ndaki s›cakl›k fark›n› azaltaca¤›ndan daha konforlu bir ortam hissi ortaya ç›kacakt›r. Duvardan ›s›tma ve so¤utma sisteminin uygulamas›na iliflkin baz› örnekler fiekil 3.4’te görülmektedir.
fiekil 3.4
Duvardan Is›tma
ve So¤utma
Sisteminin
Uygulamas›na
‹liflkin Baz›
Örnekler
Duvardan Is›tma-So¤utma Sisteminin Olumlu Yönleri
• Hem ›s›tma hem so¤utma yap›labilmesi bu sistemin önemli bir avantaj› olarak ortaya ç›kmaktad›r.
• Duvarlardaki ›s›tma yüzeyi alan›n›n fazlal›¤› ve yaz ve k›fl durumuna göre
döfleme ve kenar alanlar›ndan da yararlan›labildi¤i düflünülürse, daha genifl
bir alan kullan›labildi¤inden daha düflük s›cakl›klarla çal›flma olana¤› ortaya
ç›kmakta ve sistem verimi daha yüksek olmaktad›r.
• Duvardan ›s›tma ve so¤utmada insan yap›s›na daha uygun bir ›s› da¤›l›m›
ortaya ç›kt›¤›ndan çok konforlu bir ›s›tma so¤utma ortaya ç›kmaktad›r.
• So¤utma durumunda klima sistemlerindeki hava h›zlar›; ›s›tma durumunda
konvektör ve radyatörlerdeki hava h›zlar› söz konusu olmad›¤›ndan insan›
rahats›z edici bir hava ortam› ortaya ç›kmayacakt›r.
• Yerden ›s›tma sistemlerinde oldu¤u gibi duvarda da s›cak bir ortam söz konusu oldu¤undan duvarlarda nem problemi ortaya ç›kmayacakt›r.
• Yenilenebilir enerji kaynaklar›yla birlikte kullan›labilen en uygun düflük s›cakl›kl› ›s›tma sistemidir. Bu yönüyle fosil yak›tlar› daha az kulland›¤›ndan
emisyonlar›n azalt›lmas› aç›s›ndan da bir avantaj ortaya ç›kmaktad›r.
• Suyla çal›flt›¤›ndan suyla çal›flan radyatör gibi di¤er sistemlerle seri olarak
ba¤lanma olana¤› bulunmaktad›r.
• Bak›m onar›m› kolay olacak flekilde merkezi bir yerde kurulma olana¤› bulunmaktad›r.
80
Duvardan Is›tma-So¤utma Sisteminin Olumsuz Yönleri
• Yerden ›s›tma sistemlerinde oldu¤u gibi ›s› ataleti yüksektir. Dolay›s›yla geç
›s›n›p geç so¤urlar. Otel iflletmecili¤i için uygun olmayabilir.
• Borular için uzun ömür süreleri verilmekle birlikte, iflçilik ya da ba¤lant› yerindeki hatalardan dolay› ortaya ç›kan ar›zalarda tüm duvar›n yenilenmesi
gerekebilir.
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
6
Elektrikli döflemeden
SIRA S‹ZDE ›s›tma sistemini anlatarak nerelerde kullan›ld›¤›n› aç›klay›n›z.
Yo¤uflmal› Sistemler
Yo¤uflmal› Dsistemler,
baca gaz› içerisinde bulunan buhar›n yo¤uflturulmas›yla ortaya ç›kan enerjiden yararlanan sistemlerdir. Yak›tlar bünyelerinde su bulundurabilO R U d›fl›nda, özellikle do¤algaz gibi bünyesinde hidrojen bulundumektedirler. SBunun
ran yak›tlar oksijenle birlefltiklerinde su ortaya ç›karmaktad›rlar. Gerek yak›t›n içerisinde bulunan
su, gerekse yak›ttaki hidrojenin oksijenle birleflmesiyle ortaya ç›D‹KKAT
kan su yanma s›ras›nda buharlaflmaktad›rlar. Buharlafl›rken de buharlaflma enerjisini yak›t›n verdi¤i enerjiden almaktad›rlar. Yak›t için tan›mlanan alt ›s›l de¤er ve
SIRA S‹ZDE
üst ›s›l de¤er
de bu prensip temelinde ortaya ç›kmaktad›r. Üst ›s›l de¤er yak›t içerisindeki suyun buharlaflmadan önce yak›t›n sahip oldu¤u enerjidir. Alt ›s›l de¤er
ise yak›tta AMAÇLARIMIZ
bulunan veya yanma sonucu oluflan suyun buharlaflmas› için harcanan
enerjiden sonra yak›t›n sahip oldu¤u ›s›l de¤erdir.
Do¤algaz›n bünyesinde bulunan hidrojen nedeniyle ortaya ç›kan su miktar›na
bakt›¤›m›zda,
yanmas› sonucunda 1,5-1,7 kg su ç›kt›¤› görülmekK ‹ 1T kg
A do¤algaz›n
P
tedir. Motorinin 1 kilogram›n›n yanmas› sonucunda ise baca gaz›nda 1,1 kg su
oluflmaktad›r. 1 kg suyu buharlaflt›rmak için, 2255 kJ enerji kullan›lmaktad›r. Bunun anlam›,
bulunan suyun her kilogram› için yak›t›n enerjisinden
T E Lyak›t
E V ‹ Z Yiçerisinde
ON
2255 kJ kullan›lmaktad›r. Son y›llara kadar verim hesaplamalar›nda alt ›s›l de¤er
kullan›lmaktayd›. Çünkü bu flartlarda, baca gaz› s›cakl›¤› 100°C’nin çok üzerinde
oldu¤undan su buhar halde bacadan at›lmakta ve sisteme giren enerji olarak alt ›s›l
TERNET
de¤er kabul‹ Nedilmektedir.
Zaten baca gaz› s›cakl›¤›n›n düflürülmesi, bacada yo¤uflmalara neden oldu¤undan, yo¤uflman›n ortaya ç›kard›¤› korozyon ve hasarlar nedeniyle de istenilmeyen bir durum olarak ortaya konulmaktayd›. Düflük s›cakl›kl›
›s›tma sistemlerinin ortaya ç›kmas› baca gaz›ndaki yo¤uflma ciddi bir avantaj olarak ortaya ç›karm›flt›r. Çünkü bu yo¤uflma s›ras›nda da her kg su için 2255 kJ’lik
bir enerji aç›¤a ç›kmaktad›r.
Yo¤uflmal› sistemler aç›¤a ç›kan bu enerjiden yararlanabilen sistemlerdir. Yo¤uflmal› sistemlerin mant›¤› baca gaz› s›cakl›¤›n›, baca gaz›nda bulunan buhar›n
yo¤uflma s›cakl›¤›n›n alt›na düflürülerek bunun yo¤uflmas›n› sa¤lamak ve bu enerjiden yararlanmaya dayanmaktad›r. Yo¤uflman›n gerçekleflti¤i baca bölümüne bir
eflanjör yerlefltirilerek bu eflanjörden kazana ›s›tma sisteminden dönen su hatt› geçirilmektedir. Bu eflanjörde baca gaz›ndaki buhar yo¤uflurken enerjisini eflanjöre
vermekte, sistemden dönen dönüfl suyu ise bu eflanjörden ön ›s›t›larak geçirilerek
kazana yollanmaktad›r. Böylece kazanda verilecek enerjinin bir k›sm› bu eflanjörde verilmifl olmaktad›r. Yo¤uflmal› sistemlerin tasar›m›nda iki önemli nokta bulunmaktad›r. Birincisi, yo¤uflmal› sistemler düflük s›cakl›kl› ›s›tma sistemlerinde kullan›lmal›d›r. Kazan ya da kombinin çal›flma s›cakl›klar› 90/70 de¤il 45/65 gibi düflük
s›cakl›klarda olmal›d›r. Yani 65°C’de kazandan ç›kan su, sistemi dolaflarak enerjisini verirken 45°C’de sistemden ç›kmaktad›r. Bu noktada 45°C’de kazana girece¤ine bacadaki yo¤uflma bölümüne sokulmakta, burada ön ›s›t›ld›ktan sonra kazana
N N
girmektedir. Yo¤uflmal› sistemlerin tasar›m›ndaki ikinci önemli nokta ise bacad›r.
Klasik uygulamalarda baca gaz› s›cakl›¤› 160°C’nin üzerinde oldu¤undan dolay›
yo¤uflma meydana gelmemektedir. Bacan›n özelli¤i dolay›s›yla da yo¤uflma olmas› istenmemektedir. Çünkü mevcut bacalar›n yap›s› yo¤uflma durumunda tahribatlara yol açabilmektedir. Yo¤uflmal› sistemlerde bacalar paslanmaz çelikten yap›lmakta olup korozyona karfl› dayan›kl›d›rlar. Benzer flekilde, yo¤uflmal› kazan ve
kombilerin malzemesi de yo¤uflmaya dayan›kl› olacak flekilde seçilmektedir.
Yak›t›n üst ›s› de¤erinden yararlan›lmakla, yo¤uflmal› sistemlerin verimi klasik
sistemlere göre %5-%15 daha fazla ortaya ç›kmaktad›r. yo¤uflmal› sistemlerde baca gaz› düflük s›cakl›kla at›ld›¤›ndan d›flar›ya at›lan enerjiden de %5-%7 civar›nda
bir tasarruf ortaya ç›kmaktad›r. Bunun d›fl›nda, baca gaz› s›cakl›¤›n›n düflük olmas› atmosfere verilen NOX emisyonunda da azalmalar olmas›n› sa¤lamaktad›r. Bu
özelli¤i dolay›s›yla Avrupa Birli¤i ülkelerinde yo¤uflmas›z kazan ve kombilerin sat›fl› yasaklanm›flt›r.
Yo¤uflmal› sistemler özellikle do¤algaz›n yayg›nlaflmas›yla daha fazla kullan›m
aflamas›na gelmifltir. Çünkü do¤algaz motorine göre daha fazla hidrojen içerdi¤inden
baca gaz›nda daha fazla su bulunmaktad›r. Dolay›s›yla do¤algaz›n alt ›s›l enerjisi ile
üst ›s›l enerjisi aras›ndaki fark daha fazla oldu¤undan, do¤algaz kullan›m›nda yo¤uflma enerjisinden daha fazla yararlan›lmaktad›r. Üst ›s›l enerjiden yararlanma tekni¤i
bu ve baz› baflka nedenlerden dolay› do¤algaz kullan›m›yla s›n›rl› kalm›flt›r.
Yo¤uflmal› sistemlerde elde edilebilecek yo¤uflmufl su miktar› ile buna ba¤l›
olarak elde edilen yo¤uflma enerjisi pek çok faktöre ba¤l› bulunmaktad›r. Is›tma
sistemi yüksek s›cakl›klarda çal›flt›r›l›rsa baca gaz› s›cakl›¤› da artmakta, dolay›s›yla yo¤uflma enerjisinden yararlan›lamamaktad›r. Yo¤uflmal› sistemlerde kazan dönüfl suyu s›cakl›¤› olabildi¤ince düflük olmal›d›r. Baca gaz› s›cakl›¤› da baca gaz›ndaki buhar›n yo¤uflma s›cakl›¤›ndan daha düflük s›cakl›kta olmal›d›r. Kazan dönüfl
suyu s›cakl›¤› ne kadar düflük olursa ve baca gaz› s›cakl›¤›, suyun yo¤uflma s›cakl›¤›n›n alt›nda olmak kayd›yla, ne kadar düflük olursa, yo¤uflma enerjisinden yararlanma miktar› o kadar fazla olacakt›r.
Yo¤uflmal› sistemlerde yo¤uflman›n tam olarak sa¤lanabilmesi önemli bir kriter
olarak ortaya ç›kmaktad›r. Yo¤uflmal› sistemlerden maksimum yararlanma di¤er
bir deyiflle alt ve üst ›s›l de¤erler aras›ndaki enerjiden maksimum yararlanma tam
yo¤uflma flartlar›nda elde edilebilir. Bunun için borudaki s›cakl›k profilinin tam
olarak incelenmesi gerekmektedir. Bu inceleme yap›l›rken s›cak gaz›n içinden
geçti¤i borunun merkezindeki ak›m s›cakl›¤› ile s›cak gaz›n içinden geçti¤i borunun cidar s›cakl›¤› büyük önem arz etmektedir. Yo¤uflman›n oluflmas›nda kazan
dönüfl suyu s›cakl›¤›n›n büyük önemi bulunmaktad›r. S›cakl›k profili incelenirken,
s›cakl›k profilinin su buhar› çi¤ noktas› do¤rusu ile iliflkisi incelenerek üç farkl› iflletme türü ortaya ç›kabilir: Yo¤uflma hiç olmayabilir, k›smi yo¤uflma olabilir ya da
ideal halde tam yo¤uflma olabilir.
Yo¤uflma olmas› için baca gaz› s›cakl›¤› buhar›n yo¤uflma s›cakl›¤›n›n alt›nda
olmal›, su s›cakl›¤› da çi¤ noktas› s›cakl›¤›n›n alt›nda bulunmal›d›r. Yo¤uflma oluflumuna iliflkin verilen fiekil 3.5(a) incelendi¤inde gaz›n s›cakl›¤›n›n çi¤ noktas› s›cakl›¤›n›n üzerinde oldu¤u görülmektedir. Dolay›s›yla gaz›n içerisinde bulunan
buhar, bu s›cakl›kta yo¤uflmayaca¤›ndan buhar olarak d›flar› ç›kacak ve enerjisini
vermeyecektir. fiekil 3.5(b) incelendi¤inde ise s›cak gaz›n içindeki H2O’nun s›cakl›¤›, çi¤ noktas› s›cakl›¤›n›n alt›nda, ancak merkezdeki ak›m s›cakl›¤› bunun üzerinde bulunmaktad›r. Ortaya ç›kacak yo¤uflma miktar› s›cakl›k profiliyle çi¤ noktas› do¤rusunun kesiflme noktas›na ba¤l›d›r. fiekil 3.5(b)’de k›rm›z› çizgiyle gösteri-
81
82
len s›cakl›k profilinin boru içinde kalan k›sm› gaz›n, dolay›s›yla içinde bulunan suyun da s›cakl›¤›n› da göstermektedir. S›cakl›k profilinin boru içerisindeki k›sm› incelendi¤inde, boru cidar›ndan itibaren çi¤ noktas› ile kesiflme noktas›na kadar mavi ile gösterilen bölgede yo¤uflma olmaktad›r. Bu nedenle de k›smi bir yo¤uflma
söz konusudur. Tam yo¤uflma durumunda ise fiekil 3.5(c)’den görüldü¤ü gibi merkezdeki s›cakl›k profili ve gaz›n s›cakl›¤› çi¤ noktas› s›cakl›¤›n›n alt›nda kald›¤›ndan tam yo¤uflma sa¤lanmaktad›r.
fiekil 3.5
Yo¤uflma
Oluflumunun
‹ncelenmesi
S›cakl›k
S›cakl›k
S›cakl›k
Profili
S›cakl›k
Profili
Duman
gaz› borusu
Duman
gaz› borusu
Çi¤
Noktas›
Duvar
Duvar
Çi¤
Noktas›
Su
Duman Gaz›
Duman Gaz›
(a) Yo¤uflma Yok
(b) K›smi Yo¤uflma
S›cakl›k
Duman
gaz› borusu
Çi¤
Noktas›
Duvar
S›cakl›k
Profili
Duman Gaz›
(c) Tam Yo¤uflma
ISITMADA GÜNEfi ENERJ‹S‹ DESTE⁄‹
Günefl enerjisi bafllang›çta sadece kullan›m s›cak suyu amac›yla hayat›m›za girmifltir. Daha sonra ›s›tmaya destek ve elektrik enerjisi üretiminde de günefl enerjisinden yararlanma, uygulamada da kullan›ma girmifltir. Özellikle geçifl mevsimlerinde sadece güneflten yararlanarak ›s›t›lan konutlarda k›fl mevsimi ilerledikçe günefl
enerjisinin yetmedi¤i durumlarda klasik ›s›tma sistemlerinin takviyesi gerekmifltir.
Günefl enerjisiyle ›s›tma uygulamas›nda, di¤er ›s›tma uygulamalar›nda oldu¤u gibi
yal›t›m çok önemlidir. Yaklafl›k bir de¤er vermek gerekirse, yal›t›ml› 250 m2’lik bir
ev için 40 m2’lik düz günefl kollektörü önerilmifltir. Günefl enerjisi ›s›tmada kullan›lacaksa mutlaka düflük s›cakl›kl› ›s›tma sistemi kullan›lmal›d›r. Yerden ve duvardan ›s›tma günefl enerjisi kullan›m› için çok uygun bir seçenek olarak ortaya ç›kmaktad›r. Günefl enerji sisteminde dolaflan ak›flkan›n donma riskine karfl› gerekli
önlemler al›narak katk› maddeleri eklenmelidir. Is›tmada kazanla birlikte günefl
enerjisi deste¤i kullan›lan bir sistem için basit bir flema fiekil 3.6’da verilmifltir.
83
fiekil 3.6
Is›tmada Kazanla
Birlikte Günefl
Enerjisi Deste¤i
Kullan›lan Bir
Sistemin fiemas›
Gelifl Kollektörü
Gidifl Kollektörü
Radyatör
Pompa
Kazan
Is›tmada destek amac›yla uygulanan günefl enerjisi sistemleri kazana gidecek
suyun ön ›s›t›lmas›nda kullan›lmas›yla enerji tasarrufu sa¤lamaktad›r. Özellikle hafta sonu evlerinde, evin kullan›lmad›¤› zamanlarda sadece günefl enerjisi ile ev belli bir s›cakl›k düzeyinde tutularak eflyalar›n ve duvarlar›n nemden zarar görmemesi de sa¤lanmaktad›r. Günefl enerjisi sistemlerinde; hijyen, donma, kireçlenme,
ömür, enerji kayb›, verim gibi faktörler göz önüne al›narak kapal› sistemler tercih
edilmektedir. Kapal› sistemlerde de pompal› dolafl›m sistemi tercih edilmelidir.
Günefl enerjisi sistemlerinde ›s›nman›n yan› s›ra kullan›m s›cak suyuna destek sa¤lanmaktad›r. Bu sistemin otomatik kontrol ile donat›lmas›yla daha verimli ve konforlu iflletilmesi mümkün olmaktad›r.
Günefl enerjisi sisteminin ›s›tmaya destek amaçl› kullan›lmas›nda etkinli¤i art›rmak için ›s›t›c› yüzeylerin çok iyi bir flekilde boyutland›r›lmas› gerekmektedir. Is›tma tesisat›n›n dönüfl suyu s›cakl›¤› ne kadar düflük olursa, kolektörlerdeki ve ›s›tma-depo boylerindeki su s›cakl›klar› aras›ndaki fark da o kadar fazla olacakt›r. Is›tma tesisat›ndan dönüfl suyu s›cakl›¤›n›n en düflük oldu¤u sistem, düflük s›cakl›kl›
›s›tma sistemleridir. Bu nedenle günefl enerjisi sistemlerinin ›s›tma destek amac›yla kullan›m›ndaki en ideal sistem, yerden ve duvardan ›s›tma sistemleridir.
Günefl enerjisinin ›s›tmada destek olarak kullan›lmas›n›n avantaj ve dezavantajlar›
SIRA S‹ZDE nelerdir?
Günefl enerjisinde kullan›lan kollektörlerde aranan bafll›ca özellikler
nelerdir?
SIRA
S‹ZDE
7
8
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
S O R U
S O R U
D‹KKAT
S O R U
D‹KKAT
S O R U
SIRA S‹ZDE
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
D‹KKAT
84
KASKAD S‹STEMLER
Kaskad sistemler, merkezi ›s›tma sistemi kullan›lan binalarda, ›s›tma sistemini,
mevsime göre ihtiyaç duydu¤u optimum düzeyde çal›flt›rarak enerji ekonomisi
sa¤lamaktad›r. Son y›llarda sa¤lad›¤› avantaj nedeniyle kaskad sisteminin kullan›m›nda ve tercihinde art›fllar görülmektedir. Is›tma sisteminin ihtiyac› olan ›s› kapasitesi tek bir kazan yerine birçok duvar tipi cihazdan oluflmaktad›r. Geçifl mevsimlerinde binan›n ›s› ihtiyac›, tam kapasitesnin dörtte biri de¤erine kadar düflebilmektedir. Geçifl mevsimlerinde ›s› ihtiyac›n›n düflük olmas› nedeniyle kazanlar, ihtiyaca ba¤l› olarak %30-%40 gibi düflük kapasitelerde çal›flabilmektedir. Düflük kapasitede çal›flmas› nedeniyle de çal›flma verimleri düflmektedir. Bu sak›ncay› ortadan kald›rmak üzere kaskad sistemleri önerilmektedir.
Kaskad kazan sistemi olarak adland›r›lan bu sistem, birbiriyle mekanik ve elektronik olarak haberleflerek çal›flmakta ve ihtiyaca göre s›ral› olarak devreye girerek
yak›t tasarrufu sa¤lamaktad›r. Bu sistemde kazan yedeklemeye de gerek bulunmamaktad›r. Yo¤uflmal› sistemlerin gelifltirilmesinden sonra, tek bir kazan yerine yo¤uflmal› olarak çal›flan birden fazla duvar tipi kazan kullan›larak yüksek verimli bir
çal›flma sistemi ortaya konulmaktad›r. Kaskad sisteminde kullan›lan duvar tipi cihazlar›n, hem yo¤uflmal› hem de modülasyonlu olmas› ve s›ral› olarak çal›flt›r›lmas› sistemin toplam verimi ve ömrü aç›s›ndan çok olumlu sonuçlar ortaya ç›karmaktad›r. Modülasyonlu çal›flma nedeniyle her bir duvar tipi kazan %10-%100 aras›nda modülasyonla çal›flabilmektedir. Böylece her kazan›n kendi içerisinde kapasitesini ayarlayabilme özelli¤i sayesinde sürekli olarak tam kapasite çal›flma sa¤lanabilmektedir. Kaskad sisteminde birden çok cihaz birbirine ba¤lanabilmekte ve birlikte kumanda edilebilmektedir. Çal›flma s›ras›nda kullan›lan cihazlar›n toplam kapasitesi, sistemin kapasitesi olarak ortaya ç›kmaktad›r.
Tipik bir kaskad sistemi, alt› ana bölümden oluflmaktad›r. Bunlar s›ras›yla cihazlar, hidrolik sistem, gaz sistemi, baca sistemi, elektrik sistemi ve kontrol sistemidir. Kaskad sisteminde yüksek verimli ve yüksek kapasiteli (50-60 kW) yo¤uflma teknolojili duvar tipi cihazlar kullan›lmaktad›r. Hidrolik sistemler, kaskad sisteminde kullan›lan alt sistemlerden biri olup, hidrolik devrede her cihaz›n gidifl ve
dönüfl hatlar› kapama vanas›yla donat›lmal›d›r. Böylece bir cihaz ar›zaland›¤›nda
ilgili vanalar kapat›larak bu cihaz devre d›fl› b›rak›labilmektedir. Gaz sistemi, merkezi bir gaz borusundan cihazlara gaz sa¤layan boru donan›m›na sahiptir. Ortak
olarak kullan›lan gaz borusu duvar tipi kazanlar›n maksimum gaz ihtiyac›n› karfl›layabilecek flekilde boyutland›r›lm›flt›r. Boyutland›rma yap›l›rken üretici firma taraf›ndan verilen bas›nç kay›plar› dikkate al›nmal›d›r. Buradaki temel kriter, en sondaki cihaz›n bile ihtiyaç duydu¤u bas›nç ve kapasitenin sa¤lanabilmesidir. Kaskad
uygulamalar›ndaki baca sistemi hermetik cihaz kullan›m› durumunda ayr› bir baca
sistemiyle donat›l›r. Bu sistemde tüm hermetik sistemlerde oldu¤u gibi yanma için
gerekli olan taze hava, d›fl ortamdan sa¤lan›r. Yanm›fl baca gaz› da yine d›fl ortama verilir. Kaskad sisteminde kullan›lan elektrik sisteminde cihaz besleme voltaj›,
cihaz özelliklerine uygun olmal›d›r. Elektrik tesisat›, yerel kurallara uygun olarak
yap›l›r. Cihazlar, toprakl› prize ba¤lan›r ve sistem topraklan›r. Kaskad sistemlerinde geliflmifl bir kontrol sistemi kullan›lmaktad›r. Üretici firmalar›n belirledi¤i standartlara ba¤l› olarak çeflitli ifllevleri yerine getiren bir kontrol sistemi bulunmaktad›r. Kontrol sistemi, önceden set edilen de¤erleri göz önüne alarak sensörden ald›¤› verileri de de¤erlendirip cihazlar› maksimum verimde çal›flt›r›r.
Kaskad uygulamalar›nda en az iki, en çok yirmibefl cihaz birbirine ba¤lanabilmektedir. Kaskad sisteminin bafll›ca avantajlar› flu flekilde ortaya konulabilir:
• Özellikle geçifl mevsimlerinde tek kazan›n düflük kapasitede verimsiz çal›flt›r›lmas› yerine; bir, iki ya da üç cihaz tam kapasiteyle çal›flt›r›larak verimli
bir iflletme ortaya ç›kar.
• Duvar tipi kaskad cihazlar, kazan dairesinde çok az yer kaplad›¤›ndan kazan dairelerinin geri kalan k›s›mlar› farkl› amaçlar için kullan›labilir.
• Tek bir kazan söz konusu olmad›¤›ndan kullan›lan su hacmi daha az olacakt›r. Bundan dolay› da daha az su kütlesi ›s›t›lacak ve dolaflt›r›lacakt›r.
• Cihaz›n su hacminin küçük olmas›, suyun daha k›sa sürelerde istenilen s›cakl›k de¤erine ulaflt›r›lmas›n› sa¤layacakt›r.
• Kaskad sisteminde kullan›lan duvar tipi kazanlar›n gövdesi küçük oldu¤undan ›fl›n›m kay›plar› da do¤al olarak daha azd›r.
• Kaskad sistemi, uygulanma mant›¤› gere¤i birden fazla duvar tipi kazana dayand›¤›ndan, bak›m ve ar›za durumunda yedeklenme olana¤› vard›r.
OTOMAT‹K KONTROL VE ENERJ‹ EKONOM‹S‹
Kazan iflletmesinin insan inisiyatifinden otomatik sistemlere geçmesi yak›t tasarrufu, iflletme kolayl›¤› ve konfor gibi avantajlar ortaya ç›karmaktad›r. Otomatik kontrol sistemlerinin kullan›lmas›yla uygulan›lan yere ba¤l› olarak %40’a varan enerji
tasarrufu ortaya ç›kabilmektedir.
Is›tma sistemleri tasarlan›rken TS2164 standard› dikkate al›nmaktad›r. TS2164’e
göre ›s› kayb› hesab› yap›l›rken illerin d›fl s›cakl›klar› için verilen çizelge kullan›lmaktad›r. Bu çizelgede illerin karfl›laflabilecekleri en so¤uk d›fl s›cakl›k de¤erleri
verilmektedir. Dolay›s›yla kazan, radyatör kapasiteleri ile boru çap› hesaplar› en
kötü flartlar için verilen d›fl s›cakl›k de¤eri için hesaplanmaktad›r. Bu durumda da
cihaz kapasiteleri gere¤inden büyük olarak ortaya ç›kmaktad›r. Cihazlar, bu maksimum kapasiteyi bazen y›lda birkaç gün görmekte, bazen de bir y›l boyu hiç görmemektedir. Örne¤in Eskiflehir için verilen d›fl s›cakl›k de¤eri -12°C’dir. Eskiflehir,
bu s›cakl›k de¤erini baz› y›llar k›s›tl› günlerde görmekte, baz› y›llarda ise hiç görmemektedir. Is›tma istemleri çal›fl›rken, çal›flt›¤› andaki d›fl s›cakl›k dikkate al›narak kapasite buna göre ayarlanmal›d›r. Ayr›ca odalar, daha önce kullan›c› taraf›ndan set edilen konfor s›cakl›¤›na geldi¤inde ›s›tma sistemi devreden ç›kar›lmal›d›r.
Kullan›c›lar›n evde olmad›¤› saatlerde ve gece saatlerinde ›s›tma sistemi farkl› flartlarda çal›flt›r›lmal›d›r. Bu istekleri karfl›layabilmek üzere çeflitli otomatik kontrol cihazlar› ve sistemleri gelifltirilmifltir. Otomatik kontrol sistemlerinin kullan›lmas› için
yap›lan yat›r›m, kendini sa¤lad›¤› enerji tasarrufu ile k›sa sürede ödemektedir. Merkezi ve bireysel sisteme ba¤l› olmak üzere farkl› kontrol cihazlar› kullan›lmaktad›r.
Is›tma sistemlerinde kullan›lan bafll›ca kontrol cihazlar› ve sistemleri flunlard›r: oda
termostat›, termostatik radyatör vanas›, kazan termostat›, pay ölçer, tam otomatik
sistemli kazan kontrolü, yakma yönetim sistemleri ve motorlu vanalarla sistem veya zon kontrolüdür.
Oda termostat›, önceden ayarlanan bir set de¤erine ba¤l› olarak odan›n arzu
edilen s›cakl›kta tutulmas›n› sa¤lamaktad›r. Genellikle bireysel sistemlerde kombi
veya kat kaloriferi ile birlikte kullan›lmaktad›r. Oda termostat›n›n yerlefltirilece¤i
oda ile yerlefltirilece¤i odadaki konumu önemlidir. Daireyi s›cakl›k aç›s›ndan en
uygun temsil edebilecek oda seçildikten sonra odan›n uygun bir konumuna monte edilir. Oda termostat› dairenin kuzeye bakan odas›n›n kuzeye bakan duvar›na
yerlefltirilirse, tüm daire yüksek s›cakl›kta ›s›t›l›r. Tam tersi odan›n nispet s›cak bir
bölgesine yerlefltirilirse bu kez de daire yeterli konfor düzeyinde tutulamayacakt›r.
Oda termostatlar›n›n baz› tipleri, sadece s›cakl›k ayar› yapabilmektedir. Baz› tipler-
85
86
de ise, s›cakl›k ayar›n›n yan› s›ra zaman ayar› da yap›labilmektedir. Zaman ayar›
yap›labilen termostatlarda günlük ya da haftal›k program yap›labilmektedir. Oda
termostat› ile s›cakl›k kontrolü, kat kaloriferi ya da kombinin yan›na gidilmeksizin
oda termostat› üzerinden gerçeklefltirilir. Oda termostat› uzaktan kumanda olana¤› ile de donat›labilmektedir. Oda termostat›n›n s›cakl›¤› ölçen duyar eleman›n›n
yerlefltirildi¤i odada s›cakl›k sabit kalacak flekilde kat kaloriferi ya da kombi çal›flt›r›l›r ya da durdurulur. Oda, yeterli s›cakl›¤a geldi¤inde kat kaloriferi ya da kombinin çal›flmas› durdurulur. Oda s›cakl›¤› belirli bir s›cakl›k de¤erinin alt›na indi¤inde ise, kat kaloriferi ya da kombi tekrar çal›flt›r›l›r. K›saca aç-kapa (on-off) prensibiyle çal›flan bu sistemin baz› dezavantajlar› da bulunmaktad›r. Bu sistemde cihaz›n devreye girme süresi, cihaz›n ayar aral›¤› ile s›n›rl›d›r. Oda termostat› kullan›m›nda yak›t tüketimi, di¤er kontrol elemanlar› kullan›m›na göre daha fazlad›r. Bu
sistemle ancak tek zon kontrol edilebilir. S›cakl›k dalgaland›rmalar› ortaya ç›kt›¤›ndan yeterli konforun sa¤lanamad›¤› durumlar ortaya ç›kmaktad›r. Su s›cakl›¤› yüksek oldu¤undan, sistemin y›ll›k verimi düflmektedir.
Termostatik radyatör vanas›, oda s›cakl›¤›n›n belli bir düzeyde tutulmas›yla sisteme enerji tasarrufu sa¤layan bir uygulamad›r. Mevcut uygulamalarda ço¤unlukla termostatik radyatör vanas› yerine sadece su girifl-ç›k›fl›n› ayarlayan basit radyatör vanas› kullan›lmaktad›r. Mevcut uygulamalarda odadaki s›cakl›k artt›¤›nda
nadiren radyatör vanas› elle k›s›larak s›cak su girifli azalt›lmakta, böylece radyatöre s›cak su girifli azalt›lmakta ve enerji tasarrufu sa¤lanmaktad›r. Genellikle radyatör vanas›n›n elle k›s›lmas› yerine maalesef pencere aç›lmas› yoluna gidilmektedir.
Oda s›cakl›¤›n› konfor düzeyinde tutarak enerji tasarrufu sa¤laman›n bir yolu da
termostatik radyatör vanas› kullan›m›d›r. Radyatör vanas›, radyatöre su girifl noktas›na yerlefltirilir. Oda s›cakl›¤›ndan kumanda alan termostat set edilen konumuna
ba¤l› olarak s›cak su giriflini açmakta ya da kapatmaktad›r. Oda s›cakl›¤›n› alg›layan termostat muslu¤un kafas›na yerlefltirilmifltir. Oda s›cakl›¤›ndan gelen kumanda ile radyatöre giden su debisi duruma göre art›r›lmakta ya da azalt›lmaktad›r.
Radyatöre giren su debisinin art›r›lmas› ya da azalt›lmas› radyatörün ›s›l gücünü art›rmakta ya da azaltmaktad›r. Böylece odan›n s›cakl›¤› d›fl s›cakl›¤a ba¤l› olmaks›z›n istenilen seviyede tutulmaktad›r. Bu uygulama kullan›lmad›¤›nda havan›n nispeten iyi oldu¤u günlerde odaya boflu bofluna yüksek enerji verilmektedir. Termostatik radyatör vanalar›, genellikle küçük çapl› ›s›tma sistemlerinde, bireysel ›s›tma sistemlerinde ve villa tipi evlerde kullan›lmaktad›r. Termostatik radyatör vanalar›yla; farkl› odalarda, farkl› s›cakl›k seviyeleri ayarlanarak zon kontrolü de yap›labilmektedir. Genel olarak termostatik radyatör vanalar›n›n avantajlar› gözden geçirilirse flu noktalar göz önüne ç›kmaktad›r:
• ‹stenilen bir s›cakl›¤a ayarlanabildi¤inden konforlu bir s›cakl›k ve enerji tasarrufu sa¤lan›r. Her oda için ayr› bir s›cakl›k kontrol olana¤› bulunmaktad›r.
• Radyatörler üzerinde bir radyatör vanas› bulunmaktad›r. yeni yap›lan tesisatlarda klasik radyatör vanas› koymak yerine az bir fiyat fark› ile termostatik radyatör vanas› kullan›lmas› daha az yat›r›mla enerji tasarrufu sa¤lama
olana¤› ortaya ç›karmaktad›r.
• Montaj› kolay olup, herhangi bir iflletme gideri bulunmamaktad›r.
• Termostatik radyatör vanas› kullan›lmas› durumunda, radyatör nifl ile kapat›lmamal›d›r. Böyle bir uygulamada radyatör, radyatör vanas› ile birlikte kapat›ld›¤›ndan termostatik radyatör vanas›n›n da içinde bulundu¤u kapal›
bölmenin s›cakl›¤› artarak oda s›cakl›¤›n›n do¤ru alg›lanmamas›na neden
olur. Ayr›ca radyatörlerin kapat›lmas›; radyatör verimini olumsuz yönde et-
kilemekte, enerji kay›plar›n› art›rmaktad›r. Benzer flekilde termostatik vanan›n önü, dolap, perde, koltuk gibi eflyalarla kapat›lmamal›d›r.
Kazan termostat›, kazandaki su s›cakl›¤›n› ayarlanan sabit bir de¤erde tutarak enerji tasarrufu sa¤lamaktad›r. Kazan termostat›; brülör tipine ba¤l› olarak iki
kontakl›, üç kontakl› ve oransal tipte uygulanmaktad›r. ‹ki kontakl› tipler, en basit
olanlar›d›r. Bu tipler, tek kademeli brülörlerin on-off kontrolüne ba¤lanmaktad›r.
Sisteme yerlefltirilen basit bir termostat vas›tas›yla, s›cakl›k belirli bir de¤erin alt›na
düflünce brülör devreye al›nmakta, s›cakl›k belirli bir de¤erin üzerine ç›kt›¤›nda
brülör durdurulmaktad›r. Uygulamada genelikle açma ile kapama aras›ndaki s›cakl›k fark› 6K mertebesindedir. Bu s›cakl›k fark› baz› termostatlarda de¤ifltirilebilmektedir. Kazan termostat›, enerji tasarrufu sa¤laman›n yan› s›ra kazan emniyetini de
sa¤lamaktad›r. Üç kontakl› termostatlar; genellikle iki kademeli brülörlerde kullan›lmakta olup, belirlenen iki s›cakl›k de¤erine karfl›l›k brülörün iki çal›flma kapasitesi ayarlanm›flt›r. Oransal termostatlarda sürekli olarak kontrol bulunmaktad›r. termostat›n duyar eleman›ndan al›nan sinyale göre orant›l› olarak bir motorlu vana,
kazana gönderilen yak›t ve hava miktar›n› ayarlamaktad›r. Oransal termostat ayar›
ile, hava ve yak›t miktar› kademeli olarak de¤iflirken su s›cakl›¤› da kademeli olarak de¤iflmektedir. Su s›cakl›¤›, belirli bir s›n›r de¤ere yaklaflt›kça oransal termostat hava ve yak›t› k›smaktad›r. Böylece kazana verilen enerji de azalt›lmaktad›r.
Payölçerler, merkezi sistemde her dairenin tüketti¤i ›s› miktar›n› metrekare
esas›na göre de¤il harcad›¤› yak›t miktar›na göre belirleyen bir cihazd›r. Avrupa ülkelerinde kullan›lan bu sistemde radyatör üzerinde bulunan klasik vanalar›n yerine s›cakl›k ayar› yapabilen termostatik vanalar tak›lmakta ve radyatör pete¤inin
üzerine de pay ölçer monte edilmektedir. Böylece payölçer sistemiyle merkezi sistem ›s›tmada bireysel sistemdeki gibi kulland›¤› enerji kadar fatura ödeme gerçekleflecektir. AB mevzuat›na uygun olarak 18 Nisan 2007 tarihinde TBMM genel kurulunda görüflülerek kabul edilmifl olan enerji verimlili¤i yasas›nda payölçer sistemi kullan›m›yla ilgili düzenlemeler de yap›lm›flt›r. Bu yasada merkezi ›s›tma sistemli yeni binalarda ›s› ve s›cak su tüketiminin bireysel olarak ölçümlendi¤i pay ölçüm sistemine geçifl zorunlu hale getirilmifltir. Bu amaçla 5 y›ll›k bir geçifl süreci
öngörülerek 2 May›s 2012 tarihi itibariyle eski ve yeni tüm merkezi sistemli binalar›n bu sisteme geçmesi zorunlu hale getirilmifltir. Binalarda Enerji Performans›
Yönetmeli¤i gere¤ince de yeni yap›lmakta olan ve mevcut binalar 2000 m2 ve üzeri kapal› alana sahip ve merkezi sistemle ›s›n›yorlarsa ›s› paylafl›m sisteminin kullan›lmas› zorunlu hale getirilmifltir. Bu sistemde daire sakinleri her odan›n s›cakl›¤›n› ayr› ayr› ayarlayabilmekte ve otomatik olarak sabit s›cakl›kta tutabilmektedir.
Evin s›cakl›¤›n› kendisi kontrol etti¤inden, eskiye göre ›s› tüketimini azaltabilecektir. Sistemin kurulmas› basit olup montaj s›ras›nda herhangi bir k›r›lma ve tadilat ifllemi olmayacakt›r. Mevcut ›s›tma tesisat› üzerinde de¤ifliklik yap›lmas› gerekmedi¤inden mevcut binalar için de kullan›ma uygundur. Dairede oturanlar tükettikleri
›s› enerjisi miktar› oran›nda yak›t giderine ortak olmaktad›rlar. Is› tüketimini en iyi
kontrol eden ve dairede yal›t›m tedbirlerini en iyi alanlar daha fazla yak›t tasarrufu yapabileceklerdir. Genellikle merkezi ›s›tma sistemi kullanan mevcut yap›larda
odan›n s›cakl›¤› artt›¤›nda radyatörün k›s›lmas› yerine pencere aç›lmas› tercih edilmektedir. Oysa bu sistemde oda s›cakl›¤› artt›¤›nda tüketici radyatördeki termostatik vana üzerinden ayarlama yaparak s›cakl›¤› istedi¤i konfor düzeyine düflürebilecektir. Örne¤in, kazan dairesine yak›n olan dairelerde s›cakl›¤›n iyi bir flekilde
kontrolü ile eskiye oranla ciddi bir enerji tasarrufu elde edilebilecektir. Bu sistemin
uygulanmas›yla bina genelinde %20-%40 civar›nda bir tasarruf ortaya ç›kacakt›r.
87
88
Bu sistemde her daire ihtiyaç duydu¤u kadar ›s› enerjisine ekonomik olarak ulafl›rken, merkezi kazan›n çok yak›ld›¤› ve az yak›ld›¤› yönündeki tart›flmalar ortadan
kald›r›lacakt›r. Cihaza iliflkin ›s› tüketim de¤erlerinin okunmas› daire içerisine girilmeden yap›labilece¤inden, daire sakinleri rahats›z edilmeden enerji de¤erleri belirlenebilecektir.
Yakma yönetim ve brülör kontrol sistemlerinin brülörlerde kullan›m› ile hava/yak›t oran› çok hassas bir flekilde yap›labilmektedir. Böylece brülörün çeflitli
flartlarda çal›flmas› s›ras›nda tam yanma sürekli bir flekilde sa¤lanmaktad›r. Bununla birlikte oransal çal›flma yoluyla, kazan yükü dikkate al›narak uyumlu bir çal›flma sa¤lan›r ve gereksiz durufllar›n önüne geçilir. Yakma yönetim ve brülör kontrol
sistemlerinin en önemli özelli¤i de baca gaz› analizinin sürekli kontrol edilmesi ve
bu analize ba¤l› olarak brülörün hava/yak›t oran›n›n anl›k kontrolü ile emisyon
de¤erleri en iyi noktalarda tutulmas›d›r. Otomatik trim kontrolü ad› verilen ve küçük hava ayar düzeltmeleri yap›lan bu sistemde emisyon de¤erleri sürekli izlenerek yanma ayarlar› düzenlenir. Yanma ayarlar› düzenlenirken d›fl hava flartlar› ve
yak›t özelli¤i de¤iflikli¤i de sürekli alg›lanarak kaydedilir. Yakma yönetim ve brülör kontrol sisteminin kullan›m› ile verim art›fl›, yak›t tasarrufu ve emisyonlarda
azalman›n yan› s›ra servis, bak›m maliyetlerinde azalmalar ortaya ç›kmaktad›r.
Tam otomatik sistemli kazan kontrolü son y›llarda pek çok kazan firmas› taraf›ndan kullan›lmaktad›r. Kazana eklenen bir kontrol paneliyle kazan›n ekonomik
flartlarda iflletilmesi amaçlanmaktad›r. Tam otomatik sistemli kazan kontrolü ile y›ll›k yak›t tüketiminde %40’a varan tasarruflar ortaya ç›kabilmektedir. Ekonomi panelinin en temel özelli¤i, sa¤lanan alg›lama ve kumanda sistemleriyle, d›fl hava s›cakl›¤› ve kazan su s›cakl›¤› bilgileri al›narak brülöre kumanda edilmesi ve kazan
suyu s›cakl›¤›n›n ayarlanmas›d›r.
Farkl› firmalar taraf›ndan tasarlanan kazanlarda birbirinden farkl› özellikleri
olan ekonomi panelleri kullan›lmaktad›r. Genel olarak ekonomi paneli ile kazan
kontrolünde sa¤lanan baz› özellikler afla¤›da s›ralanm›flt›r:
• D›fl hava ve/veya iç ortam s›cakl›¤›na göre ›s›tma sistemine giren suyun s›cakl›¤› otomatik olarak ayarlanmaktad›r.
• D›fl ortam›n gün boyunca de¤iflen s›cakl›k de¤erleri ile iç ortamdaki s›cakl›k
de¤erleri otomatik olarak kaydedilir. Bu de¤erler dikkate al›narak iç ortam
ve d›fl havaya en uygun olan çal›flma e¤risi ortaya ç›kart›l›r.
• D›fl hava ve iç ortam s›cakl›klar› sürekli olarak izlenerek ›s›tma sistemine giden su s›cakl›¤› sürekli olarak kontrol edilir. Bununla birlikte boylerde istenen s›cakl›ktan suyun haz›rlanmas›n› da kontrol eder.
• Is›tma sistemi, günlük ve haftal›k olarak programlanabilir. Haftan›n her günü için ve günün farkl› bölümleri için farkl› ›s›tma s›cakl›klar› programlanabilir. Benzer flekilde kullan›m s›cak suyu için de günlük ve haftal›k olarak
programlar yap›labilir. Kullan›c› herhangi bir program yapmasa bile fabrika
yaz›l›m›n içine standart bir program yüklemifl olup, sistem bu programa göre de etkin bir flekilde çal›flabilmektedir. Oda s›cakl›¤› sürekli kontrol edilerek farkl› zamanlarda (gece, gündüz gibi), farkl› s›cakl›klar tan›mlanabilir.
• Yaz k›fl çal›flma konumlar› otomatik olarak belirlenmektedir. Don tehlikesine karfl› sistemde koruma mekanizmas› bulunmaktad›r. Kullan›c› evde olmasa bile tesisattaki su s›cakl›¤› +1°C’ye düfltü¤ünde sirkülasyon pompas›
otomatik olarak çal›fl›r ve tesisat donmaya karfl› korunmufl olur. Is›tma veya
s›cak su haz›rlamada baca gaz›nda yo¤uflma riski olmayacak önlemler al›n›r.
Is›tma sisteminin 14 saatten fazla çal›flt›r›lmad›¤› dönemlerde, kullan›lmayan
pompalar›n s›k›flma riskini ortadan kald›rmak amac›yla pompalar otomatik
olarak günde bir kez 20-25 saniye kadar çal›flt›r›l›r. Bu s›rada kar›fl›m vanalar› da geçici olarak aç›l›r.
• Kazan suyunun s›cakl›¤› alt ve üst limit de¤erleriyle s›n›rland›r›labilmektedir. Brülörün s›k s›k devreye girmesinin ve sistem veriminin düflmesinin
önüne geçilecek önlemler al›nm›flt›r.
• Lejyoner hastal›¤›ndan korunmak ve sistemde bakteri oluflumunu önlemek
için boylerde bulunan kullan›m suyu haftada bir kez veya haftan›n her günü belirlenen bir zamanda, belirli bir süreyle 65°C-75°C’lerde tutulur. Bu s›cakl›k de¤eri istendi¤inde de¤ifltirilebilmekle birlikte kullan›m suyu sisteminde bakterilerin yok edilmesi için bu s›cakl›k önerilmektedir.
• Elektrik kesintileri ortaya ç›kt›¤›nda kontrol ünitesindeki veriler yok olmaz
ve kaydedildi¤i gibi kal›r. Arzu edildi¤i takdirde, cihaz içindeki program bozulmaks›z›n, program d›fl› olarak o güne mahsus ›s›tma ve kullan›m suyu
haz›rlanabilir. Yap›lan ifllemler ve ölçülen tüm s›cakl›k de¤erleri ekrandan
takip edilebilir.
• Ekonomi panelleri ›s›tma sistemine günefl enerji paneli ile birlikte çal›flma
olana¤› verebilmektedir. Ayr›ca kaskad çal›flmaya da uygun olarak haz›rlanm›flt›r. Bu amaçla kaskad çal›flma için 5 adedi do¤rudan, 10 adedi kar›fl›ml›
olmak üzere 15 adet ›s›tma devresi planlanabilir. Bununla birlikte 5 adet
boyler devresi, 5 adet iki kademeli kazan veya 10 adet tek kademeli devre
kontrol edilebilir. Mevcut kontrol panelleri kaskad kullan›m› durumunda
genleflme kab›, vana gibi tesisat elemanlar›n› da kontrol edebilir.
• Ekonomi panelinde bulunan hata menüsü ile sistemde oluflan ar›zalar kullan›c›ya bildirilir. Elektrikli su ›s›t›c›s› ve alarm rölesi kontrol edilebilir. Ekonomi paneli 8 farkl› kontrol modu ile ihtiyaca uygun olarak çal›flabilmektedir. Ekonomi paneli kontrol ünitesi d›fl›nda sistem, manuel olarak da çal›flt›r›labilecek donan›ma sahiptir.
Motorlu vanalarla sistem ve zon kontrolü ›s›tma sisteminde enerji tasarrufu sa¤layan ve son y›llarda pek çok tesisatta uygulanan bir sistemdir. Bu yöntem,
sisteme veya belirli bir zona giden suyun s›cakl›¤› veya debisi de¤ifltirilerek kapasite kontrolü yapma prensibine dayanmaktad›r. Bu ifllem iki veya üç yollu kontrol
vanalar› ile gerçeklefltirilebilmektedir. Kalorifer tesisat›nda debinin sabit tutulmas›
tercih edilmektedir. Zon kontrolü ile sistemin belirli bir bölümünün kontrol edilmesi amaçlanmaktad›r. Özellikle ifl merkezlerinde farkl› zamanlarda farkl› s›cakl›klarda olmas› istenen mekanlar bulunmaktad›r. Örne¤in ifl merkezinde sürekli kullan›lmayan toplant› odalar›n›n belirli gün ve saatlerde ›s›t›l›p so¤utulmas› bu yolla
sa¤lanabilmektedir. Özellikle büyük ifl merkezlerinde binan›n orta k›sm› ile d›fl k›sm›ndaki ofislerin ›s›tma ihtiyac› birbirinden farkl› olabilmektedir. ‹yi bir kontrol sistemi oluflturularak hem sistemin tamam›nda d›fl s›cakl›¤a ba¤l› olarak kapasite
kontrolü yap›l›r, hem de farkl› zonlardaki farkl› ›s›tma talepleri karfl›lanabilir. Bu taleplerin karfl›lanmas› ancak motorlu kontrol vanalar› ile gerçeklefltirilebilmektedir.
Bu sistemde radyatöre daha düflük s›cakl›klarda su gönderilmesi gerekti¤inde kazandan ç›kan s›cak su do¤rudan radyatöre gönderilmemektedir. Kazandan ç›kan
su ile tesisattan dönen su üç ve dört yollu vanalarda ayar oran›na göre istenilen s›cakl›¤a gelecek flekilde kar›flt›r›l›r ve ondan sonra radyatöre gönderilir. Böylece
radyatöre gereksiz yere s›cak su yollanmam›fl olur. Üç yollu vanalar bu sisteme göre çal›flmaktad›rlar. Dört yollu vanalarda ise kar›flt›r›lan suyun bir k›s›m radyatöre,
bir k›sm› ise kazana yollanmaktad›r. Üç ve dört yollu vanalar›n tercihinde farkl›
89
90
avantaj ve dezavantajlar bulunmaktad›r. Radyatöre yollanacak suyun s›cakl›¤› iç ve
d›fl ortam s›cakl›¤›na ba¤l›d›r. Örne¤in d›fl ortam s›cakl›¤› 0°C oldu¤u durumdaki
kazan suyu ç›k›fl s›cakl›¤› ile -10°C oldu¤u durumdaki kazan suyu s›cakl›¤› ayn› olmal›d›r. Ayr›ca oda s›cakl›¤› 20°C olmas› arzu ediliyorsa, oda s›cakl›¤› 20°C’ye geldi¤inde radyatöre kazan suyu gönderilmemelidir. Üç veya dört yollu vana kazan
suyu ç›k›fl borusu ile dönüfl borusu aras›na yerlefltirilir. Üç veya dört yollu kontrol
vanas› otomatik olarak kumanda edilerek radyatöre giden su s›cakl›¤› ayarlanabilir. Böylece, radyatöre gereken s›cakl›kta su gitmifl olur. Sonuç olarak radyatörlere
yüksek s›cakl›kta su verilmeyerek ortam istenilen s›cakl›kta tutulup enerji tasarrufu sa¤lanm›fl olur. ‹ki yollu vanalarda ak›flkan debisi de¤ifltirilerek kontrol sa¤lan›r.
Üç ve dört yollu vanalarda ise ak›flkanlar kar›flt›r›larak kontrol sa¤lanmaktad›r.
‹ki yollu vanalar, merkezi sistemdeki farkl› dirençlerden oluflabilecek su sirkülasyonu farkl›l›klar›n›, fazla su geçen yerleri k›sarak dengelemektedir. Bu sistemde dönüfl suyu s›cakl›¤› düflük olaca¤› için, dönüfl borular›ndaki ›s› kayb› daha
az olmaktad›r. Eflanjör ba¤lant›lar›ndaki vana ve pislik ay›r›c› say›s› daha az olaca¤› için servis malzemesi maliyeti azalacak ve daha az yer kaplayacakt›r. ‹ki yollu
vana ile kontrol yöntemi, debilerin çal›flma koflullar›na ba¤l› olarak de¤ifltirilmesi
ve azalt›lmas› prensibine dayand›¤›ndan pompalamadaki enerji sarfiyat› azalacak,
ayr›ca elektrik enerjisinden de tasarruf sa¤lanacakt›r. Bunun gerçekleflmesi için de¤iflken devirli pompa kullan›m› gereklili¤i olup bu da yat›r›m maliyetini artt›rmaktad›r. ‹ki yollu vanan›n en büyük avantaj› üç ve dört yollu vanalara göre daha ucuz
olufludur. ‹ki yollu vana kullan›m›nda vana kapand›¤›nda borulardaki su so¤umaktad›r. Vana aç›lmaya bafllad›¤›nda ise ›s›l atalet nedeniyle ›s›tma sürecinde bir
gecikme söz konusu olmaktad›r. Sistemde kapanan iki yollu vana say›s› artt›¤›nda,
de¤iflken devirli pompa kullan›lm›yorsa bas›nç da artmaktad›r. Genelde aç›k olan
iki yollu vanalar kapanmaya bafllay›nca geçen suyun h›z› artaca¤›ndan bir miktar
ses ve gürültü problemi ortaya ç›kabilmektedir.
Üç yollu vana kullan›m›nda ise merkezi sistemde dolaflan su debisi sabit kalmaktad›r. Is›nma ihtiyac›n›n az oldu¤u sürelerde bile borularda afl›r› so¤umalar ortaya ç›kmamaktad›r. Bu nedenle boru flebekesi ani ›s›nmalardan ve dolay›s›yla ›s›l
gerilmelerden etkilenmemektedir. Üç yollu vana tam kapal› durumdan itibaren
aç›lmaya bafllad›¤›nda eflanjöre s›cak su girifli en k›sa sürede etkin olmaktad›r. Kullan›m yeri ve kontrol sistemi hassasiyetindeki toleranslar ve kullan›m amac›na ba¤l› olarak iki yollu vana kullan›m› da önerilmekle birlikte genellikle üç yollu vana
kullan›m› daha çok önerilmektedir. Üç yollu kar›flt›rma vanas› uygulamas›nda girifl
suyu s›cakl›¤›, daha so¤uk olan dönüfl suyuyla, kazandan gelen s›cak suyun ortak
›s›tma suyu giriflinde istenen kar›fl›m oran›n› sa¤layan kar›flt›r›c› konumuna uygun
olarak ayarlanmaktad›r.
Dört yollu kar›flt›rma vanas›nda, üç yollu kar›flt›rma vanas›n›n yan› s›ra kazan dönüfl suyu s›cakl›¤›n›n yükseltilmesi de söz konusudur. Bu ifllem, kazan ç›k›fl›ndaki suyun bir k›sm›n›n kazan dönüflüne kar›flt›r›lmas›yla gerçeklefltirilmektedir.
Üç ve dört yollu kar›flt›rma vanalar›nda oda ve d›fl hava termostat› bulunmaktad›r.
Bu sistemde d›fl hava s›cakl›¤› alg›lanmakta, iç s›cakl›¤› alg›layan termostat ayarlanarak üç ve dört yollu vanalarla sisteme giden su s›cakl›¤› ayarlanmaktad›r. Üç ve
dört yollu kar›flt›rma vanalar›yla -20°C ile +350°C aras›nda buhar, s›cak su, kaynar
su, k›zg›n ya¤, so¤utma s›v›s› ile her türlü bazik ve asitik ortamlarda ›s› kontrolü
ile yak›t tasarrufu yap›labilmektedir. Üç ve dört yollu motorlu kontrol vanas› kullan›larak oda s›cakl›¤› belirli bir de¤ere geldi¤inde s›cak ak›flkan boflu bofluna tüketim merkezine yollanmayacakt›r. Bununla birlikte farkl› d›fl ortam s›cakl›klar›n-
91
da kazan ç›k›fl s›cakl›¤› otomatik olarak ayarlanarak konforlu bir ›s›nma ve enerji
tasarrufu sa¤lanacakt›r. Üç ve dört yollu kar›flt›rma vanalar›na iliflkin çal›flt›rma
prensibi fiekil 3.7 ve 3.8’de görülmektedir.
fiekil 3.7
Kazandan
Ç›k›fl
300 h 90˚C
1000 h 62˚C
Sisteme
Gidifl
Üç Yollu Kar›flt›rma
Vanalar›na ‹liflkin
Çal›flt›rma Prensibi
12000kcal/h
12000kcal/h
700 h
Kazana
Dönüfl
1000 h 50˚C
300 h 50˚C
Sistemden
Dönüfl
Üç Yollu Kar›flt›rma Vanas›
fiekil 3.8
1000 h 52˚C
300 h
Kazandan
Ç›k›fl
700 h
1000 h 90˚C
700 h
Kazana
Dönüfl
1000 h 78˚C
12000kcal/h
1000 h 50˚C
12000kcal/h
300 h
Sisteme
Gidifl
Sistemden
Dönüfl
Dört Yollu
Kar›flt›rma
Vanalar›na ‹liflkin
Çal›flt›rma Prensibi
92
Özet
Is›tma tesisat›ndaki cihazlar denilince ilk baflta kazanlar, kat kaloriferleri, boylerler ve kombi cihazlar› s›ralanabilir. Is›t›c› eleman olarak radyatörler, konvektörler, radyant ›s›t›c›lar ve ç›plak borulardan söz edilebilir. Is›tma tesisat›ndaki di¤er cihazlar olarak genleflme
depolar›, pompa ve vanalar ile armatürler incelenmifltir. S›cak su kazanlar› genelde malzeme aç›s›ndan döküm kazanlar, çelik kazanlar; çal›flma sistemi aç›s›ndan
atmosferik brülörlü ve üflemeli brülörlü kazanlar olarak s›n›fland›r›lmaktad›r.
Is›t›c› elemanlar konutlarda ifl merkezlerinde ortam›n
›s›t›lmas›nda kullan›lmaktad›r. Kazan, kat kaloriferi ya
da kombi arac›l›¤› ile üretilen s›cak suyun ›s›t›c› elemanlara yollanarak s›cak suyun enerjisinin ortama verilerek ortam›n ›s›t›lmas›n› sa¤lar. Yayg›n olarak kullan›lan ›s›t›c› elemanlar radyatörlerdir. Bunun d›fl›nda konvektör, radyant ›s›t›c› ve nadiren de ç›plak borular ›s›t›c› eleman olarak kullan›lmaktad›r.
Son y›llarda bireysel ›s›tma sistemlerine do¤ru bir tercih
kaymas› ortaya ç›kt›¤› görülmektedir. Bu tercihe toplu
›s›nmada s›cakl›k tercihi yap›lamamas› ve enerji tasarrufuna iliflkin önlemlere tüm kullan›c›lar›n özen göstermemesi yol açmaktad›r. Buna çözüm olmak üzere toplu
›s›tma sistemlerinde pay ölçer seçene¤i ortaya ç›km›fl ve
bunun kullan›m›nda zorunluluklar olmas› gündeme gelmifltir. Son y›llarda ›s›tma sistemlerinde düflük s›cakl›kl›
›s›tma sistemine do¤ru bir geçifl söz konusudur. 90/70’lik
klasik sistem yerine 70/55, 65/45, 55/40 gibi sistemler
ortaya ç›km›flt›r. Bu tür sistemlerin en önemli avantaj›,
suyu daha yüksek s›cakl›klara kadar ›s›tmak için enerji
harcanmamas› ve ›s› kay›plar›ndaki azalmad›r. Düflük s›cakl›kl› ›s›tma sistemleri genellikle yerden ve duvardan
›s›tma ile birlikte kullan›lmaktad›r. Düflük s›cakl›kl› ›s›tma sistemlerinde kazan ç›k›fl suyu s›cakl›¤› 55°C-70°C
mertebelerinde oldu¤undan, do¤al olarak bacadan at›lan gaz›n s›cakl›¤› da düflmektedir. Bu durum, bacadan
at›lan gaz›n s›cakl›¤›n›n düflmesi anlam›na gelmektedir.
Düflük ›s›tma sistemlerinin enerji tüketimi aç›s›ndan verimli olmas› ve tercih edilmesinin nedeni de budur. Son
y›llarda sa¤lad›¤› enerji tasarrufu nedeniyle yüzeyden
›s›tma sistemlerinin tercihinde art›fllar ortaya ç›km›flt›r.
Yüzeyden ›s›tma sistemleri, yerden olabilece¤i gibi duvardan ya da tavandan da gerçeklefltirilebilmektedir. Is›
pompas›, yo¤uflmal› kombi ve günefl enerjisiyle birlikte
desteklendi¤inde hem ›s›tma hem so¤utma söz konusu
olabilmektedir. Bu durumda borular k›smen yerden, k›s-
men duvardan, k›smen de tavandan geçebilmekte; ›s›tma halinde yerden ve duvardan, yaz›n so¤utma halinde
ise tavandan ve duvardan ak›flkan dolaflt›r›lmaktad›r.
Günefl enerjisi bafllang›çta sadece kullan›m s›cak suyu
amac›yla hayat›m›za girmifltir. Daha sonra ›s›tmaya destek ve elektrik enerjisi üretiminde de günefl enerjisinden
yararlanma, uygulamada da kullan›ma girmifltir. Özellikle geçifl mevsimlerinde sadece güneflten yararlanarak
›s›t›lan konutlar k›fl mevsimi ilerledikçe günefl enerjisinin yetmedi¤i durumlarda klasik ›s›tma sistemlerinin takviyesi gerekmifltir. Günefl enerjisiyle ›s›tma uygulamas›nda, di¤er ›s›tma uygulamalar›nda oldu¤u gibi yal›t›m
çok önemlidir.
Yo¤uflmal› sistemler, baca gaz› içerisinde bulunan buhar›n yo¤uflturulmas›yla ortaya ç›kan enerjiden yararlanan sistemlerdir. Kaskad sistemler, merkezi ›s›tma sistemi kullanan binalarda, ›s›tma sisteminin, mevsime göre
ihtiyaç duydu¤u optimum düzeyde çal›flt›rarak enerji
ekonomisi sa¤lamaktad›r. Son y›llarda sa¤lad›¤› avantaj
nedeniyle kaskad sisteminin kullan›m›nda ve tercihinde art›fllar görülmektedir. Is›tma sisteminin ihtiyac› olan
›s› kapasitesi tek bir kazan yerine birçok duvar tipi cihazdan oluflmaktad›r. Geçifl mevsimlerinde binan›n ›s›
ihtiyac›, tam kapasitesnin dörtte biri de¤erine kadar düflebilmektedir. Geçifl mevsimlerinde ›s› ihtiyac›n›n düflük olmas› nedeniyle kazanlar, ihtiyaca ba¤l› olarak %
30- %40 gibi düflük kapasitelerde çal›flabilmektedir. Düflük kapasitede çal›flmas› nedeniyle de çal›flma verimleri düflmektedir. Bu sak›ncay› ortadan kald›rmak üzere
kaskad sistemleri önerilmektedir.
Is›tma sistemlerinde kullan›lan bafll›ca kontrol cihazlar› ve sistemleri flunlard›r: oda termostat›, termostatik
radyatör vanas›, kazan termostat›, pay ölçer, tam otomatik sistemli kazan kontrolü, yakma yönetim sistemleri ve motorlu vanalarla sistem veya zon kontrolüdür.
Oda termostat›, önceden ayarlanana bir set de¤erine
ba¤l› olarak odan›n arzu edilen s›cakl›kta tutulmas›n›
sa¤lamaktad›r.
93
1. Afla¤›da sembolü verilmifl olan ›s›tma tesisat› eleman›n›n ad› hangi fl›kta do¤ru olarak verilmifltir?
a.
b.
c.
d.
e.
Kazan
Brülör
Kondenstop
Vana
Pompa
2. Afla¤›daki fl›klarda verilen bireysel ›s›tma yöntemlerinden hangisi di¤erlerinden daha ekonomik bir ›s›tma
yöntemidir?
a. Do¤algaz sobas›
b. Yo¤uflmal› kombi
c. Kat kaloriferi
d. Soba
e. Radyatör
3. Merkezi ›s›tma sistemi için kazan seçimi yap›l›rken
hangisi dikkate al›nmaz?
a. Kazan dairesinin yeri
b. Kazan tipi
c. Kazan kapasitesi
d. Kollektör uygulamas›
e. Kazan dairesinin rengi
4. Klasik s›cakl›kl› ›s›tma sistemine ait gidifl-dönüfl suyu
s›cakl›k de¤eri afla¤›dakilerden hangisidir?
a. 90/70
b. 70/55
c. 65/45
d. 55/45
e. 55/40
5. Hijyenik olmas› ve radyatör, boru gibi tehlike oluflturacak eleman olmay›fl› nedeniyle hastane ve çocuk
yuvalar›nda kullan›lan ›s›tma türü afla¤›dakilerden hangisidir?
a. Merkezi ›s›tma
b. Bölgesel ›s›tma
c. Yerden ›s›tma
d. Duvardan ›s›tma
e. Radyatörlü ›s›tma
6. Yo¤uflmal› sistemlerde at›k gaz›n geçti¤i kazan ve
baca bölümleri paslanmaz çelikten yap›lmas›n›n nedeni nedir?
a. Verimi art›rmak için
b. Baca gaz› s›cakl›¤› düflük oldu¤u için
c. Radyatör say›s› fazla oldu¤u için
d. Gaz hatt›nda yo¤uflmufl su bulundu¤u için
e. Yak›t olarak do¤algaz kullan›ld›¤› için
7. Merkezi ›s›tma sistemi kullanan binalarda, ›s›tma sisteminin, mevsime göre ihtiyaç duydu¤u optimum düzeyde çal›flt›rarak enerji ekonomisi sa¤layan sistem afla¤›dakilerden hangidir?
a. Kaskad sistemler
b. Yo¤uflmal› sistemler
c. Tek borulu da¤›tma sistemleri
d. Yüzeyden ›s›tma sistemleri
e. Konvektörlü ›s›tma sistemleri
8. Afla¤›da hangisi ›s›tma sistemlerinde enerji ekonomisi sa¤lamak için kullan›labilecek bir otomatik kontrol
sistemi de¤ildir?
a. Motorlu vanalarla sistem veya zon kontrolü
b. Oda termostat›
c. Hidrofor
d. Kazan termostat›
e. Termostatik radyatör vanas›
9. Afla¤›da verilen otomatik kontrol yöntemlerinden
hangisi oda s›cakl›¤›n›n belli bir düzeyde tutularak sisteme enerji tasarrufu sa¤lar?
a. ‹ki kollu kontrol vanas›
b. Üç yollu kontrol vanas›
c. Zon kontrolü
d. Kazan termostat›
e. Oda termostat›
10. Motorlu kontrol vanalar›nda kapasite kontrolü yapmak için suya ne yap›l›r?
a. Suyun bas›nc›n› düflürülür.
b. Suyun s›cakl›¤› veya debisi de¤ifltirilir.
c. Suyun yo¤unlu¤unu de¤ifltirilir.
d. Suya klor kat›l›r.
e. Suyun rengini de¤ifltirilir.
94
1. c
2. b
3. e
4. a
5. c
6. d
7. a
8. c
9. e
10.b
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Is›tma Tesisat› Elemanlar›
ve Cihazlar›” bafll›kl› konuyu yeniden gözden
geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Düflük S›cakl›kl› Is›tma
Sistemleri” bafll›kl› konuyu yeniden gözden
geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise”Is›tma Sistemleri, Sistem Seçimi ve Enerji Ekonomisi” bafll›kl› konuyu yeniden gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Is›tma Tesisat› Elemanlar›
ve Cihazlar›” bafll›kl› konuyu yeniden gözden
geçiriniz
geçiriniz.
geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Kaskad Sistemler” bafll›kl›
konuyu yeniden gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Otomatik Kontrol ve Enerji Ekonomisi” bafll›kl› konuyu yeniden gözden
geçiriniz.
geçiriniz.
geçiriniz.
S›ra Sizde 1
Is›tma tesisat› hesaplan›rken ›s›t›c› cihazlar›n seçiminde
emniyet katsay›lar› göz önüne al›nmal›d›r. Emniyet katsay›lar›n›n yüksek seçilmesi, yüksek kapasite de¤erlerini ortaya ç›karmaktad›r. Örne¤in, kazan seçimi yap›l›rken önce tüm binan›n ›s› ihtiyac› hesaplanmakta, sonra
borulardan d›flar›ya olan ›s› kaça¤› dikkate al›narak bir
emniyet katsay›s›yla çarp›lmaktad›r. Bunun d›fl›nda kazan kataloglar›ndan seçim yap›l›rken hesaplanan de¤ere en yak›n ve büyük olan kazan seçimi yap›lmaktad›r.
Bundan dolay› da ihtiyac›n üzerinde kazan kapasiteleri
ortaya ç›kmaktad›r. Benzer yüksek kapasite seçimi pompa, genleflme deposu, hidrofor ve radyatör seçiminde
de görülmektedir. Kapasitesi yüksek seçilen cihaz, ömrü boyunca düflük kapasitede çal›flmakta ve düflük verimde iflletilmektedir. Ayr›ca kapasitesi büyük seçilen
cihaz (kazan, pompa) daha pahal›ya sat›n al›nmakta,
ilk yat›r›m maliyeti artmaktad›r. Büyük kapasite seçilmesi durumunda dur-kalk prensibiyle çal›flan brülörlerde, cihaz›n devreye girip ç›kma say›s› artacakt›r. Brülörün her devreye giriflinde eksik yanma kay›plar› ve durma s›ras›nda da kazan›n ›fl›n›m kay›plar› artacakt›r. Bu
durum yak›t tüketimini artt›ran bir faktördür.
S›ra Sizde 2
Radyatör yerlefltirilirken konuyla ilgili standartlara göre
yerlefltirilmesi çok önemlidir. Radyatörün yerden yüksekli¤i 70 mm, duvardan uzakl›¤› ise en az 40 mm olmal›d›r. Radyatör verimi, yerlefltirme biçimi ile birlikte
radyatörün kapat›lma flekline de ba¤l›d›r. Radyatörün
dekoratif amaçlarla kapat›lmas› %5-%15 aras›nda verim
düflüklü¤üne neden olmaktad›r. Dekoratif amaçlarla
kapat›lmas› gerekiyorsa, alttan so¤uk havan›n girmesine ve üstten ›s›t›lm›fl havan›n ç›kmas›na izin verecek bir
tasar›m yap›lmal›d›r. Ayr›ca radyatör önüne perde, dolap, masa türü eflya konulmamal›d›r.
S›ra Sizde 3
Radyatör yerlefltirilmesinde en önemli faktör, yerlefltirilmesine iliflkin kurallara uyulmas›d›r. Bunun yan›nda
radyatör arkas› yal›t›m› da önemle üzerinde durulmas›
gereken noktalardan birisidir. Radyatörün bulundu¤u
yak›n çevredeki s›cakl›k iç ortam s›cakl›¤›n›n çok üzerindedir. Termodinami¤in birinci yasas› gere¤i ›s› daima
yüksek s›cakl›kl› ortamdan düflük s›cakl›kl› ortama do¤ru gidece¤inden, e¤er radyatör arkas›ndaki duvar yal›t›lmam›flsa ve buradaki yüzey s›cakl›¤› düflükse, ›s› odaya gelmek yerine öncelikle duvardan d›flar› kaçacakt›r.
Bu nedenle radyatör pete¤i arkas›ndaki duvar›n yal›t›lmas› ›s› kay›plar›n› azaltmak aç›s›ndan çok önemlidir.
Mevcut binalarda radyatör arkas›na konacak yal›t›m levhas› ile %10’a kadar enerji tasarrufu sa¤lanabilmektedir.
Radyatör arkas› yal›t›m levhalar› ›s›y› yans›tma özelli¤ine de sahip alüminyum folyo ile kaplanmal›d›r. Radyatör arkas›na yerlefltirilen yal›t›m levhas›, iletim yolu ile
olan ›s› geçiflini azaltmaktad›r. Alüminyum levha ise ›fl›n›mla ›s› geçiflini azalt›c› yönde etki yapacakt›r.
S›ra Sizde 4
Buharl› sistemler ›s›tma amac›yla, özellikle bölgesel sistemlerde kullan›lmakla birlikte, sanayide de kullan›lmaktad›r. Sanayide buhar; kimya, ka¤›t, tekstil, malzeme ve g›da endüstrisinde yayg›n olarak kullan›lmaktad›r. Bunun d›fl›nda buhar, temizlik amac›yla çamafl›rhanelerde ve sterilizasyon amac›yla hastanelerde kullan›lmaktad›r. Güvenilir olarak kullan›labilece¤i bir s›cakl›kta, büyük miktarda ›s› depolayarak tafl›yabiliyor olmas›
ve her yerde kolay ve bol bulunan sudan üretilebiliyor
olmas› nedeniyle buhar, sanayi kurulufllar›nda ve büyük ›s›tma sistemlerinde kullan›lmaktad›r. Endüstride
buhar kullan›m›n›n tercih edilmesinin bafll›ca nedenleri
aras›nda buhar sistemiyle yüksek ak›flkan s›cakl›klar›na
ç›kabilme ve küçük bir kütle ile büyük miktarda ›s›
enerjisinin tafl›nmas› söylenebilir. Özellikle g›da endüstrisinde buhar kullan›m› hijyenik nedenlerle tercih edilmektedir. Buhar›n tafl›nmas› kendi bas›nc›yla gerçekleflti¤inden pompalamaya ihtiyaç duyulmamaktad›r.
S›ra Sizde 5
Duvardan ›s›tma ve so¤utmada kullan›labilecek panel
tipleri çeflitli kriterlere göre s›n›fland›r›lmaktad›r. Mimari kullan›m aç›s›ndan bak›ld›¤›nda; modüler paneller,
köfle paneller, çevre panelleri, tavana gömülü paneller,
duvara gömülü paneller ve zemin panelleri görülmektedir. Duvardan ›s›tma ve so¤utmada kullan›lacak panel
tipleri ak›flkan cinslerine göre s›n›fland›r›ld›¤›nda; s›v›
ak›flkanl› paneller (genellikle su), gaz ak›flkanl› paneller
ve elektrikli paneller mevcuttur. Duvardan ›s›tma ve so¤utmada kullan›lacak panel tipleri, konstrüksiyonuna
göre s›n›fland›r›ld›¤›nda ise, serpantinli paneller ve ›zgara paneller olmak üzere ikiye ayr›lmaktad›r. Son olarak, kullan›lan malzeme cinsine göre s›n›fland›r›ld›¤›nda ise, metal paneller ve plastik paneller olmak üzere
iki uygulama ortaya ç›kmaktad›r.
S›ra Sizde 6
S›cak sulu döflemeden ›s›tmada, zemine boru döflenerek s›cak sunun enerjisini mekana iletilmektedir. Elektrikli döflemeden ›s›tmada, elektrik enerjisini ›s› enerjisine dönüfltürmek üzere özel olarak üretilmifl ›s›tma
kablolar› arac›l›¤› ile ›s› enerjisi odaya aktar›larak mekan›n ›s›t›lmas› sa¤lanmaktad›r. Elektrikli döflemeden ›s›tma sistemi tüm daireyi ›s›tmak için kullan›labildi¤i gibi
genellikle ›slak zeminlerin bulundu¤u banyo, mutfak,
balkon gibi, mekanlara ›s›tma ve konfor amac›yla kullan›lmaktad›r. Elektrikli döflemeden ›s›tma sistemi uyguland›¤›nda mevcut döfleme yüksekli¤inde 1-1,5 cm’lik
95
bir fark ortaya ç›kmaktad›r. S›cak sulu döflemeden ›s›tma sistemlerinde bu fark daha fazlad›r. Elektrikli döflemeden ›s›tma sistemleri konutlarda ›s›tma amac›yla kullan›ld›¤› gibi çat›larda buz eritme, buzlu rampalarda buzun eritilmesi amac›yla ve merdivenlerde buz eritme
amac›yla da kullan›labilmektedir.
S›ra Sizde 7
Günefl enerjisinin kullan›ld›¤› tüm uygulamalarda oldu¤u gibi en genel avantaj› bol ve tükenmeyen enerji kayna¤› olmas›d›r. Bunun yan› s›ra emisyon oluflturmayan
temiz bir enerji kayna¤›d›d›r. Günefl enerjisi yurt d›fl›na
ba¤›ml› olmayan bir enerji kayna¤› olup ekonomik ve
kullan›m› kolayd›r. ‹flletme maliyeti az olan günefl enerjisi kullan›m›nda çok farkl› alternatifler önerilmektedir.
Bu alternatifler aras›nda sistem çözümleri ön planda
yer almaktad›r. Bu sistem çözümlerinde kazan (veya
kombi), ›s› pompas›, jeotermal ile güneflin birlikte kullan›m alternatifleri ortaya koyulmaktad›r. Günefl enerjisi kullan›m›n›n dezavantajlar› ise depolama olana¤›n›n
s›n›rl› olmas› ve gece kullan›m olana¤› bulunmad›¤›ndan sürekli bir enerji kayna¤› olmamas›d›r. Kollektör
kullan›m›nda, kollektörün gölgelenmemesi önemli bir
faktördür. Enerjinin pik kullan›m›n›n söz konusu oldu¤u akflam saatlerinde günefl enerjisinden yararlan›lamamaktad›r. Otomatik kontrollü ve yüksek verimli bir
iflletme için ilk yat›r›m maliyeti yüksek olarak ortaya
ç›kmaktad›r.
S›ra Sizde 8
Günefl enerji sistemlerinde kullan›lan kollektörlerden
beklenen özelliklerin bafl›nda uzun ömürlü olmas› ve
yüksek verimle çal›flt›r›labilmesi gelmektedir. Kollektörde kullan›lan cam›n yüksek ›s› geçirgenli¤ine ve düflük yans›ma oran›na sahip olmas› beklenmektedir. Kollektörün d›fl çerçevesinin geri dönüflümlü, hafif cam fiberden üretilmesi önerilmektedir. Günefl enerji sistemlerinde kullan›lan kollektörlerden beklenen en önemli
özelliklerden birisi de korozyona karfl› dayan›kl› olmas›d›r. Kollektördeki boru ba¤lant›lar› en uygun verimi
sa¤layacak flekilde tasarlanmal›d›r. Kollektörün montaj
ve bak›m› kolay olmal›d›r. Genellikle çat›ya yerlefltirilen kollektörlerin çat›ya zarar vermeyecek kadar hafif,
rüzgar ve d›fl etkilere dayanacak kadar mukavemetli olmas› beklenmektedir. Birden fazla say›da kollektör kullan›m›nda kollektörler aras› mesafeler k›sa olmal› ve
ara ba¤lant›lardan dolay› ›s› kay›plar› minimum düzeyde tutulmal›d›r.
96
ASHRAE (1992), Thermal environmental conditions
for human occupancy, ANSI/ASHRAE Standard
55-1992R.
ASHRAE. 2004, El Kitab› Sistemler ve Ekipmanlar,
Bölüm 6, Panel Is›tma ve So¤utma.
Do¤an, V., Is›tma, Vemeks Mühendislik, ISBN: 978605-61-897-0-8.
Genceli O. F., Parmaks›zo¤lu ‹. C. (2007), Kalorifer
Tesisat›, TMMOB MMO Yay›n No 352/4.
ISISAN (2005), Enerji Ekonomisi, ISISAN Çal›flmalar›
No 351.
Karakoç T. H. (1997), Enerji Ekonomisi, Demirdöküm Teknik Yay›nlar› Teknik Yay›n No 2.
Karakoç T. H. (2007), Brülörler, Demirdöküm Teknik
Yay›nlar› Teknik Yay›n No 7.
Karakoç T. H. (2007), KTH: Kalorifer Tesisat› Hesab›, Demirdökü¤m Teknik Yay›nlar› Teknik Yay›n
No 9.
Karakoç, T.H. ve Di¤erleri, Enerji Ekonomisi (Editör:
Karakoç, T.H.), Anadolu Üniversitesi Yay›n No:2114,
ISBN: 978-975-06-0795-0, Kas›m 2010
K›ncay, O., Karakoç, T. H., “Duvardan Is›tma-So¤utma Sistemleri ve Tasar›m ‹lkeleri”, Tesisat Mühendisli¤i Dergisi, TMMOB, Sayfa: 25-33, Say›:124,
07/2011
Watson R., Chapman K., Radiant Heating and Cooling
Handbook, McGraw Hill Handbooks, 2004.
Yararlan›lan ‹nternet Kaynaklar›
http://aquatherm.com.tr/yeni/index.php/sstemler/istma-soutma-panelleri.html
http://www.gelisimteknik.com
4
Amaçlar›m›z
N
N
N
Tesisatta ›s› yal›t›m›n›n önemini aç›klayabilmek,
Tesisat yal›t›m›nda kullan›lan malzemeleri ve bunlardan istenilen özellikleri
tan›yabilmek,
Tesisatta ›s› yal›t›m› yap›labilecek yerleri saptayabilmek
Anahtar Kavramlar
• Tesisat
• Is› Yal›t›m›
• Yal›t›m Malzemesi
• Yal›t›m Hatalar›
‹çindekiler
ve Klima Sistemlerinde Tesisatta Enerji Ekonomisi
Enerji Ekonomisi
• G‹R‹fi
• TES‹SATTA ENERJ‹ EKONOM‹S‹N‹N
ÖNEM‹
• TES‹SAT YALITIMINDA
KULLANILACAK MALZEMELERDEN
BEKLENEN ÖZELL‹KLER
• TES‹SAT YALITIMINDA
KULLANILAN YALITIM
MALZEMELER‹
• TES‹SATTA ENERJ‹ EKONOM‹S‹
SA⁄LANAB‹LECEK YERLER
Tesisatta
Enerji Ekonomisi
G‹R‹fi
Tesisatta enerji ekonomisi, binalarda enerji ekonomisi kadar önemlidir. Tesisatta
enerji ekonomisi öncelikle yal›t›mdan geçmektedir. Tesisat yal›t›m›n›n bina yal›t›m›ndan en önemli fark›, tesisatta karfl›lafl›lan s›cakl›k düzeylerinin binalardaki s›cakl›k düzeyinden çok yüksek olmas›d›r. Binalarda iç ortam›n s›cakl›¤› ile d›fl ortam›n s›cakl›¤› aras›ndaki fark 20°C-40°C aras›nda de¤iflmektedir. Tesisatta ise bu
fark çok daha yüksek düzeylerdedir. Bu nedenle tesisatta yap›lacak yal›t›m, enerji
tasarrufu aç›s›ndan büyük önem arz etmektedir. Bina ve tesisatta yal›t›m yap›lmas› durumunda tesisat yat›r›m›n›n maliyetlerinde önemli düzeyde düflmeler ortaya
ç›kabilmektedir. Binaya iyi bir yal›t›m yapmakla binan›n toplam ›s› ihtiyac› düflece¤inden binan›n kazan kapasitesi, radyatör say›s› ve boru çaplar›nda düflmeler ortaya ç›kar. Bu da parasal kazanç anlam›na gelmektedir. Benzer flekilde tesisatta yal›t›m da tesisat kay›plar›nda azalmalar ortaya ç›karabilecektir.
TES‹SATTA ENERJ‹ EKONOM‹S‹N‹N ÖNEM‹
Tesisatta ›s› yal›t›m›, teknik yal›t›m ya da endüstriyel yal›t›m olarak da adland›r›labilir. Yal›t›m tesisat›n olmazsa olmaz bir parças›d›r. Klima tesisat›, ›s›tma tesisat›,
so¤utma tesisat› gibi tüm tesisat alanlar›nda yal›t›m tamamlanmadan sistem devreye al›nmaz. Yal›t›m yap›l›rken dikkat edilmesi gereken önemli bir nokta, hangi durumda, hangi yal›t›m malzemesinin, hangi uygulama ile kullan›laca¤›d›r. Uygulamada ak›flkan s›cakl›¤›n›n da önemi bulunmaktad›r. Uygulamada kullan›lacak malzeme ve kal›nl›kta yap›lan hatalar baflta yo¤uflma olmak üzere pek çok ciddi problemi ortaya ç›karabilmektedir. Tesisatta yal›t›m uygulamalar›nda genelde borularda yap›lan yal›t›m yayg›n olarak kullan›lmaktad›r. Yal›t›m sadece borularda de¤il
vana ve çeflitli armatürlerde kullan›lmaktad›r. Özellikle yüksek s›cakl›kta çal›flan
çeflitli cihazlarda yap›lan yal›t›m, ciddi parasal kazançlar›n yan›nda çeflitli iflletme
sorunlar›n›n da ortadan kald›r›lmas›n› sa¤layabilmektedir. Özellikle borularda yal›t›m kal›nl›¤›n›n tespiti büyük önem arz etmektedir. Yal›t›m kal›nl›¤› artt›kça tasarruf da buna ba¤l› olarak artmaktad›r. Ancak bu arada yal›t›m›n maliyeti de artmaktad›r. Borularda yal›t›m yap›l›rken optimum yal›t›m kal›nl›¤› hesab› mutlaka yap›lmal›d›r. Optimum yal›t›m kal›nl›¤›, ›s› kayb›n›n en aza indirilmesinin yan› s›ra yal›t›m maliyetinin de olabildi¤ince düflük oldu¤u bir yal›t›m kal›nl›¤› olarak adland›r›lmaktad›r. Optimum yal›t›m kal›nl›¤› hesab› sonucunda yal›t›m malzemesinin cin-
100
si ya da kal›nl›¤› de¤ifltirilerek en iyi durum ortaya ç›kart›lmaktad›r. Ortam›n s›cakl›k ve nemine ba¤l› olarak boru d›fl yüzey s›cakl›¤›nda öyle bir kritik de¤er ortaya
ç›kar ki bu de¤erin alt›na inilmesi durumunda yüzeyde terleme olaylar› bafllar. Bu
durumda yal›t›m yap›lmamas› halinde boru üzerinde yo¤uflma meydana gelir. Kullan›lan yal›t›m malzemesinin cinsi ya da bunun kal›nl›¤› uygun de¤ilse yal›t›m malzemesinin d›fl yüzeyinde veya bünyesinde yo¤uflma olay› ortaya ç›kar. Bu durumda da tesisatta kullan›lan yal›t›m malzemesinin difüzyon direnç faktörü (µ) de¤erinin önemi anlafl›lmaktad›r. Bu durumlarda difüzyon direnç faktörü yüksek olan
malzeme kullan›lmal›d›r. Çünkü difüzyon direnç faktörü düflük olan malzeme kullan›l›rsa, malzeme içinde yo¤uflma problemi ortaya ç›kabilmektedir. Tesisatta sadece yüksek s›cakl›k de¤il düflük s›cakl›kta ak›flkan da dolaflmaktad›r. Bu tür tesisatlarda yal›t›m donma problemleri aç›s›ndan önemlidir. Örne¤in; su sayaçlar› yal›t›lmad›¤›nda donma problemleri sonucunda patlamalarla karfl›lafl›labilmektedir.
Bu nedenle tüm tesisat›n donmaya karfl› yal›t›m önlemi al›nmal›d›r.
Is›tma sistemlerinde yal›t›m olmay›fl›n›n ortaya ç›kard›¤› sorunlar flu flekilde s›ralanabilir:
• Enerji kayb› ve iflletme giderleri artmaktad›r.
• Yüksek s›cakl›k ve buhar armatürlerinde ifl kazalar› ortaya ç›kabilmektedir.
• Yal›t›m olmamas› nedeniyle kazan dairesinin afl›r› ›s›nmas› di¤er sistemlerin
zarar görmesine neden olabilmektedir. Örne¤in; kazan dairesinin afl›r› ›s›nmas›, hava kompresörlerinde verim düflüklü¤üne neden olmaktad›r.
• Yal›t›lmam›fl boru ve ekipmanlar yüzey s›cakl›¤›n›n yüksek olmas› sebebiyle çeflitli ifl kazalar› ortaya ç›karabilmektedir. Özellikle buhar ve k›zg›n su
hatlar›nda, bu hatlara yanl›fll›kla dokunulmas› sonucu deri yan›klar› olaylar›na s›k rastlan›lmaktad›r.
TES‹SAT YALITIMINDA KULLANILACAK
MALZEMELERDEN BEKLENEN ÖZELL‹KLER
Kullan›m yerine göre tesisat yal›t›m›nda kullan›lacak malzemelerden çeflitli özellikler istenmektedir. Is› yal›t›m›n›n amac› s›cakl›k fark›ndan ortaya ç›kan ›s› kay›plar›n› dolay›s›yla enerji kay›plar›n› azaltmakt›r. Genel olarak bak›ld›¤›nda ›s› yal›t›m›
binalarda, tesisatta ve endüstride uygulanmaktad›r. Is› yal›t›m malzemelerinden bu
kullan›m alanlar›na göre farkl› beklentiler bulunmaktad›r. Di¤er bir anlat›mla tesisat ve endüstriyel uygulamalarda kullan›lan yal›t›m malzemelerinden beklenen
özellikler ile yap›larda kullan›lan ›s› malzemelerinden beklenen özellikler farkl›l›klar ortaya ç›karmaktad›r. Tesisat ve endüstri uygulamalar›nda, tesisattan geçen
ak›flkan›n s›cakl›¤›na göre hatlar üçe ayr›lmaktad›r. So¤uk hatlar, ak›flkan s›cakl›¤›n›n 6°C’den düflük oldu¤u hatlard›r. Ak›flkan s›cakl›¤› 6°C-100°C aras›nda olan hatlar ›l›k hatlar olarak adland›r›lmaktad›r. Ak›flkan s›cakl›¤› 100°C’nin üzerindeki hatlar s›cak hatlar olarak tan›mlan›r. Tesisatta ›s› yal›t›m›, s›cak hatlarda ›s› kay›plar›n›
azaltmak amac›yla yap›lmaktad›r. So¤uk hatlarda ise ›s› kazanc›n› önlemek amac›yla yap›lmaktad›r. Tesisat ve endüstriyel uygulamalarda yayg›n olarak kullan›lan
›s› yal›t›m malzemeleri polietilen köpük, kauçuk köpü¤ü, cam yünü, poliüretan,
cam köpü¤ü ve kalsiyumsilikatt›r.
Tesisatta kullan›lan ›s› yal›t›m malzemesi seçilirken aranan temel özellikler; ›s›
iletim katsay›s›, su buhar› difüzyon direnç katsay›s›, yang›n dayan›m›, korozyon
riskinin az oluflu, uygulama kolayl›¤› ve ekonomikliktir.
101
4. Ünite - Tesisatta Enerji Ekonomisi
Is› ‹letim Katsay›s›
Is› iletim katsay›s›, ›s› yal›t›m malzemesinin seçimindeki en önemli özelliktir. (λ),
›s› iletim katsay›s›n›n birimi W/mK olup yal›t›m malzemesinin 1 metresinden, iki
ortam aras›ndaki s›cakl›k fark› 1K olmas› durumunda geçirdi¤i ›s› miktar› olarak
tan›mlanmaktad›r. Bu tan›mlamadan da anlafl›laca¤› gibi λ ›s› iletim katsay›s› ne
kadar düflük olursa d›flar›ya kaçan ›s› miktar› o kadar azalacakt›r. Yal›t›m malzemesinin kal›nl›¤› ve tipi kaçan ›s› miktar›n› do¤rudan etkilemektedir. Örne¤in;
90°C ak›flkan s›cakl›¤›na sahip bir kalorifer sisteminde oda s›cakl›¤› 22°C iken çeflitli çap borularda 20 mm ve 30 mm’lik yal›t›m uygulanarak elde edilecek tasarruf boyutlar›na bak›lm›flt›r. 60 mm (2")’lik bir boruda 20mm’lik bir yal›t›m uyguland›¤›nda %83,4’lük bir enerji tasarrufu sa¤lan›rken yal›t›m kal›nl›¤› 30 mm’ye
ç›kt›¤›nda sa¤lanacak enerji tasarrufu miktar› %87 olmaktad›r. 89 mm (3")’lik bir
boruda ise 20mm’lik bir yal›t›m uyguland›¤›nda %83,9’luk bir enerji tasarrufu sa¤lan›rken yal›t›m kal›nl›¤› 30 mm’ye ç›kt›¤›nda sa¤lanacak enerji tasarrufu miktar› %87,7 olmaktad›r.
fiekil 4.1
114 mm (4")’lik bir boruda 20mm’lik bir yal›t›m
Baz› Maddelerin Is› ‹letkenlik Katsay›lar›
uyguland›¤›nda %84,1’lik bir enerji tasarrufu sa¤lan›rken yal›t›m kal›nl›¤› 30 mm’ye ç›kt›¤›nda sa¤Elastomerik Kauçuk Köpü¤ü:
lanacak enerji tasarrufu miktar› %88 olmaktad›r.
0,036 W/mK
169 mm (6")’lik bir boruda 20mm’lik bir yal›t›m
uyguland›¤›nda %84,2’lük bir enerji tasarrufu sa¤lan›rken yal›t›m kal›nl›¤› 30 mm’ye ç›kt›¤›nda sa¤Polietilen: 0,040 W/mK
lanacak enerji tasarrufu miktar› %88,3 olmaktad›r.
Burada uygulanacak yal›t›m malzemesinin fiyat›na
da bakarak optimum yal›t›m kal›nl›¤› belirlenmeliCamyünü: 0,040 W/mK
dir. Uygulamada küçük çapl› borularda genellikle
20 mm büyük çapl› borularda ise 30 mm’lik bir
yal›t›m kal›nl›¤› ekonomik yal›t›m kal›nl›¤› olarak
Taflyünü: 0,040 W/mK
önerilmektedir.
Is› iletim katsay›s› λ kullan›l›rken laboratuvarlarda ölçülen de¤er de¤il, pratik λ de¤eri verilmePoliüretan: 0,035 W/mK
lidir. Düflük ›s› iletim katsay›s›na sahip malzemeler, yüksek ›s› iletim direncine sahiptir. Baz› maddelerin ›s› iletim katsay›lar› karfl›laflt›rman›z amac›yla fiekil 4.1’de verilmifltir.
Is› kayb› hesab› nedir, niçin yap›l›r?
SIRA S‹ZDE
Su Buhar› Difüzyon Direnç Katsay›s› (µ)
1
Termodinamik kurallar›na göre ›s› daima yüksek s›cakl›kl› ortamdan düflük s›cakl›kl› ortama geçmektedir. Su buhar› için de su buhar›n›n geçifl flartlar› içinde bir
S O R U
kural bulunmaktad›r. Su buhar›, s›cakl›¤›na ve nemine ba¤l› olarak, k›smi buhar
bas›nc› yüksekten düflü¤e do¤ru ilerler. Bu ilerleme s›ras›nda da malzemenin buD ‹ Kyap›
K A T malzemesi,
har difüzyon direncine ba¤l› olarak bir dirençle karfl›lafl›r. Her
kal›nl›¤›na ba¤l› olarak, buhar difüzyonuna karfl› farkl› bir davran›fl gösterir. Karfl›lafl›lan bu direncin, havan›n su buhar› difüzyon direncine oran›,
“su buhar› diSIRA S‹ZDE
füzyon direnç katsay›s›” olarak tan›mlanmaktad›r. Malzemeden su buhar› tamamen geçiyorsa µ=1 olarak al›n›r. Malzemeden su buhar› hiç geçmiyorsa µ=sonsuz
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
N N
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
102
fiekil 4.2
olarak al›nmaktad›r. µ de¤erinin 10.000 ile
100.000 aras›nda oldu¤u malzemeler buhar kesici olarak adland›r›lmaktad›r. Boru hatt›ndan
düflük s›cakl›kta ak›flkan geçti¤i durumlarda
Hava : 1
genellikle borunun d›fl yüzey s›cakl›¤› ortam
s›cakl›¤›n›n çok alt›nda olmaktad›r. Böyle duCamyünü : 1,1
rumlarda boru hatt›n›n bulundu¤u ortam›n s›cakl›¤›na ve nemine ba¤l› olarak öyle bir kritik
Poliüretan Köpük : 50-100
s›cakl›k bulunmaktad›r ki bu s›cakl›¤a terleme
s›cakl›¤› denilmektedir. Boru hatt›n›n yüzeyinBeton : 70-80
deki s›cakl›¤›n, terleme s›cakl›¤›n›n alt›na düflmesi durumunda boru yüzeyinde yo¤uflma orPolietilen Köpük : 50-100
taya ç›kar. Bu durumda kullan›lan yal›t›m malzemesi su alabilecek nitelikte ise ve buhar geElastrometrik Kauçuk Köpü¤ü
çifline karfl› bir önlem al›nmam›flsa bu durum: 3000-16000
da yal›t›m malzemesinin içi ›slan›r. Bu durum
yal›t›m malzemesinin bozulmas›na ve görevini
Metaller su buhar›
geçirimsizdirler.
yerine getiremez hale gelmesine neden olabilir. Baz› maddelerin su buhar› difüzyon direnç
katsay›lar› fiekil 4.2’de verilmifltir.
Yo¤uflma, borularda yal›t›m yap›l›p yap›lmamas› durumuna göre iki flekilde ortaya ç›kmaktad›r. ‹çinden düflük s›cakl›kta ak›flkan geçen boru hatlar›nda ›s› yal›t›m›n›n hiç yap›lmamas› durumunda yo¤uflma boru hatt› yüzeylerinde oluflur. ‹çinden
düflük s›cakl›kta ak›flkan geçen borulardaki yal›t›m, yo¤uflmay› önleyebilecek kal›nl›ktan daha az ise bu defa da yal›t›m malzemesinin d›fl yüzeyinde yo¤uflma ortaya
ç›kmaktad›r. Borularda kullan›lan ›s› yal›t›m malzemesinin su buhar› difüzyon direnç katsay›s› µ’nün de¤erinin önemi bu durumlarda ortaya ç›kmaktad›r. Özellikle
so¤uk hatlarda, buhar geçiflini önleyecek bir malzeme kullan›lmamas› durumunda
yüzeylerde yo¤uflma ortaya ç›kmamas›na karfl›n yal›t›m malzemesinin içine su buhar› girerek malzemenin içinde yo¤uflur ve su haline gelir. D›fl ortam s›cakl›¤›na
ba¤l› olarak yal›t›m malzemesi içerisindeki su donarak buz haline de gelebilir. Is› yal›t›m malzemesinin içerisinde bulunan su, ›s› yal›t›m malzemesinin ›s› iletkenlik katsay›s›n› artt›r›r. Bu durum malzemenin yal›t›m özelli¤inin ortadan kalkmas›na neden
olur. Yal›t›m malzemesi içerisinde su bulunmas› korozyona da neden olabilir. Yal›t›m malzemesi bünyesindeki su, borunun korozyona u¤ramas› nedeniyle tamamen
de¤ifltirilmesine de neden olabilir. Tesisatta yal›t›m yap›lmamas› ya da yanl›fl uygulama sonras›nda korozyona u¤ram›fl borular›n resmi fiekil 4.3’de görülmektedir.
Baz› Maddelerin Su Buhar› Difüzyon Direnç Katsay›lar›
fiekil 4.3
Hatal›
Uygulamalar
Sonucu Korozyona
U¤ram›fl Borular
103
Bu tür sorunlar›n ortadan kald›r›labilmesi için su buhar› difüzyon direnç katsay›s› yüksek olan malzemeler kullan›lmal›d›r. Bu tür malzemeler kapal› gözenekli
malzeme olarak da an›lmaktad›r.
Aç›k gözenekli malzeme nedir? So¤uk boru hatlar›nda aç›k gözenekli
malzeme
SIRA
S‹ZDE kullan›l›rsa nas›l önlem al›nmal›d›r?
Çeflitli Kuvvetlere Dayan›kl›l›¤› ve Direnci
2
Is› yal›t›m malzemelerinin bas›nca, çekmeye, gerilmeye karfl› mukavemeti, elastikiS O R U
yeti, k›r›lganl›¤› ve sars›nt›ya karfl› dayan›kl›l›¤› kataloglar›nda verilmelidir.
Is› yal›t›m malzemesinin korozyon, küflenme, haflarat bar›nd›rma gibi etkenlere karfl› direnci olmal›d›r. DIN 1988.7 Bölüm 5.3’te belirtildi¤i gibi yal›t›mD ‹malzemelerinden
KKAT
olabildi¤ince nötr olmas› beklenmektedir. Yal›t›m malzemesinin bünyesindeki suda çözünen klorlar, NH3 ve NOX belirtilen limitlerden fazla olmamal›d›r. Bu stanSIRA S‹ZDE
darda göre çelik borulardaki klor s›n›r› %0.05, bak›r borulardaki nitrat ve amonyak
s›n›r› %0.2 olarak verilmektedir. Is› yal›t›m malzemesinin korozyon dayan›m› yal›t›m malzemesinin bünyesine giren su veya su buhar›n›n çeflitliAMAÇLARIMIZ
agresif klorlarla tepkimeye girmesi nedeniyle ortaya ç›kmaktad›r. Yal›t›m malzemelerinin korozyon
dayan›m› için olabildi¤ince nötr olmas› ve suda çözünen klorlar› bünyesinde baK ‹ T AsuP emme orar›nd›rmamas› gerekmektedir. Ayr›ca yal›t›m malzemesinin hacimce
n›n›n fazla olmamas› ve su buhar› difüzyon katsay›s› µ’nün olabildi¤ince yüksek
olmas› gerekmektedir.
S O R U
D‹KKAT
N N
Hacimce Su Emme ve Gözenek Yap›s›
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
Is› yal›t›m malzemelerinin neme karfl› duyarl›l›¤› nedir?
SIRA S‹ZDE
TELEV‹ZYON
SIRA S‹ZDE
3
‹NTERNET
‹NTERNET
fi Ü N E L ‹ M
Is› yal›t›m malzemeleri pazarlan›rken aç›k gözenekli mi, kapal›D Ügözenekli
mi oldu¤u mutlaka belirtilmelidir. Is› yal›t›m malzemelerinin aç›k veya kapal› gözenekli olS O R U göstermekma durumuna göre difüzyon yoluyla su emme yüzdeleri de de¤ifliklik
tedir. Is› yal›t›m malzemelerinin difüzyon yoluyla su emme yüzdesinin tespiti testlerle ortaya konulmaktad›r. Bu testlerde malzeme kapal› bir test Dortam›nda
%90 ba‹KKAT
¤›l nemde 24 saat süreyle bekletilmektedir. Malzemenin testten önce ve testten
sonraki a¤›rl›klar› aras›ndaki fark›n yüzdesi, “difüzyon yoluyla su emme yüzdesi”
SIRA S‹ZDE
olarak tan›mlanmaktad›r. Havadaki su buhar›, aç›k gözenekli olan malzemelerin
bünyesine kolayca girebilmektedir. Bu durum su buhar›n›n, malzemenin bünyesinde yo¤uflarak su haline gelmesine ve çeflitli sorunlar ortaya
ç›karmas›na neden
AMAÇLARIMIZ
olmaktad›r. Is› yal›t›m malzemesinin ›slanmas› sadece difüzyon yoluyla ortaya ç›kmaz. Bu durum do¤rudan suyla temas yoluyla da ortaya ç›kmaktad›r. MalzemeleK ‹tespit
T A Pamac›yla da
rin direk suyla temas› sonucu bünyelerine su alma yüzdelerini
testler yap›lmaktad›r. Bu amaçla içi su dolu bir kab›n içerisine malzemenin tamam› su alt›nda kalacak flekilde bir yerlefltirme yap›l›r. Belirli bir süre sonra malzeme
T E L E aras›ndaki
V‹ZYON
sudan ç›kart›l›r. Testten önce ve testten sonra malzeme a¤›rl›¤›
fark›n
yüzdesi, malzemenin direk suyla temas yoluyla bünyesine ald›¤› suyun yüzdesini
vermektedir.
S O R U
D‹KKAT
N N
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
Is› yal›t›m malzemelerinin, korozyon riskinin az olmas› istenmektedir.
Bunun nedenini
SIRA S‹ZDE
aç›klay›n?
SIRA S‹ZDE
4
‹NTERNET
SIRA S‹ZDE
S O R U
S O R U
D‹KKAT
D‹KKAT
104
S›cakl›¤a Dayanma ve Yanma S›n›f›
Is› yal›t›m malzemesinin hangi s›cakl›klar aras›nda kullan›laca¤› ve yang›n s›n›f›,
kataloglar›nda belirtilmelidir. Is› yal›t›m malzemelerinden aleve ve yanmaya karfl›
dirençli olmas› beklenmektedir. Gerek tesisatta gerekse yap›da yal›t›m malzemelerinin yang›n güvenli¤i aç›s›ndan güvenilir olmas› beklenmektedir. Yal›t›m malzemesinin tutuflmas›, alev yaymas›, ç›kard›¤› ›s›, ç›kard›¤› duman ve toksit yang›n güvenli¤i aç›s›ndan önemli kriterler olarak ortaya ç›kmaktad›r.
Alman Yang›n Standard› DIN 4102, malzemeleri A s›n›f› ve B s›n›f› olmak üzere ikiye ay›rmaktad›r. A s›n›f› malzemeler yanmaz, B s›n›f› malzemeler ise yan›c›
malzemelerdir. A s›n›f› malzemeler ise A1 s›n›f› ve A2 s›n›f› olmak üzere iki alt s›n›fta de¤erlendirilmektedir. A1 s›n›f› malzemeler bünyesinde yan›c› madde bulundurmayan malzemeler olup; kum, çak›l, beton, tu¤la ve tafl yünü bu s›n›ftad›r. A2
s›n›f› malzemeler bünyesinde az da olsa yan›c› madde bulunduran malzemeler
olup cam yünü ve baz› tip tafl yünü bu s›n›fa girmektedir. B s›n›f› malzemeler ise
B1, B2 ve B3 s›n›f› olmak üzere üç alt s›n›fta de¤erlendirilmektedir. B1 tipi malzemeler zor yan›c› olup; alç› ve XPS bu s›n›fa giren malzemelerdir. B2 tipi malzemeler normal yan›c› olup; ahflap ve EPS bu s›n›fa giren malzemelerdir. B3 tipi malzemeler kolay yan›c› olup; ka¤›t ve talafl bu s›n›fa giren malzemelerdir.
2003 y›l›ndan bu yana Avrupa Birli¤i ülkeleri için yang›n güvenli¤i standartlar›n› uygulamak amac›yla “yang›n güvenli¤i standard›” oluflturulmufl ve yürürlü¤e
girmifltir.
Uygulama Kolayl›¤›
Is› yal›t›m malzemeleri yap›lacak iflin niteli¤ine göre hafif, kolay tafl›n›r ve kolay
depo edilebilir olmal›d›r. Ayr›ca ›s› yal›t›m malzemesinden kolay kesilebilir olmas›
ve az iflçilik gerektirmesi istenmektedir. Is› yal›t›m malzemeleri ›s› köprüsü oluflturmayacak flekilde tam s›zd›rmaz olarak ve kolayca uygulanabilmelidir.
Ekonomiklik
Is› yal›t›m malzemelerinin benzerleriyle karfl›laflt›r›ld›¤›nda ekonomik bir fiyata sahip olmas› beklenmektedir. Ayr›ca uygulama maliyetinin de düflük olmas› istenmektedir.
TES‹SAT YALITIMINDA KULLANILAN YALITIM
MALZEMELER‹
Is› Yal›t›m Malzemesi Çeflitleri
Is› yal›t›m malzemelerine genel olarak bak›ld›¤›nda bina yal›t›m›nda, teknik tesisat
yal›t›m›nda ve sanayi tesisat yal›t›m›nda kullan›lmaktad›r. Bina yal›t›m›nda çat›, duvar, döfleme gibi ›s› kayb›n›n fazla oldu¤u yerlerde yal›t›m uygulamalar› yap›lmaktad›r. Teknik tesisat yal›t›m›; ›s›tma tesisat›nda, s›hhi tesisatta uygulanmaktad›r. Sanayi tesisat›ndaki yal›t›m ise çeflitli endüstri tesislerinde boru, kazan gibi tesisatlarda uygulanmaktad›r. Is› yal›t›m› amac›yla kullan›lan malzemeler genelde dört ana
bafll›kta toplanmaktad›r. Bunlar; mineral lifli malzemeler (cam yünü, tafl yünü, seramik yünü), sert plastik köpükler (Expanded Polistiren (EPS) Extruded Polistiren
(XPS), fenol köpü¤ü, polüretan), yumuflak köpükler ve cam köpü¤ü kalsiyumsilikat türü malzemelerdir.
105
Cam Yünü (Glass Wool)
Tesisat yal›t›m›nda kullan›lan önemli malzemelerden birisi cam yünüdür. Cam yününün üretimi çeflitli tekniklerle yap›lmaktad›r. Cam yününün ana hammaddesini
silis kumu oluflturur. Asl›nda cam yünü ergimifl cam›n çeflitli yöntemlerle lif haline
getirilmifl fleklidir. Gündelik hayatta gördü¤ümüz cam k›r›lgan bir maddedir. Ancak
ince lif fleklinde üretildi¤inde esnek, bükülebilen ve çok yönlü amaca hizmet eden
flekle gelebilmektedir. Cam yününün iki türü bulunmaktad›r. Birincisi sar› renkte
olup bakalitli cam yünü olarak an›lmaktad›r. Kullan›lan bakalit, suni bir reçine türü olup, lifleri birbirine yap›flt›rarak rulo ya da levha fleklinde form verilmesini sa¤lar. Bakalitli cam yününün kullan›m alanlar› en çok 250°C’ye kadard›r. ‹kinci cam
yünü tipi beyaz renkte olup bakalitsiz olarak adland›r›l›r. Bu tipteki cam yününe
form vermek amac›yla kümes teline ya da oluklu mukavva gibi malzemelere dikmek gerekmektedir. Bakalitsiz cam yünü genellikle kazan, tank, boru gibi sanayi
yal›t›m›nda kullan›lmakta olup maksimum kullan›m s›cakl›¤› 550°C’ye kadard›r. Bu
tipteki cam yünleri yap› sektörünün yan› s›ra flofben, f›r›n gibi ev cihazlar›n›n yal›t›m›nda kullan›l›r. Bakalitli cam yünü yo¤unlu¤u 10-120 kg/m3 aras›nda olup malzemenin yo¤unlu¤una göre levha ya da rulo fleklinde üretilebilmektedirler. Cam
yünü ç›plak olarak pazarlanabildi¤i gibi alüminyum folyo, bitümlü karbon veya
ka¤›t gibi yard›mc› malzemelerle yap›flt›r›lm›fl olarak da bulunabilmektedir.
Cam yününün λ ›s› iletkenlik de¤eri 0,040 W/mK civar›ndad›r. Sanayide kullan›lan cam yünü λ ›s› iletkenlik de¤eri kullan›laca¤› yerin s›cakl›¤›na göre al›nmaktad›r. Tesisat hesab›nda ›s›l geçirgenlik direncini hesaplamak amac›yla yal›t›m malzemesinin ortas›ndaki s›cakl›¤a karfl›l›k gelen ortalama ›s› iletkenlik de¤eri esas
al›nmaktad›r. Çizelge 4.1’de 65 kg/m3 yo¤unluktaki cam yünü için çeflitli ortalama
s›cakl›klara ait ›s› iletkenli¤i de¤erleri verilmifltir.
°C
0
50
100
150
200
250
300
λ
0,034
0,041
0,047
0,055
0,064
0,074
0,085
Mekanik özellikleri aç›s›ndan bakt›¤›m›zda cam yününün çekme, kopma, bas›nç dayan›m›; yo¤unlu¤una göre de¤iflmektedir. Örne¤in; rulo halindeki cam yününün yo¤unlu¤u az oldu¤undan bas›nç mukavemeti de do¤al olarak bulunmamaktad›r. Cam yününün yo¤unlu¤u artt›kça belirli bir bas›nç mukavemeti de oluflmaktad›r. Benzer flekilde cam yününün rulo ya da levha olmas› durumuna ba¤l›
olarak kopma mukavemeti de de¤iflmektedir. Cam yününün mekanik özellikleri
üretici firmalar›n yay›nlad›¤› kataloglarda bulunmaktad›r.
Cam yünü suya karfl› duyarl›l›k aç›s›ndan de¤erlendirilirse, flu yorum yap›labilir:
Nas›l ki cam ›slanm›yorsa cam lifleri de ›slanmaz. Cam yününün lifleri aras›nda %99
oran›nda hava bofllu¤u bulundu¤undan, su bu lifler aras›na girer. Suyun ›s› iletim
katsay›s› λ = 0,555 W/mK’dir. Dolays›yla suyun ›s› iletkenlik de¤eri cam yününden
yaklafl›k 15 kat daha kötüdür. Bu nedenle cam yününün içine bir flekilde su girmifl
olmas› onun iletkenlik özelli¤inin kötüleflmesine neden olmaktad›r. Bu yüzden cam
yünü gibi bünyesinde hava bofllu¤u olan yal›t›m malzemelerinin kuru olarak bulunmas› ›s› yal›t›m özelli¤ini korumas› aç›s›ndan önemlidir. Cam yününün bünyesine
su girmesi ›s› iletim katsay›s›n› kötü etkilemenin d›fl›nda bakalitin çözünmesine de
neden olur. Dolay›s›yla cam yünü liflerini birbirine ba¤lama özelli¤i de ortadan
kalkm›fl olur. Bunun sonucunda da malzeme kal›nl›¤›nda azalma ortaya ç›kar.
Çizelge 4.1
65 Kg/m3
Yo¤unluktaki Cam
Yünü ‹çin Çeflitli
Ortalama
S›cakl›klara Ait Is›
‹letkenli¤i De¤erleri
106
Her malzemenin özelli¤ine göre de¤iflen bir µ buhar difüzyon katsay›s› bulunmaktad›r. E¤er malzeme buhar› tamamen geçiriyorsa µ=1 al›n›r. Malzeme buhar›
hiç geçirmiyorsa µ= sonsuz al›n›r. Is› yal›t›m malzemelerinden beklenen özellikler
aras›nda, µ buhar difüzyon katsay›s›n›n oldukça yüksek olmas› aran›r. Bu aç›dan
bak›ld›¤›nda cam yününün çok da baflar›l› oldu¤u söylenemez. Di¤er bir anlat›mla cam yünü buhar› kolayca geçirmektedir. Cam yününün µ buhar difüzyon katsay›s› 1,2’dir. Buhar difüzyon katsay›s› nedeniyle cam yününün bu olumsuz özelli¤ini ortadan kald›rmak üzere yal›t›m›n s›cak taraf› alüminyum folyo, PVC, polietilen,
bitümlü karton gibi buhar kesici malzemelerle kaplan›r. Bu tür önlemlerle cam yünü malzemesinin sürekli kuru olarak kalmas› sa¤lanmal›d›r.
Cam yünü kimyasal maddelere karfl› duyarl›l›k aç›s›ndan incelendi¤inde, genel
olarak tüm asitlere karfl› dayan›kl› oldu¤u söylenebilecektir. Cam yünü genel olarak her türlü yap› malzemesiyle kolayca ba¤daflabilmektedir. Sadece hidroflorik
asit bu malzemeye karfl› etkilidir.
Cam yünü s›cakl›¤a dayanma ve yanma durumu aç›s›ndan de¤erlendirilirse, bakalitli ve bakalitsiz olma durumuna göre farkl›l›k gösterdi¤i ortaya ç›kmaktad›r. Bakalitli cam yünü maksimum 250°C’ye kadar kullan›lmaktad›r. Bakalitli cam yünü
250°C’den daha yüksek s›cakl›klarda kullan›ld›¤›nda yanmaya bafllayarak koku ç›karmakta ve liflerin ba¤lay›c›l›¤› yok olmaktad›r. Genellikle bakalitli ve bakalitsiz
tüm cam yünü ürünleri 550°C’nin üzerinde ergimekte ve cam topa¤› haline gelmektedir. Bu durumdaki cam yününün yal›t›m fonksiyonu ortadan kalkmaktad›r.
Genellikle cam yünü yanmaz bir malzeme olarak bilinmekle birlikte yap›lacak iflin
s›cakl›¤›na ba¤l› olarak uygun malzeme seçimi önem arz etmektedir.
Cam yününe ekonomiklik aç›s›ndan bakt›¤›m›zda, di¤er ›s› yal›t›m malzemeleriyle karfl›laflt›r›ld›¤›nda genel olarak ekonomik ve yüksek ›s› yal›t›m özelli¤i olan
malzemeler aras›nda yer ald›¤›n› söyleyebiliriz.
Bakalitli cam yünü genel özellikleri aç›s›ndan topluca de¤erlendirilirse afla¤›daki notlar yaz›labilecektir:
• Yo¤unlu¤u 10-80 kg/m3 aras›nda de¤iflmektedir.
• Bakalitli cam yününün yo¤unlu¤una göre ›s› iletim katsay›s› λ de¤erleri Çizelge 4.2’de verilmifltir.
Çizelge 4.2
Bakalitli Cam
Yününün
Yo¤unlu¤una Göre λ
De¤erleri
(W/mK)
°C
16 kg/m3
48 kg/m3
80 kg/m3
-20
0.031
0.028
0.028
10
0.037
0.030
0.031
20
0.040
0.032
0.032
50
0.047
0.035
0.035
100
0.065
0.044
0.042
• Kullan›m s›cakl›¤› 230°C’ye kadard›r.
• Yang›n karakteristi¤i BS 476 4. Bölüme göre yanmaz s›n›f›ndand›r.
• Basma mukavemeti 1 ile 8 kN/m2’ de %5 deformasyon ortaya ç›kmaktad›r.
• Piyasada kal›nl›klar› 20-15 mm aras›nda bulunmaktad›r.
Bakalitsiz cam yünü genel özellikleri aç›s›ndan topluca de¤erlendirilirse afla¤›daki notlar yaz›labilecektir:
• Yo¤unlu¤u 130 kg/m3 de¤erindedir.
• Bakalitsiz cam yününün yo¤unlu¤una göre ›s› iletim katsay›s› λ de¤erleri Çizelge 4.3’de verilmifltir.
W/mK
°C
130 kg/m
0
0.035
50
0.045
100
0.056
250
0.073
350
0.096
500
0.141
• Kullan›m s›cakl›¤› 550°C’ye kadard›r.
• Piyasada kal›nl›klar› 5 ile 25 mm aras›nda bulunmaktad›r.
Tafl Yünü
Tafl yünü de cam yünü gibi lifli bir yal›t›m malzemesi olup bazalt, kireç tafl›, dolomit gibi minerallerden elde edilmektedir. Dolomit kalsiyum ve magnezyumlu karbonat bilefliminde olan bir mineraldir. Tafl yünü ilk olarak 1897’de Amerika’da yap›lm›fl ve yal›t›m amac›yla da 1927’de kullan›lmaya bafllanm›flt›r. Tafl yününün de
de¤iflik üretim yöntemleri olmakla birlikte cam yününe benzemektedir. Tafl yünü
koyu gri renkte olup, Avrupa’n›n yan› s›ra ülkemizde de üretimi yap›lmaktad›r. Tafl
yününün yo¤unlu¤u 20-200 kg/m3 aras›nda olup lif çaplar› 5 mikron civar›ndad›r.
Uygulamaya bakt›¤›m›zda tafl yününün yo¤unlu¤u 30-100 kg/m3 aras›ndad›r. Tafl
yünü düflük yo¤unluklarda rulo fleklinde, yüksek yo¤unluklarda ise levha fleklinde üretilmektedir. Yo¤unluklar› 100-120 kg/m3 aras›nda oldu¤unda optimum ›s›
iletkenlik katsay›s› ortaya ç›kmaktad›r. Cam yününde oldu¤u gibi oluklu mukavvaya ya da kümes teline dikili olan flilteleri genellikle sanayi ekipmanlar›n›n yal›t›m›nda kullan›lmaktad›r. Tafl yününün cam yününden bir fark› da liflerin konumundan kaynaklanmaktad›r. Cam yününde lifler yatay olarak yer almaktad›r. Tafl
yününde ise lifler her yönde yer al›rlar. Bu özelli¤i dolay›s›yla tafl yününün bas›nç
mukavemeti cam yününden daha fazlad›r.
Is› iletkenlik λ de¤eri aç›s›ndan bak›ld›¤›nda, tafl yünü, cam yününe benzer bir
de¤er ortaya koymaktad›r. Tafl yününün ›s› iletim katsay›s› λ de¤eri 0,040 W/mK’dir.
Cam yününde oldu¤u gibi tafl yününde de λ ›s› iletkenlik katsay›s› için ortalama s›cakl›klara karfl›l›k gelen ›s› iletim katsay›s› de¤erleri al›nmaktad›r.
Mekanik özellikleri aç›s›ndan bakt›¤›m›zda, tafl yününde kopma mukavemeti,
bas›nç gibi mekanik özellikleri yo¤unlu¤una göre de¤iflmektedir. Tafl yününün düflük yo¤unluklu olanlar›nda mukavemetler az, do¤al olarak yüksek yo¤unluklu
olanlar›nda mukavemet de¤erleri fazlad›r. Bununla birlikte üretici firmalar lifli malzemelerin yo¤unlu¤unu tam bir de¤er olarak vermekten çeflitli sak›ncalar› nedeniyle kaç›nmaktad›rlar.
Suya karfl› duyarl›l›k aç›s›ndan incelendi¤inde tafl yünü de cam yününe benzer
özellikler ortaya koymaktad›r. Dolay›s›yla tafl yünü de gözenekli bir yap›ya sahip
olup %99’u hava bofllu¤undan oluflmaktad›r. Bu nedenle ›slanmamas› aç›s›ndan
önlem al›nmas› büyük önem arz etmektedir. Bununla birlikte baz› tafl yünü tiplerinde malzemenin içine suyu reddeden silikon tipi malzemeler kat›lmaktad›r. Bu
malzemelerin kat›lmas›n›n tafl yününün ›slanmas›n› engelledi¤i belirtilmektedir.
107
Çizelge 4.3
Bakalitsiz Cam
Yününün
De¤erleri
108
Kimyasal maddelere karfl› duyarl›l›k aç›s›ndan bak›ld›¤›nda, bilefliminde kalsiyum bulunan tafl yünü tiplerinin sert asitlere karfl› dayan›kl› olmad›¤› kaydedilmektedir. Tafl yününün bilefliminde kükürt varsa temas etti¤i yüzeylerde korozyon
yapt›¤› kaydedilmektedir. Bu özelli¤i dolay›s›yla önemli projelerde tafl yününün bileflimi iyi bir flekilde incelenmelidir.
Tafl yünü s›cakl›¤a dayan›m ve yang›n durumu aç›s›ndan incelendi¤inde, genel olarak s›cakl›¤a dayan›m aç›s›ndan cam yününe göre önemli bir avantaj ortaya koymaktad›r. Tafl yününün s›cakl›¤a dayan›m› 1000°C’ye kadar ç›kabilmektedir. Ancak bu özellik bilefliminde bakalit olup olmamas›na göre de¤iflir. Bilefliminde bakalit varsa tafl yününün dayan›m s›cakl›¤› 250°C’ye kadard›r. Ancak bakalitsiz tafl yününün s›cakl›¤› 1000°C’ye kadar ç›kmaktad›r. Bu nedenle tafl yünün
en önemli özelli¤i yüksek s›cakl›klara karfl› dayan›kl› olmas›d›r. Bununla birlikte
malzemede kâ¤›t, mukavva, bitümlü karbon, alüminyum folyo kaplamas› kullan›l›yorsa bu durumda do¤al olarak dayan›m s›cakl›¤› kaplama malzemesinin s›cakl›¤› kadard›r.
Tafl yününe buhar geçirimsizli¤i aç›s›ndan bakt›¤›m›zda, µ buhar difüzyon katsay›s› de¤eri cam yünüyle benzer de¤erler aras›ndad›r. Di¤er bir anlat›mla, tafl yününün µ buhar difüzyon katsay›s› de¤eri düflük olup 1,1-1,4 aras›nda de¤iflmektedir.
Ekonomiklik aç›s›ndan bakt›¤›m›zda, tafl yününün maliyeti cam yününün maliyetinden yaklafl›k yar› yar›ya daha düflüktür. Bununla birlikte tafl yününün yo¤unlu¤u cam yününe oranla yaklafl›k iki kat daha fazlad›r. Tafl yünü malzemesi sat›n
al›rken fiyat›yla yo¤unlu¤unu karfl›laflt›rarak almakta yarar bulunmaktad›r.
Tafl yününün özelliklerini topluca de¤erlendirirken düflük yo¤unluklu ve yüksek yo¤unluklu olmak üzere iki s›n›fa ay›rabiliriz.
Düflük yo¤unluklu tafl yünü genel özellikleri aç›s›ndan topluca de¤erlendirilirse afla¤›daki notlar yaz›labilecektir:
• Yo¤unlu¤u 23- 80 kg/m3 aras›nda de¤iflmektedir.
• Düflük yo¤unluklu tafl yünü yo¤unlu¤una göre ›s› iletim katsay›s› λ de¤erleri Çizelge 4.4’te verilmifltir.
Çizelge 4.4
Düflük Yo¤unluklu
Tafl Yününün
Ortalama
S›cakl›klar›na ‹liflkin
λ Is› ‹letim Katsay›s›
De¤erleri
W/mK
°C
23 kg/m3
33 kg/m3
45 kg/m3
60 kg/m 3
80 kg/m3
10
0.037
0.035
0.033
0,033
0.033
50
—
0.043
0.040
0.039
0.038
100
—
0.055
0.050
0.047
0.045
200
—
—
—
0.070
0.066
300
—
—
—
—
—
400
—
—
—
—
—
• Kullan›m s›cakl›¤› 0°C ile 800°C’ ye kadard›r.
• Basma mukavemeti, 45 kg/m3 yo¤unluk için 3 kN/m2, 60 kg/m3 yo¤unluk
için 7,5 kN/ m2, 80 kg/m3 yo¤unluk için 10,5 kN/m2
Yüksek yo¤unluklu tafl yünü genel özellikleri aç›s›ndan topluca de¤erlendirilirse afla¤›daki notlar yaz›labilecektir:
109
• Yo¤unlu¤u 100 ile 200 kg/m3 aras›nda de¤iflmektedir.
• Yüksek yo¤unluklu tafl yünü yo¤unlu¤una göre ›s› iletim katsay›s› λ de¤erleri Çizelge 4.5’te verilmifltir.
W/mK
°C
100 kg/m3
140 kg/m3
200 kg/m3
10
0.033
0.033
0.034
50
0.037
0.037
0.038
100
0.044
0.044
0.043
200
0.064
0.060
0.059
300
0.088
0.081
0.079
400
0.122
0.106
0.100
Çizelge 4.5
Bakalitsiz Cam
Yününün
De¤erleri
• Kullan›m s›cakl›¤› 0 ile 800°C’ye kadard›r.
• Basma mukavemeti, 100 kg/m3 yo¤unluk için 13 kN/m2, 140 kg/m3 yo¤unluk için 14,5 kN/m2, 200 kg/m3 yo¤unluk için 16 kN/m2
Seramik Yünü
Tesisat yal›t›m›nda kullan›lan yal›t›m malzemelerinden birisi de seramik yünüdür.
Özellikle tafl yününün kullan›lamad›¤› 1200°C-1400°C gibi yüksek s›cakl›klarda seramik yünü kullan›labilmektedir. Seramik yünü de cam yünü ve tafl yünü gibi lifli
bir malzemedir. Seramik yünü beyaz renkli olup rulo levha ve dökme olarak pazarlanmaktad›r. Yo¤unlu¤u malzemenin flekline göre 100-150 kg/m3 aras›nda de¤iflmektedir. Seramik yünü yumuflak bir malzeme olup levha tiplerinde dahi bas›nç dayan›m› düflüktür. Seramik yününün 160 kg/m3 yo¤unluk için ›s› iletkenlik
de¤erleri Çizelge 4.6’da verilmifltir.
°C
λ (W/mK)
400
0,0688
600
0,0946
800
0,1376
1000
0,1806
1200
0,2752
Seramik yünü hidroflorik asit ve fosforik asit d›fl›nda di¤er asitlerden etkilenmemektedir. Suya karfl› duyarl›l›k aç›s›ndan di¤er lifli malzemelerle benzer bir özellik
tafl›maktad›r. Seramik yününün ülkemizde üretimi bulunmay›p ithal yoluyla gelmektedir.
Ekonomiklik aç›s›ndan bak›ld›¤›nda, di¤er lifli yal›t›m malzemelerinden daha
pahal›d›r. Seramik yünü di¤er lifli malzemelere benzer flekilde, rulo, levha ve halat
fleklinde pazarlanmaktad›r. Çeflitli seramik yünü malzemeleri fiekil 4.4’te verilmifltir.
Çizelge 4.6
Seramik Yününün
160 kg/m3 Yo¤unluk
‹çin Is› ‹letkenlik
De¤erleri
110
fiekil 4.4
Çeflitli Seramik
Yünü Malzemeler
Seramik yünü genel özellikleri aç›s›ndan topluca de¤erlendirilirse afla¤›daki
notlar yaz›labilecektir:
• Seramik yünü yo¤unlu¤una göre ›s› iletim katsay›s› λ de¤erleri Çizelge 4.7’de
verilmifltir.
Çizelge 4.7
Seramik Yününün
De¤erleri
W/mK
•
•
•
•
°C
64 kg/m3
96 kg/m3
128 kg/m3
100
—
0.041
0.030
300
—
0.079
0.06
600
0.18
0.14
0.12
800
0.27
0.22
0.18
100
0.42
0.36
0.28
Kullan›m s›cakl›¤› 1250°C’ye kadard›r.
Yang›n karakteristi¤i BS 476 4. Bölüme göre yanmaz s›n›f›ndand›r.
Basma mukavemeti, 128 kg/m3 yo¤unluk için 2,5 kN/m2
Piyasada kal›nl›klar› 6 ile 50 mm aras›nda bulunmaktad›r.
Genlefltirilmifl Polistren (Expanded Polystrene-EPS)
Son y›llarda organik içerikli yal›t›m malzemelerinin kullan›m›nda da büyük art›fl
ortaya ç›km›flt›r. Polistren sert köpük yapay bir organik ›s› yal›t›m malzemesi olup
ülkemizde yayg›n olarak strafor olarak bilinmektedir. Strafor ilk olarak 1952 y›l›nda Alman BASF firmas› taraf›ndan üretilmifltir. Strafor Türkiye’de 1960’l› y›llar›n bafl›nda buzdolab› üreticilerinin ihtiyac›n› karfl›lamak üzere üretilmeye bafllanm›flt›r.
1980’li y›llara kadar da sadece bu alanda kullan›lm›flt›r. Straforun yayg›n olarak ›s›
yal›t›mlar›nda kullan›lmas›n›n en önemli nedeni di¤er ›s› yal›t›m malzemeleriyle
111
karfl›laflt›r›ld›¤›nda daha ucuz olmas›ndan kaynaklanmaktad›r. Strafor beyaz renkli
levhalar halinde üretilmekte olup standart ölçüleri 50x100 cm olmakla birlikte daha farkl› ölçülerde de üretilmektedir. 1x10 cm kal›nl›klar› aras›nda, yo¤unlu¤u 10
ile 30 kg/m3 aras›nda de¤iflmektedir. Genellikle ülkemizde ç›plak olarak pazarlanmakla birlikte, di¤er ülkelerde çeflitli malzemelerle kaplanm›fl olarak pazarlanmaktad›r. EPS’nin üretiminde polistren kullan›lmaktad›r. 1 m3 genlefltirilmifl polistrende milyarlarca adet küçük kapal› gözenekli hava bofllu¤u bulunmaktad›r. Bu hava
boflluklar› ›s› yal›t›m› özelli¤i sa¤lamaktad›r. Polistren fliflirilme metodu ile üretildi¤inde EPS, Expanded Polystrene olarak an›lmaktad›r. Polistren Exturide metoduyla üretildi¤inde ise Exturided Polistren (XPS) olarak an›lmaktad›r.
Genlefltirilmifl polistiren EPS’nin en önemli özelli¤i λ ›s› iletim katsay›s› de¤erinin di¤er ›s› yal›t›m malzemeleriyle karfl›laflt›r›ld›¤›nda en düflük olmas› dolay›s›yla en iyisi olmas›d›r. Genlefltirilmifl polistren EPS’nin 10°C deney s›cakl›¤›ndaki yo¤unlu¤una ba¤l› olarak ›s› etkenli¤i de¤erleri fiekil 4.5 (a)’daki diyagramda verilmifltir. fiekil 4.5 (b)’de ise 20 kg yo¤unluktaki EPS’nin s›cakl›¤a ba¤l› olarak ›s› iletkenli¤i görülmektedir.
fiekil 4.5
Is› ‹letkenli¤i (W/mK)
Is› ‹letkenli¤i (W/mK)
(a) Genlefltirilmifl Polistiren EPS’nin 10°C Deney S›cakl›¤›ndaki Yo¤unlu¤una Ba¤l› Olarak Is› Etkenli¤i
De¤erler (b) 20 kg Yo¤unluktaki EPS’nin S›cakl›¤a Ba¤l› Olarak Is› ‹letkenli¤i
0,045
0,040
0,035
0,030
0,025
0 101520 30 40 50 60 70 80 90 100
Yo¤unluk (kg/m3)
0,05
0,04
0,03
0,02
0,01
-200 -150 -100 -50
0
50
100
S›cakl›k (°C)
(a)
(b)
Genlefltirilmifl polistrenin yo¤unluk de¤eri 10 ile 30 kg/m3 aras›ndad›r. Piyasada genellikle yo¤unlu¤u 10 kg/m3 olan genlefltirilmifl polistren tercih edilmektedir.
Genlefltirilmifl polistrenin bas›nç dayan›m›, makaslama dayan›m›, bükülme dayan›m›, çekme dayan›m› gibi mekanik özellikleri yo¤unlu¤una göre de¤iflmektedir. Çizelge 4.8’de genlefltirilmifl polistren EPS’nin mekanik özellikleri verilmifltir.
Yo¤unluk (kg/m3)
Bas›nç Dayan›m› (N/nm2) (%10 deformasyonda)
Bas›nç Dayan›m›
(N/nm2)
Makaslama Dayan›m›
Bükülme Dayan›m›
Çekme Dayan›m›
(<%2 deformasyonda)
(N/nm2)
(N/nm2)
(N/nm2)
10
15
20
25
30
0.06
0.09
0.14
0.18
0.22
—
0.018
0.028
—
0.053
0.06
0.10
0.14
0.18
0.20
0.12
0.18
0.27
0.36
0.46
0.18
0.28
0.35
0.45
Genlefltirilmifl polistren EPS genel özellikleri itibariyle tüm yap› malzemeleriyle
kolayca ba¤daflmaktad›r. Bununla birlikte tiner gibi baz› çözücü maddelere ve asitlere karfl› dayan›ks›zd›r. Genlefltirilmifl polistren EPS’ye s›cakl›¤a dayan›m ve yan-
Çizelge 4.8
Genlefltirilmifl
Polistren EPS’nin
Mekanik Özellikleri
112
ma durumu aç›s›ndan bakt›¤›m›zda yan›c› bir malzeme oldu¤unu söyleyebiliriz.
Bununla birlikte EPS’nin içine özel maddeler kar›flt›r›larak zor alev al›c› tip haline
getirilebilmektedir. Bu yal›t›m malzemesinin 80°C-85°C’ye kadar kullan›lmas› tavsiye edilmektedir. EPS için kullan›ld›¤› yerde bir süre sonra kendi kendine parçalanarak yok oldu¤u fleklinde bir kan› bulunmaktad›r. EPS do¤ru yerde, do¤ru yo¤unlukta ve iyi bir iflçilik uygulanmas› durumunda kendi kendine yok olmas› gibi
bir durum ortaya ç›kmaz. Tüm plastik malzemelerde oldu¤u gibi genlefltirilmifl polistren de belli bir s›cakl›k de¤erinden sonra yumuflamaya bafllar. Bu de¤er EPS’de
yaklafl›k 85°C’dir. Söz konusu yumuflama durumu düflük yo¤unluklarda daha belirgin bir flekilde ortaya ç›kmaktad›r. EPS’nin bas›nç alt›nda kullan›lmamas› gereken en düflük yo¤unluk de¤eri 10 kg/m3’tür.
Genlefltirilmifl polistiren EPS’ye suya karfl› duyarl›l›k ve buhar geçirimsizli¤i aç›s›ndan bakt›¤›m›zda, bu malzemenin kapal› gözenekli özelli¤e sahip oldu¤unu
söyleyebiliriz. Dolay›s›yla küreciklerin çeperleri suyu geçirmedi¤inden genel olarak bak›ld›¤›nda su alma yüzdesinin çok düflük oldu¤u söylenebilir. Malzemenin
yo¤unlu¤u artt›kça küreler de bir birine daha s›k› yap›flmakta ve su alma oran› gittikçe azalmaktad›r. Genlefltirilmifl polistren hidroskopik ve kapiler de¤ildir. Genlefltirilmifl polistren EPS’ye fiyat aç›s›ndan bakt›¤›m›zda genel olarak kullan›lan di¤er yal›t›m malzemeleri aras›nda en ucuz olan›d›r. Malzemenin fiyat› yo¤unlu¤u
azald›kça azal›r. Bu nedenle de en çok kullan›lan EPS türü yo¤unlu¤u 10 kg/m3
oland›r. Genel olarak bak›ld›¤›nda bas›nc›n söz konusu olmad›¤› yerlerde yo¤unlu¤u düflük olan EPS kullan›l›rken bas›nc›n söz konusu oldu¤u yerlerde yüksek
yo¤unluktaki EPS türleri tercih edilmektedir.
SIRA S‹ZDE
5
HidroskopikSIRA
ve kapiler
S‹ZDE ne demektir?
Genlefltirilmifl polistren EPS’nin genel özellikleri aç›s›ndan topluca de¤erlendiD Ü fi Ü Nnotlar
E L ‹ M yaz›labilecektir:
rilirse afla¤›daki
S O R U polistren EPS’nin yo¤unlu¤una göre ›s› iletim katsay›s› λ de• Genlefltirilmifl
¤erleri Çizelge 4.9’da verilmifltir.
S O R U
D‹KKAT
D ‹ K K4.9
AT
Çizelge
Genlefltirilmifl
polisiren EPS’nin λ
SIRA
S‹ZDE
Is›
‹letim
Katsay›s›
De¤erleri
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
°C
N N
10
•
•
•
•
W/mK
15 kg/m3
20 kg/m3
25 kg/m3
30 kg/m3
0.038
0.035
0.033
0.033
SIRA S‹ZDE
Kullan›m
s›cakl›¤› -100 ile 80°C aras›ndad›r.
AMAÇLARIMIZ
Yang›n karakteristi¤i BS 476 4. Bölüme göre yanabilir s›n›f›ndand›r.
Basma mukavemeti, 70 kN/m2’de %10 deformasyon
Piyasada
13 ile 610 mm aras›nda bulunmaktad›r.
K ‹ T kal›nl›klar›
A P
Ekstrude Polistren (Extruded Polystrene - XPS)
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
Ekstrude polistren
hücre yap›lar› ve da¤›l›m› homojen olup, λ ›s› iletim katT E L E V ‹ Z Y OXPS’in
N
say›s› de¤erleri EPS’ye oranla biraz daha düflüktür. Ekstrude polistren XPS genellikle levha fleklinde üretilmekte olup farkl› firmalar taraf›ndan farkl› renkte üretilmektedir. Üretilen levhalar›n yüzeylerinin düz ya da pürüzlü olmalar› veya bask›l›
‹NTERNET
olup su alma durumlar› EPS’ye oranla daha az oldu¤u söylenebilir. XPS levhalar›n
yo¤unluk de¤erleri 25 ila 50 kg/m3 aras›nda de¤iflti¤i söylenebilir. Ekstrude polis-
113
tren XPS’in EPS’ye göre en önemli özelli¤i bas›nca karfl› olan mukavemetinin fazlal›¤› ve buhar geçirimsizlik faktörünün yüksek olmas›d›r. XPS çok s›k› kapal› gözenekli bir yap›ya sahiptir. Bu özelli¤i dolay›s›yla su alma durumu oldukça düflüktür. Genel olarak bak›ld›¤›nda su alma yüzdesi de¤erinin hacminin %1’inin alt›nda
oldu¤u söylenebilir. Ters teras çat› sistemlerinde su yal›t›m› ›s› yal›t›m›n›n alt›nda
oldu¤undan bu tür çat› sistemleri için iyi bir yal›t›m malzemesi seçene¤idir. XPS
hidroskopik ve kapiler de¤ildir. Ekstrude polistren XPS’e kimyasal maddelere karfl› duyarl›l›k aç›s›ndan bak›ld›¤›nda, plastik esasl› olmas› nedeniyle birçok kimyasal maddeye karfl› duyarl› oldu¤u görülmektedir. Özellikle tiner gibi çözücü maddelerle ve baz› yap›flt›r›c›larla birlikte kullan›lmamas› gerekmektedir.
Ektrude polistren XPS’in λ ›s› etkenlik de¤erleri yo¤unlu¤a ba¤l› olarak de¤iflmekte olup 30-36 kg/m3 yo¤unluk de¤erleri için λlab. = 0,028- 0,031 W/mK aras›nda de¤iflmektedir. Genellikle levha fleklinde üretilen ekstrude polistren XPS yüksek bas›nç dayan›rl›¤›na sahip oldu¤undan otopark hareketli yüklerin bulundu¤u
yerlerin yan› s›ra üzerinde gezinilen teras çat› ve döfleme uygulamalar›nda da kullan›lmaktad›r. Ekstrude polistren XPS’e s›cakl›¤a dayan›m ve yang›n durumu aç›s›ndan bak›ld›¤›nda, içerisinde alevlenmeyi önleyici madde bulunmas› nedeniyle
zor yan›c› olan B1 s›n›f›nda oldu¤u görülmektedir. Bununla birlikte nakliye, depolama ve kullan›m aflamalar›nda atefle ve aleve karfl› önlem al›nmal›d›r. XPS uzun
süreli olarak aç›k depolama fleklinde tutulmamal›d›r çünkü güneflin direkt ultraviole ›fl›nlar› XPS’i tahrip etmektedir.
Ekstrude polistren XPS’in genel özellikleri aç›s›ndan topluca de¤erlendirilirse
afla¤›daki notlar yaz›labilecektir:
• Ekstrude polistren XPS’in yo¤unlu¤una göre ›s› iletim katsay›s› λ de¤erleri
Çizelge 4.10’da verilmifltir.
W/mK
°C
28 kg/m3
32 kg/m3
38 kg/m3
45 kg/m3
10
0.027
0.028
0.025
0.026
• Kullan›m s›cakl›¤› -50 ile 80°C aras›ndad›r.
• Yang›n karakteristi¤i BS 476 4. Bölüme göre yanabilir s›n›f›ndand›r.
• Basma mukavemeti, 28 kg/m3’de 250 kPa, 38 kg/m3’de 500 kPa, 45 kg/m3’
de 700 kPa’d›r.
• Piyasada kal›nl›klar› 20-60 mm aras›nda bulunmaktad›r.
Poliüretan Köpük (Polyurethane Foam)
Poliüretan köpük genel karakteristikleri aç›s›ndan incelenirse, poliol ve izosiyonat
olarak adland›r›lan iki kimyasal maddenin kar›flt›r›lmas› esnas›nda havan›n da yard›m›yla köpürüp sertleflmesiyle elde edilmektedir. Poliüretan köpük genel olarak
bak›ld›¤›nda plastik esasl› olup levha halinde üretilmekle birlikte, özellikle tesisat
yal›t›m› amac›yla boru fleklinde form verilmifl flekilde de üretilebilmektedir. Poliüretan köpük genellikle yerinde püskürtülme yöntemiyle uygulanmaktad›r. Genel
özelliklerine bak›ld›¤›nda, sar› renkte olup, hücrelerinin %95’i kapal› gözeneklidir
ve 30-200 kg/ m3 yo¤unluklar›nda üretilmektedir. Çeflitli poliüretan köpük malzeme örnekleri fiekil 4.6’da gösterilmektedir.
Çizelge 4.10
Ekstrude polistren
XPS’in λ Is› ‹letim
Katsay›s› De¤erleri
114
fiekil 4.6
Çeflitli
Poliüretan
Köpük
Malzeme
Örnekleri
Çizelge 4.11
Poliüretan Köpük λ
De¤erleri
Poliüretan köpük λ ›s› iletkenlik
de¤eri aç›s›ndan bak›ld›¤›nda oldukça düflük de¤erlere sahiptir. Poliüretan köpü¤ün λ ›s› iletkenlik de¤eri için 0,012-0,013 W/mK de¤erleri verilmektedir. Bu λ de¤erleri asl›nda poliüretan köpü¤ün bafllang›çta yerinde Püskürtüldü¤ü zamandaki de¤eridir. Zamanla bu de¤er biraz yükselebilmektedir. Bu
durum ›s› iletim katsay›s› de¤erinin
bir süre sonra kötüleflti¤i anlam›na
gelmektedir. Poliüretan köpük mekanik özellikleri aç›s›ndan incelendi¤inde yo¤unlu¤unun 30-200 kg/m 3 aras›nda
oldu¤u görülmektedir. Yal›t›m amac›yla kullan›lan poliüretan levhalar›n yo¤unlu¤unun 32 kg/m3’ten az olmamas› önerilmektedir. Bu de¤erin alt›na inildi¤inde flekil de¤iflimleri ortaya ç›kabilmektedir. Poliüretan köpük suya karfl› duyarl›l›k anlam›nda incelendi¤inde, bünyesine su alma durumunun az olmakla birlikte, EPS’den
fazla oldu¤u kaydedilmektedir. Poliüretan köpük 24 saat süreyle suya dald›r›ld›¤›nda hacminin %0,2-%1’i kadar su almaktad›r. Birkaç haftal›k numunelerde bu
oran %3- %5 civar›na ç›kmaktad›r. Poliüretan köpük kimyasal maddelere karfl› duyarl›l›k aç›s›ndan incelendi¤inde; benzine, mazota, hafif asitlere, alkalilere ve deniz suyuna karfl› dayan›kl› oldu¤u ortaya ç›kmaktad›r. poliüretan köpük s›cakl›¤a
dayan›m ve yang›n durumu aç›s›ndan incelendi¤inde; levhalar›n 110°C-120°C s›cakl›¤a dayan›kl› oldu¤u görülmektedir. S›cakl›¤a dayan›m aç›s›ndan EPS’ye göre
farkl› sonuçlar ortaya ç›karmaktad›r. Poliüretan köpük özellikle tesisat yal›t›m›nda
-200°C’ye kadar kullan›labilmektedir. Petrol ürünü olmas› nedeniyle yan›c› olmas›na ra¤men, üretimi esnas›nda, alev almay› zorlaflt›r›c› maddeler eklendi¤inden,
“Zor alev alabilen yang›n aç›s›ndan B1 s›n›f› bir malzemedir.”
Rijit poliüretan köpük genel özellikleri aç›s›ndan topluca de¤erlendirilirse afla¤›daki notlar yaz›labilecektir:
• Rijit poliüretan köpü¤ün yo¤unlu¤una göre ›s› iletim katsay›s› λ de¤erleri Çizelge 4.11’de verilmifltir.
W/mK
°C
35 kg/m3
40 kg/m3
50 kg/m3
-150
0.016
0.016
0.016
-50
0.022
0.022
0.022
0
0.021
0.021
0.021
10
0.023
0.023
0.023
50
0.026
0.026
0.026
100
0.032
0.032
0.032
115
Elastomerik Kauçuk Köpü¤ü
Elastromerik kauçuk köpü¤ünün Türkiye’ye gelifli di¤er yal›t›m malzemelerine göre daha sonradan olmufltur. Bu malzemenin Türkiye’ye gelifli 9-10 y›ll›k bir geçmifle sahiptir. Elastomerik kauçuk köpü¤ü kapal› hücreli, tamamen esnek olup, genlefltirilmifl siyah sentetik kauçuk boru ya da levha fleklinde pazarlanmaktad›r. Elastomerik kauçuk köpü¤ün son y›llarda kullan›m› gittikçe artmakta olup s›cak borularda ›s› kayb›n›, so¤uk borularda ise ›s› kazanc›n› önemli miktarda azaltmaktad›r.
Elastomerik kauçuk köpü¤ünün ›s› iletim katsay›s› λ de¤erleri kullan›ld›¤› s›cakl›¤a ba¤l› olarak de¤iflmektedir.
-20°C’de λ de¤eri 0,034 W/mK iken 0°C’de 0,036 W/mK de¤erinde olup 20°C’de
λ de¤eri 0,038 W/mK’dir. Elastomerik kauçuk köpü¤ü mükemmel bir esnekli¤e sahip olup yo¤unlu¤u 60-80 kg/m3 de¤erindedir.
Elastomerik kauçuk köpü¤ü suya karfl› duyarl›l›¤› aç›s›ndan de¤erlendirildi¤inde kapal› gözenekli olmas› nedeniyle bünyesine pratik olarak su almad›¤› kaydedilmektedir. Kimyasal maddelere duyarl›l›k aç›s›ndan bak›ld›¤›nda ise;
ya¤, madeni ya¤ gibi kimyasallara dayan›kl› oldu¤u kaydedilmektedir.
Elastomerik kauçuk köpü¤ü buhar
geçirimsizli¤i özelli¤i aç›s›ndan di¤er
yal›t›m malzemeleriyle karfl›laflt›r›ld›¤›nda en iyi malzemeler aras›nda yer
almaktad›r. Bu malzemenin su buhar
geçirgenli¤i de¤eri 0,21-0,07 µgm/Na
de¤erinde olup su buhar› geçirgenlik
direnç katsay›s› de¤eri µ, 3.000-10.000
aras›ndad›r. Bu özelli¤i ile yo¤uflma
sorunu olan yerlerde kullan›lmas›
önerilmektedir. Elastomerik kauçuk
köpü¤ü yal›t›m borular› fiekil 4.7’de
görülmektedir.
Elastomerik kauçuk köpü¤ü yal›t›m borular›n özellikleri nelerdir? SIRA S‹ZDE
fiekil 4.7
Elastomerik
Kauçuk
Köpü¤ü
Yal›t›m
Borular›
6
Yanmaz cam yünü kaplamal› kauçuk köpü¤ü yal›t›m borular›n›n özellikleri
nelerdir?
SIRA S‹ZDE
S O Rde¤erlendirilirU
Elastomerik kauçuk köpü¤ü genel özellikleri aç›s›ndan topluca
se afla¤›daki notlar yaz›labilecektir:
D‹KKAT
O R U
• Elastomerik kauçuk köpü¤ün yo¤unlu¤una göre ›s› iletimS katsay›s›
λ de¤erleri Çizelge 4.12’de verilmifltir.
W/mK
°C
60 kg/m3 (Class 1)
-20
0.033
0
0.035
20
0.037
50
0.040
SIRA S‹ZDE
D‹KKAT
0.038
K ‹ T0.040
A P
AMAÇLARIMIZ
0.044
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
S O R U
N N
N N
90 kg/m3 (Class 2)
AMAÇLARIMIZ
SIRA 0.036
S‹ZDE
7
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
Çizelge 4.12D ‹ K K A T
Elastomerik Kauçuk
Köpük λ Is›
‹letim
AMAÇLARIMIZ
SIRA S‹ZDE
Katsay›s› De¤erleri
K ‹ T A P
AMAÇLARIMIZ
T KE L ‹E VT‹ ZAY OPN
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
116
Polietlen Köpük
Polietilen köpü¤e genel özellikleri itibariyle bakt›¤›m›zda; etilen ve propilenden
haz›rlanan polimerlerden imal edildi¤ini belirtebiliriz. Ayr›ca esnek ve yar› esnek
gözenekli olup plastik esasl› bir malzeme oldu¤u kaydedilmektedir. Polietlen köpük, ekstrüzyon yöntemiyle, boru ya da levha fleklinde imal edilmekte olup d›fl
yüzeyi oldukça düzgün olarak elde edilmektedir.
SIRA S‹ZDE
8
Polietilen köpük özellikle tesisat yal›t›m›nda da kullan›lmakta olup boru fleklinD Ü fimm
Ü N E L ‹iç
M çap›nda, 5 ile 30mm yal›t›m kal›nl›¤›nda ve 2m uzunlu¤unda
de 10 ile 138
üretilmektedir. Polietilen köpük kapal› hücre yap›l› bir malzeme olup dayan›kl›,
güvenilir, ekonomik,
kullan›m› kolay bir yal›t›m malzemesi olarak bilinmektedir.
S O R U
Tesisat yal›t›m›nda kullan›lan borular›n kesim yerleri haz›r olup çok kolay bir ifllemden sonra k›sa bir sürede montaj› yap›labilmektedir. Polietilen köpük kimyasal
D‹KKAT
olarak nötr ve kokusuz olup zehirli gaz içermemektedir. Polietilen köpük; düflük
yo¤unlu¤u, düflük ›s› iletim katsay›s› de¤eri, yüksek su buhar› difüzyon direnci,
S‹ZDE
bünyesine SIRA
su almamas›,
yüksek darbelere dayan›m› ve esnekli¤i ile tesisat yal›t›m›nda kullan›lan bir ürün olarak karfl›m›za ç›kmaktad›r. Genel olarak polietilen
esasl› yal›t›m malzemelerine bak›ld›¤›nda ›s› yal›t›m›nda, döflemelerde, darbe sisi
AMAÇLARIMIZ
yal›t›m›nda, su yal›t›m›nda yayg›n olarak kullan›lmaktad›r.
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
KSIRA
‹ T S‹ZDE
A P
Ekstrüzyon yöntemi
nedir?
SIRA S‹ZDE
N N
9
Tesisat yal›t›m›nda
polietilen köpük yal›t›m borular› hakk›nda bilgi verin.
SIRA
K ‹ TS‹ZDE
Akullan›lan
P
Polietilen köpük genel özellikleri aç›s›ndan topluca de¤erlendirilirse afla¤›daki
TELEV‹ZYON
• Polietilen
yo¤unlu¤una göre ›s› iletim katsay›s› λ de¤erleri Çizelge
S O R köpük
U
4.13’de verilmifltir.
TELEV‹ZYON
S O R U
‹NTERNET
‹NTERNET
D‹KKAT
D ‹ K K 4.13
AT
Çizelge
Polietilen Köpük λ Is›
‹letim Katsay›s›
SIRA S‹ZDE
De¤erleri
AMAÇLARIMIZ
N N
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
°C
30 kg/m3 (Standart)
30 kg/m3 (Gelifltirilmifl)
-20
0.038
0.033
0
0.040
0.035
20
0.042
0.037
50
0.045
0.040
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
K ‹ T A P
•
•
•
•
W/mK
Kullan›m s›cakl›¤› -50 ile 105°C aras›ndad›r.
Yang›n
karakteristi¤i BS 476 4. Bölüme göre yanabilir s›n›f›ndand›r.
TELEV‹ZYON
Basma mukavemeti, 91 ile 168 kN/m2’ de %25 deformasyon.
Piyasada kal›nl›klar› 4 ile 32 mm aras›nda bulunmaktad›r.
‹NTERNET
117
PVC Köpük
PVC köpük genel karakteristik özellikleri aç›s›ndan incelendi¤inde polivinilklorid
esasl› termoplastik bir malzeme olup sert, yar› sert veya yumuflak olarak üretilebilmektedir. Gözenek yap›s›na göre üretim yöntemi de¤iflebilmektedir. Is› iletim katsay›s› λ de¤erleri aç›s›ndan bakt›¤›m›zda, 40 kg/m3 yo¤unluk için λ de¤eri 0,038
W/mK; 130 kg/m3 yo¤unluk için λ de¤eri 0,051 W/mK olarak görülmektedir. Yo¤unlu¤u 30 ile 300 kg/m3 aras›ndad›r. Suya duyarl›l›¤› aç›s›ndan bakt›¤›m›zda kapal› gözenekli olup su almad›¤› ve µ de¤erinin 40 ile 80 aras›nda oldu¤u kaydedilmektedir. PVC köpük korozyon ve çürümeye karfl› dayan›kl› olup haflarat bar›nd›rmaz ve zor yan›c› özelli¤e sahiptir.
PVC köpük genel özellikleri aç›s›ndan topluca de¤erlendirilirse afla¤›daki notlar yaz›labilecektir:
• Yo¤unlu¤u 40 ile 300 kg/m3 de¤erindedir.
• PVC köpük yo¤unlu¤una göre ve 10°C ortalama s›cakl›k için ›s› iletim katsay›s› λ de¤erleri Çizelge 4.14’te verilmifltir.
W/mK
Ortalama S›cakl›k
40 kg/m3
100 kg/m3
300 kg/m3
10
0.029
0.030
0.048
Çizelge 4.14
PVC Köpük ‹çin
10°C Ortalama
S›cakl›¤a Ait λ Is›
‹letim Katsay›s›
De¤erleri
• Basma mukavemeti, 40 kg/m3 için 430 kPa, 100 kg/m3 için 2000 kPa, 300
kg/m3 için 8800 kPa
Kalsiyum Silikat
Kalsiyum silikat, genel olarak bak›ld›¤›nda, mineral esasl› bir yal›t›m malzemesi
olup, boru, levha, sprey veya form verilmifl özel parçalar olarak kullan›lmaktad›r.
Kalsiyum silikat›n su ilavesi ile sertleflen toz halinde olan flekilleri de bulunmaktad›r. Kalsiyum silikat tesisatta özellikle yüksek s›cakl›k yal›t›mlar›nda kullan›lmakta
olup 1100°C’ye kadar dayanan tipleri bulunmaktad›r. Yo¤unlu¤u 190 ile 200 kg/m3
aras›nda olup bas›nç dayan›m› 8-10 kg/cm2’dir. Kalsiyum silikat yang›n yal›t›m›
için de elveriflli bir malzeme olup ›s› iletim katsay›s› de¤eri oldukça düflüktür. Kalsiyum silikat prefabrik borular› özellikle tesisat yal›t›m›nda kullan›lmakta olup baz› kalsiyum silikat prefabrik boru yal›t›m malzemeleri fiekil 4.8’de verilmifltir.
fiekil 4.8
Çeflitli Kalsiyum
Silikat Prefabrik
Boru Örnekleri
118
Kalsiyum silikat genel özellikleri aç›s›ndan topluca de¤erlendirilirse afla¤›daki
• Kalsiyum silikat yo¤unlu¤una göre ve çeflitli ortalama s›cakl›k için ›s› iletim
katsay›s› λ de¤erleri Çizelge 4.15’te verilmifltir.
• Kullan›m s›cakl›¤› 1.000°C
• Basma mukavemeti, 600 kN/m2’de %1,5 deformasyon
Çizelge 4.15
Kalsiyum Silikat ‹çin
Çeflitli Ortalama
S›cak De¤erlerine Ait
λ Is› ‹letim Katsay›s›
De¤erleri
W/mK
°C
100
150
200
250
300
350
240 kg/m3
0.054
0.054
0.054
0.054
0.054
0.054
TES‹SATTA ENERJ‹ EKONOM‹S‹ SA⁄LANAB‹LECEK
YERLER
Tesisatta enerji ekonomisi büyük oranda ›s› yal›t›m›yla gerçeklefltirilmektedir. Bu
bölümde tesisatta hangi noktalarda ve nerelerde enerji ekonomisi sa¤lanabilece¤i
s›ralanacak daha sonra bunlar tek tek aç›klanacakt›r. Genellikle tesisatta ›s› yal›t›m› konusu endüstride ve di¤er kullan›mda ikinci planda görülmekte buradan sa¤lanabilecek enerji tasarrufu ihmal edilmektedir. Ayr›ca tesisatta ›s› yal›t›m› ve enerji ekonomisi konusu teknik bir konu olup bilinçsiz yap›lan bir tesisat yal›t›m› bazen bofla harcanan para anlam›na da gelebilmektedir. Özellikle borulardaki yal›t›mdan önce mutlaka kritik yal›t›m kal›nl›¤› hesab› yap›lmal›d›r.
SIRA S‹ZDE
10
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
Kritik yal›t›m
kal›nl›¤›
SIRA
S‹ZDE nedir?
Tesisatta ›s› yal›t›m› yap›labilecek yerler s›ralan›rsa borulardaki yal›t›m ilk s›rada
görülebilir.DBorulardaki
yal›t›m içinden geçen suyun s›cakl›¤›na göre üç alt bafll›kta incelenmektedir. Bunlar; so¤uk hatlarda so¤uk su borular›n›n yal›t›m›, ›l›k hatlarda s›cak su ve
borular›n›n yal›t›m›, s›cak hatlarda ise buhar, k›zg›n su boS O kalorifer
R U
rular›n›n yal›t›m› olarak ortaya ç›kmaktad›r. Bir önceki bafll›kta tesisatta ›s› yal›t›m›
amac›yla kullan›lan ›s› yal›t›m malzemeleri tan›t›lm›flt›. Tesisat yal›t›m›nda kullan›D‹KKAT
lan bafll›ca ›s›
yal›t›m malzemeleri; prefabrik kauçuk köpü¤ü, prefabrik EPS veya
XPS, prefabrik tafl yünü, prefabrik cam yünü, prefabrik cam köpü¤ü, prefabrik poSIRA prefabrik
S‹ZDE
lietilen köpük,
poliüretan, prefabrik fenol köpü¤ü, beyaz cam yünü, tafl
yünü fliltesi, enjekte poliüretan ve kalsiyumsiltatt›r. Genellikle vana ve armatür yal›t›m›, göz ard› edilen noktalardan birisidir. Y›llar boyunca ciddi ›s› kay›plar›na neAMAÇLARIMIZ
den olmakla
birlikte vana ve armatürler pek çok tesiste yal›t›m aç›s›ndan ihmal edilen noktalar aras›nda görülmektedir. Tesisatta önemli bir ›s› kay›p noktas› da klima
kanallar›d›r. Klima kanallar›nda da flartland›r›lan havada, yal›t›ms›zl›k nedeniyle orK ‹ ›s›
T Akazanc›,
P
taya ç›kabilen
hem para kayb›na hem de konfor kayb›na neden olabilmektedir. Tesisatta pek çok endüstriyel ekipmandan da kullan›m s›cakl›¤›na göre
›s› kayb› ya da ›s› kazanc› ortaya ç›kmaktad›r. Bu nedenle endüstriyel ekipmanlaL E önem
V ‹ Z Y O Narz etmektedir. Tesisat yal›t›m›nda prefabrik yal›t›m malzemer›n yal›t›m›T Eda
si ürünleri kullanmak düflük yo¤unluklu flilte kullan›m›na göre daha do¤ru bir uygulama olarak ortaya ç›kmaktad›r. Düflük yo¤unluklu flilte tarz› ›s› yal›t›m malzemeleri s›k› bir flekilde sar›ld›¤›nda kal›nl›¤› incelmektedir. Bu tür düflük yo¤unluklu ›s›
‹NTERNET
yal›t›m malzemeleri zamanla kal›nl›k kaybetmesi nedeniyle sorunlar ortaya ç›karmaktad›r. Bunun yerine prefabrik türü ›s› yal›t›m malzemeleri önerilmektedir.
N N
119
So¤uk Hatlarda So¤uk Su Borular›n›n Yal›t›m›
So¤uk hatlarda borular›n içerisinden so¤uk ak›flkan geçti¤inden do¤al olarak boru
yüzeyi so¤uk olmaktad›r. Borunun so¤uk yüzeyi ile temas eden ortam havas›ndaki su buhar› bu temastan sonra yo¤uflarak s›v› haline gelmektedir. Yo¤uflan su korozyon, paslanma ve enerji kayb›na neden olmaktad›r. So¤uk hatlar›n yal›t›m›nda
kullan›lan malzeme ve uygulama flekli de çok önemlidir. Uygun kullan›lan bir yal›t›m malzemesi ve do¤ru bir uygulama ile yo¤uflma ve korozyon sorunu ortadan
kald›r›labilir.
fiekil 4.9
Boru Yal›t›m›nda
Yal›t›m
Malzemesinin
Üzerine
Alüminyum Folyo
Kaplanmas›
So¤uk hatlarda buhar kesicinin
kullan›lmas› gerekti¤i durumlarda bu
yal›t›m malzemelerinin üzeri alüminyum folyo ile kaplanmal›d›r. Boru yal›t›m›nda yal›t›m malzemesinin üzerine alüminyum folyo kaplanmas›na
iliflkin uygulama fiekil 4.9’da verilmifltir. Son y›llarda ülkemizde so¤uk su
hatlar›n›n yal›t›m›nda sentetik kauçuk
esasl› ›s› yal›t›m malzemelerinin kullan›m› yayg›n olarak görülmektedir.
Sentetik kauçuk esasl› olan elastomerik kauçuk köpü¤ünün tesisatta kullan›m›na iliflkin örnekler fiekil 4.10’da
verilmifltir.
Il›k Hatlarda S›cak Su ve Kalorifer Borular›n›n Yal›t›m›
Il›k hatlarda s›cak su ve kalorifer borular›n›n yal›t›m› tesisatta yayg›n olarak karfl›m›za ç›kan yal›t›m uygulamalar›ndan birisidir. S›cak su ve kalorifer borular›n›n öncelikle ›s›nan mekanlardan geçirilmesi enerji kay›plar›n› aza indirmek aç›s›ndan oldukça önemlidir. Il›k hatlar›n yal›t›m› kazanda üretilen s›cak suyun enerjisinin son
noktaya kadar en az kay›pla iletilmesi aç›s›ndan büyük önem tafl›maktad›r. Il›k hatlar›n yal›t›m›nda yüksek s›cakl›¤a dayanabilen cam yünü, tafl yünü gibi yal›t›m
malzemeleri flilte ya da genellikle prefabrik boru fleklinde kullan›lmaktad›r. Bunlar›n d›fl›nda prefabrik olarak polietilen, kauçuk köpü¤ü ve poliüretan gibi malzemeler de kullan›lmaktad›r. Is› yal›t›m malzemelerinin prefabrik boru olarak kullan›lmas› durumunda ek yerlerinin s›k› bir flekilde yap›flt›r›lmas› önemlidir.
fiekil 4.10
Elastomerik
Kauçuk
Köpü¤ü
Kullan›m›na
‹liflkin
Örnekler
120
S›cak Hatlarda Buhar ve K›zg›n Su Borular›n›n Yal›t›m›
S›cak hatlarda buhar ve k›zg›n su borular›n›n yal›t›m›, boru içerisinden geçen ak›flkan s›cakl›¤›n›n yüksek olmas› nedeniyle daha büyük önem arz etmektedir. Bu
hatlardaki ak›flkan s›cakl›¤› 250°C ile 500°C’ye kadar ç›kabilmektedir. Borulardaki
s›cakl›k 250°C’yi geçmiyorsa prefabrik cam yünü kullan›m› önerilmektedir. Ak›flkan s›cakl›¤›n›n 250°C ile 500°C aras›nda olmas› durumunda galvanizli telle dikilmifl olan beyaz cam yünü veya tafl yünü kullan›lmal›d›r.
Vana ve Armatürlerde Yal›t›m Uygulamalar›
Vana ve armatürler genellikle tesisatta ›s› yal›t›m uygulamalar›nda ihmal edilen
noktalardan birisidir. Gerek ›s›tma gerekse so¤utma tesisat›nda vana ve armatürlerdeki yal›t›ms›zl›k nedeniyle ciddi enerji kay›plar› ortaya ç›kabilmektedir. Bunun
baflta gelen nedeni buradan ortaya ç›kan kay›plar›n bilinmemesi nedeniyle konuya gereken önemin verilmeyiflinden kaynaklanmaktad›r. Özellikle kazan dairelerinde bazen borular özellikle yal›t›lmayarak kazan dairesinin bu borulardan kaçan
›s›yla ›s›t›lmas› öngörülerek yanl›fl bir uygulama yap›lmaktad›r. Baz› durumlarda
kazan dairesinde boru ve armatürlerin ç›plak b›rak›lmas› kazan dairelerinde afl›r›
›s›nmaya neden olabilmektedir. Buradaki afl›r› ›s›nma bas›nçl› hava kompresör gibi baz› cihazlarda verim düflüklü¤üne neden olmaktad›r. Bunun d›fl›nda kazan dairesindeki yal›t›ms›z borular s›cak yüzeylerden kaynaklanan ifl kazalar›na da yol
açmaktad›r. Armatürlerin yal›t›m›ndan kaç›n›l›yor olmas›n›n bir baflka nedeni de
vana ceketlerinin tak›l›p sökülmesi s›ras›ndaki zorluklardan kaynaklanmaktad›r.
Yat›r›mc›n›n vana ve armatürlerde yal›t›m yapmamas›n›n nedenlerinden birisi de
maliyeti artt›r›c› bir yat›r›m olarak görmesindendir. Ayr›ca vana ve armatürlerde detay ve ayr›nt›lar nedeniyle uygulamalar›n estetik olmay›fl› da buralardaki yal›t›mdan kaç›fl›n nedenlerinden birisidir. Genellikle s›cak hatlardaki yal›t›m›n önemi bilinmekle birlikte so¤uk hatlardaki yal›t›m ço¤u zaman ihmal edilebilmektedir. So¤uk hatlardaki vana ve armatürlerde yal›t›m olmay›fl›, enerji kayb› ve iflletme maliyetinin artmas›n›n yan› s›ra özellikle yo¤uflmadan kaynaklanan ciddi sorunlar ortaya ç›karabilmektedir. Vana ve armatürlerdeki yo¤uflma paslanma ve afl›nmaya
neden olmakta, bu durum da cihazlar›n zarar görmesiyle sonuçlanmaktad›r. Özellikle so¤uk hatlarda yal›t›m yap›l›rken yal›t›m malzemesinin seçimi ve kal›nl›¤› da
sonuçlar› itibariyle büyük önem arz etmektedir. Yal›t›m yap›lm›fl olsa bile yanl›fl
malzeme seçimi armatürlerde yo¤uflmaya ve korozyona neden olabilmektedir.
SIRA S‹ZDE
11
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
Vana ceketi SIRA
nedir?
Sa¤lad›¤› yararlar nelerdir?
S‹ZDE
So¤utulmufl Su Tafl›yan Borularda ve So¤utulmufl Hava
Tafl›yanD Kanallarda
Klima kanallar›nda, flartland›r›larak so¤utulmufl ak›flkan kullan›m yerine yönlendiS O R U
rilmektedir. So¤utulmufl
su tafl›yan borularda ya da so¤utulmufl hava tafl›yan kanallarda ›s› yal›t›m›, ›s› kazanc›n› önlemek aç›s›ndan yap›lmaktad›r. Bu tür boru ve kanallarda yal›t›m
yap›lmas›n›n bir di¤er nedeni de yo¤uflmay› önlemektir. Bu uyguD‹KKAT
lamalarda yal›t›m malzemesinin seçimi ile kal›nl›¤› özellikle yo¤uflma ve ›s› kazançlar› aç›s›ndan önemlidir. Is› yal›t›m› yo¤uflmay› önleyecek kal›nl›kta yap›lmal›d›r.
SIRA S‹ZDE
Yeteri kal›nl›kta
yal›t›m malzemesi kullan›lmamas› yo¤uflma ve korozyona neden
olmaktad›r. Bu hatlardaki vana ve armatürlerin yal›t›lmamas› ›s› köprüsü oluflumuna neden olmaktad›r.
Is› köprüleri büyük ölçüde ›s› kazanc› veya kayb›na yol açaAMAÇLARIMIZ
N N
K ‹ T A P
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
121
bilmektedir. Is› köprülerine yeterince önem verilmemesine karfl›n bu noktalar ciddi enerji kay›plar›na yol açmaktad›r. Is› köprülerindeki kay›p, boru ve kanallar›n
yap›ya ba¤lant› noktalar› amac›yla kullan›lan mesnetlerden ortaya ç›kmaktad›r.
S›cak su ve buhar hatlar›ndaki yal›t›m kal›nl›klar› üzerinde yeterince çal›fl›lm›fl
konular aras›nda yer almaktad›r. Bu konuda da yeterince kural ve standart oluflturulmufltur. So¤utma hatlar› için ayn› durum söz konusu de¤ildir. So¤utma hatlar›
ve klima tesisat›ndaki yal›t›m üzerinde daha az duruldu¤undan bu konudaki çal›flmalar da yeterince gelifltirilmemifltir. Özellikle so¤utulmufl su tafl›yan boru ve so¤utulmufl hava tafl›yan kanallardaki ak›flkan›n üretim maliyeti pahal› oldu¤undan
buradaki kay›plar ciddi parasal maliyetlere yol açabilmektedir. So¤uk yüzeylerdeki ortaya ç›kabilecek yo¤uflma olay› nedeniyle de yal›t›m uygulamalar› önemli hale gelmektedir. Yo¤uflman›n önlenmesi amac›yla so¤uk ak›flkan tafl›yan boru ve
hava kanallar› d›flar›dan yal›t›lmas› gerekmektedir. Yal›t›m tabakas›n›n yüzeyinin
s›cakl›¤› ortam›n çi¤ noktas› s›cakl›¤›ndan yüksek olmal›d›r. Yal›t›m tabakas›n›n
kal›nl›¤› bu s›cakl›¤a göre belirlenmelidir. Yetersiz yal›t›m sonucunda yal›t›m malzemesinin üzerinde yo¤uflmadan kaynaklanan su damlalar› ortaya ç›kmaktad›r.
Buna iliflkin bir resim fiekil 4.11’de verilmifltir. Uygulamalara genel olarak bak›ld›¤›nda so¤uk ak›flkan›n ›s› kazanc›n›n azalt›lmas› amac›yla gerekli olan yal›t›m kal›nl›¤›, yo¤uflman›n önlenmesi amac›yla gerekli olan yal›t›m kal›nl›¤›ndan daha fazla bir de¤erde ortaya ç›kmaktad›r.
Özellikle düflük s›cakl›klarda ak›flkan tafl›yan boru ve armatürlerdeki
di¤er bir sorun donma olaylar›d›r. Bu
tür hatlarda hava s›cakl›¤›n›n 0°C’nin
alt›na düfltü¤ü dönemlerde boru içerisinde uzun bir süre hareketsiz kalan su donma tehlikesiyle karfl› karfl›ya kalmaktad›r. Bu sorunlar› ortadan
kald›rmak için de boru ve armatürlerde yal›t›m önemlidir. Sadece düflük s›cakl›klarda ak›flkan borularda
de¤il yang›n tesisat›nda oldu¤u gibi
su tafl›yan hatlarda da yal›t›m havan›n so¤uk oldu¤u günlerde bu hatlarda ve armatürlerde donmaya karfl›
oldukça önemlidir.
Klima kanallar›nda kullan›lacak ›s› yal›t›m malzemeleri genellikle elastomerik
kauçuk köpü¤ü, folyo kapl› polietilen köpük ve folyo kapl› cam yünüdür. Alüminyum folyo kapl› olan bu malzemelerin ek yerleri alüminyum folyo bant ile yap›flt›r›l›r. 0,8 mm’lik galveniz tellerle yaklafl›k olarak 1 metrede bir ba¤lanarak sa¤lamlaflt›r›l›r. Klima kanallar›ndaki yal›t›mda ço¤unlukla kullan›lan elastomerik kauçuk
köpü¤ü levhalar çeflitli kal›nl›klarda ve geniflliklerde üretilerek piyasaya sunulmaktad›r. Kal›nl›k ve genifllikteki bu esnek üretim fire oranlar›n›n düflürülmesini sa¤lamaktad›r. S›cak hacimlerden geçen so¤uk hava kanallar›ndaki yo¤uflman›n önlenmesi için klima kanallar›nda da alüminyum folyo kapl› yal›t›m malzemeleri kullan›lmaktad›r.
So¤uk hatlardaki yo¤uflma oluflumunu ve sonuçlar›n› aç›klay›n.
SIRA S‹ZDE
fiekil 4.11
Yetersiz
yal›t›m
sonucu
yal›t›m
malzemesinin
üzerinde
yo¤uflmadan
kaynaklanan
su damlalar›
12
SIRA S‹ZDE
S O R U
S O R U
122
Endüstriyel Ekipmanlarda Yal›t›m
fiekil 4.12
Elastomerik
Kauçuk
Köpü¤ü ‹le
Yal›t›m
Uygulamas›
Yap›lm›fl Bir
Tank
Endüstride yüksek s›cakl›klarda çal›flan pek çok cihaz bulunmaktad›r. Bu cihazlar›n s›cakl›klar› 500°C’ye kadar ç›kabilmektedir. Sanayideki kazan ve tanklar›n yal›t›m malzemesinin seçiminde cihaz›n s›cakl›¤› göz önüne al›nmal›d›r. Kazan ve
tanklardaki s›cakl›k 250°C ile
500°C aras›ndaysa en uygun
yal›t›m malzemesi olarak tafl
yünü ya da cam yünü önerilmektedir. Kazan ve tanklar›n
yere ve duvara montaj›nda kullan›lan mesnet ve tutucular ›s›
köprüleri oluflturarak ciddi ›s›
kay›plar›na yol açabilmektedir.
Bu nedenle kazan ve tanklar›n
yan› s›ra bunlar› duvara ve yere ba¤layan tutucular›n da yal›t›lmas› önemlidir. Elastomerik
kauçuk köpü¤ü ile yal›t›m uygulamas› yap›lm›fl bir tank fiekil 4.12’de görülmektedir.
Endüstriyel ekipman›n s›cakl›¤› 500°C’nin üzerindeyse yal›t›m malzemesi olarak seramik elyaf ve tafl yünü önerilmektedir. Endüstriyel ekipmanlar›n yal›t›m›nda tafl yününün 750°C’ye kadar, seramik yününün ise 1250°C’ye kadar kullan›lmas› önerilmektedir. Endüstride kazan ve tank gibi ekipmanlar›n yan› s›ra yüksek s›cakl›klarda çal›flan f›r›n, ocak ve etüv gibi cihazlar da bulunmaktad›r. bu tür f›r›nlar uygulad›klar› proses gere¤i çok yüksek s›cakl›klarda çal›flt›r›lmaktad›r. Buna örnek olarak seramik sanayinden kullan›lan tünel f›r›nlar gösterilebilir. Bu kadar
yüksek s›cakl›kta çal›flmalar› nedeniyle çok ciddi enerji kay›plar› ile karfl› karfl›ya
kal›nmaktad›r. Bu nedenle bu tür f›r›nlar›n yal›t›m› enerji tasarrufu aç›s›ndan büyük bir önem arz etmektedir. Sanayide kullan›lan f›r›n ve ocaklar›n duvarlar›nda λ
›s› iletim katsay›s› düflük olan tu¤lalar kullan›lmaktad›r. Bu tu¤lalar›n üzerinde de
yüksek s›cakl›klara dayan›kl› olan tafl yünü ve seramik yünü gibi yal›t›m malzemelerinin kullan›m› önerilmektedir.
123
Özet
Tesisatta enerji ekonomisi, binalarda enerji ekonomisi
kadar önemlidir. Tesisatta enerji ekonomisi öncelikle
yal›t›mdan geçmektedir. Tesisat yal›t›m›n›n bina yal›t›m›ndan en önemli fark›, tesisatta karfl›lafl›lan s›cakl›k
düzeyleri binalardaki s›cakl›k düzeyinden çok yüksek
olmas›d›r. Binalarda iç ortam›n s›cakl›¤› ile d›fl ortam›n
s›cakl›¤› aras›ndaki fark 20°C ile 40°C aras›nda de¤iflmektedir. Tesisatta ise bu fark çok daha yüksek düzeylerdedir. Bu nedenle tesisatta yap›lacak yal›t›m, enerji
tasarrufu aç›s›ndan büyük önem arz etmektedir. Bina
ve tesisatta yal›t›m yap›lmas› durumunda tesisat yat›r›m›n›n maliyetlerinde önemli düzeyde düflmeler ortaya
ç›kabilmektedir. Binaya iyi bir yal›t›m yapmakla binan›n toplam ›s› ihtiyac› düflece¤inden binan›n kazan kapasitesi, radyatör say›s› ve boru çaplar›nda düflmeler
ortaya ç›kar. Bu da parasal kazanç anlam›na gelmektedir. Benzer flekilde tesisatta yal›t›m da tesisat kay›plar›nda azalmalar ortaya ç›karabilecektir.
Is›tma sistemlerinde yal›t›m olmay›fl›n›n ortaya ç›kard›¤› sorunlar flu flekilde s›ralanabilir: Enerji kayb› ve iflletme giderleri artmaktad›r. Yüksek s›cakl›k ve buhar armatürlerinde ifl kazalar› ortaya ç›kabilmektedir. Yal›t›m
olmamas› nedeniyle kazan dairesinin afl›r› ›s›nmas› di¤er sistemlerin zarar görmesine neden olabilmektedir.
Örne¤in; kazan dairesinin afl›r› ›s›nmas›, hava kompresörlerinde verim düflüklü¤üne neden olmaktad›r.Yal›t›lmam›fl boru ve ekipmanlar yüzey s›cakl›¤›n›n yüksek
olmas› sebebiyle çeflitli ifl kazalar› ortaya ç›karabilmektedir. Özellikle buhar ve k›zg›n su hatlar›nda, bu hatlara yanl›fll›kla dokunulmas› sonucu deri yan›klar› olaylar›na s›k rastlan›lmaktad›r.
Kullan›m yerine göre tesisat yal›t›m›nda kullan›lacak
malzemelerden çeflitli özellikler istenmektedir. Is› yal›t›m›n›n amac› s›cakl›k fark›nda ortaya ç›kan ›s› kay›plar›n› dolay›s›yla enerji kay›plar›n› azaltmakt›r. Genel olarak bak›ld›¤›nda ›s› yal›t›m› binalarda, tesisatta ve endüstride uygulanmaktad›r. Is› yal›t›m malzemelerinden
bu kullan›m alanlar›na göre farkl› beklentiler bulunmaktad›r. Di¤er bir anlat›mla tesisat ve endüstriyel uygulamalarda kullan›lan yal›t›m malzemelerinden beklenen
özellikler ile yap›larda kullan›lan ›s› malzemelerinden
beklenen özellikler farkl›l›klar ortaya ç›karmaktad›r.
Tesisat ve endüstri uygulamalar›nda, tesisattan geçen
ak›flkan›n s›cakl›¤›na göre hatlar üçe ayr›lmaktad›r. So¤uk hatlar, ak›flkan s›cakl›¤›n›n 6°C’den düflük olan hatlard›r. Ak›flkan s›cakl›¤›n›n 6°C ile 100°C aras›nda olan
hatlar ›l›k hatlar olarak adland›r›lmaktad›r. Ak›flkan s›cakl›¤› 100°C’nin üzerindeki hatlar s›cak hatlar olarak ta-
n›mlan›r. Tesisatta ›s› yal›t›m›, s›cak hatlarda ›s› kay›plar›n› azaltmak amac›yla yap›lmaktad›r. So¤uk hatlarda ise
›s› kazanc›n› önlemek amac›yla yap›lmaktad›r. Tesisat
ve endüstriyel uygulamalarda yayg›n olarak kullan›lan
›s› yal›t›m malzemeleri polietilen köpük, kauçuk köpü¤ü, cam yünü, poliüretan, cam köpü¤ü ve kalsiyumsilikatt›r. Tesisatta kullan›lan ›s› yal›t›m malzemesi seçilirken aranan temel özellikler; ›s› iletim katsay›s›, su buhar› difüzyon direnç katsay›s›, yang›n dayan›m›, korozyon
riskinin az oluflu, uygulama kolayl›¤› ve ekonomiktir.
Tesisatta enerji ekonomisi büyük oranda ›s› yal›t›m›yla
gerçeklefltirilmektedir. Bu bölümde tesisatta hangi noktalarda ve nerelerde enerji ekonomisi sa¤lanabilece¤i
s›ralanacak daha sonra bunlar tek tek aç›klanacakt›r.
Genellikle tesisatta ›s› yal›t›m› konusu endüstride ve di¤er kullan›mda ikinci planda görülmekte buradan sa¤lanabilecek enerji tasarrufu ihmal edilmektedir. Ayr›ca
tesisatta ›s› yal›t›m› ve enerji ekonomisi konusu teknik
bir konu olup bilinçsiz yap›lan bir tesisat yal›t›m› bazen
bofla harcanan para anlam›na da gelebilmektedir. Özellikle borulardaki yal›t›mdan önce mutlaka kritik yal›t›m
kal›nl›¤› hesab› yap›lmal›d›r. Tesisatta ›s› yal›t›m› yap›labilecek yerler s›ralan›rsa borulardaki yal›t›m ilk s›rada
görülebilir. Borulardaki yal›t›m içinden geçen suyun s›cakl›¤›na göre üç alt bafll›kta incelenmektedir. Bunlar;
so¤uk hatlarda so¤uk su borular›n›n yal›t›m›, ›l›k hatlarda s›cak su ve kalorifer borular›n›n yal›t›m›, s›cak hatlarda ise buhar, k›zg›n su borular›n›n yal›t›m› olarak ortaya ç›kmaktad›r. Bir önceki bafll›kta tesisatta ›s› yal›t›m› amac›yla kullan›lan ›s› yal›t›m malzemeleri tan›t›lm›flt›. Tesisat yal›t›m›nda kullan›lan bafll›ca ›s› yal›t›m
malzemeleri; prefabrik kauçuk köpü¤ü, prefabrik EPS
veya XPS, prefabrik tafl yünü, prefabrik cam yünü, prefabrik cam köpü¤ü, prefabrik polietilen köpük, prefabrik poliüretan, prefabrik fenol köpü¤ü, beyaz cam yünü, tafl yünü fliltesi, enjekte poliüretan ve kalsiyumsilikatt›r. Genellikle vana ve armatür yal›t›m›, göz ard› edilen noktalardan birisidir. Y›llar boyunca ciddi ›s› kay›plar›na neden olmakla birlikte vana ve armatürler pek
çok tesiste yal›t›m aç›s›ndan ihmal edilen noktalar aras›nda görülmektedir. Tesisatta önemli bir ›s› kay›p noktas› da klima kanallar›d›r. Klima kanallar›nda da flartland›r›lan havada, yal›t›ms›zl›k nedeniyle ortaya ç›kabilen
›s› kazanc›, hem para kayb›na hem de konfor kayb›na
neden olabilmektedir. Tesisatta pek çok endüstriyel
ekipmandan da kullan›m s›cakl›¤›na göre ›s› kayb› ya
da ›s› kazanc› ortaya ç›kmaktad›r. Bu nedenle endüstriyel ekipmanlar›n yal›t›m› da önem arz etmektedir.
124
1. Afla¤›dakilerden kaç tanesi yal›t›m yap›l›rken dikkat
edilmesi gereken noktalardand›r?
I. Yal›t›m malzemesinin uygunlu¤u
II. Malzemenin flefafl›¤›
III. Ak›flkan s›cakl›¤›
IV. Yal›t›m kal›nl›¤›
V. Ak›flkan›n yo¤unlu¤u
a. 1
b. 2
c. 3
d. 4
e. 5
2. Is›tma sistemlerinde yal›t›m yap›lmamas› halinde ortaya ç›kan durumlarla ilgili olarak afla¤›dakilerden hangisi söylenemez?
a. Enerji kay›plar› artmaktad›r.
b. ‹flletme giderleri azalmaktad›r.
c. Yüksek s›cakl›k ve buhar armatürlerinde ifl kazalar› ortaya ç›kabilmektedir.
d. Yal›t›m olmamas› nedeniyle kazan dairesinin afl›r› ›s›nmas› di¤er sistemlerin zarar görmesine neden olabilmektedir.
e. Yal›t›lmam›fl boru ve ekipmanlar yüzey s›cakl›¤›n›n yüksek olmas› sebebiyle çeflitli ifl kazalar›
ortaya ç›karabilmektedir.
3. Is› yal›t›m malzemesi seçiminde afla¤›dakilerden hangisi göz önüne al›nmaz?
a. Is› iletim katsay›s›
b. Su buhar› difüzyon direnç katsay›s›
c. Yang›n dayan›m›
d. Üretim yeri
e. Korozyon riskinin az oluflu
4. Is› yal›t›m malzemeleri yap›lacak iflin niteli¤ine göre
hafif kolay tafl›n›r ve kolay depo edilebilir olmal›d›r.
Ayr›ca ›s› yal›t›m malzemesinden kolay kesilebilir olmas› ve az iflçilik gerektirmesi istenmektedir. Aç›klamas›
verilen ve yal›t›m malzemelerinde aranan özellik afla¤›dakilerden hangisidir?
a. Uygulama Kolayl›¤›
b. Ekonomiklik
c. S›cakl›¤a Dayanma
d. Gözenek Yap›s›
e. Çeflitli Kuvvetlere Dayan›kl›l›¤›
5. Cam yünü gibi lifli bir yal›t›m malzemesi olup bazalt, kireç tafl›, dolomit gibi minerallerden elde edilen,
dolomit kalsiyum ve magnezyumlu karbonat bilefliminde olan yal›t›m malzemesi afla¤›dakilerden hangisidir?
a. Fenol köpü¤ü
b. EPS
c. XPS
d. Seramik yünü
e. Tafl yünü
6. Ülkemizde yayg›n olarak strafor olarak bilinen yal›t›m malzemesi afla¤›dakilerden hangisidir?
a. Fenol köpü¤ü
b. EPS
c. XPS
d. Seramik yünü
e. Tafl yünü
7. Hücre yap›lar› ve da¤›l›m› homojen olup, λ ›s› iletim
katsay›s› de¤erleri EPS’ye oranla biraz daha düflük olan
ve levha fleklinde üretilmekte olup, farkl› renklerde bulunabilen yal›t›m malzemesi hangi fl›kta belirtilmifltir?
a. Fenol köpü¤ü
b. EPS
c. XPS
d. Seramik yünü
e. Tafl yünü
8. Kapal› hücreli, tamamen esnek olup, genlefltirilmifl
siyah sentetik kauçuk boru ya da levha fleklinde pazarlanmaktad›r. Son y›llarda kullan›m› gittikçe artmakta
olup s›cak borularda ›s› kayb›n›, so¤uk borularda ise ›s›
kazanc›n› önemli miktarda azaltmaktad›r.
Yukar›da k›saca aç›klanm›fl olan yal›t›m malzemesi afla¤›dakilerden hangisidir?
a. Poliüretan Köpük
b. Ekstrude Polistren
c. Genlefltirilmifl Polistren
d. Polietlen Köpük
e. Elastomerik Kauçuk Köpü¤ü
125
9. Mineral esasl› bir yal›t›m malzemesi olup, boru, levha, sprey veya form verilmifl özel parçalar olarak kullan›lmaktad›r. Ayr›ca su ilavesi ile sertleflen toz halinde
olan flekilleri de bulunmaktad›r. Tesisatta özellikle yüksek s›cakl›k yal›t›mlar›nda kullan›lmakta olup 1100°C’
ye kadar dayanan tipleri bulunmaktad›r. Özellikleri bu
flekilde verilmifl olan yal›t›m malzemesi afla¤›dakilerden
hangisidir?
a. Kalsiyum silikat
b. EPS
c. XPS
d. Cam yünü
e. Fenol köpü¤ü
1. c
2. b
3. d
4. a
5. e
6. b
10. Kazan ve tanklardaki s›cakl›k 250°C ile 500°C aras›ndaysa en uygun yal›t›m malzemesi olarak afla¤›dakilerden hangisi önerilebilir?
a. Fenol köpü¤ü
b. EPS
c. XPS
d. Cam yünü
e. Kalsiyum silikat
7. c
8. e
9. a
10. d
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Tesisatta Enerji Ekonomisinin Önemi” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Tesisatta Enerji Ekonomisinin Önemi” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Tesisat Yal›t›m›nda Kullan›lacak Malzemelerden Beklenen Özellikler” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Tesisat Yal›t›m›nda Kullan›lacak Malzemelerden Beklenen Özellikler” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Tesisat Yal›t›m›nda Kullan›lan Yal›t›m Malzemeleri” konusunu yeniden
gözden geçiriniz.
gözden geçiriniz.
gözden geçiriniz.
gözden geçiriniz.
gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Tesisatta Enerji Ekonomisi
Sa¤lanabilecek Yerler” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
126
S›ra Sizde 1
Bir binan›n ›s›t›lmas› s›ras›nda iç ve d›fl ortamlar aras›nda bir s›cakl›k fark› oluflmaktad›r. Bu s›cakl›k fark›ndan
dolay› binadan d›flar›ya do¤ru bir ›s› geçifli ortaya ç›kmaktad›r. Bu ›s› geçifli miktar›na ba¤l› olarak mekanlara ›s›t›c› yerlefltirilecektir. Binadaki her oda için ›s› kayb› hesab› yap›larak gerekli ›s›t›c› say›s› hesaplan›r. Bununla birlikte boru çap› hesab› ve kazan seçimiyle di¤er tesisat malzemelerinin seçimi yap›l›r. Bu seçimlerin
tamam› ›s› kayb› hesab›na ba¤l› olarak yap›l›r.
S›ra Sizde 2
Aç›k gözenekli malzemeler, su buhar› difüzyon direnç
katsay›s› düflük malzemelerdir. So¤uk boru hatlar›nda
aç›k gözenekli malzeme kullan›l›rsa iyi bir buhar kesiciyle korunmas› gerekmektedir. Uygulamada buhar kesici kullan›lmas› sorunlar ç›karabilmektedir. So¤uk boru hatlar›nda lifli malzemeler gibi aç›k gözenekli malzeme kullan›lmas› durumunda difüzyona karfl› mutlaka
önlem al›nmal›d›r. Ancak bu önlemler ciddi bir maliyet
getirdi¤i için uygulanmamaktad›r. Önlem al›nmamas›
durumunda ›s› yal›t›m malzemesinin ›s› iletkenlik katsay›s› iki kat›na kadar ç›kabilmektedir. Bu durum da ›s›
iletim direncini yar› yar›ya azaltmaktad›r. Ayr›ca ›s› yal›t›m malzemesinin içine giren su yo¤uflarak korozyona
neden olmaktad›r.
S›ra Sizde 3
Is› yal›t›m malzemeleri sudan direkt olarak etkilenmemelidir. Higroskopik ve kapilarite yoluyla ›slanmamal›d›r. Islanmas› durumunda ›s› iletim katsay›s› λ yükselerek ›s› yal›t›m özelli¤ini ortadan kald›rabilmektedir.
S›ra Sizde 4
Is› yal›t›m malzemesi içerdi¤i kimyevi maddeler nedeniyle uyguland›¤› metal yüzeylerde korozyona neden
olmamal›d›r. Korozyon oluflumu borular›n afl›nmas›na
ve özelli¤ini kaybetmesine neden olmaktad›r. Ayr›ca ›s›
yal›t›m malzemesi su buhar› geçifline karfl› da dirençli
olmal›d›r. Su buhar› geçifli metal yüzeylerde korozyona
neden olmaktad›r.
S›ra Sizde 5
Hidroskopik madde nem tutma özelli¤i olan madde anlam›na gelmektedir. Kapiler özellik ise çok ince gözenekleri bulunan ve suyu yüzey gerilimi nedeniyle bu
gözenekler vas›tas›yla yukar› do¤ru tafl›yabilen malzemelerdir. Baz› emici süngerleri kapiler malzeme aras›na
sokabiliriz.
S›ra Sizde 6
Elastomerik kauçuk köpü¤ü malzemeden boru fleklinde imal edilmifl ve çelik borularda 4 inch’e kadar kullan›labilen tamamen fleksible prefabrik boru yal›t›m malzemesidir. Küften ve mikroorganizmalardan etkilenmez. So¤uk hat yal›t›mlar›nda idealdir. Yang›n an›nda
zehirli gaz ç›karmaz. Normal tesisat yal›t›m› haricinde,
g›da endüstrisinde, denizalt› ve metrolarda kullan›m›
güvenlidir. Prefabrik kauçuk köpü¤ü borular; 1/4"-4"
anma çaplar› aral›¤›nda, 6-9-13-19-25-32 mm kal›nl›klar›nda üretilmektedir.
S›ra Sizde 7
2 mm kal›nl›¤›nda emprenye edilmifl yanmaz cam tülü
kaplamal›d›r. S›n›rland›r›lm›fl duman emisyonuna ve
korozyona karfl› maksimum dayan›ma sahiptir. Kara,
deniz ve hava sistemlerinde, endüstriyel proseslerde,
boru hatlar›nda, HVAC kanal sistemlerinde, kazan ve
tank gibi tesisat elemanlar›nda kullan›labilir.
S›ra Sizde 8
Bu imalat yöntemi genellikle hafif metllaer için uygulan›r. Metal bir takoz bir al›c› kovan içine konur ve bir ›stampa vas›tas›yla metal takoza bask› yap›l›r. Metla takoz
zorla matris ad›n› verdi¤imiz kal›p içerisinden geçirilir.
S›ra Sizde 9
2 m boyunda, ekstrüzyon metodu ile üretilen, prefabrik polietilen esasl› borulard›r. Is›tma ve so¤utma tesisatlar›nda kullan›l›rlar. Yard›mc› malzemeleriyle uygulamas› oldukça pratik olan polietilen borular, korozyona sebep olan klorlar› içermez. Yüksek su buhar› difüzyon direnci ile yo¤uflmay› önler. Fan-coil tesisatlar›nda
ve -40°C ile +100°C aras›ndaki tüm tesisatlarda rahatl›kla kullan›labilir. Polietilen borular; 1/2" - 4" anma çaplar› aral›¤›nda, 10-15-20-30 mm kal›nl›klar›nda üretilmektedir
S›ra Sizde 10
Borularda kritik yal›t›m kal›nl›¤› hesab› mutlaka yap›lmas› gereken bir hesap yöntemidir. Kritik yal›t›m kal›nl›¤›, yal›t›m yap›lmak istenen bir boruda ortaya ç›kabilecek ›s› kay›plar›n› minimuma indiren ve maliyetlerin
de kabul edilebilir düzeyde oldu¤u bir yal›t›m kal›nl›¤›d›r. Bir boru için kritik yal›t›m yar›çap› yal›t›m malzemesinin ›s› iletim katsay›s›n›n d›fl ortam›n ›s› tafl›n›m
katsay›s›na oran› olarak tan›mlanmaktad›r. Boruda yap›lan bir yal›t›mda kritik yal›t›m kal›nl›¤›ndan daha büyük çapta bir yal›t›m malzemesi kullanmak yarar yerine
zarar ortaya ç›karabilmektedir.
S›ra Sizde 11
Vana ceketi, ç›plak vanalardan kaynaklanan ›s› kay›plar›n› azaltmak amac›yla kullan›lan bir yal›t›m yöntemidir.
Vana ceketleri s›cak hatlarda ›s› kay›plar›n›n azalt›lmas›nda, so¤uk hatlarda ise ›s› kazançlar›n›n azalt›lmas›nda kullan›lmaktad›r. Vana ceketi uygulamas›nda yal›t›m
malzemesi olarak cam yünü, tafl yünü, polietilen ve
kauçuk köpü¤ü gibi malzemeler kullan›lmaktad›r. Vana
ceketinin üretimi titiz bir iflçilik gerektirmektedir. Vana
ceketlerinin montaj› kolay oldu¤undan kalifiye elemana ihtiyaç göstermemektedir. Vana ceketi yap›flkan bir
fermuara sahip olup iki yap›flkan yüzey üst üste getirilip yap›flt›r›lmakta, uçtaki iplerle s›k›ca ba¤land›ktan
sonra uygulama tamamlanm›fl olmaktad›r. Vana ve armatürlerin bak›m› ya da de¤ifltirilmesi söz konusu oldu¤unda kolayca sökülüp tekrar tak›labilmektedir. Vana
ve ceketlerin yal›t›lmamas› bu noktalarda ›s› köprüleri
oluflturulmas› nedeniyle de önem arz etmektedir. Özellikle so¤uk hatlarda vana ceketi yo¤uflma ve bunun sonucu ortaya ç›kan korozyon sorunlar›n› ortadan kald›rmaktad›r. Vana ceketi sa¤lad›¤› enerji tasarrufu ile k›sa
sürede kendisini amorti edebilmekte olup uzun bir kullan›m ömrüne sahip bunulmaktad›r.
127
S›ra Sizde 12
So¤uk hatlarda yo¤uflma, s›cak ortamlardan geçen borular›n yüzeyindeki s›cakl›k ortamdaki havan›n yo¤uflma s›cakl›¤›n›n alt›na düflmesiyle ortaya ç›kmaktad›r.
So¤uk hatlarda kullan›lan yal›t›m malzemesi bünyesine
su alabilecek özellikte ise bu durum yal›t›m malzemesinin bozulmas›na da neden olabilir. Bu tür hatlarda buhar geçifline karfl› bir önlem al›nmam›fl veya s›zd›rmazl›k uygulamas› yap›lmam›flsa özellikle cam yünü gibi su
buhar› difüzyon direnç katsay›s› düflük olan lifli malzemeler kullan›ld›¤›nda yüzeyde yo¤uflma olmamas›na
karfl›n yal›t›m malzemesinin içine su buhar› girer ve
malzemenin içinde yo¤uflarak su haline gelir. Is› yal›t›m
malzemesinin bünyesinde yo¤uflan su, malzemenin ›s›
iletim katsay›s›n›n artmas›na dolay›s›yla da yal›t›m özelli¤inin azalmas›na neden olabilir. Cam yünü gibi lifli
yal›t›m malzemelerinde, yal›t›m malzemesinin içinde su
bulunmas› ›s› iletim katsay›s›n› üç kat›na kadar kötülefltirebilmektedir. Is› yal›t›m malzemesi içinde bulunabilecek su ayr›ca, boru malzemesiyle de temasa geçerek
korozyona neden olarak borularda çürümelere yol açabilmektedir.
ISISAN (2005), Enerji Ekonomisi, ISISAN Çal›flmalar›
No: 351
Karakoç T. H. (1997), Enerji Ekonomisi, Demirdöküm Teknik Yay›nlar› No: 2.
(Editör: Prof. Dr. Hikmet Karakoç), Anadolu Üniversitesi Yay›nlar› Yay›n No: 2114.
Karakoç T. H., Turan, O., Biny›ld›z, E., Y›ld›r›m, E.
(2011), IY, Is› Yal›t›m›, ODE Teknik Yay›nlar›.
Karakoç T.H. (2011), KTH Kalorifer Tesisat› Hesab›,
Verimli Sistemler.
5
Amaçlar›m›z
N
N
N
N
N
Kazanlar›n s›n›fland›r›lmas› ve özelliklerini aç›klayabilmek,
Kazan için enerji takibi, emniyet ve kontrol donan›mlar›n› belirleyebilmek,
Kazanlarda Sankey diyagram›n› ve enerji geri kazan›m›n› anlatabilmek,
Kazanlarda verimi etkileyen faktörleri saptayabilmek,
Ölçüm ve analizlerle enerji ekonomisini analiz edebilmek
Anahtar Kavramlar
•
•
•
•
Baca Gaz› Analizi
Bourdon Manometresi
Sankey Diyagram›
Stikoyomterik Fazla Hava
•
•
•
•
Eksik Yanma
Kazan Verimi
Alt ve Üst Is›l De¤er
Yak›t ‹zleme Formlar›
‹çindekiler
Klima Sistemlerinde
Enerji Ekonomisi
Kazanlarda Enerji
Ekonomisi
• G‹R‹fi
• KAZANLARIN SINIFLANDIRILMASI
VE ÖZELL‹KLER‹
• KAZAN ‹Ç‹N ENERJ‹ TAK‹B‹,
EMN‹YET VE KONTROL
DONANIMLARI
• KAZANLARDA SANKEY
D‹YAGRAMI VE ENERJ‹ GER‹
KAZANIMI
• KAZANLARDA VER‹M‹ ETK‹LEYEN
FAKTÖRLER
• ÖLÇÜM VE ANAL‹ZLERLE ENERJ‹
EKONOM‹S‹
Kazanlarda Enerji
Ekonomisi
G‹R‹fi
Kazanlar, ›s›tma sistemlerinin en önemli elemanlar›d›r. Özellikle merkezi ve bölgesel ›s›tma sistemlerinde, sistemin vazgeçilmez ekipmanlar›d›r. Çal›flma prensibini,
içerisinde bulunan suyu boru demetlerinden geçen s›cak gazlarla ›s›tmas› fleklinde
basitçe ifade edebiliriz. Temelde kazanlarda enerji tüketimlerinin fazla olmas›, yanl›fl kapasite seçimleri ve sisteme uygun olmayan kazan seçilmesinden kaynaklanmaktad›r. ‹lerleyen bölümlerde kazanlar›n s›n›fland›r›lmas›, kazanlar için ek donan›mlar, enerji geri kazan›m yöntemleri ve kazanlarda enerji ekonomisi konular›na
genifl bir flekilde yer verilecektir.
KAZANLARIN SINIFLANDIRILMASI VE ÖZELL‹KLER‹
Kazanlar çeflitli özelliklere göre s›n›fland›r›lmaktad›r. Kullan›lan malzemeye göre
kazan tipleri; döküm kazanlar ve çelik kazanlar olarak ikiye ayr›lmaktad›r. Döküm
kazanlar, s›cak su kazanlar›nda ve 0,5 Atü’ye kadar alçak bas›nçl› buhar kazanlar›nda kullan›lmaktad›r. Döküm kazanlar, dilimler halinde dökülerek birbirine ba¤lanmaktad›r. Bu nedenle kazan dairesine dilimler halinde getirilip burada montaj›
yap›labilmektedir. Dilimler halinde olmas› nedeniyle, dilim ilavesiyle kapasite art›r›m› mümkün olmaktad›r. Ömürleri için 30 y›la kadar süre verilebilmektedir. Döküm kazanlar›n ›s›l ataleti daha yüksektir. Bu nedenle döküm kazanlar geç ›s›n›rlar, ›s›y› bünyelerinde koruduklar›ndan dolay› geç so¤urlar. Çelik kazanlar ise çabuk ›s›n›p çabuk so¤urlar. Çelik kazanlarda s›cak su, kaynar su ve buhar üretmek
mümkündür. Çelik su kazanlar›, TS 497’ye göre imal edilmelidir. Çelik buhar ve
kaynar sulu kazanlar ise TS 377’ye göre imal edilmektedir. Çelik kazanlar döküm
kazanlara göre fiyat olarak daha ucuzdur. Buna karfl›n, kullan›m flartlar›na ba¤l› olmakla birlikte ömürleri döküm kazanlara göre çok daha azd›r. Çelik kazanlar›n tamir ve bak›m› daha kolay olmas›na karfl›n korozyona karfl› daha hassast›rlar.
Kazanlar ›s›l ak›flkan›n özelliklerine göre s›cak sulu kazanlar, kaynar sulu kazanlar, k›zg›n ya¤ kazanlar› ve buhar kazanlar› olmak üzere s›n›fland›r›lmaktad›r.
Kazanlar yakt›¤› yak›t tipine göre ise kat› yak›tl› kazanlar, pelet yakan kazanlar,
s›v› yak›tl› kazanlar, gaz yak›tl› kazanlar, çok yak›tl› kazanlar, at›k ›s› kazanlar›, at›k
ve çöp yakan kazanlar ve elektrikle çal›flan kazanlar olmak üzere s›n›fland›r›lmaktad›r. Son y›llarda do¤algaz›n yayg›nlaflmas›yla birlikte kömür ve s›v› yak›t kullan›lan kazanlardan do¤algaz kullanan kazanlara do¤ru ciddi bir geçifl ortaya ç›km›flt›r. Buna karfl›n fosil yak›tlardaki fiyat art›fllar› ve kaynaklardaki azalmalar nedeniy-
130
le alternatif yak›t kullan›m›na yönelik çal›flmalar da bafllam›flt›r. Özellikle Do¤u Avrupa’da pelet ve kömür kullan›m›na yönelik özendirme ve teflvik çal›flmalar› ortaya ç›km›flt›r. Çok yak›tl› kazanlar sanayide yayg›n olarak kullan›lmaktad›r. Bu tip
kazanlarda do¤algaz-kömür, do¤algaz-s›v› yak›t birlikte veya ayr› ayr› kullan›labilmektedir. At›k ›s› kazanlar› son y›llarda sanayide at›k s›cak gaz›n enerjisinden yararlanmak amac›yla yayg›n olarak kullan›ma girmifltir. At›k ›s› kazanlar›nda bacan›n içerisinden borular geçirilmekte, baca gaz› so¤umufl olarak d›flar›ya ç›karken
borularda dolaflan su ›s›t›lmaktad›r.
Yanma sonu gazlar›n›n dolafl›m durumuna göre ise kazanlar alev borulu, duman borulu, alev duman borulu kazanlar, su borulu kazanlar ve bu iki tipin kar›fl›m› kazanlar olarak s›n›fland›r›lmaktad›r. Ayr›ca geçifl say›s›na göre ise tek geçiflli, iki geçiflli, üç geçiflli ve dört geçiflli kazanlar olarak s›n›fland›r›lmaktad›r. Yanma
odas›nda ortaya ç›kan yanma sonu ürünlerinin enerjisinden daha fazla yararlanmak amac›yla kazanlarda geçit say›s› artt›r›larak bugünkü modern kazanlarda uygulanan dört geçifle kadar ulaflm›flt›r. Geçifl say›s› artt›kça gaz daha fazla enerjisini
b›rakarak daha düflük s›cakl›klarda d›flar› at›lmaktad›r. Yo¤uflma teknolojisi ortaya
ç›kana kadar baca gaz› s›cakl›¤›n›n 100°C’den afla¤›ya düflmemesi arzu edilmekteydi. 100°C’nin alt›na inmesi durumunda yo¤uflma problemleri ortaya ç›karak kazanda korozyon ve çürümelere neden olmaktad›r. Yo¤uflma enerjisinden yararlanma
fikrinin ortaya ç›kmas›ndan sonra baca gaz› s›cakl›¤› daha düflük s›cakl›klara kadar
indirilebilmifl, bu sayede baca gaz›n›n enerjisinden daha fazla yararlan›lm›fl, buna
ek olarak yo¤uflma enerjisinden de ayr›ca yararlan›lm›flt›r.
Standart, Düflük S›cakl›kl› ve Yo¤uflmal› Kazanlar
Kazan ç›k›fl suyu s›cakl›¤›na göre ise kazanlar ikiye ayr›lmaktad›r: Normal s›cak sulu kazanlar ve düflük s›cakl›kl› kazanlar.
Normal s›cak sulu kazanlar 90-70 sistemine göre çal›flmaktad›r. Bu sistemde kazandan ç›kan suyun s›cakl›¤› 90°C, dönen suyun s›cakl›¤› da 70°C’dir. Bu tip kazanlarda kazan dönüfl s›cakl›¤›n›n 50°C’nin alt›na inmesi istenmemektedir. 50°C’nin
alt›na düflmesi durumunda baca gaz›nda yo¤uflma ortaya ç›karak kazanda korozyon meydana gelmektedir. Standart kazanlarda kazan yükünün azalmas› durumunda kazan verimi de azalmaktad›r.
Düflük s›cakl›kl› kazanlarda ise kazan ç›k›fl suyunun s›cakl›¤› ve dolay›s›yla kazan
dönüfl s›cakl›¤› düflürülerek enerji tasarrufu sa¤lanm›flt›r. Bu tür kazanlarda dönüfl
suyu s›cakl›¤› 35-40°C civar›nda olmaktad›r. Düflük s›cakl›kl› kazanlar, yo¤uflma teknolojisine uygun olarak çal›flabilmektedirler. Düflük s›cakl›kl› kazanlar yerden ve duvardan ›s›tma sistemine uygun kazanlard›r. Düflük s›cakl›k kazanlar›nda kazan yükünün azalmas› durumunda verimde standart kazanlardaki kadar bir azalma ortaya ç›kmamaktad›r. Bu tip kazanlarda kazan verimi kazan gücüne ba¤l› olmakla birlikte
yüksek güçlü kazanlarda verim daha yüksektir. Düflük s›cakl›kl› kazanlarda kazan
dönüfl suyu s›cakl›¤›yla ilgili bir s›n›rlama olmay›p dönüfl s›cakl›¤› 35°C’ye kadar düflürülebilmektedir. Düflük s›cakl›k kazanlar› çok kademeli brülörlü veya oransal brülörlü olarak tek kazanl› veya birden çok kazanl› uygulamalara uygundur. S›v› ve gaz
yak›t kullan›m›nda norm kullan›m ›s›l verimleri %92-%95 aras›ndad›r. Kazan dönüfl
s›cakl›¤›n›n 50°C’den yüksek olmas› durumunda yo¤uflmal› kazanda yo¤uflma olmamaktad›r. Böyle durumlarda yo¤uflmal› kazanlar›n enerji tasarrufu bak›m›ndan avantaj› sadece düflük baca gaz› s›cakl›¤› nedeniyle bacadan at›lan enerjiden kaynaklanm›fl olmaktad›r. Düflük s›cakl›k kazanlar›n›n yo¤uflmal› kazanlara göre en büyük
avantaj› daha düflük ilk yat›r›m maliyeti avantaj›na sahip olmalar›d›r.
5. Ünite - Kazanlarda Enerji Ekonomisi
Duman gaz› içindeki su buhar›n›n büyük bir k›sm›n›n yo¤uflmas› sa¤lanarak, yo¤uflma enerjisinden yararlanacak flekilde tasarlanm›fl kazanlara yo¤uflmal› kazanlar
denilmektedir. Bu kazanlarda da dönüfl suyu s›cakl›¤› 30°C’ye kadar düflürülebilmektedir. Bu tip kazanlarda amaç mümkün oldu¤u kadar fazla yo¤uflma sa¤lanmas›d›r. Yo¤uflma nedeniyle ortaya ç›kabilecek korozyon göz önüne al›narak kazan
malzemesi seçimi buna göre yap›lmal›d›r. Kazan verimi bu kazanlarda da kazan gücüne ba¤l›d›r ve büyük güçlü kazanlarda yüksek verim elde edilebilmektedir. Bünyesinde daha fazla hidrojen bulundu¤undan yo¤uflmal› kazanlar için gaz yak›tlar
tercih edilmektedir. Do¤algaz›n bulundu¤u bölgelerde yo¤uflmal› kazanlar›n di¤er
kazanlara göre ciddi bir verim avantaj› vard›r. Bununla birlikte yüksek güçlü kazanlarda, yo¤uflmadan elde edilen enerji tasarrufu ile yo¤uflmal› kazanlar›n ilk yat›r›m
maliyetinin geri ödenmesi uzun süreler alabilmektedir. Yo¤uflmal› kazanlar›n dönüfl
suyu s›cakl›¤› 50°C’nin alt›nda olmas› durumunda yo¤uflma sa¤lanabilmekte ve
yüksek verim elde edilebilmektedir. Yo¤uflmal› kazanlarda 50°C’nin üzerinde dönüfl suyu s›cakl›¤› olmas› durumunda yo¤uflma enerjisinden hiç yararlan›lamamakta bu amaçla yap›lan ek yat›r›m bofla gitmifl olmaktad›r. Baz› uygulamalarda biri yo¤uflmal› kazan, di¤eri düflük s›cakl›kl› kazan olmak üzere iki kazan kullan›m› hem
ilk yat›r›mda hem de kullan›m veriminde avantajl› sonuçlar ortaya ç›karabilmektedir. Bu durumda yo¤uflmal› kazan sürekli çal›flmakta, düflük s›cakl›kl› kazan yüksek
güç ihtiyac› oldu¤u durum ve dönemlerde devreye girmektedir.
KAZAN ‹Ç‹N ENERJ‹ TAK‹B‹, EMN‹YET VE KONTROL
DONANIMLARI
S›cak sulu ve buharl› kazanlarda emniyet ve kontrol amac›yla pek çok ölçüm cihaz› kullan›lmaktad›r. Emniyet ve kontrol cihazlar› kazanlarda ölçülmesi istenen bafll›ca h›z, s›cakl›k, debi, bas›nç ve kimyasal analizlerdir. Bu ölçümler kazanlarda kullan›lan su, buhar, hava, baca gaz› ve yak›t gibi ve yak›t›n çeflitli noktalardaki de¤erlerini ölçer. Kazanlar›n kapasite, tip ve iflletmeci talebine göre bu analizlerden bir
k›sm› veya tamam› yap›labilir. Bu analizler, kazanlar›n emniyetli, verimli, uzun
ömürlü ve çevreye zarar vermeden çal›flt›r›labilmesi için gereklidir. Enerji tasarruf
ve kontrolü aç›s›ndan da ölçme ve kontrol çok önemlidir. Sanayideki tüm cihazlarda oldu¤u gibi kazanlarda da enerji analizi gerçeklefltirebilmek için ölçüm, kontrol
ve de¤erlendirmeler yap›lmal›d›r. Enerji analizine iliflkin de¤erlendirmeler Sankey
diyagram›nda yerlefltirilerek giren enerjinin da¤›l›m› görülmektedir. Ayr›nt›l› bir
enerji taramas› için pek çok ölçüm bilgisine ihtiyaç duyulmaktad›r. Bu amaçla; iflletmede kullan›lan yak›t miktar› ile cihaz verileri, iflletmenin elektrik tüketimini kullanma verimi, buhar, s›cak su, hava gibi çeflitli ak›flkanlar taraf›ndan tafl›nan enerji de¤eri, çeflitli noktalardan at›lan enerji miktar› ve sisteme giren enerji miktar› bilinmelidir. Bu bilgilerin toparlanabilmesi için çeflitli noktalardan, çeflitli ölçümler yap›lmal›d›r. Yap›lan bu ölçümler de¤erlendirilerek enerji analizi hesaplamalar›nda kullan›l›r. Böylece iflletmenin enerji analizi ç›kart›larak enerji tasarrufuna yönelik çal›flma
bafll›klar› oluflturulur. Kullan›lacak cihazlar›n seçiminde çeflitli faktörler göz önüne
al›nmal›d›r. Cihaz›n tafl›nabilir ya da sabit olmas›, hassasiyet ve kullan›m aral›¤›,
montaj ve demontaj kolayl›¤›, s›cakl›k, korozyon, bas›nç gibi çeflitli flartlarda kullan›ma yönelik dayan›kl›l›¤›, cihaz›n enerji tüketimi, cihaz›n gösterge ve kay›t özellikleriyle cihaz›n maliyetine etki eden faktörler de¤erlendirilmelidir.
Kazanlarda kullan›lan ve enerji verimlili¤i aç›s›ndan en önemli cihazlardan birisi gaz analiz ciharlar›d›r. Son y›llarda elektronik teknolojisindeki geliflmeyle, çok
fonksiyonlu, yüksek çözünürlüklü dijital renkli ekranl› baca gaz› analiz cihazlar›
131
132
fiekil 5.1
piyasada yayg›n olarak bulunmaktad›r.
Bu cihazlarla ölçüm yapman›n yan› s›ra
verilerin grafik olarak çizilmesi, kaydedilmesi ve yazd›r›lmas› mümkündür. Baca
gaz› analizi amac›yla kullan›lan bir cihaz
fiekil 5.1’de verilmifltir. Bu cihazlarla baca
gaz›ndaki oksijen, karbonmonoksit, karbondioksit, kükürtdioksit, azotoksit emisyonlar› ile baca gaz› s›cakl›¤› ve yanma
verimi de¤erleri okunabilmektedir.
Kazanlarda yayg›n olarak kullan›lan
di¤er bir ölçüm cihaz›, bas›nç ölçüm cihazlar›d›r. Gerek s›cak su gerekse buhar
kazanlar›nda emniyet aç›s›ndan kullan›lmas› zorunlu olan bir cihazd›r. Bas›nç ölçümlerinde çok say›da bas›nç birimi kullan›lmakla birlikte, uluslararas› birim sisteminde bas›nç birimi olarak genellikle
N/m2 (pascal) kullan›lmaktad›r. Bas›nç
ölçümünde farkl› ölçüm cihazlar› kullan›labilmektedir. Bas›nç ölçümünde yayg›n
olarak manometreler kullan›lmaktad›r. S›v› sütunlu bas›nç ölçme cihaz› olarak bilinen manometrenin çeflitleri bulunmaktad›r. Bunlar: U tipi manometre, e¤ik manometre, mikro manometre, barometre
ve dairesel daireli manometredir.
Baca Gaz› Analizi
Amac›yla
Kullan›lan Bir
Cihaz
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
1
Bas›nç ölçümünde
kullan›lan bourdon manometresini k›saca aç›klay›n.
SIRA S‹ZDE
Emniyet ventilleri, buhar kazanlar›nda ayarland›klar› bas›nçta kendili¤inden
aç›larak kazandaki
fazla buhar› d›flar› atan, böylece kazan emniyetini sa¤layan elemanlard›r. Emniyet ventilleri belirlenen bir karfl› bas›nca dayan›kl› yayla donat›lS O R Ubas›nç bu bas›nç seviyesine geldi¤inde yay hareket ederek bum›flt›r. Kazandaki
har›n d›fla at›lmas›n› sa¤lar ve kazan› emniyete al›r.
Su seviyeD gösterge
cihazlar› kazanlardaki su seviyesinin tam ve do¤ru bir flekilde
‹KKAT
bilinebilmesi için yerlefltirilen bir emniyet cihaz›d›r. Su seviyesinin görülebilmesi için
bas›nç ve s›cakl›¤a dayan›kl› cam, mika veya fleffaf plastik bir malzeme kullan›l›r.
SIRA S‹ZDE
Enerji yönetimine
ve emniyete yönelik ölçüm cihazlar›n›n bafl›nda s›cakl›k ölçümü gelir. S›cakl›k ölçümünde de pek çok farkl› cihaz kullan›lmaktad›r. S›cakl›k
ölçümündeAMAÇLARIMIZ
yayg›n olarak kullan›lan cihazlardan birisi genifllemeli termometredir.
Genifllemeli termometre s›v› ve gaz türündeki ak›flkanlar ile metallerin s›cakl›klar›na ba¤l› olarak hacimlerinin genifllemesi özelli¤ine dayanmaktad›r. Gaz ak›flkanlar
kapal› bir kap
s›cakl›klar› artt›¤›nda hacimsel olarak genifllemelerinin yaK ‹ içerisinde
T A P
n› s›ra bas›nçlar›nda da art›fl ortaya ç›kmaktad›r. Bafll›ca termometre tipleri olarak
s›v› genleflmeli cam termometreler, bimetal termometreler, direnç termometreleri,
termistörler,
pirometreler, k›z›lötesi ›fl›n kameralar›, s›cakl›k ölT E Ltermo
E V ‹ Z Y Oelemanlar,
N
çüm bantlar kullan›lmaktad›r. Özellikle termal kameralar son y›llarda enerji kay›p-
N N
‹NTERNET
133
lar› ve cihazlar üzerindeki s›cakl›k da¤›l›mlar›n› belirlemek üzere yayg›n olarak
kullan›lmaktad›r. fiekil 5.2’de brülörün çal›flt›¤› ve çal›flmad›¤› halde kazan›n ön kapa¤›ndaki yüzey s›cakl›k da¤›l›m› görülmektedir.
fiekil 5.2
49,4°C
40
30
Brülörün
Çal›flt›¤›(a) ve
Çal›flmad›¤›(b)
Halde Kazan›n Ön
Kapa¤›ndaki Yüzey
S›cakl›k Da¤›l›m›
20
17,6°C
a)Brülör çal›fl›yor.
b)Brülör çal›flm›yor, kazan beklemede
Kazanda türbülatör kullan›lmas› nedeniyle ön kapaktaki gaz s›cakl›¤›n›n yükselmesi nedeniyle s›cakl›¤›n ciddi flekilde artt›¤› ve ›s› kay›plar›n›n ço¤ald›¤›, bu
termal kamera görüntüsünden rahatl›kla anlafl›lmaktad›r.
S›cakl›k ölçüm bantlar› nedir?
SIRA S‹ZDE
KAZANLARDA SANKEY D‹YAGRAMI VE ENERJ‹ GER‹
KAZANIMI
Sankey diyagram› enerji girifl ve ç›k›fl› olan tüm cihazlar için çizilen bir diyagram
S O R U ne kadar›n›n
olup, giren enerjinin ne kadar›n›n faydal› enerji olarak kullan›ld›¤›n›,
hangi yollarla at›ld›¤›n› görmek aç›s›ndan önemlidir. Sistemlerin verimli çal›flt›¤›n›n
gözlenmesi ve sistemlerde nerelerde enerji tasarrufu yap›labilece¤inin
irdelenmesi
D‹KKAT
aç›s›ndan Sankey diyagram› çok önemlidir. fiekil 5.3’te örnek bir Sankey diyagram› çizilmifl ve üzerinde yak›t taraf›ndan verilen 100 birimlik enerjinin nas›l da¤›ld›SIRA S‹ZDE
¤› gösterilmifltir.
1
2
AMAÇLARIMIZ
Gider Enerji
%100
K ‹ T A P
5
3
2
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
N N
SIRA S‹ZDE
fiekil 5.3
AMAÇLARIMIZ
Buhar Kazan›
‹çin
Örnek Bir Sankey
Diyagram›
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET
4
1. Kuru Baca Kayb›
:%14
2. Nem Kaynakl› Kayb›
:%7
3. Radyasyon ve Konveksiyon Kay›plar› :%3
4. Blöf Kaynakl› Kay›p
:%3
5. Kazan Verimi
:%73
134
Kazanlarda yak›t yoluyla giren enerjinin faydal› k›sm› d›fl›nda kalan kay›plar
için afla¤›daki noktalar ortaya konulabilmektedir:
• Kuru baca gaz› ile bacadan at›lan enerji
• Yak›ttaki su ve yak›ttaki hidrojenle havadaki oksijenin birleflmesi sonucunda ortaya ç›kan suyun buharlaflmas› yoluyla at›lan enerji
• Kazan yüzeyinden radyasyon ve konveksiyon yoluyla at›lan enerji
• Blöf nedeniyle at›lan enerji
• Yanmam›fl yak›t nedeniyle ortaya ç›kan enerji kay›plar›
fiekil 5.3’teki Sankey diyagram› incelenerek bu buhar kazan›nda verimi artt›rmak için neler yap›labilece¤i irdelenebilir.
Kuru Baca Gaz› ile Bacadan At›lan Enerji
Baca gaz› d›flar›ya belirli bir s›cakl›k de¤erinde at›lmaktad›r. Di¤er bir anlat›mla bacadan at›lan enerji baca gaz›n›n s›cakl›¤›na ba¤l› olarak de¤iflmektedir. Baca gaz›n›n debisi ve s›cakl›¤› ne kadar fazla ise d›flar›ya at›lan enerji miktar› da o kadar fazlad›r. Son y›llarda özellikle düflük s›cakl›kl› ›s›tma sistemlerine geçiflteki en önemli
neden baca gaz› s›cakl›¤›n›n düflürülerek bacadan at›lan enerjinin azalt›lmas›d›r. Baca gaz› s›cakl›¤›na ba¤l› olarak ortaya ç›kan verim kayb› fiekil 5.4’te verilmifltir.
fiekil 5.4
Baca Gaz›
S›cakl›¤›na Ba¤l›
Olarak Ortaya
Ç›kan Verim
Kayb›
10
Verim Kayb› %
8
6
4
2
0
0
50
100
150
200°C
Baca Gaz› S›cakl›¤›
ÖRNEK 1
Bir kazana ait bacadan ç›kan baca gaz› s›cakl›¤› 150°C olarak ölçülmüfltür. Kazandaki verim kayb› ne kadard›r?
Çözüm: Bu sorunun çözümü için fiekil 5.4’te verilen diyagram kullan›lacakt›r.
Yatay eksenden 150°C seçilip bu noktadan yukar›ya do¤ru dik ç›k›ld›¤›nda ve e¤riyi kesilen noktadan sola do¤ru gidildi¤inde verim kayb› % 7,5 olarak okunacakt›r.
135
Bir kazana ait bacadan ç›kan baca gaz› s›cakl›¤› 100°C olarak ölçülmüfltür.
Kazandaki veSIRA S‹ZDE
rim kayb› ne kadard›r?
3
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
Örnek 1’deki baca gaz› s›cakl›¤› ve verim kayb› de¤eriyle S›ra Sizde 1’deki
baca gaz› s›cakS O R U
l›¤› ve verim kayb› de¤erlerini karfl›laflt›rarak yorumlay›n›z.
4
Kuru baca gaz› yoluyla at›lan enerjinin azalt›lmas›nda, kazan›n büyüklü¤üne ve
D‹KKAT
niteli¤ine göre çeflitli önerilerde bulunulabilmektedir. Bu amaçla ekonomizörler
S O Rbaca
U gaz› içeriönerilmektedir. Ekonomizörlerde genellikle kazan besleme suyu
SIRA S‹ZDE
sinden geçirilerek ön ›s›t›lmaktad›r. Kazanda enerjisini verdikten
sonra bacadan
at›lan gazda s›cakl›¤›na ba¤l› olarak hala enerji bulunmaktad›r. Bu
yararD ‹ Kenerjiden
KAT
lanmak için bacaya bir ekonomizör eklenir ve at›k gazdaki enerjinin
bir
k›sm›
geAMAÇLARIMIZ
ri kazan›labilir. E¤er baca gaz› s›cakl›¤› yüksek, içeride dolaflan besleme suyu s›SIRA S‹ZDE
cakl›¤› düflük olursa yo¤uflma problemleri ortaya ç›kabilmektedir. Bunun ortadan
kald›r›labilmesi için ekonomizöre giren kazan besleme suyunun
K ‹ Tdaha
A P yüksek s›cakl›klarda girmesi sa¤lanmal›d›r. Buhar kazanlar›na yerlefltirilen
ekonomizörler
AMAÇLARIMIZ
giren yak›t enerjisinin azalt›larak verimin artmas›n› sa¤lamaktad›r. Son y›llarda bacadan at›lan s›cak duman gazlar›ndan yararlanarak su ›s›tmadaT Ekullan›lan
L E V ‹ Z Y O N bütün cihazlar ekonomizör olarak adland›r›lmaktad›r. Ekonomizörler Kkazan
‹ T A besi
P suyunun
›s›t›lmas› yan›nda s›cak su üretiminde ve kalorifer kazanlar›nda dönüfl suyu s›cakl›¤›n›n yükseltilmesinde kullan›l›r. Ekonomizörler kullan›m amac›na ba¤l› olarak
‹NTERNET
kangal boru demeti, düz boru demeti ve spiral boru demeti fleklinde
T E L E V ‹ Z Yimal
O N edilebilmektedir. Bu tür enerji tasarrufu sa¤layan yat›r›mlarda sa¤lanacak enerji tasarrufu
ile yap›lan yat›r›m›n ne kadar sürede ödenece¤ine bak›larak yat›r›m›n karl›l›¤› irdelenmelidir.
‹NTERNET
Bacadan at›lan enerjiden yararlan›lmas› için önerilen di¤er
bir yol da kazana
yanma için verilen taze havan›n baca gaz› ile ›s›t›lmas›d›r. Bu amaçla kullan›lan ›s›
geri kazan›m cihazlar› reküperatör olarak adland›r›lmaktad›r. Reküperatör asl›nda
gazdan gaza ›s› de¤ifltiricisidir. Yakma havas›n›n ön ›s›t›lmas› yak›t tasarrufunun
yan› s›ra daha yüksek alev s›cakl›klar›na ç›kmay› sa¤lamaktad›r. Bu uygulama yanmam›fl yak›t miktar›n› azaltarak yanman›n daha h›zl› ilerlemesini sa¤lamaktad›r.
Bacadan at›lan duman gazlar›ndan yo¤uflma s›cakl›¤›na kadar düflürülmeden ›s›n›n
geri kazan›m› bir hava ›s›t›c›s› içerisinde gerçeklefltirilebilir. Yakma havas›n›n ›s›t›lmas›yla her 50°C’lik ilave ›s›tma kazan verimini yaklafl›k %2,5 artt›rmaktad›r. Di¤er
bir anlat›mla duman gazlar›n›n s›cakl›¤›ndaki her 20°C’lik düflüfl kazan verimini %1
artt›rmaktad›r. Özellikle kömür yakan tesislerde yakma havas›n›n ›s›t›lmas› kömürün yanmas›n› kolaylaflt›rmakta ve ocak s›cakl›¤›n› yükselterek daha iyi bir yanma
gerçeklefltirilmesini sa¤lamaktad›r.
N N
N N
Yak›ttaki Su ve Yak›ttaki Hidrojenle Havadaki Oksijenin
Birleflmesi Sonucunda Ortaya Ç›kan Suyun Buharlaflmas›
Yoluyla At›lan Enerji
Son y›llarda ortaya ç›kan yo¤uflma teknolojisinden yararlanma ile bu enerji büyük
ölçüde kullan›lmaktad›r. Bu amaçla mevcut kazanlara kondenzasyon kazan› eklenmektedir. Bu uygulama s›cak sulu kazanlarda sonradan eklenilen reküperasyon
kazanlar› ile uygulanabildi¤i gibi, kazan›n kendisi daha bafllang›çta yo¤uflmal› kazan olarak da tasarlanmaktad›r. Kondenzasyon kazan›, üç s›ral› serpantin olarak
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
S O R U
SIRA S‹ZDE
D‹KKAT
AMAÇLARIMIZ
SIRA S‹ZDE
K ‹ T A P
AMAÇLARIMIZ
TELEV‹ZYON
K ‹ T A P
‹NTERNET
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
136
k›vr›lm›fl borular fleklindedir. Kazandan ç›kan ve yaklafl›k 150°C’lere kadar so¤utulmufl olan baca gaz› kondenzasyon kazan› içindeki serpantin borular› üzerinden
geçerken yo¤uflma s›cakl›¤› alt›na kadar so¤utulmaktad›r. Bu süreçte baca gaz› içerisindeki buhar yo¤uflaca¤›ndan bünyesindeki gizli ›s›y› borular›n içerisindeki suya vermektedir. Serpantin borular› üzerinde sürekli yo¤uflma olay› olaca¤›ndan bu
yüzeyler tamamen paslanmaz çelikten yap›lmal›d›r. Borular üzerinde yo¤uflan su
toplanarak kanalizasyona verilmektedir. Kondenzasyon kazanlar›, yak›t olarak do¤algaz kullan›lmas› halinde anlaml› ve yat›r›m› kolayca geri ödeyecek durumdad›r.
Kondenzasyon kazanlar›nda kazana verilen besleme suyunun ön ›s›t›lmas› gerçeklefltirilmektedir. Kondenzasyon kazanlar› ayr›ca kullan›m s›cak suyu üretimi amac›yla boyler olarak da kullan›lmaktad›r.
Kazan Yüzeyinden Radyasyon ve Konveksiyon Yoluyla
At›lan Enerji
Bu enerjinin azalt›lmas› amac›yla önerilen en iyi yol kazan cidar›n›n en iyi flekilde
yal›t›lmas›d›r. Yal›t›m› iyi yap›lmam›fl eski kazanlarda radyasyon ve konveksiyon
yoluyla enerji kayb› %10’lara kadar ç›kabilmektedir. Günümüzdeki modern kazanlarda radyasyon ve konveksiyon yoluyla enerji kayb› %1’den daha küçük miktarlardad›r. Yal›t›m yap›lm›fl kazanlarda kazan yüzey s›cakl›¤› ile ortam s›cakl›¤› aras›ndaki fark 30°C civar›nda olmaktad›r.
Blöf Nedeniyle At›lan Enerji
Buhar kazanlar›nda buhar olarak kullan›lan ya da çeflitli nedenlerle oluflan su kayb›n› telafi etmek için zaman zaman besleme suyu girifli bulunmaktad›r. Buhar kazan›na verilen besleme suyu içerisinde karbonat sülfat kökenli çeflitli malzemeler
erimifl halde bulunmaktad›r. Belli bir süre geçtikten sonra biriken bu malzemeler
belli bir miktar›n üzerine ç›kt›¤›nda kazan su yüzeyinde çalkalanma ve köpürmeler ortaya ç›kmaktad›r. Köpük içerisinde bulunan bu malzemeler buhar ile birlikte
tafl›narak buhar›n kullan›ld›¤› cihazlara zarar verebilmektedir. Bu problemi çözmek üzere kazan yüzeyindeki köpük tabakas› üst blöf vanas› vas›tas›yla al›nmaktad›r. Köpük ve bu malzemeler d›flar› al›n›rken bir miktar da s›cak su d›flar›ya al›nm›fl olmaktad›r. Bu iflleme yüzey blöfü ad› verilmektedir. Bunun d›fl›nda baz› kat›
partiküller de kazan›n dibine çökerek ›s› transferini olumsuz yönde etkileyecek sonuçlar ortaya ç›karmaktad›r. Dipte çöken bu maddelerin tahliyesi için de dip blöfü kullan›lmaktad›r. Bunun için dip blöf vanas› aç›larak bu kat› partiküllerin d›flar›ya at›lmas› sa¤lanmaktad›r. Dip blöfü s›ras›nda kat› partiküllerle beraber bir miktar da s›cak su d›flar›ya al›nmaktad›r. Bu iflleme de dip blöfü denilmektedir. Blöf ifllemleri s›ras›nda suyun özelli¤ine ba¤l› olarak %1 ila %3 civar›nda bir verim kayb›
ortaya ç›kabilmektedir. D›flar›ya at›lan bu enerjinin geri kazan›lmas› amac›yla çeflitli yöntemler uygulanmaktad›r. Flafl buhardan yararlanma yoluyla at›lan enerjinin
yaklafl›k %80’lik k›sm› geri kazan›labilmektedir. Buhar tesisat›nda ortaya ç›kan yo¤uflmalar nedeniyle biriken yo¤uflmufl buhar (kondensat) ve kazan blöfü s›ras›nda
al›nan s›cak suyun enerjisinden yararlanmak için flafl tank› kullan›l›r. Kondensat
veya kazan blöfü daha düflük bir bas›nçta al›nd›¤› durumda, s›cakl›¤› düflük bas›nçtaki doyma s›cakl›¤›na kadar düflme ortaya ç›kabilir. S›cakl›k düflmesi s›ras›nda ortaya ç›kan ›s› enerjisi bir miktar kondensat›n buharlaflmas›n› sa¤lar. Bu buhara flafl buhar ad› verilir ve buhar kullanan sistemlerin verimlili¤ini artt›rarak enerji
ekonomisi sa¤lar.
Yanmam›fl Yak›t Nedeniyle Ortaya Ç›kan Enerji Kay›plar›
Yanma bir maddenin tutuflma s›cakl›¤›nda havan›n oksijeniyle reaksiyonu olarak
tan›mlanmaktad›r. ISO taraf›ndan yap›lan tan›mlamaya göre yanma “Genellikle
alevlenme ve/veya ›fl›ma ve/veya duman eflli¤inde bir maddenin ›s› vererek oksijenle reaksiyonu” olarak ifade edilmektedir. Maddenin moleküler yap›s›nda elektronlar düzeyindeki de¤ifliklikler kimyasal reaksiyon olarak adland›r›lmaktad›r. Reaksiyona giren moleküller reaktant, reaksiyondan ç›kanlar ise ürün olarak adland›r›lmaktad›r. Bir reaksiyon sonucunda ›s› ortaya ç›k›yorsa bu tip reaksiyonlar egzotermik reaksiyonlar olarak adland›r›l›r. Reaksiyonun oluflmas› için çevreden ›s›
al›nmas› gerekiyorsa bu tür reaksiyonlar endotermik reaksiyon olarak adland›r›l›rlar. Karbon, hidrojen, kükürt gibi yan›c› elemanlar›n yanmas› için gerekli olan minimum oksijen miktar›na teorik oksijen miktar›, buna karfl›l›k gelen havaya ise teorik hava miktar› denilmektedir. Reaksiyonda yanma için gerekli olan minimum oksijen kullan›l›yorsa ve bu oksijenin tamam› yanmaya girip reaksiyon sonunda karbondioksit (CO2), su (H2O), kükürtdioksit (SO2), azot (N2) gibi ürünler elde ediliyorsa ve oksijenin tamam› yanmaya girdi¤inden ürünler aras›nda yanma bulunmuyorsa bu yanmaya teorik tam yanma denilmektedir. Yanma s›ras›nda her yan›c›
molekülün yak›c› (oksijen) molekülle birleflme ihtimali olmad›¤› için, tam yanmay› elde edebilmek amac›yla yanma için gerekli teorik hava miktar›ndan daha fazla
hava verilmesi gerekmektedir. Fazla verilen bu miktar hava fazlal›k katsay›s› ile
tespit edilmektedir. Yanma amac›yla gerekli olan hava miktar›ndan daha fazla hava kullan›lmas› durumunda reaksiyon sonucunda karbondioksit (CO2), su (H2O),
kükürt (SO2), azot (N2) ürünlerinin yan› s›ra verilen fazla havadan kaynaklanan
oksijen de yer almaktad›r. E¤er yanma için yeterli oksijen verilmiyorsa ürünler aras›nda karbon monoksit (CO) ve hidrojen (H) bulunmaktad›r. Bu tür yanmaya eksik yanma denilmektedir. Eksik yanma durumunda verilen hava teorik hava miktar›ndan daha azd›r. Teorik hava miktar› ile hatta fazla hava ile yanma gerçekleflse
bile, yanma flartlar›ndan kaynaklanan bir eksik yanma söz konusu ise bu duruma
da k›smi eksik yanma denilmektedir. Eksik yanmada karbondioksit yerine karbon
monoksit oluflumu yan› s›ra yanmam›fl karbon ortaya ç›kmaktad›r. Eksik yanma,
kazanlarda ciddi enerji kay›plar›na yol açmaktad›r. Eksik yanma, iyi bir hava fazlal›k katsay›s› belirlenmemifl olmas›ndan da kaynaklanabilmektedir. Eksik yanma,
so¤uk yanma havas›n›n fazla olmas›ndan veya alevin so¤uk yüzeyden geçmesi nedeniyle alev so¤umas›ndan da kaynaklanabilmektedir. Eksik yanman›n oldu¤u kazanda, tam yanmay› sa¤lamak için, mevcut hava yak›t oran› gereken de¤erin de
üzerine ç›kart›l›rsa bu kez de bacadan at›lan enerji miktar› artt›r›lm›fl olacakt›r. Baca gaz›ndaki oksijen seviyesi optimum seviyelerde tutulmal›d›r. Eksik yanmada
yakma sisteminin seçimi yan› s›ra sistemin bak›m› da çok önemlidir. Yak›t ile hava miktarlar› uygun oranlarda olsa bile yanma hacmi buna uygun bir flekilde tasarlanmam›flsa, olmas› gerekenden küçükse tam yanma sa¤lanamaz. Bu durumda da
yanma bacada devam eder ve yararlan›lacak enerjinin bir k›sm› d›flar› at›lm›fl olur.
Hava fazlal›k katsay›s›n›n artt›r›lmas› baca gaz› debisini de artt›rmaktad›r. Hava fazlal›k katsay›s› ne kadar yüksek ise tam yanma ihtimali artmakla birlikte fazla hava
miktar› da o derce artmaktad›r. Fazla hava miktar› artt›kça da bu fazla hava da baca gaz› s›cakl›¤›na kadar ›s›t›ld›¤›ndan dolay› d›flar›ya at›lan enerji miktar› artmaktad›r. fiekil 5.5’te baca gaz›ndaki oksijen veya yak›ta ba¤l› olarak karbodioksit oran›na göre verilmifl olan fazla hava miktar› yüzde olarak görülmektedir.
137
138
fiekil 5.5
Baca Gaz›ndaki
Oksijen veya
Yak›ta Ba¤l›
Olarak
Karbondioksit
Oran›na Göre
Verilmifl Olan
Fazla Hava
Miktar›
16
O 2%
CO2%
12
16
12
8
8
Kömü
r
Fuel oil
Do¤al G
az
4
4
0
0
0
40
80
120
160
200
240
Stokiometrik Fazla Hava (%)
SIRA S‹ZDE
5
Yanma sonunda havadaki oksijen ile karbon birleflerek karbondioksit oluflmakS O Razot
U ise hiç yanmaya kar›flmamas›na ra¤men baca gaz› s›cakl›¤›na
tad›r. Havadaki
kadar ›s›t›lmas› için enerji harcanmakta ve bu enerji de d›flar›ya at›lmaktad›r. Dolay›s›yla kullan›lan
fazlal›k katsay›s› artt›kça d›flar›ya at›lan enerji miktar› da buD ‹ K K Ahava
T
na orant›l› olarak artmaktad›r. fiekil 5.6’da fazla hava miktar›n›n yüzdesine ve baca gaz› s›cakl›¤›na ba¤l› olarak yak›t kayb› miktar› yüzde olarak verilmifltir. ÇimenSIRA S‹ZDE
to, cam, demirçelik gibi enerji yo¤un sektörlerde yanma için oksijen kullan›m›na
yönelik uygulamalar bulunmaktad›r.
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
N N
ÖRNEK 2
K ‹ T A P
AMAÇLARIMIZ
Bir kazanda yakma amac›yla %130 fazla hava verilmektedir. Baca gaz› s›cakl›¤›
250°C olarak ölçüldü¤üne göre d›flar›ya at›lan enerji yak›t kayb› yüzdesi olarak ne
kadard›r? K ‹ T A P
Çözüm: Çözüm için fiekil 5.6’daki diyagram kullan›lacakt›r. Diyagram›n yatay
ekseninden
T E L%130
E V ‹ Z Yfazla
O N hava de¤erinden yukar›ya do¤ru dik ç›k›larak 250°C do¤rusu kesifltirilirse ve sola do¤ru yak›t kayb› yüzdesi skalas›nda bu nokta iflaretlenirse %27’lik yak›t kayb› de¤eri bulunacakt›r. Bunun anlam›, %130 fazla hava ile ve
250°C’lik baca gaz› s›cakl›¤› olmas› durumunda yak›t kayb› yüzdesi miktar› %27 olmaktad›r. ‹ N T E R N E T
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
SIRA S‹ZDE
SIRA
Fuel-oil yakan
birS‹ZDE
kazan iflletmesinin baca gaz›nda %12 oksijen ölçülmüfltür. Kazana yakma amac›yla verilen fazla hava miktar› ne kadard›r? Baca gaz›ndaki karbondioksit miktar› ne kadar olacakt›r?
6
S‹ZDE
Bir kazandaSIRA
yakma
amac›yla %110 fazla hava verilmektedir. Baca gaz› s›cakl›¤› 150°C olarak ölçüldü¤üne göre d›flar›ya at›lan enerji yak›t kayb› yüzdesi olarak ne kadard›r?
S O R U
S O R U
D‹KKAT
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
139
fiekil 5.6
Fazla Hava
Miktar›n›n
Yüzdesine ve Baca
Gaz› S›cakl›¤›na
Ba¤l› Olarak Yak›t
Kayb› Miktar›
500°C
50
400°C
Yak›t Kayb› %
40
300°C
30
200°C
20
100°C
10
0
0
20
40
60
80
100 120 140 160 180
Stokiyometrik Fazla Hava %
Örnek 2’de bulunan sonuçlarla S›ra Sizde 6’da bulunan sonuçlar› karfl›laflt›rarak
SIRA S‹ZDE yorumlay›n.
Bir kazanda yanma hücresinde iyi bir yanma gerçekleflebilmesi için yak›t-hava
kar›fl›m›n›n yeterli oranlarda ayarlanmas›, yeterli ocak s›cakl›¤›n›n sa¤lanmas› ve
yeterli yanma zaman›n›n, di¤er bir deyiflle yeterli ocak hacminin sa¤lanmas› gerekS O olarak
R U
mektedir. Kazan› terk eden baca gaz›nda hava-yak›t oran›na ba¤l›
CO, CO2
ve O2 iliflkisi fiekil 5.7’de verilmifltir. fiekil 5.7 incelendi¤inde yakt›-hava oran› stokiyometrik orandan daha afla¤›lara indi¤inde eksik yanma nedeniyle
karbonmoD‹KKAT
noksitin artt›¤› ve karbondioksitin düfltü¤ü görülmektedir. Yak›t-hava oran› stokiyometrik orandan normal iflletmeye do¤ru gitti¤inde karbonmonoksitin azalma,
S‹ZDE
oksijenin ise artma e¤iliminde oldu¤u görülmektedir. Normal SIRA
iflletmeden
fazla havaya do¤ru geçildi¤inde ise oksijen miktar›nda artma, karbondioksit miktar›nda ise
azalma ortaya ç›kt›¤› aç›kça görülmektedir.
AMAÇLARIMIZ
7
S O R U
D‹KKAT
N N
YETERS‹Z HAVA
Normal ‹flletme
CO2
EKS‹K YANMA NEDEN‹ ‹LE
CO2 DÜfiER
FAZLA HAVA
K ‹ NEDEN‹
T A P ‹LE
O2 ARTAR
Stokiyometrik Hava
CO
EKS‹K YANMA NEDEN‹ ‹LE
CO ARTAR
O2
TELEV‹ZYON
CO2
FAZLA HAVAYLA SEYRELME
NEDEN‹ ‹‹LE
N T CO
E R N2 EDÜfiER
T
FAZLA HAVA
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
fiekil 5.7
Kazan› Terk Eden
Baca Gaz›nda
K ‹ T A P
Hava-Yak›t
Oran›na Ba¤l›
Olarak CO, CO2 ve
O2 ‹liflkisiT E L E V ‹ Z Y O N
‹NTERNET
140
KAZANLARDA VER‹M‹ ETK‹LEYEN FAKTÖRLER
Kazanlar için verim genel olarak tan›mlan›rsa kazandan al›nan enerjinin, yak›t yoluyla kazana verilen enerjiye oran› olarak tan›mlanmaktad›r. Di¤er bir de¤iflle, kazana yak›t yoluyla verilen 100 birimlik enerjinin ne kadar›ndan yararlan›labildi¤inin göstergesidir. Örne¤in bir buhar kazan› için verim hesab› yap›l›rken afla¤›daki
ifadeden yararlan›labilir:
˜=
Kazandan ç›kan buhar›n enerjisi-Kazana giren besleme suyunun enerjisi
(5.1)
yak›t›n verdi¤i enerji
Bu ifade verilmekle birlikte tesislerde ço¤u zaman Eflitlik 5.1’de verilen enerji
de¤erlerinin hesab›n› tam olarak yapabilecek cihazlar bulunmayabilmekte, bulunsa da gerçek sonuçlara ulafl›lmayabilmektedir. Özellikle bu ölçümde kullan›lan cihazlar›n kalibrasyonunun zaman›nda ve do¤ru yap›ld›¤›na iliflkin tereddütler bulunmaktad›r. Bunun yerine sadece kay›plardan yola ç›karak hesaplar yap›lmakta,
100 birimlik enerjiden bu kay›plar ç›kart›larak verim hesab› ortaya ç›kar›lmaktad›r.
Burada kay›plar›n ne oldu¤unu ve nas›l hesaplanaca¤›n›n bilinmesi gereklidir.Kazan verimi kazan üreticileri taraf›ndan laboratuvar flartlar›nda belirli yük ve s›cakl›klar için yap›lan deneylerle saptanmaktad›r. Kazan üreticileri kazan ile ilgili broflürlerinde ve dökümanlar›nda bu de¤erleri kullanmaktad›r. Bu verim ve kapasite
de¤eri kazan›n uygulanaca¤› sistem için yeterli olup olmamas› anlam›nda referans
olarak kullan›labilecek bir parametredir. Kazanlarda çeflitli standartlara göre norm
kullan›m verimi tan›mlanmaktad›r. DIN Standard›’na (DIN Standard› Alman Standartlar Enstitüsü k›saltmas›d›r) göre norm kullan›m verimi farkl› s›cakl›klardaki ›s›tma tesisat› için kazanlar›n laboratuvar ortam›nda befl farkl› yükte tam bir gün çal›flt›r›lmas› ile hesaplanmaktad›r. Bu çal›flma gerçektekinin benzeri olarak bekleme
süreleri de dahil edilerek gerçeklefltirilmektedir. Norm kullan›m verimleri kazanlar›n karfl›laflt›r›lmas›nda kullan›lan geçerli bir referans de¤erdir. Genellikle norm
kullan›m verimi kazan›n yanma veriminin %1-2 alt›nda gerçekleflmektedir. Bu fark
kazan bekleme kay›plar›n›n ne ölçüde ortaya ç›kabilece¤inin bir göstergesidir. Kazan›n performans›nda kazan veriminin yan› s›ra brülör verim de önemlidir. Brülör
verimi brülör fan›n›n çal›flma performans› ile de do¤rudan ilintilidir. Bununla birlikte, ›s›tma sezonu süresince kazan›n ve brülörün çal›flt›¤› süreler ile beklemedeki sürelerin de önemi bulunmaktad›r. Bu durum kazan veriminin yan› s›ra kullan›m veriminin de önemini ortaya ç›karmaktad›r. Kullan›m verimi, kazan›n ve brülörün çal›flmad›¤› sürelerde ortaya ç›kan bekleme kay›plar›n›n da hesaba kat›ld›¤›
bir verim olarak tan›mlanmaktad›r. Beklemeler süresince kazan yüzeyinden ›fl›ma
kay›plar› ortaya ç›kmaktad›r. Bununla birlikte kazan içerisinde gerçekleflen ve bacaya do¤ru hareket eden hava hareketleri ihmal edilebilecek düzeyde kalmaktad›r.
Yukar›da aç›klanan ›fl›ma kay›plar› kazan yüzey s›cakl›klar›na ba¤l› olarak de¤iflen
oranlarda ortaya ç›kmaktad›r. Kazan yüzey s›cakl›¤› ile ortam s›cakl›¤› aras›ndaki
fark ne kadar az ise ›fl›ma kay›plar› da o kadar az olacakt›r. Kazan konstrüksiyonu,
kazan kapa¤›na en az yük gelecek flekilde tasarlanmal›d›r. Kazan kapa¤›ndaki yal›t›m aleve karfl› da dayan›kl› olan refrakter malzeme ile sa¤lanmaktad›r.
‹ki ve Üç Geçiflli Kazanlar
Son y›llarda üç geçiflli kazanlar›n ortaya ç›kmas›yla yanma sonu gazlar›n enerjisinden daha fazla yararlan›lmaktad›r. Üç geçiflli bir kazanda birinci ve ikinci geçifllerde ›s› transferinin yaklafl›k %85’lik k›sm› gerçekleflmektedir. ‹ki ve üç geçiflli alev-
141
duman borulu kazanlar flematik olarak fiekil 5.8’de görülmektedir. fiekil 5.8 incelendi¤inde üç geçiflli kazanda yanma sonu ürünlerinin iki geçiflli kazana göre borular
etraf›nda daha fazla yol kat ederek enerjisini daha fazla b›rakt›¤› görülmektedir.
fiekil 5.8
Bacaya
Bacaya
Su Ç›k›fl›
Su Ç›k›fl›
‹ki ve Üç Geçiflli
Alev-Duman
Borulu Kazanlar
Duman Borular› (3.Geçifl)
Alev Borusu (1.Geçifl)
Alev Borusu (1.Geçifl)
Su Girifli
Su Girifli
(a)
‹ki Geçiflli
(b)
Üç Geçiflli
Kazanlarda Türbülatör Kullan›m›
Alev-duman borulu s›cak su ve buhar kazanlar›nda gerek s›v› yak›t kullan›m›nda,
gerekse do¤algaz kullan›m›nda duman borular›nda türbülatör uygulamas›na gidilebilmektedir. ‹yi bir tasar›mla yüksek s›cakl›klara dayan›kl› türbülatör yerlefltirilerek
verim art›fl› sa¤lanabilmektedir. Kömür yakan kazanlarda türbülatör uygulamas› çok
kullan›fll› olmamaktad›r. Türbülatör uygulamas›n›n önemli bir dezavantaj›, duman
kanallar›nda, ak›fla karfl› oluflturdu¤u direnç nedeniyle bas›nç art›fl› ortaya ç›karmas›d›r. Ortaya ç›kan bu bas›nç art›fl› brülör taraf›ndan karfl›lanmal›d›r. Türbülatör uygulamas›yla baca gaz›ndaki enerjiden daha fazla yararlan›larak, baca gaz› s›cakl›¤›n›n düflürülmesine katk›da bulunulmaktad›r. Türbülatörler ›s› transferindeki yüzey
alan›n› artt›rmaktan çok ›s› tafl›n›m katsay›s›n›n artt›r›lmas›na katk›da bulunur. Türbülatörler ›s› tafl›n›m katsay›s›n› artt›rmaya katk›da bulunmak üzere duman yolunda türbülans oluflturur. Böylece, türbülatör uygulamas›yla boru içerisindeki duman
gaz›n›n ak›fl ortam› bozulmaktad›r. Türbülatörler duman borulu buhar ve kalorifer
kazanlar›nda, borular›n içinden geçen duman gaz› ile boru iç yüzeylerinin daha fazla temas etmesini sa¤layarak borudaki ›s› transferini artt›rmaya da katk›da bulunur.
Böylece, yanma sonu ürünlerindeki enerjiden daha fazla yararlan›lm›fl olur. Türbülatör tasar›m› için pek çok çal›flma yap›lmaktad›r. En yayg›n kullan›lanlar› spiral ve
konik halka fleklinde olanlar›d›r. Büyük kazan firmalar› aras›nda türbülatör kullan›m›n›n sa¤layaca¤› verim art›fl› ile ortaya ç›karaca¤› sak›ncalar konusunda bir tart›flma bulunmaktad›r. fiekil 5.9’da türbülatör uygulamas› görülmektedir.
fiekil 5.9
Türbülatör
Uygulamas›
142
Kazanlarda Verimi Etkileyen Faktörler
Kazan verimini etkileyen pek çok faktör bulunmaktad›r. Bunlar; eksik yanma ve is
oluflumu, baca gaz›ndaki su buhar› nedeniyle oluflan ›s› kayb›, kuru baca gaz› nedeniyle olan ›s› kayb›, fazla hava, baca gaz› s›cakl›¤›, sürekli baca gaz› analizi ve
takibi, yak›t cinsi, brülörler, kazan yükü, kazan yüzeyinden olan ›s› kay›plar›, blöf
nedeniyle olan ›s› kay›plar›, besleme suyu s›cakl›¤›, yakma havas› s›cakl›¤›, iç so¤uma kay›plar› ile kazan ve tesisat bak›m›d›r.
450
18.6
430
410
17.7
390
15.9
370
15.0
350
330
310
290
270
250
0
16.8
14.1
13.2
12.3
Baca Gaz› Kayb› (CO2%13)
‹s Tabakas›
Kal›nl›¤›n›n Baca
Gaz› Kayb›na
Etkisi
Baca Gaz› S›cakl›¤› (°C)
fiekil 5.10
11.3
10.4
0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8 3.2 3.6
‹s Tabakas› Kal›nl›¤› (mm)
Eksik yanma yanman›n iyi olmamas› sonucunda ortaya ç›kan ve kazanlarda verim düflüklü¤üne neden olan olumsuz durumlardan birisidir. Yanman›n iyi olmamas› durumunda ortaya ç›kan karbon zerrecikleri ve özellikle karbonmonoksit verimi olumsuz yönde etkiledi¤i gibi çevre aç›s›ndan da olumsuz sonuçlar ortaya ç›karmaktad›r. Kömür ve fueloil yakan kazanlarda ortaya ç›kan is ›s›l kay›plara ve
olumsuz çevresel etkilere sebep olmaktad›r. ‹sin ortaya ç›kard›¤› di¤er bir olumsuz
etki kül ile birleflerek ortaya ç›kan kurumun ›s› transfer yüzeylerine birikmesidir.
Biriken bu kurum tabakas› ›s› transfer yüzeyini olumsuz etkileyerek yanma sonu
gazlar›ndan suya olacak ›s› transferinin engellenmesine yol açar. Enerjisini suya
veremeyen gaz, yüksek s›cakl›klarda bacadan ç›karak d›flar›ya at›lan enerjinin artmas›na neden olur. Yanma kay›plar›n›n azalt›lmas› yak›t içindeki karbonun tam
yanmas› ile sa¤lanabilir. Bu amaçla hava ile yak›t›n çok iyi bir flekilde kar›flt›r›lmas› gerekmektedir. Bu kay›plar›n azalt›lmas›nda brülör tipi ve çal›flmas›n›n büyük
önemi bulunmaktad›r. ‹s tabakas› kal›nl›¤›n›n baca gaz› kayb›na etkisi fiekil 5.10’da
görülmektedir. fiekil 5.10 incelenirse, is kal›nl›¤› artt›kça baca gaz› s›cakl›¤›n›n art›fl›, dolay›s›yla baca gaz›yla olan enerji kayb›n›n art›fl› aç›kça görülmektedir.
Baca gaz›ndaki su buhar› nedeniyle ortaya ç›kan ›s› kayb› son y›llarda gelifltirilen yo¤uflma teknolojisiyle geri kazan›lm›flt›r. Gerek yak›t içerisindeki su, gerekse yanma olay› sonunda hidrojen ile oksijenin birleflerek oluflturdu¤u su, yanma s›ras›nda buharlaflmaktad›r. Buharlafl›rken de yak›t›n bir miktar enerjisini almaktad›r.
Yanma sonu at›lan gazlar›n s›cakl›¤› düflürülerek, baca gaz› içerisindeki suyun yo¤uflma s›cakl›¤› alt›na indirilmekte böylece baca gaz› içerisindeki buhar yo¤uflarak
su haline dönmektedir. Bu s›rada da yo¤uflma enerjisini geri vermektedir. Daha
önceleri alt ›s›l de¤ere göre verim hesaplar›, yo¤uflma teknolojisinin gelmesiyle üst
›s›l de¤ere göre yap›lmaya bafllanm›flt›r.
143
Alt ›s›l de¤er ve üst ›s›l de¤er nedir?
SIRA S‹ZDE
8
Kuru baca gaz› nedeniyle ortaya ç›kan ›s› kayb›, baca gaz›n›n s›cakl›¤› ve deD Ü fi Ü N E L ‹ M
bisine ba¤l› olarak de¤iflmektedir. Baca gaz› s›cakl›¤›ndaki ve debisindeki düflme
ile d›flar›ya at›lan enerji miktar› da azalt›labilmektedir.
S Oparametrelerden
R U
Baca gaz› s›cakl›¤› kazan verimini önemli ölçüde etkileyen
birisidir. Baca gaz› s›cakl›¤›nda normal çal›flma standartlar› d›fl›nda her 17°C’lik art›fl verimde yaklafl›k %1’lik düflüfle neden olmaktad›r. Bacadan at›lan
enerjinin yükD‹KKAT
sek olmas›ndaki nedenlerden birisi kazandaki ›s› transferi yüzeyinin küçük olmas›d›r. Böyle bir durumda gaz enerjisini suya veremeden d›flar›ya at›lmaktad›r. MoSIRA S‹ZDE
dern üç geçiflli kazanlarda gaz, kazan içerisinde daha fazla dolaflt›r›ld›¤›ndan
s›cakl›¤› di¤er tip (bir ve iki geçiflli) kazanlara göre daha fazla düflürülerek d›flar› at›lmaktad›r. Bu da yeterli olmazsa bacaya ›s› geri kazan›m cihaz›AMAÇLARIMIZ
yerlefltirilmelidir. Bu
yolla yakma havas›n›n ›s›t›lmas› veya kazan besleme suyunun ön ›s›t›lmas› gerçeklefltirilebilir. Baca gaz› s›cakl›¤›n›n yüksek olmas›n›n di¤er bir nedeni ise ›s› transfer yüzeyindeki kurum tabakas› ve kirlilikler nedeniyle gazdaki
suya akK ‹enerjinin
T A P
tar›lamadan d›flar›ya at›lmas›d›r. Buna engel olmak için kazan bak›m› periyodik
olarak yap›lmal› ve kazan borular› düzenli bir flekilde temizlenmelidir.
Sürekli baca gaz› analizi ve takibi, kazan verimini izleyebilmenin
T E L E V ‹ Z Y Oen
N basit yollar›ndan birisidir. Analizler günde en az bir kere yap›lmal› ve sürekli olarak kaydedilerek gerekli önlemler al›nmal›d›r. ‹yi bir bak›m ve iyi bir yanma ayar› ile bir kazan %2-3 O2 oran› ile çal›flt›r›labilmektedir. Baca gaz›ndaki O2 miktar›n›n %3’ün
‹ N T Emiktar›n›n
RNET
üzerine ç›kmamas›na dikkat edilmelidir. Baca gaz›ndaki oksijen
%3’ün
üzerine ç›kmas› yanma için verilen fazla hava miktar›n›n artmas› anlam›na gelmekte bu da d›flar›ya at›lan enerji miktar›n›n fazla olmas›na neden olmaktad›r. Baca gaz› analizi ve takibi ile kazan verimi aras›nda yak›n bir ilgi bulunmaktad›r. Baca gaz› analiz cihaz› kullan›larak ve yakma havas›n›n sürekli olarak kontrolü ile %4’e varan yak›t tasarrufu sa¤lanabilmektedir. Sa¤lanacak yak›t tasarrufu ile bu cihaza yap›lan yat›r›m yaklafl›k olarak kendini iki ayda geri ödeyebilmektedir.
Yak›t cinsi ile kazan verimi aras›nda yak›n bir ilgi bulunmaktad›r. Bu anlamda
en iyi verim gaz yak›tlarda, en kötü verim ise kat› yak›tlarda ortaya ç›kmaktad›r.
Bunun nedeni gaz yak›tlarda yan›c› ve yak›c› moleküller gaz halinde oldu¤undan
en iyi flekilde birleflip yanma olay› gerçekleflebilmektedir. Kat› yak›tlarda her ne
kadar plüverizasyon yöntemleri uygulansa da gaz yak›tlar kadar verimli bir yanma
ortaya ç›kmamaktad›r. Genel olarak s›v› yak›t kazanlar›n›n verimi kat› ve gaz yak›t
kazanlar›n›n verimlili¤inin aras›nda ortaya ç›kmaktad›r.
Brülörler, kazan verimini etkileyen ana elemanlardan birisidir. Brülörün verimini etkileyen en önemli faktör ise brülörün çal›flma flartlar›d›r. Brülörlerdeki hava
yak›t oranlar›n› ayarlayan mekanizmalarda zamanla ortaya ç›kan deformasyonlar,
hava yak›t oranlar›n›n bozulmas›na, sonuç olarak da kazan veriminin düflmesine
neden olmaktad›r. Ayr›ca yak›t›n bas›nç ve s›cakl›¤› ile iyi bir flekilde atomizasyonu brülör verimini etkilemektedir. Brülörler çal›flma tipine göre genelde üçe ayr›lmaktad›r: Aç-kapa (on-off) brülörler, iki kademeli brülörler ve oransal brülörler.
Aç-kapa brülörler, brülörün tam kapasitede çal›flmas› ya da durmas› prensibine dayanmaktad›r. Kazana yerlefltirilen sensörler arac›l›¤› ile al›nan bilgiyle kazan ç›k›fl
suyu istenilen s›cakl›¤a geldi¤inde brülör durmakta, belirli bir hassasiyet derecesine ba¤l› olarak kazan ç›k›fl suyu s›cakl›¤› belirli bir seviyenin alt›na indi¤inde ise
brülör çal›flmaktad›r. On-off sistemiyle çal›flan brülörler ileride aç›klanacak olan
N N
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
144
süpürme kay›plar›na neden oldu¤undan kazan verimini olumsuz yönde etkilemektedir. ‹ki kademeli brülörlerde, brülör belirlenen minimum ve maksimum iki
seviyede çal›flmaktad›r. Oransal brülörlerde ise brülör ihtiyaca ba¤l› olarak küçük
ad›mlarla art›p azalarak istenilen gücü sa¤lamaktad›r. Bu üç tip brülörden verim
aç›s›ndan en iyisi oransal brülörlerdir.
Kazan yükü ve kapasitesi de kazan›n verimini etkileyen faktörler aras›ndad›r.
Gerek düflük yükte gerekse afl›r› yükte kazan iflletimi kazan verimini olumsuz yönde etkilemektedir. Bu anlamda ›s› kayb› hesab› sonucunda kazan seçimi yap›l›rken
emniyet katsay›lar› yüksek tutularak yüksek kapasiteli kazanlar seçilmemelidir. Bu
durumda kazan tüm iflletim ömrü boyunca düflük verimle çal›flt›r›lmaktad›r. Özellikle geçifl mevsimlerinde ›s› ihtiyac› daha az oldu¤undan kazanlar %25-30 kapasitelerle çal›flt›r›lmakta, bu da verimi olumsuz yönde etkilemektedir. Is›tma tesisat›
hesaplamalar›nda kapasite seçimi yap›l›rken, konforu bozmadan minimum kapasite seçimi yap›lmal›d›r. Son y›llarda bu sorunu ortadan kald›rmak üzere KASKAD
sistemi gelifltirilmifltir.
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
9
Kaskad sistemi
SIRAnedir?
S‹ZDE Aç›klay›n.
Kazan yüzeyinde olan ›s› kay›plar›, kazan›n izolasyonuna ba¤l› olup modern
Ü fi Ü N Ekadar
L‹M
kazanlardaD%1’e
düflürülmüfltür.
Blöf nedeniyle olan ›s› kay›plar›, dip ve yüzey blöfü s›ras›nda ortaya ç›kmaktad›r. Dip ve yüzey
S O R U blöfü bilinçli olarak yap›lmal›d›r. Otomatik kontrol cihazlar› ile
kazanda blöf yap›lmas› gereken durumlar saptanmal› ve gereksiz blöf yap›larak
enerji kayb›na yol aç›lmamal›d›r. Ayr›ca blöf sular› toplanarak flafl buhar elde edilD‹KKAT
mesi yoluyla da enerji geri kazan›m› yap›lmal›d›r.
Besi suyu s›cakl›¤› da kazan verimini etkileyen faktörlerden birisidir. KazandaSIRA S‹ZDE
ki su prosesteki
ihtiyaçlar veya buharlaflmalar nedeniyle azalmaktad›r. Bunun d›fl›nda, blöf nedeniyle de kazan suyunda azalmalar olmaktad›r. Kazana azalan su
miktar› kadar su ilave edilmelidir. Eklenen bu suya besi suyu ad› verilmektedir.
AMAÇLARIMIZ
Besi suyu, olabildi¤ince sistemli yo¤uflan kondens sular›ndan sa¤lanmal›d›r. Yetmedi¤i durumlarda taze su ilavesi yumuflatma iflleminden geçirildikten sonra yap›lmal›d›r. Böyle
besi suyu s›cakl›¤›n›n önemi ortaya ç›kmaktad›r. Besi
K ‹ Tdurumlarda
A P
suyunun kazana so¤uk girmesi, enerji kayb›na ve so¤uk suyun aniden yüksek s›cakl›¤a ›s›t›lmas› s›ras›nda içindeki minerallerin tortulaflarak kireç tafl› oluflturmas›na neden Tolmaktad›r.
E L E V ‹ Z Y O N Kazana verilen besi suyunun so¤uk olmas›n›n ortaya ç›kard›¤› di¤er bir problem ise so¤uk su içerisinde bulunan çözünmüfl oksijenin yüksek
s›cakl›kta aç›¤a ç›karak korozyona neden olmas›d›r. Bu sak›ncalar› ortadan kald›rmak üzere, besi suyu at›k s›cak gazdan yararlan›larak ön ›s›t›lmal› ve kazana öyle
T E R N E T hem d›flar›ya at›lan at›k gaz›n enerjisinden yararlan›lm›fl, hem
verilmelidir.‹ N Böylece
de kazana verilen besi suyunun s›cakl›¤› artt›r›lm›fl olacakt›r.
Besi suyunun bileflimi ve ar›t›lmas› da kazandaki enerji tüketimini ve verimini
etkilemektedir. Su kullanan tüm tesislerde oldu¤u gibi s›cak su ve buhar kazanlar›nda da kazan besleme suyu kullan›m amac›na uygun olarak ar›t›lmas› gerekmektedir. Ar›t›lmam›fl sert su; kazan, boyler ve borularda kireç tabakas› meydana getirmekte, bu kireç tabakas› ›s› yat›l›m› etkisi yaparak gazdaki enerjinin suya iletilmesine engel olarak enerjisini veremeden yüksek s›cakl›kta d›flar›ya at›lmas›na neden
olmaktad›r. Kazan yüzeyinde farkl› kal›nl›klarda meydana gelen kireç tabakas›, kazan yüzeyinde farkl› s›cakl›k bölgeleri oluflturarak ciddi deformasyonlara, y›rt›lmalara, hatta kazalara neden olmaktad›r. Kimyasal olarak alkali derecesi ve silika ora-
N N
145
n› yüksek su, kazandaki blöf say›s›n› artt›rarak enerji kayb›na neden olmaktad›r.
Suyun ›s›t›ld›¤› bütün durumlarda besi suyu analizleri yap›larak optimum su flartland›rma sistemi tespit edilmelidir. Önceki y›llarda manuel çal›flan yumuflat›c›lar,
kullan›mdaki zorluk ve problemler nedeniyle giderek terk edilmektedir. Bunun
yerine zaman, debi ya da sertlik kontrolüne dayanan otomatik sistemlerle kontroller yap›lmaktad›r.
fiekil 5.11
1100
1300
1400
45
1000
900
40
800
35
700
600
30
600
Hava S›cakl›¤› °C
25
20
400
15
200
Yakma Havas›
S›cakl›¤›n›n Yak›t
Tasarrufuna Etkisi
50
Do¤algaz
Fuel-oil
Yak›t Tasarrufu (%)
Oda Ç›k›fl S›cakl›¤› °C
1200
10
5
Yakma havas› s›cakl›¤› ile yak›t tasarrufu aras›nda yak›n bir iliflki bulunmaktad›r. Yakma havas› olarak kazana verilen havan›n s›cakl›¤› artt›kça kazan verimi de
artmaktad›r. Bu amaçla yakma havas›n›n ön ›s›t›lmas› baca gaz›ndan at›lan enerji
ile yap›lmaktad›r. Yakma havas›n›n ›s›t›lmas›ndaki her 28°C’lik s›cakl›k art›fl›, kazan verimini yaklafl›k olarak %1 düzeyinde artt›rmaktad›r. Yakma havas› s›cakl›¤›n›n yak›t tasarrufuna etkisi, fiekil 5.11’de görülmektedir. Bu diyagramda, yakma
havas›n›n 200, 400, 600°C verilmesinin ocak s›cakl›¤›na ba¤l› olarak yak›t tasarrufuna etkisi görülmektedir. Bu diyagram fazla hava miktar›n›n 1,1 ila 1,2 aras›nda
olmas› durumu için haz›rlanm›flt›r.
‹ç so¤uma kay›plar›, kazanda enerji kayb›na ve verim düflüklü¤üne neden olan
olaylardan birisidir. Kazan verimleri, genellikle y›ll›k verim ile gösterilmektedir. Y›ll›k verim kazan›n bir iflletme sezonu içerisinde çal›flma ve bekleme zamanlar›n›n
toplam›ndan ortalama olarak gerçeklefltirdi¤i bir verimdir. Brülörün çal›flma sürecinde ortaya koydu¤u verim ise bekleme zamanlar›nda kazan›n iç so¤uma kay›plar›n›n etkisiyle y›ll›k ortalamada daha küçük bir de¤er olarak ortaya ç›kmaktad›r.
Brülörün iflletmede kalma süresinin fazlal›¤›, do¤al olarak y›ll›k verimi olumlu yönde etkilemektedir. Kazan ve brülörün niteli¤inden kaynaklanan hava kaçaklar›, y›ll›k verimi olumsuz etkileyen faktörlerdendir. Tek kademeli brülörlerde genel olarak
bir emifl hava damperi yerlefltirilmektedir. Kazan durufl zaman›na geçti¤inde bu
damper aç›k kalmaktad›r. Durma süresi boyunca kazan içerisindeki ›s›nm›fl hava
aç›lan damper vas›tas›yla bacadan d›flar› at›lmaktad›r. Damperin bu flekilde aç›k kalmas› kazan içerisine so¤uk hava girmesine neden olmaktad›r. Enerji harcanarak
›s›nm›fl olan hava böylece d›flar› at›lm›fl olmaktad›r. Bu enerji kayb› süpürme kay›plar› olarak da adland›r›lmaktad›r. ‹ki kademeli ve oransal kontrollü brülörlerde hava damperi, durufl süresince kapal›d›r. ‹ki kademeli ve oransal brülörlerde, brülör
146
ana flalterden kapand›¤›nda damper aç›lmaktad›r. ‹ç so¤uma kay›plar› ve süpürme
kay›plar› nedeniyle tek kademeli brülörler, iki kademeli oransal brülörlere göre daha fazla enerji kayb›na neden olmaktad›r. Kazanlarda iç so¤uma kay›plar›n›n di¤er
bir nedeni de hava kaçaklar›d›r. Kazanlarda hava kaçaklar›n›n önlenebilmesi için
ön duman kapaklar› contal› ve tam s›zd›rmaz olmal›d›r. Ayr›ca ön duman kapaklar› kapand›¤›nda tüm kapak profili kazana düzgün flekilde basmal›d›r. Brülör ba¤lant› flanfl›n›n contal› ve düzgün olmas›na özen gösterilmelidir. Gözetleme delikleri kullan›m d›fl›nda oldu¤u sürelerde kapal› tutulmal›d›r. Patlama kapaklar› kas›nt›l›
olmamal›, contal› olmal›d›r ve tam olarak kapat›labilmelidir. Bunlar›n d›fl›nda kazan
ve brülör kapasiteleriyle baca kesitleri gere¤inden büyük olmamal›, brülör seçiminde çift kademeli ve modülasyonlu brülörler tercih edilmelidir.
Kazan ve tesisat›n bak›m› için gösterilecek özen kazan iflletmesi kadar önemlidir. Kazan ve tesisat bak›m› kazan›n verimli iflletilmesi kadar, emniyeti aç›s›ndan
büyük önem arz etmektedir. Duman borular›ndaki kurum ve isin periyodik bak›mlarla temizlenmesi kazan verimi aç›s›ndan çok önemlidir. Kazanlarda su taraf›nda
kazan tafl› oluflumunun önlenmesiyle küçük kazanlarda bile enerji ekonomisi sa¤lanabilmektedir. Kazan borular›ndaki tafllaflma, borular›n ›s› transferine karfl› direncini artt›rmaktad›r. Bu art›fl do¤al olarak baca gaz› s›cakl›¤›n›n yükselmesine, sonuç olarak da bac› gaz›yla ortaya ç›kacak enerji kay›plar›n›n art›fl›na neden olmaktad›r. Bu sorunu ortadan kald›rmak için tafllaflma kal›nl›¤› ve birikimin kimyasal bileflimi sürekli olarak kontrol edilmelidir. Bir milimetreden daha az olan tafllaflma
buhar kazanlar›nda kabul edilebilir bir seviyedir. Buhar s›cakl›¤› ve baca gaz› s›cakl›¤› aras›ndaki s›cakl›k fark›n›n 15-20°C’den fazla olmamas› beklenmektedir.
Tafllaflman›n yaratt›¤› yal›t›m direnci, besleme suyundaki kimyasal maddelerin içeri¤ine ba¤l›d›r. Tafllaflma kal›nl›¤›na ba¤l› olarak baca gaz›ndaki s›cakl›k art›fl›
100°C’ye kadar ç›kabilir. Bu durum %3 ila 4’lük bir enerji kayb›na karfl›l›k gelmektedir. Tafllaflman›n baca gaz› s›cakl›¤›n› bu kadar yükseltmesi tehlikeli sonuçlar ortaya ç›kartabilir. Bu sorunun azalt›lmas› ve ortadan kald›r›lmas› için besi suyunun
sürekli kontrolünün yan› s›ra kazan bak›m›n›n da büyük önemi bulunmaktad›r. Bu
amaçla y›lda en az bir kez kazan iç yüzeyleri gözden geçirilmelidir. Baca gaz› s›cakl›klar› sürekli olarak izlenerek baca gaz› s›cakl›klar›n›n yükselmesi durumunda
gerekli önlemler al›nmal›d›r. Bu amaçla al›nacak ilk önlem baca temizli¤idir. Baca
temizli¤i yap›lmas›na ra¤men baca gaz› s›cakl›¤› artmaya devam ediyorsa, bunun
nedeni boru iç yüzeylerinde ortaya ç›kan tafllaflmad›r.
ÖLÇÜM VE ANAL‹ZLERLE ENERJ‹ EKONOM‹S‹
Mühendisli¤in temel prensiplerinden birisi ölçüm ve kontroldür. Çünkü ölçemedi¤iniz bir fleyi kontrol edemezsiniz. Kazanlarda da enerjiyi kontrol etmek ve enerji
tasarrufu sa¤lamak için çeflitli ölçüm sistemleri kullan›lmaktad›r. Kazanlardaki
enerji tüketiminin takibi amac›yla uygulanan en basit yöntem yak›t izleme formu
oluflturulmas› ve kullan›lmas›d›r. Kazanlarda enerji tüketiminin takibi ve emisyonlar›n kontrol alt›nda tutulmas› için kullan›lan yayg›n yöntemlerden birisi de baca
gaz› analizidir. Baca gaz› analiz cihazlar› son y›llarda gittikçe yayg›nlaflmaya bafllam›fl ve pek çok iflletmede enerji ve emisyonun kontrolü amac›yla kullan›m alan›na girmifltir. Elektronik sistemlerdeki geliflmeyle yakma yönetim ve brülör kontrol
sistemleri gelifltirilmifltir. Bu sistemlerin kullan›lmas›yla ciddi enerji tasarruf de¤erleri ortaya ç›kmaktad›r.
147
Yak›t ‹zleme ve Takibiyle Enerji Ekonomisi
Is›tma tesisat›nda ve endüstride kullan›lan kazanlarda tüm verilerle birlikte yak›t
tüketiminin de sürekli olarak izlenmesi gerekmektedir. Bu amaçla buhar ve s›cak
sulu kazanlar için günlük ve haftal›k yak›t izleme formlar› oluflturulmufltur. Her bir
kazan için enerji tüketiminin ve birim buhar bafl›na tüketilen enerjinin belirlenmesi ve sürekli olarak kontrol edilmesi gerekmektedir. Böylece ayn› kazanlar aras›nda, ayn› kazan için farkl› d›fl s›cakl›k de¤erleri için ve ayn› d›fl s›cakl›k de¤erinde
fakat farkl› günlerdeki enerji tüketimleri için karfl›laflt›rmalar yap›labilecektir. Her
kazan›n günlük enerji tüketim de¤erleri s›cakl›¤a ba¤l› olarak tablo ve grafik haline getirilebilecektir. Bu tablolar incelenerek iflletici hatalar›ndan ve kazandan kaynaklanan verimsizlikler kolayca görülerek gerekli e¤itim, bak›m ve düzenlemeler
yap›labilecektir. Çizelge 5.1’de buhar kazanlar› için günlük yak›t izleme çizelgesi,
Çizelge 5.2’de s›cak sulu kazanlar için günlük yak›t izleme çizelgesi verilmifltir. Çizelge 5.3’te buhar kazanlar› için haftal›k yak›t izleme çizelgesi, Çizelge 5.4’te ise s›cak sulu kazanlar için haftal›k yak›t izleme çizelgesi verilmifltir.
Çizelge 5.1
Buhar Kazanlar›
‹çin Günlük Yak›t
‹zleme Çizelgesi
Çizelge 5.2
S›cak Sulu Kazanlar
‹çin Günlük Yak›t
‹zleme Çizelgesi
148
Çizelge 5.3
Buhar Kazanlar›
‹çin Haftal›k Yak›t
‹zleme Çizelgesi
Çizelge 5.4
S›cak Sulu Kazanlar
‹çin Haftal›k Yak›t
‹zleme Çizelgesi
Baca Gaz› Analizi ve Enerji Ekonomisi
Kazanlarda enerji verimlili¤ini izlemede en yayg›n kullan›lan yöntemlerden birisi
baca gaz› analizidir. Baca gaz› analiz sonuçlar›n› de¤erlendirmek için yanma analizi ve yanma denklemlerini ayr›nt›l› bir flekilde incelemek gerekmektedir. Yanma
denklemleri incelendi¤inde tam yanmada karbon ile oksijen birleflerek karbondioksit (CO2) oluflturup 8113 kcal/kgC enerji aç›¤a ç›karken, eksik yanmada karbon
ve oksijen birlefltirildi¤inde karbonmonoksit (CO) oluflturarak 2467 kcal/kgC enerji aç›¤a ç›kmaktad›r.
Karbon ve oksijenin tam yanma ile eksik yanma durumu için afla¤›daki eflitlikler yaz›labilir:
Tam yanma: C + O2 → CO2 + 8113 Kcal / kgC
Eksik yanma: 2C + O2 → 2CO + 2467 Kcal / kgC
(5.2)
(5.3)
Eflitlik 5.2 ve Eflitlik 5.3 incelendi¤inde oksijenin yeterli miktarda olmamas› sonucunda karbonun karbondioksite dönüflemeden karbonmonoksit halinde kalmas›yla kaybedilen enerji miktar› %70 mertebesindedir. Bu nedenle baca gaz› sürekli olarak kontrol edilmeli, karbonmonoksit oluflumu bafllay›p yanma bozuldu¤unda yak›t-hava ayar› kontrol edilerek gerekli düzenlemeler yap›lmaktad›r. Eksik
yanma olmamas› için hesaplanan stokiyometrik hava miktar›ndan daha fazla hava
verilmelidir. Belirlenen hava fazlal›k katsay›s› göz önüne al›narak verilen fazla hava ile verimli bir yanma ifllemi sa¤lanabilecektir. Daha önce bahsedildi¤i gibi hava
fazlal›k katsay›s›n›n fazla olmas› yanmay› iyilefltirirken bacadan at›lan enerji miktar›n›n artmas›na neden olmaktad›r. Bacadaki karbonmonoksit, oksijen ve azot miktarlar›n›n sürekli kontrol edilmesiyle iflletme s›ras›nda optimum bir yanma sa¤lanmas› baca gaz› analizörü yard›m›yla gerçeklefltirilir. Baca gaz› analizlerinde oksijen, karbondioksit, karbonmonoksit, kükürtdioksit, azotoksitler, baca gaz› s›cakl›¤› ve yanma verimi gözlenmekte ve bu de¤erler ç›kt› olarak al›nabilmektedir.
Baca gaz› analizindeki oksijen (O2), hava fazlal›k katsay›s› nedeniyle verilen
fazla havadan kaynaklanmaktad›r. Yakt›n yanmas› için gereken stokiyometrik hava miktar›ndan daha fazla verilen hava içerisinde oksijen ve azot da bulunmaktad›r. Dolay›s›yla yanma sonu ürünlerin içerisinde bulunan oksijen miktar› verilen
fazla hava miktar› için de bir gösterge niteli¤indedir. Yanma s›ras›nda her yan›c›
molekülün yak›c› molekülle bir araya gelme ihtimali bulunmayabilir. Verilen fazla
hava ile karbonmonoksit oluflumu önlenerek tam karbondioksit oluflumu sa¤lanmaya çal›fl›lmaktad›r. Baca gaz› içerisinde fazla oksijen bulunmas› enerji israf› anlam›na da gelmektedir. Çünkü verilen fazla havadaki oksijen de yanma s›cakl›¤›na
kadar ›s›t›l›p d›fla at›lmaktad›r. Baca gaz› içerisindeki ideal oksijen de¤erleri, do¤algaz kullan›m›nda %2-3, s›v› yak›t kullan›m›nda %3-4, kat› yak›t kullan›m›nda ise
%5-6 civar›ndad›r.
Baca gaz› analizindeki karbondioksit (CO2), yak›ttaki karbon ile havadaki oksijenin yanmas›ndan ortaya ç›kmaktad›r. Baca gaz› analizlerinde karbondioksitin
yüksek oranlarda bulunmas› istenmektedir. Yanma sonu ürünlerinde karbondioksitin maksimum oranda istenmesinin nedeni tam yanma olmas› ve karbonmonoksitin azalt›lmas› amac›ylad›r. Karbondioksit oluflumu, karbondioksitten kaynaklanan emisyonlar›n art›fl› ve sera gaz› etkisiyle çevresel faktörler aç›s›ndan istenmeyen bir durumdur. Buna çözüm olmak üzere düflük karbonlu yak›tlara ve alterna-
149
150
tif enerji kullan›m› önerilmektedir. Baca gaz› içerisinde ideal karbondioksit de¤erleri için, do¤algaz kullan›m›nda %11, s›v› yak›t kullan›m›nda %14, kat› yak›t kullan›m›nda ise %16 civar›ndad›r.
Baca gaz› analizindeki karbonmonoksit (CO), eksik ve kötü yanman›n bir göstergesidir ve baca gaz› analizlerinde istenmeyen bir üründür. Baca gaz› analizinde
karbonmonoksit olmas› enerji kayb› ve emisyonlar aç›s›ndan kötü bir durumdur.
Baca gaz›nda karbonmonoksit oluflumunun önlenmesi için, yakma amac›yla verilen havan›n artt›r›lmas› önerilmektedir. Baca gaz› analizlerinde izin verilen karbonmonoksit oran› 100 ppm civar›ndad›r.
SIRA S‹ZDE
10
S O R U
D‹KKAT
Baca gaz› analizindeki kükürtdioksit (SO2), yak›t bileflimindeki kükürdün oksiD Ü fi Ü N E L ‹ M
jenle reaksiyonu sonucu ortaya ç›kmaktad›r. Kükürtdioksit çevre aç›s›ndan istenmeyen bir emisyondur. Do¤algaz kullan›m›nda kükürtdioksit çok az düzeydedir. KöS O R U%0,5 kükürt olmas› durumunda baca gaz›ndaki kükürtdioksit demür kullan›m›nda
¤eri 150-200 ppm’e kadar ç›kabilmektedir. Yak›t bilefliminde kükürt olmas›ndan
kaynaklananD problemlerden
birisi de özellikle düflük s›cakl›klarda su buhar› ile bir‹KKAT
leflerek sülfürik asit ortaya ç›karmas›d›r. Sülfürik asit oluflumu kazanlarda çeflitli tahribatlara neden
olabilmektedir. Sülfürik asit oluflumu kazan iç yüzeyinde afl›nma,
SIRA S‹ZDE
korozyon gibi sorunlar ortaya ç›karmaktad›r. Ortaya ç›kan kimyasal reaksiyonlar,
kazan içerisindeki su ya da buhar›n kalitesini de olumsuz yönde etkilemektedir.
AMAÇLARIMIZ
Baca gaz›
analizindeki azotoksit (NOX), çevreye zararl› emisyonlar aç›s›ndan
istenmeyen bir gazd›r. Azotoksit oluflumu, yak›t cinsine, brülör ve kazan tasar›m›
ile hava fazlal›k katsay›s›na ba¤l›d›r. Son y›llarda gelifltirilen düflük azotoksit (Low
K ‹ T A P
NOX) brülörleri
azotoksit emisyonlar›n›n azalt›lmas›na katk›da bulunmaktad›r.
Baca gaz› analizindeki baca gaz› s›cakl›¤› (T), d›flar›ya at›lan enerji miktar›n›
etkiledi¤inden düflük olmas› istenen bir parametredir. Kazan ç›k›fl›ndaki baca gaz›
TELEV‹ZYON
s›cakl›¤›n›n yüksek olmas› yak›t cinsine, yak›t miktar›na ve kazan ›s›tma yüzeyinin
yeterli olmay›fl›na ba¤lanmaktad›r. Yak›t miktar›n›n yüksekli¤i ve kazan ›s›tma yüzeyinin yetersizli¤i, duman borular›nda kurum tabakas› oluflturdu¤undan baca gaz› s›cakl›¤›n›
Baca gaz› analizindeki baca gaz› s›cakl›¤›n›n yüksek ol‹ N Tartt›rmaktad›r.
ERNET
mas› d›flar›ya at›lan enerjinin yüksek olmas› anlam›na gelmektedir. Baca gaz› s›cakl›¤›n› düflürmedeki s›n›r de¤er, baca gaz› içerisindeki su buhar›n›n yo¤uflma s›cakl›¤›d›r. Yo¤uflmal› olmayan sistemlerde önerilen baca gaz› s›cakl›¤› do¤algaz kullan›m›nda 130 ila 150°C, kat› ve s›v› yak›t kullan›m›nda ise 130 ila 155°C civar›ndad›r. Yo¤uflmal› sistemlerde ise baca gaz› s›cakl›¤›n›n 50°C’nin alt›nda olmas› istenmektedir. Baca gaz› s›cakl›¤›ndaki her 20°C’lik düflüfl, verimde %1’lik bir art›fla karfl›l›k gelmektedir.
N N
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
SIRA S‹ZDE
ppm nedir? SIRA S‹ZDE
11
S O R U
Baca gaz› analizlerinde
SIRA S‹ZDEekranda veya ç›kt› olarak verilen yanma verimi ne anlama gelmektedir?
Makine Mühendisi Abdullah Bilgin taraf›ndan yap›lan ve yorumlanan baz› baD Ü fi Ü N E L ‹ M
ca gaz› analiz sonuçlar› afla¤›da verilmektedir.
Uygulama 1: Kömür Yakan Hareketli Izgaral› Qk=2 x 2.400.000 kcal/h kapasiS O Renerji
U
teli, 750 konuta
veren Ankara Bat›kent’teki merkezi ›s›tmal› bir kazan›n gaz
analiz sonuçlar› fiekil 5.12’de verilmifltir.
D‹KKAT
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
151
fiekil 5.12
Qk=2 x 2.400.000
kcal/h Kapasiteli
Bir Kazan›n Gaz
Analiz Sonuçlar›
Yorum: Gaz analizi tam otomatik, hareketli ›zgaral›, endüstriyel kömür yak›tl›
bir kazan için yap›lm›flt›r. Kazan cebri yakmal› bir sistemle çal›flmaktad›r. ‹ki ayr› zamanda yap›lan gaz analizi sonuçlar› incelenirse oksijen %10,7 ve %11,7 olarak ç›km›flt›r. Karbondioksit de¤erleri ise %9 ve %8,1’dir. CO emisyonlar› 16 ppm ve 13
ppm gibi çok düflük de¤erlerde ç›km›flt›r. Baca gaz› s›cakl›klar› 84° ve 88°C gibi minimum de¤erlerde elde edilmifltir. Baca gaz› s›cakl›¤›n›n düflük olmas›n›n nedeni
kazan ç›k›fl›nda ekonomizör kullan›lm›fl olmas›d›r. Sonuçlar de¤erlendirildi¤inde
ekonomizör kullan›m›n›n baca gaz› s›cakl›¤›n› 84°C’lere kadar düflürebildi¤i aç›kça
görülebilmektedir. Oksijen, karbondioksit, karbonmonoksit, SO2 ve NOx de¤erlerinin düflüklü¤ü yan› s›ra baca gaz› ç›k›fl s›cakl›¤›n›n düflürülerek enerjiden maksimum yararlan›lmas› verim de¤erini %93,8 ve %92,8 de¤erlerine yükselmektedir.
fiekil 5.13
Uygulama 2: Do¤al Gazl›
Qk=2 x 3.000.000 kcal/h kapasiteli, 700 konuta enerji veren Ankara Bat›kent’teki merkezi ›s›tmal› bir kazan›n gaz analiz sonuçlar› fiekil 5.13’te verilmifltir.
Yorum: Bu ›s›tma sistemindeki kazanlar için iki ayr› zamanda iki ayr› analiz gerçeklefltirilmifltir. Birinci analizde baca gaz›
s›cakl›¤› 292°C gibi yüksek bir
de¤erdedir. ‹kinci analizde ise
baca gaz›n›n ç›k›fl s›cakl›¤› de¤eri 221°C’ye düflürülmüfltür. Baca
gaz› s›cakl›¤›n›n düflmesiyle, ve-
Qk=2 x 3.000.000
kcal/h Kapasiteli
Bir Kazan›n Gaz
Analiz Sonuçlar›
152
rim de¤eri %87,3’ten %90,6’ya yükselmifltir. Bu verim art›fl› kazandaki kazan borular›na yerlefltirilen türbülatörlerin de¤ifltirilmesiyle ve hava fazlal›k katsay›s›n›n azalt›lmas›yla sa¤lanm›flt›r. Verimdeki art›fl %3,3 düzeyindedir. Baca gaz›ndaki oksijen
yüzdesinin %3,1’den %2,9’a düflürülmesinin hava fazlal›k katsay›s›n›n %12,7’den
%9,4’e düflürülmesiyle gerçeklefltirildi¤i aç›kça görülmektedir. Baca gaz› s›cakl›¤›n›n
hala 221°C olmas›, do¤algazl› bir sistem için oldukça yüksek bir de¤erdir. Bu de¤er
yanman›n kötü oldu¤unun göstergesidir. Kazan iflletiminde otomasyon sayesinde
oda s›cakl›¤›n›n 22°C’den 18°C’ye düflürülmesinin di¤er etkenlerle birlikte enerji tüketimini de azaltaca¤› aç›kt›r. Her iki analizde de karbonmonoksit ve karbondioksit de¤erleri do¤algaz kullan›m› için kabul edilebilir seviyelerdedir.
fiekil 5.14
Qk=120.000.
kcal/h Kapasiteli
Bir Kazan›n Gaz
Analiz Sonuçlar›
Uyguluma 3: Do¤algazl› Qk= 120.000
kcal/h kapasiteli, 10 konuta enerji veren
Ankara Çankaya’daki bir kazan›n gaz analiz sonuçlar› fiekil 5.14’te verilmifltir.
Yorum: Gaz analiz sonuçlar› incelendi¤inde baca gaz› ç›k›fl s›cakl›¤›n›n 169°C
oldu¤u görülmektedir. Bu do¤algazl› bir
kazan için kabul edilebilir bir s›cakl›k de¤eridir. Yanma sonu ürünlerine iliflkin analiz de¤erleri son derece kötü olarak gerçekleflmifltir. Oksijen de¤eri %12,8 olup
kabul edilemez bir düzeydedir. Buna karfl›n karbonmonoksit emisyonu 3518 ppm
gibi kabul edilemez bir düzeydedir. Karbondioksit % 6,6 ile kabul edilebilir bir
düzeydedir. Oksijen yüzdesinin fazla olmas› hava fazlal›k katsay›s› de¤erini de %
14,4 gibi kabul edilemez bir düzeye ç›karm›flt›r. Hava fazlal›k katsay›s›n›n, dolay›s›yla oksijen yüzdesinin bu kadar fazla olmas›na ra¤men CO emisyonunun bu kadra yüksek olmas› ciddi bir çeliflkidir. Bu
analiz incelenerek sorunun nerede oldu¤u araflt›r›lm›flt›r. Yap›lan incelemede kazana yanma bölgesi d›fl›nda hava girdi¤i
fark edilmifltir. Kazan iflleticisi yanma bölgesi d›fl›ndan bu hava giriflini fark etmedi¤inden karbonmonoksit ile ilgili de¤erin
yüksekli¤ine bakarak havay› k›sm›fl ve yanma kötüleflmifltir. Asl›nda gerçek hava
fazlal›k katsay›s› çok düflük de¤erlerdedir ve eksik yanma söz konusudur. Çünkü
yanma bölgesi d›fl›ndan giren hava yanmaya kar›flmad›¤›ndan yanma performans›n› etkilememekte ancak bacadan görünerek oksijen ve hava fazlal›k katsay›s›n›
yüksek de¤erlerde göstermektedir. Yanma bölgesi d›fl›ndan giren hava kaça¤› önlenip, brülörün hava-yak›t ayar› yeniden yap›l›nca bu kazan için normal sonuçlar
elde edilmifltir.
153
Do¤al gazl› Qk = 2x2.000.000 kcal/h kapasiteli, 350 konuta enerji
veren
SIRA
S‹ZDEAnkara Bat›kent’teki merkezi ›s›tmal› bir kazan›n gaz analiz sonuçlar› fiekil 5.15’te görülmektedir. Bu
sonuçlar› yorumlay›n›z.
fiekil 5.15
Qk = 2x2.000.000. kcal/h Kapasiteli Bir Kazan›n
Gaz Analiz Sonuçlar›
12
SIRA S‹ZDE
fiekil 5.16
Qk = 1.650.000.
S O R U kcal/h Kapasiteli Bir Kazan›n
S O R U
Gaz Analiz Sonuçlar›
D‹KKAT
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
N N
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET
Uygulama 4: Do¤al Gazl› Qk= 1.650.000 kcal/h Kapasiteli, 350 Konuta Enerji
Veren Ankara Ümitköy’deki Yo¤uflmal› Bir Kazan›n Gaz Analiz Sonuçlar› fiekil
5.16’da görülmektedir.
Yorum: Gaz analiz sonuçlar› incelendi¤inde baca gaz› ç›k›fl s›cakl›¤› 89,4C’dir.
Bu s›cakl›k normal kazanlar için oldukça iyi olmakla birlikte, yo¤uflmal› bir kazandan biraz daha düflük s›cakl›klar beklenebilir. Oksijen de¤eri %2,2 ile düflük bir de¤erdedir. Bu sonuç hava fazlal›k katsay›s›n›n da 1,12 gibi düflük de¤erlerde olmas›n› sa¤lam›flt›r. Karbondioksitin %10,7 ile yüksek bir de¤erde olmas› CO’nun ise 23
ppm gibi oldukça düflük bir de¤erde olmas›, yanman›n çok iyi oldu¤unun bir göstergesidir. Sonuç olarak %97,1 gibi mükemmel bir verim de¤eri ortaya ç›km›flt›r.
Yakma Yönetim ve Brülör Kontrol Sistemleri ile Enerji
Ekonomisi
Yakma yönetim sistemleri, yak›t-hava oran›n› çok hassas ayarlayarak yak›t ve d›fl
orta s›cakl›¤›na ba¤l› olarak tam yanman›n ve süreklili¤in sa¤lanmas› ve ayn› zamanda kazan yüküne ba¤l› olarak oransal çal›flma ile gereksiz durufllar›n önlenerek verimli kazan iflletiminin sa¤lanmas›d›r. Yakma yönetim sisteminde, emisyon
de¤erleri, O2, CO, CO2’ye ba¤l› üç parametreli olarak trim kontrolü (küçük hava
ayar düzenlemeleri) ile yanma ayar›n›n, yak›t özelli¤inden ve d›fl hava flartlar›ndan
etkilenmeden sa¤lanmaktad›r. Asl›nda yakma yönetim sisteminin en önemli parças›, bütün kontrolü elektronik olarak sa¤layan mikroifllemci denetimli ana kontrol
154
modülüdür. Elektronik kontrol modülü, brülöre gönderilen yak›t ve hava giriflini
ayarlayan yak›t ve hava servo motorlar›n› kumanda etmektedir. yak›t ve hava servo motorlar› kumanda edilerek yak›t-hava oran› ayarlar› çok hassas olarak gerçeklefltirilebilmektedir. Yakt›-hava oran›n›n bu flekilde çok hassas olarak gerçeklefltirilmesi, optimum flartlarda tam yanma sa¤lamaktad›r. Bununla birlikte ana kontrol
modülü, kazandan istenilen kapasite bilgisini de kontrol ederek kazanda olmas›
gereken s›cakl›k ve bas›nç de¤erlerini belirler. Belirlenen bu bas›nç ve s›cakl›k de¤erlerine ba¤l› olarak ihtiyaç duyulacak yak›t-hava miktar›n›n tam ve do¤ru olarak
bileflimini ve yak›lmas›n› sa¤lar. Di¤er bir anlat›mla, istenilen kapasiteye ba¤l› olarak ihtiyaç duyulan bas›nç ve s›cakl›k de¤erlerine karfl›l›k gelen yak›t-hava oranlar› oransal olarak tespit edilir. Yakma yönetim sistemlerinin önemli modüllerinden
birisi de baca gaz› analiz cihaz›d›r. Bu modül ile O2, CO, CO2 de¤erleri sürekli olarak ölçülmekte, kulland›¤› yak›t cinsi ve kapasite de¤erlerine ba¤l› olarak kendi
haf›zas›ndaki mevcut iflletme emisyon de¤erleri ile sürekli olarak karfl›laflt›rmaktad›r. Bu karfl›laflt›rmalardan sonra modül, gerekli ikazlar› yaparak hava-yak›t ayar›nda istenilen düzeltmeleri gerçeklefltirir. Bu sistemde emisyon de¤erleri sürekli olarak kontrol edilmektedir. Emisyon de¤erlerinde cihaz›n haf›zas›ndaki bulunan de¤erlerle karfl›laflt›rd›¤›nda bir sapma meydana gelmiflse “trim kontrol” metoduyla
yak›t-hava ayar›n› kumanda ederek emisyon de¤erlerinin belirlenen s›n›rlar içerisinde kalmas›n› sa¤lar. Yakma yönetim sistemindeki di¤er bir modül, frekans kontrol modülüdür. Bu modül ile brülöre hava sa¤layan vantilatör motoru ile baca aspiratörünün istenilen kapasite flartlar›na ba¤l› olarak devirlerinin de¤ifltirilmesiyle
sürekli tam kapasitede çal›flmalar› sa¤lan›r. Frekans kontrol cihazlar› günümüzde
pek çok alanda kullan›larak elektrik enerjisi tasarrufu sa¤lamaktad›r. Yakma yönetim ve brülör kontrol sisteminin ana kontrol modülünde yak›t hava oran› kontrolü, kazan yük kontrolü ve brülör yönetimi gerçeklefltirilmektedir.
155
Özet
Kazanlar çeflitli özelliklere göre s›n›fland›r›lmaktad›rlar.
Kullan›lan malzemeye göre kazan tipleri döküm kazanlar ve çelik kazanlar olarak ikiye ayr›lmaktad›r. Kazanlar ›s›l ak›flkan›n özelliklerine göre s›cak sulu kazanlar,
kaynar sulu kazanlar, k›zg›n ya¤ kazanlar› ve buhar kazanlar› olmak üzere s›n›fland›r›lmaktad›r. Kazanlar yakt›¤› yak›t tipine göre ise, kat› yak›tl› kazanlar, pelet yakan kazanlar, s›v› yak›tl› kazanlar, gaz yak›tl› kazanlar,
çok yak›tl› kazanlar, at›k ›s› kazanlar›, at›k ve çöp yakan
kazanlar ve elektrikle çal›flan kazanlar olmak üzere s›n›fland›r›lmaktad›r. Yanma sonu gazlar›n›n dolafl›m durumuna göre ise kazanlar alev borulu, duman borulu,
alev duman borulu kazanlar, su borulu kazanlar ve bu
iki tipin kar›fl›m› kazanlar olarak s›n›fland›r›lmaktad›r.
Ayr›ca geçifl say›s›na göre ise tek geçiflli, iki geçiflli, üç
geçiflli ve dört geçiflli kazanlar olarak s›n›fland›r›lmaktad›r. Yo¤uflma enerjisinden yararlanma fikrinin ortaya
ç›kmas›ndan sonra baca gaz› s›cakl›¤› daha düflük s›cakl›klara kadar indirilebilmifl, bu sayede hem baca gaz›n›n enerjisinden daha fazla yararlan›lm›fl, buna ek olarak yo¤uflma enerjisinden de ayr›ca yararlan›lm›flt›r.
Enerji tasarruf ve kontrolü aç›s›ndan da ölçme ve kontrol çok önemlidir. Sanayideki tüm cihazlarda oldu¤u
gibi kazanlarda da enerji analizi gerçeklefltirebilmek
için ölçüm, kontrol ve de¤erlendirmeler yap›lmal›d›r.
Enerji analizine iliflkin de¤erlendirmeler Sankey diyagram›nda yerlefltirilerek giren enerjinin da¤›l›m› görülmektedir. Ayr›nt›l› bir enerji taramas› için pek çok ölçüm bilgisine ihtiyaç duyulmaktad›r. Bu amaçla; iflletmede kullan›lan yak›t miktar› ile cihaz verileri, iflletmenin elektrik tüketimini kullanma verimi, buhar, s›cak
su, hava gibi çeflitli ak›flkanlar taraf›ndan tafl›nan enerji
de¤eri, çeflitli noktalardan at›lan enerji miktar› ve sisteme giren enerji miktar› bilinmelidir. Kazan verimini etkileyen pek çok faktör bulunmaktad›r. Bunlar; eksik
yanma ve is oluflumu, baca gaz›ndaki su buhar› nedeniyle oluflan ›s› kayb›, kuru baca gaz› nedeniyle olan ›s›
kayb›, fazla hava, baca gaz› s›cakl›¤›, sürekli baca gaz›
analizi ve takibi, yak›t cinsi, brülörler, kazan yükü, kazan yüzeyinden olan ›s› kay›plar›, blöf nedeniyle olan
›s› kay›plar›, besleme suyu s›cakl›¤›, yakma havas› s›cakl›¤›, iç so¤uma kay›plar› ile kazan ve tesisat bak›m›d›r. Eksik yanma yanman›n iyi olmamas› sonucunda ortaya ç›kan ve kazanlarda verim düflüklü¤üne neden
olan olumsuz durumlardan birisidir. Yanman›n iyi olmamas› durumunda ortaya ç›kan karbon zerrecikleri ve
özellikle karbon monoksit verimi olumsuz yönde etkiledi¤i gibi çevre aç›s›ndan da olumsuz sonuçlar ortaya
ç›karmaktad›r. Baca gaz›ndaki su buhar› nedeniyle ortaya ç›kan ›s› kayb› son y›llarda gelifltirilen yo¤uflma
teknolojisiyle geri kazan›lm›flt›r. Kuru baca gaz› nedeniyle ortaya ç›kan ›s› kayb›, baca gaz›n›n s›cakl›¤› ve
debisine ba¤l› olarak de¤iflmektedir. Baca gaz› s›cakl›¤›ndaki ve debisindeki düflme ile d›flar›ya at›lan enerji
miktar› da azalt›labilmektedir. Baca gaz› s›cakl›¤› kazan
verimini önemli ölçüde etkileyen parametrelerden birisidir. Baca gaz› s›cakl›¤›nda normal çal›flma standartlar›
d›fl›nda her 17°C’lik art›fl verimde yaklafl›k %1’lik düflüfle neden olmaktad›r. Sürekli baca gaz› analizi ve takibi,
kazan verimini izleyebilmenin en basit yollar›ndan birisidir. ‹ç so¤uma kay›plar›, kazanda enerji kayb›na ve
verim düflüklü¤üne neden olan olaylardan birisidir.
Mühendislikte temel prensiplerden birisi ölçüm ve kontroldür çünkü ölçemedi¤iniz bir fleyi kontrol edemezsiniz. Kazanlarda da enerjiyi kontrol etmek ve enerji tasarrufu sa¤lamak için çeflitli ölçüm sistemleri kullan›lmaktad›r. Kazanlardaki enerji tüketiminin takibi amac›yla uygulanan en basit yöntem yak›t izleme formu
oluflturulmas› ve kullan›lmas›d›r. Kazanlarda enerji tüketiminin takibi ve emisyonlar›n kontrol alt›nda tutulmas› için kullan›lan yayg›n yöntemlerden birisi de baca
gaz› analizidir. Baca gaz› analiz cihazlar› son y›llarda
gittikçe yayg›nlaflmaya bafllam›fl ve pek çok iflletmede
enerji ve emisyonun kontrolü amac›yla kullan›m alan›na girmifltir. Elektronik sistemlerdeki geliflmeyle yakma
yönetim ve brülör kontrol sistemleri gelifltirilmifltir. Bu
sistemlerin kullan›lmas›yla ciddi enerji tasarruf de¤erleri ortaya ç›kmaktad›r.
156
1. Kazanlar ›s› alan ak›flkan›n özelliklerine göre s›n›fland›r›ld›¤›nda afla¤›dakilerden hangisi d›flar›da kal›r?
a. s›cak sulu kazanlar
b. kaynar sulu kazanlar
c. çelik kazanlar
d. k›zg›n ya¤ kazanlar›
e. buhar kazanlar›
2. Baca gaz›ndaki su buhar› nedeniyle ortaya ç›kan ›s›
kayb›n› geri kazanmak suretiyle baca gaz›n›n enerjisinden daha fazla yararlan›lan teknoloji hangisidir?
a. biyoteknoloji
b. yo¤uflma
c. buharlaflma
d. filtrasyon
e. genleflme
3. Ayr›nt›l› bir enerji taramas› için afla¤›daki ölçüm bilgilerinden hangisine ihtiyaç duyulmaz?
a. sisteme giren enerji miktar›
b. çeflitli noktalardan at›lan enerji miktar›
c. iflletmede kullan›lan yak›t miktar› ve cihaz verileri
d. iflletmenin elektrik tüketimini kullanma verimi
e. iflletmenin borç bilgilerine
4. Hangisi kazan verimini etkiyen faktörlerden de¤ildir?
a. kazan›n esnekli¤i
b. fazla hava
c. yak›t cinsi
d. iç so¤uma kay›plar›
e. eksik yanma ve is oluflumu
5. Afla¤›daki maddelerden hangisi eksik yanmada oluflur?
a. propan
b. su
c. metan
d. CO
e. asfalt
6. Kazanlarda enerji tüketiminin takibi ve emisyonlar›n
kontrol alt›nda tutulmas› için kullan›lan yöntem afla¤›dakilerden hangisdir?
a. yak›t izleme formu
b. brülör kontrol sistemi
c. baca gaz› analizi
d. yakma yönetim sistemi
e. blöf kay›plar›
7. Bir kazanda yakma için % 100 fazla hava verilmektedir. Baca gaz› s›cakl›¤›, 500 °C olarak ölçüldü¤üne
göre d›flar›ya at›lan enerji, yak›t kayb› yüzdesi olarak
kaçt›r?
a. % 10
b. % 20
c. % 30
d. % 40
e. % 50
8. Yanma sonunda oluflan suyun buhar haline dönüfltürülmesi için harcanan enerji düflürülmeksizin yak›t›n
sahip oldu¤u toplam enerji miktar›na ne denir?
a. alt ›s›l de¤er
b. entropi
c. ekserji
d. iç enerji
e. üst ›s›l de¤er
9. Fuel-oil yakan bir kazan iflletmesinin baca gaz›nda
%8 oksijen ölçülmüfltür. Kazana yakma amac›yla verilen fazla hava miktar› ve baca gaz›ndaki karbondioksit
miktar› s›ras›yla ne kadar olacakt›r?
a. %60, %10
b. %110, %4
c. %100, %8
d. %100, %12
e. %80, %10
10. Bir kazana ait bacadan ç›kan baca gaz› s›cakl›¤›
50°C olarak ölçülmüfltür. Kazandaki verim kayb› ne
kadard›r?
a. 1,0
b. 2,5
c. 3,6
d. 4,5
e. 6,0
157
1. c
S›ra Sizde 1
Bourdon manometresi elastik elemanlarda bas›nç ölçümü yapan manometreler tipindedir. Baz› elastik malzemelerin bas›nç alt›ndaki flekil de¤iflimlerinin ölçülmesiyle bas›nç ölçümü yap›labilmektedir. Uygulamada, statik bas›nç ölçümünde yayg›n olarak kullan›lmaktad›r. Piyasada de¤iflik boyut ve hassasiyette temin edilmekte olup fiyat› di¤er bas›nç ölçüm cihazlar›na göre
daha ucuzdur. Bourdon manometresi eliptik kesitli C
fleklindeki bir borudan yap›lm›flt›r. Borunun bir ucu sabit olarak bas›nç ölçülecek yere ba¤lan›r. Di¤er ucu ise
bofltad›r. Boruya bas›nç uyguland›¤›nda elastik bir flekil de¤iflimi ortaya ç›kar. Borunun bofl ucu yay ve diflli mekanizmas› ile dönen bir ibreye ba¤l›d›r. Bas›nç
artt›kça boru flekil de¤ifltirirken ibre hareket ederek
bas›nc› gösterir.
2. b
3. e
4. a
5. d
6. c
7. d
8. e
9. a
10.b
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Kazanlar›n S›n›fland›r›lmas› ve
Özellikleri” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Kazanlar›n S›n›fland›r›lmas› ve
Özellikleri” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Kazanlarda Sankey Diyagram› ve Enerji Geri Kazan›m›” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Kazanlarda Verimi Etkileyen
Faktörler” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Kazan ‹çin Enerji Takibi,
Emniyet ve Kontrol Donan›mlar›” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Ölçüm ve Analizlerle Enerji
Ekonomisi” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
S›ra Sizde 2
S›cakl›k ölçüm bantlar› yönteminde, çeflitli madeni tuzlar›n belirli s›cakl›ktaki renk de¤iflimi özelli¤inden yararlan›lmaktad›r. S›cakl›k ölçüm bantlar› yap›flkan flerit
fleklinde imal edilmifllerdir. S›cakl›¤› ölçülecek yüzeye
uygulanan yap›flkan flerit temas etti¤i yüzeyin s›cakl›¤›na ba¤l› olarak renk de¤ifltirir. Katalogdan bu renge
karfl›l›k gelen de¤ere bakarak s›cakl›k belirlenir. Bu tür
malzemelerin, ucuz olmalar›na karfl›n, dezavantaj› bir
kullan›ml›k olmalar›d›r.
S›ra Sizde 3
Bu sorunun çözümü için fiekil 5.4’te verilen diyagram
kullan›lacakt›r. Yatay eksenden 100°C seçilip bu noktadan yukar›ya do¤ru dik ç›k›ld›¤›nda ve e¤riyi kesilen
noktadan sola do¤ru gidildi¤inde verim kayb› % 5 olarak okunacakt›r.
S›ra Sizde 4
Örnek 1’de baca gaz› s›cakl›¤› 150°C iken verim kayb›
%7,5 olarak okunmufltur. S›ra sizde 3’te ise baca gaz› s›cakl›¤› 100°C iken verim kayb› %5 olarak okunmufltur.
Bu sonuçlara göre baca gaz› s›cakl›¤› düfltükçe verimdeki kay›p da bariz bir flekilde azalmaktad›r. Buna göre kazanlarda baca gaz› s›cakl›¤› düflürülerek verim de¤eri artt›r›labilecektir.
158
S›ra Sizde 5
Çözüm için fiekil 5.5’teki diyagram kullan›lacakt›r. Diyagram›n dikey ekseninden %12 de¤erinin oksijen e¤risini kesti¤i noktadan yatay eksene dik inilirse fazla
hava miktar› %140 olarak okunacakt›r. Baca gaz›ndaki
karbondioksit miktar›n› bulmak için de hava fazlal›k
katsay›s› ile oksijen e¤risini birlefltiren do¤runun yak›t
olarak fuel-oil kullan›lmas› durumundaki karbondioksit
e¤risini kesti¤i noktadan yatay eksene bir do¤ru çizilirse karbondioksit miktar› %6,5 olarak ölçülecektir.
S›ra Sizde 9
KASKAD sistemi büyük kapasiteli tek kazan yerine toplamda ayn› kapasiteyi verecek üç-dört kazan kullanarak özellikle geçifl mevsimlerinde kazanlar›n düflük verimde çal›flmalar›n› önleyen bir sistemdir.
S›ra Sizde 6
Çözüm için fiekil 5.6’daki diyagram kullan›lacakt›r. Diyagram›n yatay ekseninden %110 fazla hava de¤erinden yukar›ya do¤ru dik ç›k›larak 150°C do¤rusu kesifltirilirse ve sola do¤ru yak›t kayb› yüzdesi skalas›nda bu
nokta iflaretlenirse %19’luk yak›t kayb› de¤eri bulunacakt›r. Bunun anlam› %110 fazla hava ile ve 150°C’lik
baca gaz› s›cakl›¤› olmas› durumunda yak›t kayb› yüzdesi miktar› %19 olmaktad›r.
S›ra Sizde 11
Baca gaz› analizlerinde ekranda veya ç›kt› olarak oksijen, karbondioksit, karbonmonoksit, kükürtdioksit, azotoksit yüzdelerinin yan› s›ra baca gaz› s›cakl›¤› ve yanma verimi de¤erleri de verilmektedir. Baca gaz›nda ölçülen oksijen, karbondioksit, baca gaz› s›cakl›¤› ve ortam s›cakl›¤› gibi parametreler de¤erlendirilmekte ve
hesaplamalar yap›larak yanma verimi ç›kart›lmaktad›r.
Yanma verimi konusunda iflletmeci taraf›ndan yorum
yap›l›rken, sonuca etki eden faktörler irdelenmelidir.
Baca gaz› analizleriyle elde edilen yanma verimi; kazan
verimini tescilleme anlam›na gelmez. Kazan›n o andaki
ölçülen de¤erlerinden hareketle, o çal›flma flartlar›na ait
yanma verimini ortaya koyar.
S›ra Sizde 7
Örnekler incelenirse fazla hava miktar› yüksek seçilirse
(%130), baca gaz› s›cakl›¤› da yüksektir. Do¤al olarak
bacadan at›lan yak›t kayb› yüzdesi de %27 olarak yüksek ç›km›flt›r. S›ra Sizde 6 sorusunda ise fazla hava miktar› %110, baca gaz› s›cakl›¤› da 150 oldu¤undan do¤al
olarak bacadan at›lan yak›t kayb› yüzdesi %19’lara düflmüfltür. Fazla hava miktar›n›n gereksiz olarak yüksek
seçilmesi ve baca gaz› s›cakl›¤›n›n yüksek oluflu d›flar›ya at›lan enerji miktar›n› artt›rmaktad›r.
S›ra Sizde 8
Yak›t›n bünyesinde küçük oranlarda da olsa su bulunabilmektedir. Ayr›ca yak›tta bulunan hidrojenle havan›n
oksijeni birleflerek su oluflturmaktad›rlar. Yanma s›ras›nda bu su buhar haline gelir. Buharlafl›rken de yak›t›n
bünyesinden bir miktar enerjiyi al›rlar. Yak›t›n alt ›s›l
de¤eri yanma sonunda suyun buhar haline gelebilmesi
için harcanan enerji de düflülerek kalan enerji miktar›d›r. Üst ›s›l de¤er ise yanma sonunda oluflan suyun buhar haline dönüfltürülmesi için harcanan enerji düflürülmeksizin yak›t›n sahip oldu¤u toplam enerji miktar›d›r.
Yo¤uflma teknolojisinin kullan›lmas›ndan sonra yak›tlar›n ›s›l de¤eri kullan›l›rken alt ›s›l de¤er yerine art›k üst
›s›l de¤er kullan›lmaktad›r.
S›ra Sizde 10
Bir kar›fl›m içerisindeki toplam madde miktar›n›n bir
milyonda birlik k›sm›d›r. ‹ngilizce “Part per million” kelimesinin k›salt›lmas›d›r.
S›ra Sizde 12
Baca gaz› analiz raporu incelendi¤inde baca gaz› s›cakl›¤› 130,7 °C gibi do¤algazl›, yo¤uflmas›z kazanlar için
oldukça makul bir düzeyde oldu¤u görülmektedir. Oksijen yüzdesi %1,6 olup hava fazlal›k katsay›s› 1,08’dir.
Bu sonuçlar do¤algazl› bir kazan için çok iyidir. Karbondioksit %11 gibi maksimum seviyede, karbonmonoksit ise %0 gibi mükemmel bir seviyededir. Genel
olarak bak›ld›¤›nda minimum oksijen, maksimum karbondioksit, %0 gibi karbonmonoksit de¤eri ile mükemmel bir yanma gerçekleflmekte ve %95’lik yüksek verim
de¤eri elde edilmektedir.
http://www.ozsoyelektrik.com
Uralcan, Y., I. (2004), S›cak Su Kazanlar›, ‹SKAV (Is›tma So¤utma Klima Araflt›rma ve E¤itim Vakf›) Teknik Kitaplar Dizisi, No:03
Böke, E., (2004), Endüstri Kazanlar›, ‹SKAV (Is›tma
So¤utma Klima Araflt›rma ve E¤itim Vakf›) Teknik
Kitaplar Dizisi, No:04
Buyruk, H. (2006), Kazanlarda Enerji Verimlili¤inin
Artt›r›lmas›, Elektrik ‹flleri Etüt ‹daresi, Enerji Tasarrufu E¤itim Yay›nlar› No:2
Karakoç, T., H. ve di¤erleri (2010), Enerji Ekonomisi
(Editör: Karakoç, T., H.) , Anadolu Üniversitesi,
Yay›n no: 2114
Karakoç, T., H. (2011), KTH Kalorifer Tesisat› Hesab›- Verimli Sistemler, Nobel Da¤›t›m.
TMMOB MMO (1978) , Sanayi Kazanlar› ve Ek Donat›m ‹flletme Kitab›, TMMOB Yay›n no:110.
Küçükçal›, R. (2000), Is›tma Tesisat› Kitab›, Is›san Çal›flmalar›, No: 265
Küçükçal›, R. (2005), Enerji Ekonomisi, Is›san Çal›flmalar›, No: 351
Enerji ve Tabi Kaynaklar Bakanl›¤› (2007), Is›tma Sistemleri, Binalarda Enerji Yöneticisi E¤itimi, Cilt 2
Do¤an, V. (2011), Is›tma, Vemeks Yay›nlar›.
Genceli, O., F., Buhar Kazanlar›-Konstrüksiyon ve
Yard›mc› Elemanlar›, Birsen Yay›nevi
159
6
Amaçlar›m›z
N
N
N
N
N
N
N
Pompalar ile ilgili temel kavramlar› tan›mlayabilmek,
Bir pompa için verimlilik kavram›n› aç›klayabilmek,
Pompa türleri ve bunlar›n çal›flma prensiplerini aç›klayabilmek,
Pompalarda verimlili¤i etkileyen faktörleri tan›mlayabilmek,
Pompalarda enerji ekonomisini etkileyen parametreleri belirleyebilmek,
Pompalarda debi kontrolünü ve yöntemlerini aç›klayabilmek,
Pompalarda frekans inventörlerin etkilerini aç›klayabilmek
Anahtar Kavramlar
• Pompa
• Enerji
• Debi Kontrolü
• Pompa Türleri
• Enerji Verimlili¤i
• Enerji Maliyetleri
‹çindekiler
Enerji Ekonomisi
Pompalar
•
•
•
•
G‹R‹fi
TEMEL KAVRAMLAR
POMPA ÇEfi‹TLER‹
ÖMÜR DEV‹R MAL‹YET‹N‹N
HESAPLANMASI
• POMPA SEÇ‹M‹
Pompalar
G‹R‹fi
Günümüzde sanayi prosesleri baflta olmak üzere yayg›n olarak kullan›lan pompalar; bir s›v› ak›flkana ba¤l› çal›flan tüm sistemlerde birincil bir enerji kayna¤›na ba¤l› olarak ak›flkan›n kinetik veya potansiyel enerjisini yükseltmeye yarayan elemanlard›r. K›saca pompa; bir s›v› ak›flkan› bir yerden baflka bir yere sevk eden cihaz
olarakta tan›mlan›r. Pompalar sadece s›v› ak›flkanlarda kullan›l›rlar, pnömatik veya
gaz ak›flkanlarda kullan›lmazlar. Pompalar›n süreci incelendi¤inde; ilk uygulamalarda enerji kullan›m› yerine el yard›m›yla pompalama yap›ld›¤› görülür. Bu süreçlerde s›v› ak›flkan›n nakledilmesi için kullan›lan cihazlara ise tulumba ad› verilmifltir. Tulumba ço¤unlukla s›n›rl› hacimsel ak›flkan›n bas›lmas› ifllevini yerine getiren basit hacimsel pompalard›r. Günümüzde ise ak›flkan›n bu ifllevi için elektriksel bir güç kullan›ld›¤› pompalar tercih edilmifltir.
‹nsano¤lunun pompa ile tan›flmas› ve kullan›m› oldukça eski bir geçmifle dayan›r. Bunun ilk örnekleri M.Ö. 1000 y›llar›na dayanan M›s›r ve Çin’de yap›lan kaz›lara dayan›r. Burada bulunan figürlerde bir tür koval› konveyör özelli¤i gösteren toprak kovalar›n as›ld›¤› bir tekerlek yard›m›yla suyu alt noktadan üst noktaya tafl›d›¤› yap›lar göze çarpm›flt›r. Günümüzde su de¤irmenleri için örnek kabul
edilen bu yap›lar›n gelifltirilmifl ilk uygulamalar› ise yine Çin’de görülmüfltür. fiekil 6.1’de Çin Su De¤irmeni gösterilmifltir. Bir baflka uygulama olarak, geçmiflin
büyük bilim adam› Arsimet’in (M.Ö. 287-212) kendi ad› verilen ve borunun içinde bulunan sonsuz difllinin dönerek suyu kald›rmas› prensibiyle çal›flan bir vida
tasar›m› say›labilir. Santrifüj pompalar›n›n tasar›m›na benzeyen bu tasar›mda, debiyle vidan›n e¤imi aras›nda bir iliflki vard›r. Suyun daha yükse¤e mi yoksa daha
çok miktarda m› tafl›nmas› aras›nda seçim yap›labilmektedir. Vidan›n e¤imi diklefltikçe debi azalmakta, basma yüksekli¤i artmaktad›r. Ancak o zamanlar s›zd›rmazl›k elemanlar› bilinmedi¤inden, transfer edilmesi istenen suyun bir k›sm›n›n
geri kaçmas› önlenememifltir. Daha sonra 1724’de Jacob Leupold (1674-1727) taraf›ndan tekerle¤e dirsekli borular tak›larak yap›lan tasar›mla günümüzdeki santrifüj pompalara ›fl›k tutulmufltur. Santrifüj pompa çal›flma prensibini and›ran benzerli¤e sahip tasar›mda tekerle¤i döndürerek su, en üst noktaya kadar tafl›nm›fl ve
nehirdeki su ak›fl› güç sa¤lay›c› olarak kullan›lm›flt›r.
162
fiekil 6.1
Çin Su De¤irmeni
(MÖ 1000)
Daha sonra Arflimet (M.Ö. 287212) taraf›ndan tasarlanan ve fiekil
6.2’de gösterilmifl olan Arflimet vidas› göze çarpmaktad›r. Bu tasar›m
bir borunun içinde bulunan sonsuz
difllinin dönerek suyu alt noktadan
yukar› kald›rmas› prensibiyle çal›flan bir vida yap›s› fleklindedir. Tamamen mekanik yap›da tasarlanan
düzenekte s›zd›rma elemanlar› bulunmad›¤› için çekilen suyun bir k›sm› geri kaçmakta ancak yine de su
transferi gerçekleflmektedir. Tasar›mda çekilen suyun debisiyle, vidan›n e¤imi
aras›ndaki iliflki göze çarpmaktad›r. Günümüzde özellikle santrifüj pompalar içinde bir ilham kayna¤› olan bu yaklafl›mda; vidan›n e¤imi artt›kça debi azalmakta,
basma yüksekli¤i artmaktad›r. Baz› kaynak bilgileri, Arflimet vidas›n›n 37° ve 45°
e¤imlerde çal›flt›¤›n› ve 10 m3/h debi, 2 - 6 m basma yüksekli¤ine ulaflabildi¤ini
göstermektedir.
fiekil 6.2
Arflimed Vidas›
Döndürme
Mekanizmas›
Sonsuz Diflli
Tafl›nan Su
Günümüz pompa teknolojisinin temelleri ise 1200 y›llar›ndan itibaren baz› su
tafl›n›m cihazlar›n›n yap›lmas›na dayanmaktad›r. 1580 y›l›nda Ramelli taraf›ndan
kayar kanatl› pompa icad› ile birlikte pompa kavram› kullan›lm›fl, günümüze kadar pek çok teknolojik yenilik ve geliflmelerle birlikte, pompa teknolojisinde yüksek performanslara ulaflm›flt›r. Ak›fl sürecinde s›v› ak›flkanlar›n temel özellikleri
pompalar aç›s›ndan önemlidir.
163
6. Ünite - Pompalar
TEMEL KAVRAMLAR
Bas›nç
Pompa sistemlerinde bir ak›flkan›n birim alana etkisi olarak tan›mlanabilir. S›v›lar
içinde bulunduklar› kab›n yüzeylerine derinlikle do¤ru orant›l› olacak flekilde bas›nç yaparlar. Bu bas›nç do¤rudan do¤ruya s›v›n›n kendi a¤›rl›¤›ndan veya bu a¤›rl›¤a etki eden d›fl kuvvetlerden meydana gelir ve bu bas›nca statik bas›nç denir.
Hidrostatikte, hidrodinamikte ve genel olarak endüstriyel sistemlerde atmosfer bas›nc› dikkate al›nmaz. Bundan dolay› manometreler, atmosfer üstü bas›nç de¤erlerini gösterirler. Örne¤in bas›nçl› tanklar›n veya boru hatlar›n›n içinde bulunan gazlar›n bas›nc› ise atmosfer bas›nc›na göre göreceli olarak ölçülen bas›nçt›r. Manometrik bas›nc›n etkisi fiekil 6.3’te görülebilir.
Mutlak bas›nç ise bir ortamdaki toplam (manometre+atmosfer) bas›nc› ifade
eder. Termodinamikte gazlar›n hâl özelliklerinde ve birçok bilimsel araflt›rmalarda
mutlak bas›nç kullan›l›r. Pompa sistemlerinde bas›nç ak›fl bas›nc›, pompa bas›nc›,
bas›nç fark› gibi pompal› sistemlerde s›k karfl›lafl›lan kavramlard›r. Bir ak›flkan için
bir borulu sistem içinde ak›fl koflullar›n› tan›mlayan bas›nç ak›fl bas›nc›d›r. Ak›fl bas›nc› pompal› bir ak›flta dinamik bas›nç ile sistemde oluflan bas›nç kay›plar›n›n fark› olarak tan›mlan›r. Bir pompan›n basma hatt›nda oluflan bas›nca pompa bas›nc›
denir. Pompa bas›nc› emme ve basma hatlar›ndaki bas›nç fark› olarak da tan›mlan›r.
fiekil 6.3
Bas›nç Da¤›l›mlar›
Pm
(Mutlak Bas›nç)
Petkin
(Manometrik Bas›nç)
Patm
(Atmosferik Bas›nç)
Pm
(Mutlak Bas›nç)
Vakum
Sistemler
Pv
(Vakum Bas›nc›)
P=0
Debi
Ak›flkanlarda ak›fl özelli¤ini tan›mlayan en önemli parametredir. Gerek mekanik
tesisatlarda, gerekse endüstriyel uygulamalarda de¤erlendirilen ak›flkan için süreklili¤e ba¤l› bir de¤ere ihtiyaç vard›r. Bu de¤er ak›fl sürecinde pompalara iliflkin
analiz ve de¤erlendirmelerin yap›lmas› için kesit özelli¤ine ba¤l› olarak tan›mlanan
debi kavram›yla tan›mlan›r. Debi kavram›n› en genel flekilde birim zamanda birim
kesitten geçen ak›flkan miktar› olarak tan›mlan›r. Debi bilimsel anlamda hacimsel
debi ve kütlesel debi olmak üzere iki formda ele al›n›r.
Hacimsel Debi
Özellikle gaz ak›flkanlarda ve vakum alt›nda çal›flan sistemlerde ak›flkan›n ak›fl
miktar› hacimsel debiyle tan›mlan›r. Hacimsel debi, birim kesitten birim zamanda
164
geçen ak›flkan miktar›n› tan›mlar. Birim kesitten geçen. ak›flkan›n
ak›fl h›z›n›n kesit
.
alan› ile çarp›m›na eflittir. Hacimsel debi literatürde (Q , ∀) sembollerinden biriyle
tan›mlan›r. Kullan›m özelli¤ine göre (m3/s, lt/s, lt/dk. veya m3/h) birimleriyle tan›mlan›r. fiekil 6.4’te verilen de¤iflen kesite sahip borulu bir ak›fl üzerinde hacimsel debi incelenmifltir.
fiekil 6.4
Farkl› Keside
Sahip Borulu Ak›fl
1
2 3
A
4 5
B
C
6 7
8
D
9
10
E
Farkl› kesit özelli¤ine sahip flekildeki borulu sistem için hacimsel debi özelli¤ini ele alal›m. Ak›flkana ait herhangi bir özelli¤in zamana ba¤l› de¤iflimini incelenmeyecekse, ele al›nan yap› üzerinde s›n›rlar› belirli alanlar oluflturulur. Bu alanlara denetim hacim bölgesi denir. Belirlenen her bölge için ak›flkan özelli¤i denetim
hacminin girifl ve ç›k›fl kesitleri dikkate al›narak ele al›n›r. Süreklili¤in dikkate al›nd›¤› bu durum için ak›flkan özelli¤inin denetim hacmi içinde de¤iflimleri dikkate
al›nmaz. fiekil 6.4’de farkl› keside sahip bir borulu ak›fl A-E denetim hacim bölgelerine ayr›larak incelenmifltir. Bu özelliklere sahip bir yap› için ak›flkan›n hacimsel
debisi;
.
d ∀= V.dt.dA.Cos i
(6.1)
olarak tan›mlan›r. Burada (Cos i) n yüzey vektörüyle tan›mlan›r ve bu vektör birim vektör özelli¤indedir. Bu durumda hacimsel debi;
.
d ∀ = V(n).dt.dA
(6.2)
olur. Burada V ortalama h›z de¤erini, dA kesit alan de¤iflimini ve dt zamana ba¤l›
de¤iflimi tan›mlar. Süreklili¤e ba¤l› olarak sabit kesit için zamana ba¤l› de¤iflim s›f›r kabul edilirse, her bir denetim hacmi için hacimsel debi;
.
∀= VA
(6.3a)
. .
.
.
.
.
∀= ∀A = ∀B = ∀C = ∀D = ∀E
(6.3b)
.
∀= V1 A1 = V2 A2 = V3 A3 =.........= Vn An
(6.3c)
fleklinde hesaplan›r.
Kütlesel Debi
Is›l etkilerin oldu¤u özellikle s›v› ve kat› madde transferlerinde, pozitif bas›nc›n aktif oldu¤u durumlarda sistemlere yönelik analiz ve de¤erlendirmelerde her zaman
kütle esas al›n›r. Süreklili¤e ba¤l› olarak ak›fl özelli¤inin oldu¤u sistemlerde bu
kavram kütlesel debi olarak tan›mlan›r. K›saca birim kesitten geçen kütle miktar›
olarak tan›mlan›r. Kütlesel debi, birim kesitten geçen ak›flkan›n hacimsel debisinin
.
ak›flkan yo¤unlu¤u ile çarp›m›na eflittir. Kütlesel debi (m) sembolü ile tan›mlan›r
ve birim olarak (kg/s veya kg/h) ifade edilir. fiekil 6.4’de tan›mlanan bir ak›fla sahip
ak›flkan için zamana ve keside ba¤l› de¤iflim dikkate al›nd›¤›nda kütlesel debi;
165
m = ∫ t (V.n).dA=∫tVn.dA
(6.4)
S
olarak tan›mlan›r. Burada n birim yüzey vektörünü, t ak›flkan›n yo¤unlu¤unu tan›mlar. Süreklili¤e ba¤l› olarak sabit kesit için zamana ba¤l› de¤iflim s›f›r kabul edilirse, her bir denetim hacmi için kütlesel debi;
.
m = t.V.A
(6.5a)
.
.
.
.
.
m = m1 = m2 = m3 = ............ = mn
(6.5b)
t.VA = t1 .V1 .A1 = t2 .V2 .A2 = t3 .V3 .A3 = ............ = tn .Vn .An
.
.
.
.
.
t.∀ = t1 .∀1 = t2 .∀2 = t3 .∀3 =..........= tn .∀n
V1
d1
d2
(6.5c)
(6.5d)
SIRA S‹ZDE
Sürekli bir ak›ma sahip afla¤›daki
flekilde verilen
bir
ak›flkan
3
m/s
h›zla
çap›
40
mm
olan A kesiV2
tinden seçilen denetim hacmine girmektedir. DeD Ü fi Ü N E L ‹ M
Denetim netim hacminin ç›k›fl kesit çap› 70 mm ise ak›flkaHacim n›n sahip oldu¤u (a) hacimsel debiyi, (b) ç›k›fl
S O R U
h›z›n› bulunuz.
1
S O R U
SIRA
S‹ZDE
Afla¤›daki flekilde kesit ak›fl›
Dverilen
‹ K K A T bir kollektör
sistemi görülmektedir. 1 nolu ve 2 nolu borular›n çaplar› s›ras›yla 60-40 cm’dir. 3 ve 4 nolu boV1
D Ü fi ÜS‹ZDE
NEL‹M
SIRA
V3 rular eflit çapta olup, her bir
borunun çap› 30 cm
ve bu borulardan ç›kan suyun h›z› 2 m/s’dir. YaV4
S O R Usaatte 200 m3
p›lan ölçümlerde 1 nolu borudan
AMAÇLARIMIZ
ak›flkan geçti¤i tespit edilmifltir. 2 nolu boru toplam hacimsel debinin %40’ tafl›n›yorsa; 2 nolu borudan ak›flkan›n ç›k›fl
D ‹ Kh›z›n›
K A T ve kütlesel
debisini, 3 ve 4 nolu borular›n her birinden ç›kan kütlesel debileri Kbulunuz.
‹ T A P
2
V2
N N
SIRA S‹ZDE
Süreklilik
T E L E V ‹ Z Y2O N
AMAÇLARIMIZ
.
N N
SIRA S‹ZDE
D‹KKAT
DSIRA
Ü fi Ü NS‹ZDE
EL‹M
S O R U
AMAÇLARIMIZ
D‹KKAT
K ‹ T A P
fiekil SIRA
6.5 S‹ZDE
Sürekli
T E L Ak›fl
EV‹ZYON
‹NTERNET
K ‹ T A P
AMAÇLARIMIZ
‹NTERNET
K ‹ T A P
A
1
.
A
.
.
.
∀1 = ∀2 + ∀3
.
.
.
m1 = m2 + m3
A
Sistem dizayn› ve uygulamalara yönelik hesaplamalar için yap›lan mühendislik çal›flmalar›nda ak›fl sürecini etkileyen temel özelliktir. Özellikle hareketli sistemlerde kütlenin korunumu
prensibinden hareketle, debisel ak›fllarda kesit
de¤iflimi olsa bile ak›fl debisinin zamana ba¤l›
de¤iflmedi¤ini tan›mlar. fiekil 6.5’te bas›nçl› bir
etki alt›nda s›v› ak›fl› görülmektedir.
.
SIRA S‹ZDE
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
3
TELEV‹ZYON
(6.6)
(6.7)
∆t = 0 (zamana ba¤l› de¤iflim s›f›ra eflittir.)
S›v› ak›flkanlarda borulu ak›fllarda kesit daralmas›na ba¤l› olarak h›zda de¤iflimler olur. Süreklili¤in temeli kütlesel debiyle iliflkilidir. Kesit de¤iflimi olsa dahi süreklili¤i ifade eden yap›larda ak›fl debisi sabit kal›r.
‹NTERNET
166
Manometrik Yükseklik
fiekil 6.6
Pompalarda Statik
Yükseklik
Bir pompa s›v› ak›flkanlar› sahip oldu¤u a¤›rl›¤a ve sahip oldu¤u enerji yüküne
ba¤l› olarak basar. Bu kavram manometrik yükseklik olarak tan›mlan›r ve s›v›n›n
birim a¤›rl›ktaki pompa girifli ve ç›k›fl› aras›nda kazand›¤› enerji olarak ifade edilir.
Bu enerji pompa girifli ve ç›k›fl› aras›ndaki fark bas›nc›
olarak ta tan›mlan›r. Uygula2
malarda bu bas›nç fark›, pompa girifli ve ç›k›fl noktalar›na
birer manometre ba¤lanarak
ölçülebilir.
H
S›v› ak›fll› bir noktadan
yüksek bir noktaya pompala1
nacak olan ak›flkan, Bernolli
denklemiyle tan›mlan›r. fiekil
6.6’da tan›mlanan ak›fl özelli¤i bernolli denklemiyle afla¤›daki gibi tan›mlan›r.
h1 +
P1
ρ.g
+
V12
2g
+ H = h2 +
P2
ρ.g
+
V22
2g
(6.8)
Burada H m cinsinden manometrik yüksekliktir. fiekil 6.6’da referans al›nan iki
noktada bas›nç etkileri ve h›z de¤erleri eflit oldu¤una göre;
h1 + H = h2 ⇒ H = h2 - h1
(6.9)
olur. Manometrik yükseklik ayn› zamanda statik yükseklik olarak da de¤erlendirilebilir. K›saca bir pompan›n suyu emdi¤i nokta ile bast›¤› nokta aras›ndaki farkt›r.
SIRA S‹ZDE
3
SIRA S‹ZDE
Kuyu ile beslenen
bir sistemde pompa yerin 18 m alt›nda bulunan bir kuyu haznesinden
sondaj yard›m›yla ald›¤› suyu, 9 m yükseklikteki atmosfere aç›k bir depoya basmaktad›r.
Kay›plar› ihmal ederek pompan›n manometrik yüksekli¤ini hesaplay›n›z.
Hidrolik Güç
S O R U
O R U
MühendislikS hesaplamalar›nda
pompa ihtiyac›n›n hesaplanmas› için basma yüksekli¤i dikkate al›narak bir teorik güç hesaplan›r. Bu güç de¤eri pompan›n teorik
gücü olarak Dde¤erlendirilir
ve hidrolik güç olarak tan›mlan›r. Bir pompan›n hidro‹KKAT
lik gücü (Ph); ak›fl debisine, basma yüksekli¤ine ve ak›flkan›n yo¤unlu¤una ba¤l›d›r. Hidrolik güç (Ph);
SIRA S‹ZDE
.
Ph = m.g.H (W)
(6.10)
.
olarak ifade
edilir. Burada m ak›flkan›n kütlesel debisini, g yer çekimi ivmesini, H
AMAÇLARIMIZ
ise basma yüksekli¤ini tan›mlar.
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
KSIRA
‹ T S‹ZDE
A P
T DE ÜL Efi ÜV N‹ ZEYL O‹ MN
N N
4
K sahip
‹ TS‹ZDE
A bir
P kuyudan beslenen 10 katl› bir binada çal›flan bir santrifüj pompa
5 m derinli¤e
SIRA
suyu çat› noktas›na kadar basmaktad›r. Pompan›n debisi 20 m3/h binada kat yüksekli¤i 3
m ise pompan›n hidrolik gücünü hesaplay›n›z (suyun yo¤unlu¤u, tsu = 1000 kg/m3) .
TDEÜLfiEÜVN‹ EZ LY‹OMN
S O R U
S O R U
‹NTERNET
D‹KKAT
‹NTERNET
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
Pompalarda Verim
Bir pompan›n etkinlik derecesini tan›mlamada farkl› yaklafl›mlar vard›r. Bir sistemde ak›fl özelli¤inin sa¤lanmas›nda kullan›lan pompalar›n etkin ve verimli kullan›m›
öncelikle çal›flt›r›ld›klar› sistem veya yap›n›n verimlili¤ini do¤rudan etkileyecektir.
Mühendislik hesaplamalar›nda pompa verimi hacimsel ve mekanik özelliklere
ba¤l› ayr› ayr› de¤erlendirilir.
Hacimsel Verim
Bir pompadan beklenen en önemli özellik, çal›flma sürecinde ayar debi de¤erinde
süreklili¤in sa¤lanmas›d›r. Ancak pompalar›n çal›flma süreçlerinde; disk yüzeylerinde, çark girifllerinde oluflan vuruntular, ak›flkan›n yo¤unlu¤a ba¤l› kanatlarda
sürtünme etkileri ve kavitasyon gibi sebepler nedeniyle teorik debinin sa¤lanmas›
daima zordur. Di¤er bir ifade ile pompalarda teorik debi ile gerçek debi aras›nda
her zaman fark vard›r ve bu fark sürece ba¤l› olarak sürekli artar. Teorik debi ile
gerçek debi aras›ndaki fark hacimsel (volumetrik) verim olarak tan›mlan›r. Bir
pompada hacimsel verim (hV):
∀& g
ηV = &
∀t
(%)
(6.11)
.
.
olarak tan›mlan›r. Burada ∀g gerçek ak›fl debisini, ∀t teorik ak›fl debisini tan›mlar.
Hacimsel debi bir pompa için % ile tan›mlanan bir de¤erdir.
Genel Verim
Pompa katologlar›nda pompa üreticileri taraf›ndan karekteristik e¤rileri ile birlikte
genel verim e¤rileri de tan›mlan›r. Genel verim; hidrolik gücün, pompa milinden
verilen motor girifl gücüne oran›d›r. Bu verim de¤eri deneysel olarak da bulunabilir. Bir pompan›n debisi ve basma yüksekli¤i bilinirse o noktadaki verimi de kolayca bulunabilir. Genel verim:
η=
η=
Ph
P
ηV
ηm
veya
(6.12a)
(%)
(6.12b)
dir. Burada h genel verimi, Ph hidrolik gücü, P ise pompaya verilen elektrik gücünü tan›mlar.
Pompalar›n performans e¤rileri: Bir pompan›n debisiyle basma yüksekl¤ine ve
genel verime ba¤l› tan›mlanan e¤rilerdir. Bir pompan›n optimum çal›flma noktas›
performans e¤risi ile hacimsel debinin kesiflim noktas›d›r. Performans e¤rileri (fiekil 6.7), basma yüksekli¤ine gore pompa seçiminde kullan›l›r.
167
168
fiekil 6.7
Pompa
Performans
E¤rileri (Çengel Y.,
Cimbala J.M.
2007)
Paralel Pompa Sistem E¤risi
H(m)
Çal›flma
. (m3/h)
A
Mekanik Verim
Pompalar; elektriksel gücü mekanik güce çevirerek çal›flan cihazlard›r. Mekanik
gücün etkisiyle sistemde ak›flkan bir noktadan di¤erine iletilir. Bu süreçte pompa
mili ile yataklar aras›nda sürtünmelere ba¤l› olarak kay›plar› oluflur. Bu kay›plar
pompan›n verimini etkiler. Bu kay›plar›n etkiledi¤i verime ise mekanik verim ad›
verilir. Mekanik verim, genel verimin hacimsel verime oran› ile bulunur. Mekanik
verim (hm);
hm = hg /hV
SIRA S‹ZDE
5
Ak›flkanlarda fiekil
Kayma Gerilme
Etkisi
‹NTERNET
R U özelli¤ini mekaniksel olarak ifade eden özelliklerin en önemlisi
Bir ak›flkan›nS Oak›fl
viskozitedir ve hareket halindeki ak›flkanda oluflan lokal gerilmelerle, ak›flkan›n
flekil de¤ifltirme h›z› aras›ndaki iliflkiyi taD‹KKAT
n›mlar. fiekil 6.8’de kesit ak›fl› verilen bir
u. t
t
s›v› ak›fl›nda; ak›flkana kayma gerilmesi uySIRA S‹ZDEt
u= u
guland›¤›nda, ak›flkan, µ viskozite katsay›Ak›fl Levhas›
s› olarak adland›r›lan bir özelli¤i ile ters
orant›l› bir flekil de¤ifltirme h›z›nda hareket
y
AMAÇLARIMIZ
etmeye bafllar. τ kayma gerilmesinin etkisinde olan bir ak›flkan ak›fl sürecinde bir
u=0
t
ak›fl düzlemini τ kayma gerilmesi etkidi¤i
K ‹ T A P
sürece, üst yüzey alt yüzeyden δu kadar
x
daha h›zl› hareket edecektir ve δθ flekil de¤ifltirme aç›s› devaml› olarak artacakt›r.
TELEV‹ZYON
Bir ak›flkan için uygulanan kayma gerilmesi ile flekil de¤ifltirme h›z› aras›nda
do¤rusal bir iliflki vard›r. Bu iliflki aradaki aç›n›n zamana ba¤l› de¤iflimi olarak tan›mlan›r. Kayma gerilmesi;
N N
SIRA
S‹ZDE H›z› ve
De¤ifltirme
TELEV‹ZYON
SIRA S‹ZDE 3 kW güç çekmektedir. Ak›fl debisi 5 L/s, olan 21 m yüksekli¤inde
Bir pompa flebekeden
bir ak›fl için kullan›lan pompan›n genel verimini hesaplay›n›z. (suyun yo¤unlu¤u, tsu =
1000 kg/m3).
Vizkozite
D ‹ K fiekil
K A T 6.8
K ‹ T A P
(6.13)
S O R U
AMAÇLARIMIZ
[%]
‹NTERNET
169
τ=
δuδt
δθ
⇒ tan δθ =
δt
δy
(6.14)
ba¤›nt›s› elde edilir. Ak›fl süreci göz önüne al›nd›¤›nda; sonsuz küçük de¤iflimler
için limit al›n›rsa, kayma gerilmesi, yüksekli¤e ba¤l› de¤iflimle de tan›mlanabilir.
Bu ise h›z gradyeni ile flekil de¤ifltirme h›z› aras›ndaki iliflkiyle ifade edilir.
d θ dy
=
dt
dt
(6.15)
Bir ak›fl sürecinde ak›fl düzlemine uygulanan kayma gerilmesi, do¤rusal karakterdeki yayg›n ak›flkanlar için, h›z gradyeni ile orant›l› oldu¤u görülür. Her ak›flkan
için farkl› parametrik de¤ere sahip olan bu orant› sabiti viskozite katsay›s› olarak
(n) tan›mlan›r. Kayma gerilmesi flekil de¤ifltirme h›z›n›n vizkozite katsay›s› ile çarp›m›na eflittir. Bir ak›flkan için vizkozite dinamik ve kinematik olmaka üzere iki
farkl› kavramla tan›mlan›r. Ak›flkan için kayma gerilmesi, dinamik viskoz etkiye
ba¤l› bir de¤erdir. Dinamik vizkozite;
τ =µ
dθ
du
=µ
dt
dy
(6.16)
dir. Gerçek ak›flkanlarda viskozite s›cakl›k ve bas›nç de¤erlerine ba¤l› olarak de¤iflen önemli bir termodinamik özelliktir. Bunula birlikte özellikle gaz ak›flkanlarda
vizkozite s›cakl›¤›n bir fonksiyonu olarak de¤iflir. S›v›larda vizkozite bas›nçtan ba¤›ms›zd›r ancak s›cakl›k artt›ça artar. Gazlarda ise s›cakl›k artt›kça dengesiz molekülerde hareket artacakt›r. Bu da viskoziteyi olumsuz etkileyecektir. Ak›flkanlarda
ak›fl özelli¤i birbiri üzerinde kayma ifllevi gerçeklefltirilen levha tipi ak›flt›r. Borulu
ak›fllarda ak›fl h›z›n›n en yüksek oldu¤u nokta kesit çap›d›r. Ak›fl›n bir boru kesitinde oldu¤u bir yap›y› inceleyelim. fiekil 6.9’da borulu laminer bir ak›fl›n kesit detay› verilmifltir.
Viskoziteyi en k›sa anlamda nas›l tan›mlar›z?
SIRA S‹ZDE
6
Sabit bir alt levha ile V h›z›nda daimi olarak hareket eden bir üst levha aras›nD Ü fi Ü N E L ‹ M
da oluflan ak›flt›r. Levhalar aras›ndaki aç›kl›k h’dir, ak›flkan, newton tipi bir ak›flkand›r ve her iki levha üzerinde de kayamaz. E¤er levhalar büyükse söz konusu
S O fleklinde
R U
olan daimi kayma hareketi, gösterildi¤i gibi, v = w = 0 olan, u(y)
bir h›z
da¤›l›m›n›n oluflmas›na yol açacakt›r. Ak›flkan ivmesi her yerde s›f›rd›r.
Gerçek ak›fllarda ak›fl
D‹KKAT
özelikleri laminer (do¤rusal)
y
veya türbülansl› olarak s›n›fV=u
SIRA S‹ZDE
land›r›l›r. Gerçek ak›fllarda
Hareketli Levha
bir ak›flkan›n ak›fl türünü tan›mlamak için kullan›lan
AMAÇLARIMIZ
u, (y)
h
kavram Reynolds say›s›d›r.
Reynolds say›s›n›n bir baflka
formu kinematik vizkoziteyi
K ‹ T A P Sabit Levha
tan›mlar. Bir ak›fl ifllevi için
Reynolds say›s›:
SIRA S‹ZDE
S O R U
fiekil 6.9
D‹KKAT
Kesit Borulu
Ak›fllarda Vizkoz
SIRA S‹ZDE
Etki
N N
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET
170
Re =
ρVL VL
=
µ
ν
(6.17)
d›r. Burada V ve L ak›fla ait ortalama h›z ve ak›fl boyunu veya kesitini tan›mlar. Her
ak›fl özelli¤i için tan›mlanm›fl kritik Reynolds say›s› vard›r. Hesaplanan Reynolds
say›s› bu de¤erden küçükse ak›fl laminer, bu de¤erden büyükse ak›fl türbülansl›d›r. Re say›s›n›n ikinci flekli olan kinematik vizkozite dinamik vizkozitenin yo¤unlu¤a oran› olarak ifade edilir.
ν=
SIRA S‹ZDE
7
D‹KKAT
AMAÇLARIMIZ
(6.18)
fiekil 6.8’de SIRA
25°C’deki
S‹ZDE bir ya¤ ak›flkan› için, ortalama ak›fl h›z› 6 m/s, levhalar aras›ndaki
uzakl›k 12 mm ise, üstteki levhay› hareket ettirmek için gerekli olan kayma gerilmesini
(Pa) olarak bulunuz. L levhalar aras›ndaki uzakl›k olarak al›n›rsa Reynolds say›s› kaçt›r?
D Ü fiRe
Ü N E L ‹ M:38, t :840 kg/m3)
(µ: 1,5 kg/ms,
kritik
ya¤
Kavitasyon
S O R U
S O R U
SIRA S‹ZDE
µ
ρ
Kavitasyon; bir s›v›n›n pompalanmas› sürecinde ak›fl kaynakl› kaynamay› tan›mlayan boyutsuz parametredir. Ak›fl sürecinde s›v› bünyesinde s›v›n›n h›z›na ba¤l› olaD‹KKAT
rak lokal bölümlerde buharlaflma gözlemlenir. Buharlaflma bas›nc› s›v›n›n buharlaflt›¤› ve kendi buhar›yla dengede oldu¤u bas›nçt›r. Her s›v› için buharlaflma bas›nc›
SIRA S‹ZDE
farkl›d›r. Örne¤in
su için buharlaflma bas›nc› 2346 Pa iken civan›n buharlaflma bas›nc› 0,168 Pa’d›r. Ak›fl sürecinde s›v› bas›nc› buhar bas›nc›ndan büyükse s›v› ile buhar
aras›nda de¤iflim sadece ara kesitte olur. S›v› bas›nc› buhar bas›nc›n›n alt›na düflerse
AMAÇLARIMIZ
buhar kabarc›klar›
s›v›n›n içerisinde belirmeye bafllar ve bas›nç düfltükçe h›zl› bir buharlaflma oluflur. ‹flte ak›fl nedeniyle s›v› bas›nc› buhar bas›nc›n›n alt›na düfltü¤ünde
meydana gelen olaya kavitasyon denir. Kavitasyon olgusunun en önemli göstergeK ‹ T A P
si buhar cepleridir. Örnek olarak; flayet su durgun halden 15 m/s h›za ulafl›rsa, bas›nc› yaklafl›k 101 kPa veya 1 atm düfler. Bu bas›nç düflüflü ak›flta kavitasyona yol
açabilir. Ak›fl alan› içerisinde herhangi bir noktada yerel h›z yükselir ve buna ba¤l›
T E L Edoymufl
V ‹ Z Y O N buhar bas›nc›n›n alt›na düflerse çabuk buharlaflma bafllar ve
olarak bas›nç
çok say›da buhar cepleri meydana gelir. Bunlara kavitasyon kabarc›klar› denir. fiekil
6.10’da bir geminin pervanesinde oluflan kavitasyon kabarc›klar› görülmektedir.
N N
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹ N T E Rfiekil
N E T 6.10
Kavitasyon
Kabarc›klar›
‹NTERNET
171
Kavitasyon kabarc›klar› nas›l oluflur tan›mlay›n›z?
SIRA S‹ZDE
8
Kavitasyon olgusunun en önemli etkisi metal yüzeylerde malzeme kayb›d›r.
Kavitasyon s›v›n›n lokal olarak buharlaflmas› ve yo¤uflmas› çevrimi olarak da düflünülebilir. Bu çevrim saniyede 300-400 kez tekrarlan›r. Bu olay kat› yüzeylerde
S O R su
U molekülleri
oldukça yüksek bir bas›nç oluflturur. Büyük bir h›zla hareket eden
kat› yüzeyi 7 atm. bas›nca
varan bir bas›nçla adeta
D‹KKAT
bombard›mana tutar. Bu
durum kat› yüzeylerde zaSIRA S‹ZDE
manla erozyona neden
olur. Kavitasyon olay› metal yüzeyleri h›zl› bir biçimAMAÇLARIMIZ
de parçalar, afl›nd›r›r ve
yok eder. Afl›nma sonucu
sünger gibi bir malzeme
K ‹ T A P
yap›s› ortaya ç›kar. Bu kötü durum pompalarda hidrolik performans›n bozulTELEV‹ZYON
mas›na neden olur. fiekil
6.11’de kavitasyon etkisiyle afl›nan bir pompa çark›
‹NTERNET
görülmektedir.
S O R U
fiekil 6.11
Pompa Çark›nda
D‹KKAT
Kavitasyon Etkisi
N N
 P V 2   P 


ENPY =  1 + 1  −  b 
 P
  ρ g 
g
2
 2

SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
(6.19)
Burada P1 Emme a¤z›nda s›v›n›n mutlak bas›nc› (Pa), V1 ak›fl h›z› (m/s), Pb s›v›n›n buharlaflma bas›nc›d›r (Pa). Pompan›n kavitasyonsuz çal›flabilmesi için emme
derinli¤i, pompa için hesaplanan maksimum emme derinli¤inden küçük olmal›d›r.
Her ak›flkan için tan›mlanm›fl kritik bir kavitasyon say›s› vard›r. Ak›fl sürecinde
ak›fl h›z› bu parametre üzerinde etkilidir. Ak›fl h›z›na ba¤l› hesaplana kavitasyon
say›s› s›v› için tan›mlanm›fl kavitasyon say›s›ndan büyük olmal›d›r. Aksi takdirde
mutlaka kavitasyon oluflur. Kavitasyon katsay›s› s›v›n›n buharlaflma bas›nc›, s›v›n›n
yo¤unlu¤u ve h›z›na ba¤l› bir parametredir. Kavitasyon katsay›s›;
Ca =
2 ( Pa − Pv )
ρV 2
(6.20)
d›r. Burada Pa ortam bas›nc›n›, Pv buharlaflma bas›nc›n›, V ak›fl h›z›n›, t s›v›n›n yo¤unlu¤unu, Ca ise kavitasyon katsay›s›n› tan›mlar.
SIRA
S‹ZDE etmektedir.
Küçük bir denizalt› 20°C’deki temiz su içinde 2 m derinlikte V h›z› ile
hareket
Denizalt›ya ait kritik kavitasyon katsay›s› Ca=0,26 oldu¤u bilinmektedir. Hangi h›zda kavitasyon kabarc›klar› gövde üzerinde oluflmaya bafllar. H›z›n 35 m/s ve suyun 5°C olmas›
durumunda kavitasyon oluflur mu? (20°C için Pv=2,337 kPa, tsu=998 kg/m3; -5°C için
tsu= 1000 kg/m3, Pv= 863 P2)
9
SIRA S‹ZDE
S O R U
S O R U
D‹KKAT
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
172
POMPA ÇEfi‹TLER‹
Evsel ihtiyaçlar, ticari ve tar›msal gereksinimler, g›da, kimya, petrokimya, ilaç, mekanik ve altyap› gibi bina, ulafl›m ve sanayi sektörlerin pek çok ifllevlerinde yo¤un
olarak kullan›lan pompalar›n, literatürde pek çok s›n›fland›rmayla ifade edildi¤i
görülür. Bu çal›flmada literatürdeki pek çok s›n›fland›rman›n ›fl›¤›nda özel bir s›n›fland›rma yap›lm›fl ve bu s›n›fland›rma Çizelge 6.1’de verilmifltir. Ayr›ca bu bölümde pompalar ve özellikleri ayr› ayr› incelenmifltir.
Çizelge 6.1
Pompa Çeflitleri
Enerji De¤iflimine göre
pompalar
Salyangoz pompalar
Difizör pompalar
Pompalar
Kademe say›s›na göre pompalar Tek kademeli pompalar
Çark Tipine göre pompalar
Aç›k çarkl› pompalar
Dönme Eksenine göre
pompalar
Yatay eksenli pompalar
Çark Emifl Tipine göre
pompalar
Tek emifl çarkl› pompalar
Çok kademeli pompalar
Yar› aç›k çarkl› pompalar Kapal› çarkl› pompalar
Dikey eksenli pompalar
Çift emifl çarkl› pompalar Diferansiyel pompalar
Ba¤lant› tipine göre pompalar Uçtan emiflli pompalar
In-line pompalar
Dönüfl yönüne göre pompalar Sa¤a dönüflülü pompalar
Sola dönüfllü pompalar
Özgül h›z›na göre pompalar
Tam santrifüj
pompalar
Eksenel
pompalar
Difl yap›lar›na göre
D›fltan diflli
‹çten diflli
Francis pompalar
Yar› eksenel pompalar
Helisel (Hilal tip) diflli
Çapraz (Gerotor tip) diflli
Debi özelli¤ine göre pompalar Sabit Debili pompala
Diflli çarkl› pompalar
Piston yaps›na göre pompalar Eksenel pistonlu pompalar
Radyal pistonlu pompalar Pistonlu el pompalar›
Paletli pompalar
‹malat yap›lar›na göre
pompalar
Santrifüj
pompalar
Pistonlu
pompalar
Diflli
pompalar
Vidal›
pompalar
Pervaneli
pompalar
Diyaframl›
pompalar
Kullan›m amaçlar›na göre
pompalar
Ya¤ pompalar›
Dozajlama
pompalar›
S›cak su
haz›rlama
pompalar›
So¤uk su
pompalar›
At›k su
pompalar›
Dalg›ç
pompalar
Pistonlu Pompalar
Pistonlu pompalar; bir pistonun ileri geri hareketine ba¤l› ak›flkan›n iletilmesi
prensibine dayan›r. Silindir piston düzene¤iyle ak›flkan›n emilmesi ve bas›nçland›r›lmas› sa¤lan›r. Pistonlu pompalarda ileri geri hareket, silindiri içinde bulunan
pompa pistonu ve s›zd›rmazl›k elemanlar› ile gerçekleflir. Pompan›n bir taraf›nda
bas›nç ventili ve bas›nç borusu, di¤er taraf›nda ise emme ventili ve emme borusu
bulunur. Ayr›ca pistonlu pompalarda emme giriflinde mutlak pislik tutucu konur.
Pistonlu pompalarda emme ve basmada hatt›nda bas›nç da¤›l›m› oldukça de¤iflkendir. Silindir piston düzeneklerinde her bas›nçlamadan sonra emme h›z›na ba¤l› olarak sistemde kesik ak›fl oluflur. Sistemde ak›fl›n süreklili¤ini sa¤lamak ad›na
piston say›lar› artt›r›larak emme ve basma peryodlar› ayarlan›r. Krank mil hareketiyle de bu ak›fl süreklili¤i sa¤lanm›fl olur. Bu yolla yüksek bas›nçlamada bu tür
pompalar rahatl›kla kullan›labilir. Endüstriyel uygulamalarda pistonlu pompalar;
petrol üretim tesislerinde, gübre tesislerinde, makina endüstrisinde, LPG tesislerinde, su tahliye ifllemlerinde, ya¤lar›n bas›nçl› iletiminde ve çamurumsu madde boru hatlar›nda, yayg›n olarak kullan›l›rlar. Pistonlu pompalar; bünyelerindeki pistonlar›n dizilifl flekline göre üç s›n›fa ayr›l›rlar. Pistonlu pompalar›n; eksenel pistonlu pompalar, radyal pistonlu pompalar ve pistonlu el pompalar› olmak üzere 3
farkl› tipi vard›r.
173
Pistonlu pompalar›n çal›flma prensibini aç›klayarak s›n›fland›r›n›z. SIRA S‹ZDE
Eksenel Pistonlu Pompalar
10
SIRA S‹ZDE
Tarihte kullan›lan eksenel pistonlu pompalar; pistonlar›n piston eksenine paralel
flekilde tasar›m›n gerçeklefltirildi¤i pompalard›r. Bu tür pompalar esas olarak, silinO R U plakas› basdir blo¤u, pistonlar, piston pabucu e¤im plakas›, pabuç plakas›,Spabuç
k› yay› ve da¤›t›m plakas›ndan oluflur. Bu tür pompalarda bir gövde içinde paralel
flekilde yataklanm›fl olan pistonlar mevcuttur. Bu pistonlar; dönme
yaD ‹ K K hareketleri
AT
pan bir piston blo¤u içerisinde hareket ederek çal›fl›rlar. Ak›fl debileri piston kurslar›n›n büyüklü¤üne ba¤l›d›r. Debi ayarlar› piston kursunun büyütüp küçültülmeSIRA S‹ZDE
siyle sa¤lan›r. Uygulamalarda eksenel pistonlu pompalar›n bas›nç de¤erlerinin
1200 atm (yaklafl›k 122 MPa) kadar ç›kabildi¤i görülmüfltür. Bir eksenel pistonlu
pompan›n flematik görüntüsü fiekil 6.12’de verilmifltir.
AMAÇLARIMIZ
S O R U
D‹KKAT
N N
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
fiekil 6.12
K ‹ T A P
Hareketli Plaka
Mil
Eksenel Pistonlu
K Pompa
‹ T A P
Alçak Bas›nç Girifl
Yüksek Bas›nç Ç›k›fl
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET
Piston
Piston
Eksenel pistonlu pompalarda çal›flma prensibi bir silindir blo¤u ve silindirlerden birine yerlefltirilmifl pistona ba¤l›d›r. Pistonlar›n içinde bulundu¤u kontrol plakas› düfleyle aç› yapacak flekilde ba¤lanm›fl olup, pistonlar e¤im plakas› üzerinde
hareket ederler. Silindir blo¤u döndürüldü¤ünde piston kurslar› e¤im plakas›n›n
yüzeyini izler. Kontrol plakas›n›n aç›l› olmas› piston kurslar›n›n silindir içindeki
emme basma hareketi yapmas›n› sa¤lar. Dönme hareketine ba¤l› olarak bir piston
emme ifllevini gerçeklefltirirken di¤er piston basma ifllevini gerçeklefltirir.
Eksenel pistonlu pompalarda ak›fl debileri nas›l ayarlan›r?
SIRA S‹ZDE
Pompan›n kapasitesine ba¤l› olarak kontrol plakas› üzerinde silindir blo¤una
ba¤l› çok say›da piston vard›r. Piston kurslar›, ba¤l› olduklar› kontrol plakas› ve
yay› yard›m›yla ak›flkan› basarlar. Emilen ak›flkan ile bas›lan ak›flkan›n kar›fl›m›n›n
O R U
engellenmesi için araya bir da¤›t›m plakas› yerlefltirilir. SilindirS blo¤unu
harekete
geçirecek birinci enerji kayna¤›na ba¤l› elektrik (tahrik) motorunu silindir blo¤u-
11
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
174
na ba¤lamak için plakaya bir mil ba¤lan›r veya mil ve silinidir blo¤u tek parça
olarak üretilir.
Bu pompalar; kullan›m özelliklerine ba¤l› olarak e¤im plakal› sabit bloklu
eksenel pistonlu pompalar, de¤iflken debili eksenel pistonlu pompalar, bas›nç kontrollü eksenel pistonlu pompalar, merkezcil pistonlu eksenel pistonlu pompalar olmak üzere dört farkl› türde imal edilirler.
Radyal Pistonlu Pompalar
Yüksek bas›nçta çal›flma koflullar›na sahip olan radyal pistonlu pompalar hidrostatik güç iletiminde kullan›l›rlar. A¤›r hizmet tipi pompalar olarak da de¤erlendirilen
radyal pistonlu pompalar, uygulamalarda 750 bar bas›nç de¤erlerine kadar kullan›lmaktad›rlar. Radyal pistonlu pompalar radyal olarak d›fla do¤ru çal›flacak flekilde, eksantrik krank mili ile tahrik edilmifllerdir. Bu pompalarda pistonlar eksantrik
krank miline dik monte edilmifllerdir.
Rotorun her dönme hareketinde blok içinde ileri geri hareket eden pistonlar
ak›flkanda emme ve basma ifllevini yerine getiriler. Pompalarda silindirlerin dolmas›, krank milinden gelen ak›flkan›n pistonlar›n kapanmam›fl a¤›zlar›n›n girifle izin
vermesi ile sa¤lan›r. Pompalama stroku esnas›nda, her silindirdeki ak›flkan, düz
çek valf taraf›ndan d›flar› at›l›r. Bu pompalarda, üç veya daha fazla silindir olabilir.
Silindirlerin ç›k›fllar› bileflik olabildi¤i gibi, sabit ak›fll› da olabilir. fiekil 6.13’de radyal pistonlu pompa flemas› verilmifltir. Kullan›ld›¤› ak›fl özelliklerine ba¤l› olarak
radyal pompalarda da debi kontrolü önemli bir ifllevdir ve eksen kaç›kl›¤› ölçüsü
azalt›larak veya artt›rarak yap›l›r. Bu özelli¤e ba¤l› olarak radyal pompalar; bask›
bilezi¤i tahrikli radyal pistonlu pompa ve sabit debili radyal pistonlu pompalar olmak üzere iki s›n›fta imal edilirler. Bask› bilezi¤i tahrikli radyal pistonlu pompalar,
temel yap› olarak sabit enjektör bir mile ba¤l› dönen bir silindir blo¤unun ba¤l› oldu¤u pompalama pistonlar›ndan oluflurlar.
fiekil 6.13
Radyal Pistonlu Pompalar
Pompa Pistonu
Bask› Yay›
Tahrik Mili
Eksenter
Pompa Muhafazas›
(Kesiti)
Diflle Pompas›na
Geri Dönüfl
Da¤›t›c› Çubuktan
Geri Dönüfl
Yak›t
Haz›rlama
Bölmesi
Yak›t Dozaj›
Solenoid Valf›
Diflli Pompas›ndan
Da¤›t›c› Çubu¤u
175
Ak›flkan debilerinin de kontrol edildi¤i enjektör vas›tas›yla piston stroku ayarlanarak kam bilezi¤i (bask› veya reaksiyon halkas›) mesnet blo¤u ile birlikte eksantrik olarak hareketi sa¤lan›r. Silindir blo¤u döndü¤ünde, merkezkaç kuvvet bas›nç yükler veya bazen yaylar›n, pistonlar›n kam bilezi¤inin iç yüzeyini takip etmesini sa¤lar. D›flta gezen pistonlar, enjektör i¤nesinin iç hilalini geçtiklerinde, ak›flkan› içeri çeker. Bunun tersine olarak, içte gezen pistonlar da enjektör i¤nesinin
d›fl hilalini geçerken, ak›flkan› sisteme basar.
El ile Çal›flan Pistonlu Pompalar
Pistonlu pompalar›n ilk uygulamalar› olan el ile çal›flt›r›lan pistonlu pompalar; emme ve basma ifllevi için ihtiyaç duydu¤u enerjiyi el gücü yani insan gücü kullanarak sa¤larlar. Bu tür pompalar›n ilk uygulamalar› genellikle k›rsal yerleflim alanlar›nda, bahçelerde, sondaj noktalar›nda lokal su ihtiyaçlar›n›n oldu¤u alanlarda kullan›l›rlar. fiekil 6.14’de el ile çal›flt›r›lan pompan›n ilk uygulamas› olan ve tek etkili pompalar olarak da tan›mlanan pompa flemas› verilmifltir.
fiekil 6.14
El ile Çal›flt›r›lan
Pistonlu Pompalar
Basma Kolu
Piston Kolu
Ak›flkan Ç›k›fl A¤z›
Kovan
Piston
Çekvalf
Oring S›zd›rmaz Conta
Çekvalf (Tek Yönlü Kapak)
Ak›flkan Emifl Hatt›
Ak›flkan
Bu pompalarda, pompa kolu gövdeye yataklanm›fl bir kald›raç olup ucuna
pompa pistonunun kolu tak›lm›flt›r. Bu kol, pistona silindirik gövde içerisinde eksenel hareket yapt›r›r. Pistonun ortas›ndaki delikte aç›l›p kapanabilen oturtmal›
bir çek valf mevcuttur. Emme borusunun gövdeye birleflti¤i yerde suyun geri kaçmas›n› engelleyen bir supap (klape) tak›lm›flt›r. Bu tür pompalarda pompan›n emme ifllevine bafllayabilmesi için pistonun bulundu¤u silindir içine su ilâvesi yapmak gerekir. fiekil 6.15’de de görülebilece¤i gibi piston, pompa kolu yard›m›yla
afla¤›ya do¤ru inerken pistondaki çek valf aç›k konumda olup suyun pistonun üst
taraf›na geçmesine izin verir. Bu esnada klape kapal› oldu¤undan gövde içindeki
su seviyesi sabittir. Piston yukar›ya do¤ru hareket ettirildi¤inde çek valf kapan›r ve
oluflan vakum ile klape aç›larak pompa gövdesi içine su emilir.
176
fiekil 6.15
Pistonlu
Pompalarda
Ak›flkan Hareketi
Tek etkili pompalar›n hem emme hem de basma yapabilen tipleri mevcuttur.
Bu pompalar›n ticari kullan›mlar› ise gelifltirilmifl ve özellikle elektrik kesintilerine
ba¤l› bir tezgah veya sistemin kesintiye ba¤l› etkilenmemesi için yard›mc› eleman
olarak kullan›l›r. Bu pompalar diflli çarkl› pompalara paralel olarak tak›l›rlar. En
yayg›n kullan›mlar› ise diflli çarkl› pompaya ba¤l› çal›flan tezgâhlar, uçaklarda inifl
tak›mlar›, kriko, el presleri ve çeflitli basit mekanik uygulamalar say›labilir. El pompalar› basit çal›flma sistemine sahiptirler. Temel çal›flma ifllevleri emme-basma esas›na göredir. El pompalar›n›n kolu hareket ettirildi¤i zaman emifl hatt›ndan gelen
s›v› bilyenin aç›lmas› ile bas›nç hatt›na geçerek oradan bas›nçla gönderilir.
Diflli Pompalar
Sanayide bas›nçland›rma, ya¤lama, s›v› transferi gibi tezgah uygulamalar›nda, yak›t sistemlerinde, kazanlar›n yak›t püskürtme sistemlerinde, dizel motorlarda diflli
kutular›n ya¤lanma ifllevlerinde yayg›n olarak kullan›lan pompalard›r. Birbirleriyle
beraber çal›flan iki düz diflli çarktan ibaret olup yap›lar› basittir. Elektrik motorundan ald›¤› hareketle depodan emdi¤i ak›flkan› difllilerin diflleri aras›ndan geçirerek
büyük bir bas›nca dönüfltürme prensibi ile çal›fl›rlar. Bir diflli pompa kesidi ve difl
hareketleri fiekil 6.16’da verilmifltir.
fiekil 6.16
Diflli Pompalar
Alçak Bas›nç
Girifl
Yüksek Bas›nç
Ç›k›fl
Diflli
177
Diflli pompalar›n ak›flkan emme yetenekleri ve verim ile çal›flma kapasiteleri oldukça yüksektir. Bu pompalar›n küçük yap›larda olmalar›, bast›klar› s›v›lar ile ya¤lanmalar› ve harici bas›nç kontrolüne imkân tan›mas› üstünlükleri olarak say›labilir. Diflli pompalar kullan›m amaçlar›na ba¤l› olarak d›fltan diflli, içten diflli olmak
üzere iki s›n›fa ayr›l›r. ‹çten diflli pompalar ise helisel (hilal tip) diflli, çarpraz (Gerotor tip) diflli olarak s›n›fland›r›l›rlar.
D›fltan Diflli Pompalar
Hidrolik güç iletim sistemleri, tak›m tezgâhlar›nda ya¤lama ifllevleri, araç ya¤ pompalar› gibi günümüzde endüstriyel uygulamalar›n pek çok alan›nda kullan›lan
pompalard›r. Bir gövde içinde ak›fl hatt›na ba¤l› çal›flan d›fltan diflli pompalar, birbirine ba¤l› çal›flan iki difllinin emme a¤z›ndan ald›¤› ak›flkan›, basma a¤z›ndan bas›nçland›rarak gönderme prensibiyle çal›fl›rlar. fiekil 6.17’de d›fltan diflli pompa kesidi görülmektedir. Birbirini kavrayan difllilerin ileri hareketi ak›flkan›n geriye ak›fl›n› önler. Bu tür pompalar, düz diflli, helis diflli ve çavufl diflli modellere sahiptir.
Helis ve çavufl diflli pompalar, düz difllilere nazaran daha düzgün bir güç iletimi
sa¤larlar. Bu nedenle d›fltan diflli pompalar yüksek debi ihtiyac›n›n oldu¤u sistemlerde tercih edilirler. D›fltan diflli pompalar demir döküm ya da çelik dökümden
yap›lm›fl bir gövde içinde diflli sistemden oluflmufltur. Diflli mekanizmalar›n ya¤lanma ihtiyaçlar› bas›lan ak›flkanla sa¤lan›r. Pompalarda kullan›lan mil s›zd›rmazl›k
elemanlar› salmastra ya da s›kma somunlu salmastra tipidir. Kullan›lan salmastra tipi ise ak›flkan›n türüne ve pompa tasar›m›na ba¤l›d›r.
fiekil 6.17
D›fltan Diflli Pompalar
Ç›k›fl
Diflli
Yüksek Bas›nç
Diflli
Alçak Bas›nç
Girifl
Diflli pompalar nerelerde kullan›l›r?
‹çten Diflli Pompalar
SIRA S‹ZDE
12
Bu tür pompalar yap›sal özellikleri yönüyle d›fltan diflli pompalardan ayr›l›rlar. Birbirine paralel iki diflli den oluflan pompa mekanizmas›nda d›fl diflli tahrik difllisi göS O Rpompa
U
revini yapar ve iç diflliyi tahrik eder. fiekil 6.18’de görüldü¤ü gibi
difllileri
hilal mekanizmas›, difllileri birbirinden ayr› tutar ve ak›flta girdap ak›mlar›n›n oluflmas›n› engeller. Bu durum ak›flta süreklili¤i sa¤lar ve pompan›nD ‹verimini
artt›r›r.
KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
N N
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
178
‹çten diflli pompalarda iç diflli hareketi ile her iki difl bofllu¤una ba¤l› olarak
ak›flkan› içeri al›r ve ak›flkan› hilal bölgesinden geçirir. Ç›k›fl a¤z›na yak›n diflli hareketi ile birlikte ak›flkan d›flar› bas›nçland›r›larak gönderilir. ‹ç diflli d›fl diflliye nazaran daha az difle sahiptir. Pompa yap›s›; yuvarlak bir yap›ya sahip demir döküm
veya çelik bir gövde içinde toplanm›fl diflli sistemidir. Pompada tahrik difllisi çelik
di¤er diflli daha yumuflak bir malzemedir.
fiekil 6.18
‹çten Diflli Pompalar
Ç›k›fl
‹ç Diflli
Girifl
Rotor
Pervaneli ve Türbin Pompalar
Pervaneli ve türbin pompalar 500 m3/h’den yüksek debilerde basma yüksekli¤inin
fazla olmad›¤› durumlar için kullan›lan pompalard›r. Bu pompalar kuyular, jeotermal uygulamalar, zemin alt› su kaynaklar›n›n kullan›m›, yer alt› depolar›nda ak›flkan pompalama gibi pek çok uygulamalarda kullan›maktad›rlar. Bu tür pompalar
fiziki yap›lar› ve ak›fl özelliklerine göre düfley milli türbin pompalar, hermetik kovanl› türbin pompalar, dalg›ç pompalar ve pervaneli türbin pompalar olmak üzere dört farkl› türe sahiptir.
Düfley Milli Türbin Pompalar
Derin kuyu pompalar› olarak kullan›lan pompalar, yüksek bas›nç kapasitesine sahip pompalard›r. Pompalama ünitesine emme çark›ndan giren ak›flkan bir çark
yard›m›yla çana¤a gönderilir. Çanakta ak›flkan, çana¤›n bir tür salyangoz etkisiyle
bas›nçland›r›l›r. Düfley milli türbin pompalar›nda bas›nç etkisi çanak say›s› ile do¤rudan orant›l›d›r. Örnek olarak bas›nç ihtiyac› 10 atm olan bir sistemde kullan›lacak pompan›n çanak etkisi 2,5 atm ise pompa çanak say›s› 4 olmal›d›r. Bu pompalarda debisel ak›fl çanak say›s›ndan ba¤›ms›zd›r. Sistemde bas›lan ak›flkan miktar› birinci çark›n kapasitesine eflittir. fiekil 6.19’da düfley milli türbin pompa
gösterilmifltir.
179
fiekil 6.19
Elkt. Motor
Düfley Milli Türbin
Pompalar
Mil
Türbin K›sm›
Düfley milli pompalar çark›n yer ald›¤› pompalama ünitesi, su sütun borusu, ç›k›fl bafll›¤› ve tahrik motoru olmak üzere 4 k›s›mdan oluflur. Bu pompalarda pompa ünitesi tamamen ak›flkan içine dald›r›l›r. Pompalama ünitesinde çanaklar yard›m›yla bas›nçland›r›lan ak›flkan, tahrik mili ve kaymal› radyal yataklardan oluflan
sütundan ilerleyerek ç›k›fl bafll›¤›ndan bas›nçland›r›larak d›flar› at›l›r.
Düfley milli türbin pompalarda suyun bas›nçland›r›lmas› nas›l olur?SIRA S‹ZDE
13
Düfley milli türbin pompalarda yüksek bas›nç nedeniyle uzun ömürlü olan meD Ü fi Ü N E L ‹ M
tal çekirdekli ya da fiber kar›fl›ml› salmastra kullan›l›r. Motor ç›k›fl bafll›¤› üzerine
yerlefltirilmifltir. Tahrik mili motor milinden geçer ve tespit somunuyla motor baflS O R U
l›¤›na ba¤lan›r.
Hermetik Kovanl› Türbin Pompalar
D‹KKAT
Yeralt› sular›ndan su ihtiyac›n›n karfl›land›¤› yerleflim alanlar› ve büyük kapasiteli
su ihtiyac› duyan iflletmelerde kullan›lan hermetik kovanl› türbin pompalar›, metal
SIRA S‹ZDE
ya da beton bir kovan içine yerlefltirilerek kullan›lan pompalard›r. Bas›nç alt›nda
kovana giren ak›flkan yüksek bas›nçla kovandan uzaklaflt›r›l›r. Bu tür pompalar›n
çal›flma prensipleri, düfley milli pompalarla ayn› özelli¤e sahiptir.
AMAÇLARIMIZ
Dalg›ç Pompalar
N N
Sanayi uygulamalar›ndan, konut uygulamalar›na kadar pek çok
alan›na
K ‹ kullan›m
T A P
sahip pompalard›r. Bu pompalar›n da çal›flma prensibi düfley milli pompalara benzer özellik gösterir. Ancak bu pompalarda motor montaj yeri düfley millinin aksine pompa ünitesinin alt›ndad›r. Böylece motor so¤utmas› Tak›flkanla
E L E V ‹ Z Y O N sa¤lanm›fl
olur. Bu durum pompalarda ortaya ç›kan yataklama ve su emdirme problemlerini
de ortadan kald›r›r. Dalg›ç pompalar çark tipleri tam santrifüj veya yar› eksenel
(kar›fl›k ak›fll›) olabilir. Bununla birlikte dalg›ç pompalar çok kademeli yap›l›rlar.
TERNET
Her kademede bir çark ve çarklar aras›nda ak›flkan›n yönünü‹ Ndo¤rultmak
için difüzör kullan›l›r.
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
180
fiekil 6.20
Dalg›ç Tipi Derin
Kuyu Pompas›
Kontrol Kutusu
Hava Pürjörü
Kompansatör
Bas›nçl› Tank
Manometre
Çekvalf
Da¤›t›m Hatt›
Ak›fl Borusu
Elektrik Kablosu
Çekvalf
Pompa
Kuyu Filtresi
Elektrik Motoru
Kuyu Taban›
Dalg›ç pompalar›n kullan›m özellikleri bu pompalar›n performanslar›n› do¤rudan etkiler. Dalg›ç pompalar›n tercihinde özellikle kapasite ve debi seçimi önemlidir. Bununla birlikte pompalanacak ak›flkan›n kirlilik veya as›l› partikül oran› bu
pompalarda verimi do¤rudan etkiler. Ayr›ca su haznelerinde pompa kuyu taban›ndan en az 2 m yukar›da olmal›d›r. Dalg›ç pompalar ço¤unlukla temiz su için tasarlanm›fl pompalard›r. Bu tür pompalarda motor so¤utma özellikleriyle elektrik montaj özellikleri ve kontrol panolar› pompalar›n ihtiyac›na cevap verecek özelliklerde
olmal›d›r. fiekil 6.20’de dalg›ç tipi derin kuyu pompas› gösterilmifltir.
SIRA S‹ZDE
14
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
SIRA
S‹ZDE en önemli parametreler nelerdir?
Dalg›ç pompa
seçiminde
Pervaneli Türbin Pompalar
Düfley milli türbin pompalar›n gelifltirilmifl modelidir. ‹malat yap›lar›na göre eksenel ak›fll›, karmafl›k ak›fll› ve özel pervaneli olmak üzere üç s›n›fa ayr›l›rlar.
S O R Upompalar, yerleflim alanlar›nda sulama amaçl›, büyük su birikinEksenel ak›fll›
tilerinin pompalanarak uzaklaflt›r›lmas› amac›yla kullan›lan pompalard›r. Düflük ç›k›fl bas›nc›naD ‹ve
yüksek debilere sahip pompalarda pompa kanatlar›ndaki da¤›t›c›
KKAT
kanatlar pervanenin neden oldu¤u kar›flt›rma hareketini azaltarak ak›fl› ç›k›fl borusuna yönlendirir. Bas›nçland›r›lacak ak›flkan; kanatlar›n ak›flkan üzerinde yaratt›¤›
SIRA S‹ZDE
itme ve kald›rma etkisiyle hareket ettirilir.
Karmafl›k ak›fll› pompalar, ak›flkan›n k›smen santrifüj etki ile k›smen de çark
kanatlar›n›n
kald›rma etkisiyle hareket ettirildi¤i çift etkili pompalard›r. Bu pompaAMAÇLARIMIZ
N N
K ‹ T A P
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
181
larda çift etki eksenel ve radyal hareket olarak ifade edilebilir. Ak›flkana çark kanatlar›nda kald›rma hareketi etkisiyle yönlendirilirken ç›k›flta bir girdap hareketi
verilir. Yüksek ak›flkan debisine sahip pompalarda çark h›zlar› 4200 dev./dk üzerindedir. Devir hareketinin etkileri eksenel pompalara göre daha fazla say›da çark
üzerinde daha fazla debi ak›fl›n› sa¤lar. Eksenel ve karmafl›k ak›fll› pervaneli pompalar çarklar› ak›flkana dald›r›lm›fl flekilde düfley konumda çal›fl›rlar. Ancak her zaman pompa montaj özellikleri buna imkan vermeyebilir. De¤iflken debi koflullar›nda de¤iflken güç ak›fllar› kontrol alt›nda tutulabilmesi için pompan›n tahrik sistemi
ak›fl yüzeyinin üstünde bir noktada tutulabilir. Bu uygulamalarda motor tahrik bölümünün so¤utulmas› ortam havas›yla sa¤lan›r. Bu pompalarda pompa çarklar›n›n
oldu¤u bölüm yatay konumda olmas›na ra¤men emifl özelli¤ine sahiptir. Yüksek
bas›nç ihtiyaçlar›nda bu pompalarda kademe say›s› da artt›r›labilir. Ancak her kademede ayn› pompa pervane tasar›m›na dikkat edilmelidir. Kademeli pompalamada her da¤›t›c› kanatlarla bir çarktan bas›lan ak›flkan bir sonraki kademenin emifline yönlendirilir. Bu koflul, ak›flkan›n bas›nc›n› ve h›z›n›, basma yüksekli¤ini yeninceye kadar, kademeli olarak yükseltilir.
Santrifüj Pompalar
Santrifüj pompalar, bina tesisatlar› baflta olmak üzere çok genifl kullan›m alan›na
sahip pompalard›r. Bu pompalar, s›v›y› merkezkaç (kinetik) enerji ile emme hatt›ndan basma ç›k›fl›na göndererek bas›nç fark› oluflturan pompalard›r. Santrifüj
pompalar çok düflük kapasite ve basma yüksekliklerinden 160000 m3/h. ve 100 m
basma yüksekli¤ine kadar genifl bir bölgede kullan›labilmektedir. Bu pompalar›n
basit yap›lar›, düflük bak›m giderleri ve kullan›m esnekli¤inin çok olmas› nedeniyle çok genifl bir kullan›m alan›na sahiptir. Uygulama alanlar›na ba¤l› olarak pek
çok tipte üretilen satrifüj pompalarda suyun bas›nçland›rma prensibi basit bir yap›ya sahiptir. Eksenel bir noktada çarka giren ak›flkan, çark›n santrifüj hareketine
ve bunu tahrik eden bir motorun enerji yüküne ba¤l› olarak bas›nçland›r›l›r. fiekil
6.21’de santrifüj pompan›n flematik görünümü ve k›s›mlar› gösterilmifltir.
fiekil 6.21
Santrifüj Pompan›n fiematik Görünümü ve K›s›mlar›
Gövde
Fan (‹mpeller)
Gövde Afl›nma Halkas›
Fan Afl›nma Halkas›
Salmastra Kutusu
Salmastra
Fan Kanal›
Mil (Shaft)
Emme A¤z›
Emme A¤z›
Mil Gömle¤i
Fan Kanal› (Vane)
Gövde (casing)
182
Ak›flkan emifl a¤z›ndan eksenel olarak çarka girdikten sonra, çark›n konstrüksiyonuna ba¤l› olarak dönmenin neden oldu¤u etkiyle ak›flkan›n her bir moleküler noktas›ndaki h›z ve bas›nc› artar. H›z ve bas›nc› artan ak›flkan, çarktan ç›kt›ktan sonra, salyangoza ulafl›r ve salyangozun yap›sal özelliklerine ba¤l› olarak h›z›
bir miktar azal›rken, bas›nc› biraz daha artar. Teorik olarak pompalarda kinetik
enerjiyi do¤uran h›z, çark› terk ettikten sonra bas›nç yüksekli¤ine dönüflür ve bu
parametrelerde pompay› terk eder. Santrifüj pompalar çal›flma aral›¤›na göre sabit
h›zl› pompalard›r. Bu özellik nedeniyle bir santrifüj pompan›n kapasitesi basma
yüksekli¤ine, yap›s›na ve emifl koflullar›na ba¤l›d›r. Bir santrifüj pompa pompan›n
ihtiyaç duydu¤u santrifüj etkiyi sa¤lad›¤› elektrik motoru, çark ve pompa gövdesi
olmak üzere 3 k›s›mdan oluflur.
SIRA S‹ZDE
15
SIRA S‹ZDEbas›nçland›rma nas›l yap›l›r?
Santrifüj pompalarda
D Ü fi Ü fiekil
N E L ‹ M 6.22
Santrifüj Pompa
SFanlar›
O R U (Çarklar›)
S O R U
D‹KKAT
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
N N
Kanat
Fan Gövdesi
Kanat
SIRA S‹ZDE
Kanat
(a) Tek Emiflli-Kapal› Fan
(b) Çift-Emiflli Fan
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
K ‹ T A P
Kanat
TELEV‹ZYON
Fan
Gövdesi
Fan
Gövdesi
TELEV‹ZYON
Kanat
(c) T›kanmaya Karfl› Genifl Fan
‹NTERNET
‹NTERNET
Fan
Gövdesi
Kanat
(d) Aç›k Fan
Kanat
Ön
(e) Yar›-Aç›k Fan
Arka
(f) Kar›fl›k Ak›m Fan› (Türbin Tip)
Bir santrifüj pompan›n en önemli bilefleni çarklar (fanlar)’d›r. Bir pompa çark›n›n yap›sal özelli¤inde kanatlar çok önemlidir. Pompada ak›flkana uygulanacak
santrifüj ve mekanik itici kuvvetlerin ak›flkan›n kinetik enerjisine dönüflmesini sa¤layacak hareketi veren kanatlar›n yap›lar›, say›lar› ve flekilleri, pompa tasar›m›ndaki en önemli kriterdir. Pompalarda kullan›lan çarklar, genel olarak tek emiflli kapa-
183
l›, çift emiflli, genifl, aç›k, yar› aç›k ve türbin tip olmak üzere alt› s›n›fta de¤erlendirilir. Pompa performans›n› do¤rudan etkileyen çarklarda seçim kriteri ak›flkand›r.
Kanatlar›n yönüne ve ç›k›fl aç›s›na göre santrifüj pompalarda debisel ak›fl ve basma
yüksekli¤i etkilenir. Bu yönüyle kanatlar öne e¤imli, radyâl (düz) ve geriye e¤imli
olarak s›n›fland›r›labilir. Bunlardan geriye e¤imli kanat tipleri ençok tercih edilir.
Çünkü bu pompalarda debi artt›kça basma yüksekli¤i düfler ve motorun harcad›¤›
güç tüketimi fazla etkilenmemifl olur. ‹yi bir santrifüj pompada gövde yap›s› da çok
önemlidir. Pompa gövdeleri; pompa çarklar›nda sa¤lanan kinetik enerjinin bas›nç
enerjisine dönüflümü, bas›nçland›r›lm›fl ak›flkana koruyucu bir hacim özelli¤i ve
ak›flkan›n en az kay›pla emme hatt›ndan basma hatt›na geçiflini sa¤lamal›d›r. Santrifüj pompalar yap›sal özelliklerine göre helezon veya difüzör yap›lardad›r.
Helezon gövdelerde, çarklardan ç›kan ak›flkan gittikçe geniflleyen bir gövde bofllu¤una girer ve sürekli büyüyen bir ak›m alan›, ak›flkan›n h›z›n›n azalmas›n› ve girdapl›
bir yap› oluflumunun önlenmesini sa¤lar. Böylece h›zdan kaynaklanan kinetik enerji,
çok küçük kay›plarla bas›nç enerjisine dönüflür. Difizör gövdelerde ise içinde eflit aral›klarla yerlefltirilmifl yönlendiriciler bulunur. Bu yönlendiriciler ak›flkan için sürekli geniflleyen bir hacim olufltururken, yap›lar› gere¤i ortamda girdapl› oluflumlar›n meydana gelmesini önlerler. Difüzörler, helezonun ifllevini yapar. Her iki pompan›n verimi
ve amaçlar› ayn›d›r. Ancak difüzör yap› çok kademeli pompalarda, yüksek bas›nç
pompalar›nda veya kar›fl›k ak›m fanlar›n›n kullan›ld›¤› gövdelerde daha yayg›nd›r.
fiekil 6.23
Santrifüj Pompa
Pövdeleri;
(a) Helezon,
(b) Difüzör Yap›da
Gövdeler
Pompa Gövde Kasas›
Pompa Mili
(drive shaft)
Difüzör
Fan Kanad›
Fan
(impeller)
Pompa Mili
Helezon Gövde
(a)
(b)
Santrifüj pompalar bas›nçland›r›lma parametresine göre tek kademeli ve çok
kademeli pompalar olarak s›n›fland›r›l›rlar. Bir santrifüj pompan›n içinde bir adet
çark varsa, bu tip pompalara tek kademeli pompa denir. Her çark›n bir bas›nçland›rma de¤eri vard›r. ‹htiyaç duyulan bas›nçland›rma de¤eri çark bas›nçland›rma
de¤erinden yüksekse, bu tür pompalarda çark say›s› artt›r›labilir. Bu flekildeki
pompalara da çok kademeli pompalar denir. fiekil 6.24’te tek ve çok kademeli
pompalar görülmektedir.
fiekil 6.24
Kademli Pompalar
(a) Tek Kademeli
(b) Çok Kademeli
184
Santrifüj pompalar çal›flma koflullar›na göre salmastral› (kuru rotorlu) ve salmastras›z (›slak rotorlu) pompalar olmak üzere iki gruba ayr›l›r. Kuru ve ›slak rotorlu pompalar ve k›s›mlar› fiekil 6.25’de verilmifltir.
SIRA S‹ZDE
16
SIRA S‹ZDE bas›nçland›rma nas›l yap›l›r?
Kademeli pompalarda
D Ü fi Ü Nfiekil
E L ‹ M 6.25
Çal›flma Koflullar›na Göre Santrifüj Pompalar
S O R U
S O R U
Pompa Gövdesi
Motor
D ‹ K K AKoruyucu
T
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
N N
Elektrik Motoru
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
KAdaptör
‹ T A P
K ‹ T A P
Mekanik Salmastra
Çark
TELEV‹ZYON
Çark Somunu
Pompa Gövdesi
TELEV‹ZYON
‹ N T E R N E T a. Kuru rotorlu
‹NTERNET
3 Boyutlu Çark
Rotor ve Sarg›
b. Islak rotorlu
Gürültü faktörünün düflük olmas›, bak›m kolayl›klar› nedeniyle ço¤unlukla ›s›tma sistemlerinde tercih edilen ›slak rotorlu sirkülasyon pompalar›, motor ve pompan›n yatak olmadan tek bir ünite halinde entegre oldu¤u hermetik s›zd›rmaz
pompalard›r. Sirkülasyon hatlar›nda yüksek devir özellikleriyle birlikte debi kontrolünün kolayl›kla yap›labildi¤i pompalard›r. Bas›nçland›r›lan ak›flkan, emifl hatt›nda ince bir rotor kovan› ile statordan ayr›lm›fl rotor haznesine girer. Rotor kovan›, s›v› ve motor aras›nda hermetik s›zd›rmaz bir engel görevini görür. Salmastral›
pompalarda, standart elektrik motorunun bir parças› olan rotor hidrolik pompa
gövdesine bir O-ring ile ba¤lan›r. Bir mile ba¤l› harekette mil, radyal eksenel rulmanlar veya bilyal› rulmanlar üzerinde döner. Pompan›n mekanik salmastra yüzeyi, ak›flkan içerisinde kal›r ve ak›flkan burada ya¤lay›c› rol al›r. Pompa ve motor
komple bir ünitedir, motor pompalan s›v› ile y›kan›r, so¤utulur ve ya¤lan›r.
Salmastras›z ›slak rotorlu pompalarda pompa ile elektrik motoru bir bütündür
ve sistemde kullan›lan elektrik motoru bas›lan ak›flkan içinde çal›flabilme özelli¤ine
sahiptir. Bunun için elektrik motorunun stator kömürü s›v› ile temastan izole edilerek korunur. Manyetik olmayan alafl›ml› çelik özelli¤inde olan mil grafit yataklar
üzerinde döner. Bas›nçland›r›lan ak›flkan pompada so¤utmaya yard›mc› olur ve rulmanlardaki yükü azalt›r. Bu tür pompalar sessiz çal›fl›r ve az bak›m gerektirir.
Yüksek debi ihtiyac›n›n oldu¤u sistemlerde ›slak rotorlu pompalara göre daha
yüksek verime sahip kuru rotorlu pompalar tercih edilir. Bu pompalarda ak›flkan›n
motorla temas› olmaz. Bu nedenle baflta so¤utma devreleri olmak üzere sudan
farkl› ak›flkanlarla da kullan›labilirler. Kuru rotorlu pompalar›n di¤er bir fark› ise,
pompa gövdesi ve pompa milinin havayla olan temas›n›n yumuflak salmastra veya mekanik salmastra kullan›larak kesilmifl olmas›d›r. Kuru rotorlu pompalar›n
motorlar› genellikle sabit devirli 3 fazl› motorlard›r. Devir h›zlar› frekans inverter
cihazlar›yla kontrol edilebilir. Kuru rotorlu pompalar tasar›mlar›na göre üç ana çeside ayr›labilirler.
POMPALARDA ENERJ‹ EKONOM‹S‹
Tar›m, g›da, kimya, petrokimya, imalat gibi pek çok sanayi uygulamalar›yla binalarda mekanik tesisler olmak üzere oldukça genifl bir kullan›m alan›na sahip olan
pompalar dünya enerji tüketiminin yaklafl›k %20’sini kullanmaktad›r. Pompalar uygulama ve montajlarda ba¤›ms›z üniteler olarak de¤erlendirilseler de bir sistemle
birlikte hareket ederler. ‹flletim ömrü olan bu sistemlerin bir enerji tüketim ihtiyac› oldu¤u ve bu enerji tüketim sürecinde pompalar›n önemli bir yer tuttu¤u unutulmamal›d›r. Dolay›s›yla pompa seçimi iflletme ekonomisini büyük ölçüde etkileyebilecek bir durumdur ve y›ll›k maliyette kendi maliyetinin çok çok üstünde
enerji maliyetine sahip olabilir. Bir pompalama sistemine sahip bir yap›da, ortalama pompaj sisteminin yat›r›m maliyeti yaklafl›k %6’lar civar›ndayken, iflletim sürecinde iflletme maliyetleri %60’lara ulaflmaktad›r. Bu nedenle pompa seçimindeki
özen enerji tüketimini optimum de¤erlere indirilebilir. Günümüz teknolojisiyle oldukça geliflme gösterilen pompa teknolojilerinde verimli pompa üretimi yo¤un çal›flmalarla devam etmektedir. Üst s›n›ra yaklafl›lan bu yap›da pompa verimleri oldukça iyi seviyelere çekilmifltir. Birkaç puan dahi olsa potansiyelin devam etti¤i
görülmektedir. Bir pompada, pompan›n çal›flma aral›¤›, ak›fl debisinin sabit veya
de¤iflken olmas›, pompa imalat standard›, montaj özelli¤i ve ba¤lant› sistemi, pompan›n ömür boyu maliyet analizi gibi parametreler; pompa verimini do¤rudan etkilemektedir. Bir sistemde enerji verimlili¤i yüksek pompa tercihi için öncelikle
pompa ve sistemlere iliflkin; debinin durumu (de¤iflken mi?,sabit mi?), seçilen
pompa ve boru çaplar›n›n uygunlu¤u, pompan›n devir durumu gibi özellikler dikkate al›nmal›d›r. Pompalarda enerji ekonomisi yönüyle en önemli parametre debi
kontrolü ve debi ihtiyac›na ba¤l› pompa tercihidir.
Pompalarda Debi Kontrolü
Pompalarda enerji ekonomisini do¤rudan etkileyen en önemli parametredir. Sistemlerde klasik pompa seçimi, pik yük dikkate al›narak veya olas› ihtiyaç art›fllar›
dikkate al›narak ve genellikle pompa debisinin %25, basma yüksekli¤inin %10 artt›r›larak yap›l›r. Ancak kullan›m ihtiyac› sürekli pik yük alt›nda gerçekleflmeyebilir
veya ihtiyaç art›fl› yerine hesaplanan pik yüklere dahi ulafl›lamayabilir ki bu da
önemli bir enerji tüketimidir. Baz› uygulamalarda de¤iflken debi ve bas›nç kontrolü için boru kesitlerinin de¤itirilmesi veya ak›fl› s›n›rlayan elemanlar›n kullan›ld›¤›
görülür. Ancak bu yöntemlerde de pompa ak›fl› sürtünme etkisiyle düfler, pompa
verimi olumsuz etkilenir ve enerji tüketimi artar. Bu uygulamada gerçekte, araba
kullan›rken gaz pedal›na sonuna kadar bas›p h›z› fren pedal›n› kullanarak ayarlamaya benzetilebilir. Bu da enerjinin bir k›sm›n›n bofla harcanmas› ve donan›m›n
185
186
gereksiz yere y›pranmas› demektir. Bu nedenlerle pompalarda ak›fl debisinin kontrol edilmesi önemli bir enerji ve ekonomik avantaj sa¤layabilir. Pompal› sistemlerde debi kontrolüne iliflkin; pompay› ihtiyaç halinde çal›flt›rmak, pompa frekans›
veya gerilimiyle oynamak, çeflitli kontrol vanalar› kullanmak, depolar›n statik yüksekli¤inden yararlanmak gibi yöntemlerin tercih edlidi¤i görülmektedir. Bir pompalama sisteminde debi kontrolü; kontrol vanas›, by-pas vanas›, emme ve basma
yükseklik kontrolü, pompa çark kesidinin de¤ifltirilmesi, çal›flan pompa say›s›n›n
de¤ifltirilmesi, pompalar›n kesintili çal›flt›r›lmas›, de¤iflken devirli pompa kullan›m›yla sa¤lanabilir.
Kontrol Vanas› ile Debi Kontrolü
Pompalarda debinin kontrolünde kullan›lan en basit yöntem pompa basma hatt›nda kontrol vana kontrolüdür. fiekil 6.26’da da görülebilece¤i gibi basma hatt› vanas› k›s›ld›¤›nda ak›fl debisinin azalmas›na ba¤l› olarak pompa debisi ile birlikte
yük azalmas›yla birlikte motorun harcad›¤› güç de azal›r.
Ancak bu yöntem sadece pervaneli pompalar için geçerli bir özelliktir. Pozitif (hacimsel) s›k›flt›rmal› tipler de bu özellik, ak›fl debisi pompan›n devir say›s›
ile do¤ru orant›l› olmas› nedeniyle geçerli de¤ildir. Hacimsel (pistonlu, paletli ve
vidal›) pompalarda debi motorun devir say›s›na göre sabit kabul edilebilir. Günümüzde kontrol vanalar› debi kontrolünü pompalar›n yan›nda, sayaçlar gibi sabit debi ihtiyac›n›n oldu¤u yerlerde de geliflmifl modelleri kullan›lmaktad›r. Bu
vanalar, istenilen debi veya girifl/ç›k›fl bas›nçlar›nda meydana gelen de¤iflimlere
bakmaks›z›n, ayarlanm›fl ak›fl debisini sabit tutarlar. Diyafram aktüatörlü ve hidrolik prensiplerle göre çal›flan kontrol vanalar›, glob vanalara göre daha düflük
bas›nç kayb› de¤erlerine sahiptir. Bu nedenle pompa sistemlerinde emifl hatt›nda kesme vanas›ndan sonra çekvalfin yerine de kullan›l›r. Bu tür kontrol vanalar›, gövde ve buna ba¤l› bir aktüatör setinden oluflur. Aktüatör seti, ak›fl özelliklerine ba¤l› olarak müdahale edilebilr ve vana kontrolünü kendi üzerinde
farkl› parametrelere göre de¤ifltirilebilir özelli¤e sahiptir. Bu tür vanalar, ergonomik özellikleriyle sabit ana gövde üzerinde pilot ba¤lant›lar› de¤ifltirmek suretiyle solenoid kontrol, bas›nç düflürücü, bas›nç sabitleme, h›zl› tahliye, pompa
kontrol, darbe önleme, debi kontrol gibi farkl› ifllevler için de kullan›labilirler.
fiekil 6.27’de otomasyonu yap›lm›fl bir pompa sistemi üzerinde kontrol vana uygulamalar› görülmektedir.
187
fiekil 6.26
Kontrol
Vanalar›n›n
Pompa Etkileri
(Manuel Kontrol
Vanal› Pompa
Sistemi)
a. Pompa Ba¤lant›
Hatt› (Manuel
Kontrol Vanal›)
b. Kontrol
Vanas›nda
K›s›lma Sonucu
Debi ve Enerji
De¤iflimi
By Pass Vanas›
Kontrol Vanas›
Pompa
Çek Valf
Kontrol Vanas›
(a)
Sistem E¤risi HA2
H(%)
160
B2
140
120
K›sma
Sistem E¤risi HA2
100
80
Basma Yüksekli¤i
Fazlas›
B1
60
40
20
Sistem Basma
Yüksekli¤i ‹htiyac›
0
P(%)
0
20
10
60
80
100 Q(%) 120
120
100
80
P1
Güç Tasarrufu
P2
60
40
20
0
0
20
10
60
80
100 Q(%) 120
(b)
fiekil 6.27
Pompa Ba¤lant›
Hatt› (Otomatik
Kontrol Vanas›)
1
2
1 Pompa
2 Pompa Kontrol Vanas›
3 Darbe Önleme Kontrol Vanas›
3
188
By-Pas Vana Kontrolü
Pompalarda debi kontrolünde seri ba¤l› vana kontrolü yerine emme ve basma hatt› aras›nda pompaya paralel ba¤l› by-pass ifllevi gören bir vanayla kontrol edilme
ifllemidir. K›sma (kontrol) vanas›nda debi kendi ak›fl performans› üzerinde k›s›l›rken, by-pass vanas›nda emme hatt›ndaki debi azalt›larak yük azalt›l›r ve pompada
daha az bir güç harcanmas›na yol aç›l›r. Böylece sistem aç›s›ndan ihtiyaç duyulan
debi s›f›r olsa bile, pompa asla bir kapal› vanaya karfl› çal›flmam›fl olacakt›r. Bu durum pompan›n afl›r› yüklenmesine ve motorun yanmas›na engel olacakt›r. By pass
hatlar› pompa hatlar›na paralel ve ayn› kesit özelli¤ine sahip elemanlard›r. fiekil
6.28’de görülece¤i gibi by pass vanalar› genellikle manuel kontrollü vanalard›r.
Ancak tam otomasyon sistemlerde bu vanalar›n otomatik kontrollü olanlar› tercih
edilir.
fiekil 6.28
By Pass Vanal›
Pompa Ba¤lant›
Hatt›
By Pass Vanas›
Kontrol Vanas›
Pompa
Çek Valf
Kontrol Vanas›
Emme ve Basma Yüksekli¤inin De¤ifltirilmesi
Bir pompada emme yüksekli¤i pompa debisini olumsuz etkiler. K›saca emme hatt› yüksekli¤i artt›kça debi azal›r. Bu özellik pompa basma yüksekli¤i için ise basma yüksekli¤i artt›kça debi yine azal›r. Ancak bu tür bir debi kontrolü sistemlerde
yüksek pompa seçimi, istenmeyen bas›nç parametreleri gibi olumsuzluklar› da beraberinde getirir.
Emmedeki net pozitif yükseklik bir pompa için pompa giriflinde kavitasyonu
önlemek için gereken minimum toplam emme yüksekli¤i olarak tan›mlan›r. Bu,
pompa tasar›m›ndaki bir fonksiyondur ve metre veya kPa cinsinden deneysel olarak belirlenir. Bir pompan›n kavitasyon etkisine maruz kalmamas› için pompa sisteminden deneysel olarak veya deneylerden ç›kar›lan ampirik formüllerle hesaplanabilen Net Pozitif Emme Yüksekli¤i (NPEYsistem veya NPEYmevcut), (NPSH: Net
Positive Suction Head) de¤erinden, veya üretici taraf›ndan kataloglarda verilen
NPEYmakine (NPEYpompa, NPEYgerekli) de¤erinden büyük olmas› gerekir. Emme hatt› yüksekli¤inde bu parametre dikkate al›nmasa pompalarda performans›
olumsuz etkileyen kavitasyon oluflumu engellenemez.
Emme ve basma yükseklik kontrolü, özgül h›z, pompa gücü, ak›flkan özelli¤i
ve s›cakl›¤› ile pompa malzemesi (kavitasyon erozyonuna karfl› malzemenin gösterece¤i direç) parametrelerine ba¤l›d›r. Pompalarda pompan›n debisel ak›fl›n› ve
enerji tüketim potansiyelini do¤rudan etkileyen basma yüksekli¤i; sistemlerde hesaplanan veya seçilen pompa için kontrol edilmelidir. Hesaplanan pompa basma
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
yüksekli¤i ön görülemeyen statik kay›plar nedeniyle olmas› gerekenden fazla al›nmaktad›r. Bu hem fazla debi ak›fl› hem de gereksiz enerji tüketimi demektir. Statik
S O R U
yüklere ba¤l› optimum basma yüksekli¤ine göre pompa tercihi yap›lmal›d›r.
‹ K K A T minumum
Emme borusu mümkün oldu¤u kadar k›sa ve düz olmal›d›r. Tesisat›nD elverdi¤i
say›da ve e¤rilik yar› çap› büyük dirsekler kullan›larak yük kay›plar› azalt›lmal› ve emmedeki net pozitif yükseklik art›r›lmal›d›r.
SIRA S‹ZDE
Pompa Çark Kesidinin De¤ifltirilmesi
N N
AMAÇLARIMIZ
Özellikle santrifuj pompalarda, tüm turbo makinalarda oldu¤u
gibi, bir mile ba¤l›
sabit eksen etraf›nda bir aç›sal h›zla dönen ve çark ad› verilen bir ana eleman vard›r. Pompa çarklar›, çeflitli kullan›m alanlar›na göre düflük, orta ve yüksek basma
K ‹ T A P
yüksekli¤ine göre tasarlan›rlar. Santrifüj pompalarda kullan›m ihtiyac›n›n belirli zamanlar için farkl› bir veya iki debisel de¤er oldu¤u durumlarda, maliyetler yönüyle yeni bir pompa almadan pompa çark kesidinin de¤ifltirilmesi, tercih edilen bir
TELEV‹ZYON
yöntemdir. Debi ihtiyac›na ba¤l› çark kesidinin de¤ifltirilmesi yöntemine dayan›r
ve ihtiyaç duyulan debinin pompan›n nominal debi de¤erinden daha küçük oldu¤u durumlarda çark çap›n›n küçültülerek pompa performans›n›n azalt›lmas› iflle‹ N T Edevreye
RNET
midir. Çark çap›n›n küçültülmesi pompa monte edilmeden veya
al›nmadan önce yap›l›r. Pompan›n çark›n›n çap›, debisi ve basma yüksekli¤i aras›nda matematiksel ba¤lant› vard›r. Afla¤›daki formüller çark çap›yla pompa performans›
aras›ndaki iliflkiyi göstermektedir.
 D  2 ∀&
 2  = 2 = H2
D 
H1
∀& 1
 1 
(6.21)
.
.
Burada D1 girifl çap›, D2 ç›k›fl çap›, ∀1 girifl debisi, ∀2 ç›k›fl debisi, H1 girifl basma yüksekli¤i ve H2 ç›k›fl basma yüksekli¤ini tan›mlar. Çark çap› azald›kça pompa debisi ve basma yüksekli¤i düfler. Bu küçülme oran›na ba¤l› olarak pompa verimi de düflmektedir. Örne¤in çark çap›ndaki Dx > 0.8; az küçülme, verimde de %
oran›nda küçük de¤iflimleri tan›mlar. Verimdeki azalman›n derecesi, kesit küçülmesi yan›nda pompa tipine ve çal›flma noktas›na ba¤l›d›r. Eflitlik (6.21)’den de görülebilece¤i gibi, debi ile basma yüksekli¤i aras›nda da oransal bir de¤iflim vard›r
ve bu oran, çark çap›n›n karesidir.
Pompan›n Devir Say›s›n›n De¤ifltirimesi
Sistemlerde ihtiyaç duyulan debisel ak›fl çok çeflitli olabilmektedir. Örne¤in, bir
sistem sabit ve devaml› bir debiye ihtiyaç duyarken, bir baflka sistem belirli s›n›r
de¤erleri aras›nda devaml› de¤iflen bir debiye ihtiyaç duyar veya bir baflka sistem
sabit, de¤iflken debili ve kesintili bir iflletme fleklini isteyebilir. Bu sistem ihtiyaçlar›n›n farkl› kombinasyonlar› da söz konusu olabilir. Pek çok pompa uygulamalar›nda fiekil 6.29’da da görülebilece¤i gibi ihtiyaç duyulan debisel ak›fl %40 ile %60
aral›¤›nda de¤iflmektedir.
189
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
190
fiekil 6.29
25
Ak›fl Sürecinde
Debi Profili
20
15
10
20
40
60
%Debi
80
100
Bu durum çal›flma periyodunun önemli bir k›sm›nda daha az güç gereksinimine ra¤men, maksimum debi ve gücün harcanmas› demektir. Pek çok uygulamada
ihtiyaçtan az debiye ra¤men pompalar maksimum enerjiyi sürekli olarak çekerler.
Enerji tüketimi ak›fl kesidinin daralt›larak debinin çok düflürüldü¤ü zamanlarda bile çok az etkilenir. Pompalarda ak›fl debisi, devir say›s› ve ak›fl bas›nc› aras›nda iliflki, benzeflim kanunlar›yla tan›mlanm›flt›r. Buna göre;
n2
n1
=
 n  2 H  n 3 P
 2 = 2 ,  2 = 2
 
H1  n1 
P1
1  n1 
∀& 2
,
∀&
(6.22)
Pompa karakteristikleri olarak tan›mlanan ak›fl debisi, basma yüksekli¤i ve
pompa gücü devir say›s›na ba¤l›d›r. Devir say›s›n› de¤ifltirerek farkl› karakteristikler elde etmek mümkündür. Buna göre; pompa debisi devir say›s› ile orant›l› olarak artar, pompa basma yüksekli¤i devir say›s›n›n karesi ile orant›l› olarak artar ve
pompa güç ihtiyac› devir say›s›n›n küpü ile orant›l› olarak artar. Debi kontrolüne
ba¤l› olarak devir ayar›n›n kontrol edildi¤i pompalarda, maksimum h›z ve gücün
sadece k›sa süre için geçerli oldu¤u göz önüne al›n›rsa sistemlerde önemli oranda
enerji tasarrufu sa¤lanm›fl olur. Bunun için pompaya ba¤l› elektrik motorunun uygulanan gerilim ve ak›m frekans›n› de¤ifltirerek devir say›s›n›n kontrol edilmesi
sa¤lan›r. Böylece istenen debi ve basma yüksekli¤i sa¤lanm›fl olur ve tüketimde elde edilecek kazanç, düflük debilerde sürtünme kay›plar›n›n azalmas›yla oldukça
yüksek olur. Devir kontrolü frekans konvektörü (FC) ad› verilen düzeneklerle gerçeklefltirilir. Bu düzenekler frekans konvektörü yan›nda ‹nvertör, De¤iflken H›z Sürücüler (DHS - VFD), De¤iflken Frekansl› Sürücüler (VFD) veya Frekans Dönüfltürücüsü gibi birçok isimle tan›mlanmaktad›r. Tüm bunlar ayn› fleyi tan›mlamaktad›r
ve elektrik motorlar›nda kademesiz h›z ayar›n› sa¤layan elektronik bir düzenektir.
Uygulamalarda bu sistemlerin; mekanik montajlar› kolay, verimleri ve tasarruf potansiyelleri yüksek, gürültü faktörleri düflük, enerji sistemleriyle entegresi kolayd›r.
191
Pompalar›n Paralel ve Seri Ba¤lanmalar›
Yüksek debi ihtiyac›n›n veya basma yüksekli¤inin oldu¤u sistemlerde yüksek kapasiteli pompa tercihi genellikle yüksek enerji tüketimi ve maliyetler nedeniyle istenmeyen bir durumdur. Bu tür durumlarda ihtiyac›n karfl›lanabilece¤i birden fazla pompa kullan›l›r ve pompalar boru hatlar›nda paralel veya seri olarak çal›flt›r›labilirler. Yüksek debinin ihtiyaç duyuldu¤u durumlarda pompalar paralel, basma
yüksekli¤inin çok oldu¤u durumlarda ise pompalar sisteme seri olarak ba¤lanabilirler. Pompalar seri ba¤land›¤›nda kesit de¤iflimi olmad›¤› için ak›fl debisi çok artmaz, ancak güce ba¤l› basma yüksekli¤i daha fazla artar. Bu durum fiekil 6.30’da
seri ba¤lanm›fl pompa ortak karakteristik e¤risinde de görülebilir. fiekil 6.30’da birinci pompa e¤risinin yatay eksenle aras›ndaki mesafeye eflit aral›kl› basma yüksekli¤ini tan›mlayan dikey bölüntüleri (h1, h2, h3,...hn) çizilir. Bu mesafelere ikinci
pompa üzerine ilâve edilerek seri hâldeki pompalar›n ortak e¤risi çizilmifl olur. Sistem e¤risi üzerinde çal›flma noktas› belirlendi¤inde basma yüksekli¤i görülür.
fiekil 6.30
H
Seri Pompa E¤risi
Basma
Yüksekli¤i
(m)
Sistem E¤risi
h1
h2
h3
Çal›flma Noktas›
2. Pompa
h4
h5
1. Pompa
h1
h2
h3
h4
h5
Debi 1t/s
Pompalar›n paralel ba¤lant›s›nda ise debi çok artar, ancak basma yüksekli¤i
çok artmaz. fiekil 6.31’de ise paralel ba¤lanm›fl pompalar›n ortak e¤rileri görülmektedir. Buna göre birinci pompa e¤risi ile dikey eksen aras›na eflit aral›kl› yatay
bölüntüleri (q1, q2, q3,....qn) yani debi ak›fl e¤rileri oluflturulur. Daha sonra bu e¤risel noktalara ikinci pompa e¤risinin üzerine ilâve edilerek paralel çal›flan pompalar›n ortak e¤risi oluflturulur. Paralel pompan›n çal›flma noktas› de¤erlendirildi¤inde yüksek debi görülür.
Pompalar›n Seri
Ba¤lanmas›
Durumunda
Manometrik
E¤rinin De¤iflimi
192
fiekil 6.31
Pompalar›n
Paralel
Ba¤lanmas›
Durumunda
Manometrik
E¤rinin De¤iflimi
H
(m)
2. Pompa
q5
1. Pompa
q4
Sistem E¤risi
q5
q3
Çal›flma Noktas›
q4
Paralel Pompa
Ortak E¤risi
q3
q2
q2
q1
q1
Debi 1t/s
ÖMÜR DEV‹R MAL‹YET‹N‹N HESAPLANMASI
fiekil 6.32
Bir Pompan›n
Ömür Devir
Maliyet Da¤›l›m›
SIRA S‹ZDE
17
Son y›llarda pompa maliyet ve ekonomik de¤erlendirmelerinde ömür devir maliyeti (ÖDM) kavram› öne ç›km›flt›r. Bir pompa sat›n al›n›rken yaln›zca sat›n alma
maliyetine bak›lmamal›d›r. Bu maliyetle birlikte bir pompan›n ömür sürecinde
olas› maliyeti de¤erlendirilmelidir. Bu bölümde, ÖDM’nin ne oldu¤unu, hesaplarken dikkate al›nmas› gereken hususlar› ve nas›l hesaplanaca¤›n› anlamak için bir
pompan›n ömür devri maliyetini oluflturan elemanlar incelenecektir. Pompan›n
Ömür Devri Maliyeti (ÖDM), The Hydraulic Institute, Europump ve US Department of Energy taraf›ndan gelifltirilen bir kavramd›r. Bu kavram, pompa sistemleri de dâhil olmak üzere çeflitli sistemlerde firmalar›n masraflar›n› en aza indirip,
enerji verimliliklerini en yükse¤e ç›karmalar›na yard›mc› olmak amac›yla gelifltirilmifltir. Ömür devri maliyeti hesaplar›, yeni tesisatlar tasarlan›rken ya da mevcut tesisatlar›n onar›m›nda bir karar arac› olarak kullan›labilir. Ömür boyu maliyet içinde sat›n alma, bak›m, enerji maliyeti oldu¤u kadar ar›za halinde üretim
kayb› maliyeti, söküp atma maliyeti
‹lk Yat›r›m
Maliyeti
gibi hususlar da ele al›nmaktad›r. Bu
Bak›m Maliyeti
% 5-8
% 2-5
hesaplama sonucunda tüm parametrelerle birlikte enflasyon ve faiz
oranlar› dikkate al›narak hesaplanan
ÖDM’ne ba¤l› al›nabilecek yüksek
verimli ve dayan›kl› pompalar önerilir. Bir pompan›n ömür sürecinde
ilk yat›r›m maliyetleri, bak›m maliyetleri ve enerji maliyetleri etkindir.
Enerji Maliyeti
% 87-93
Bu parametrelerin oransal da¤›l›m›
fiekil 6.32’de verilmifltir.
S‹ZDE amac› nedir?
Ömür devir SIRA
maliyetinin
fiekil 6.32’de de görülece¤i gibi ömür sürecinde bir pompan›n enerji maliyetleD Ü fi Ü N E L ‹ M
ri di¤er maliyetlere nazaran oldukça yüksektir. Bu ancak ömür devir maliyet analizi ile belirlenebilir. Bir pompa için ÖDM;
S O R U
S O R U
D‹KKAT
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
i= n
i= n
i= n
i= n
i= n
i= n
i =0
i =0
i=0
i=0
i= 0
i =0
ÖDM = Ciym + ∑ Cm + ∑ Ce + ∑ Ci + ∑ Cçev + ∑ Ca + ∑ Cb + Ch
(6.23)
Burada ömür süreci için Ciym ilk yat›r›m maliyetini, Cm toplam montaj ve iflletmeye alma maliyetini, Ce toplam enerji maliyetini, Ci toplam iflçili¤i kapsayan iflletme maliyetini, Cçev toplam çevre maliyetini, Ca toplam üretim kayb›na neden
olan ar›za maliyetini, Cb toplam bak›m ve onar›m maliyetini, Ch yeniden iflletmeye alma/hurdaya ç›karma maliyetini tan›mlar. Afla¤›da her bir parametre ayr› ayr›
de¤erlendirilmifltir.
Bir pompa ve donan›m› için ilk yat›r›m maliyetleri (Ciym), o pompan›n çal›flt›r›lmas› için gereken pompa, frekans konvertörü, kontrol panosu ve sensörler gibi
tüm malzeme, donan›m ve aksesuarlar› kapsar. Genellikle, pompa sistemlerinde
ilk yat›r›m maliyetleri ile enerji ve bak›m maliyetleri aras›nda do¤rudan bir iliflki
vard›r. Ekonomik veya ucuz tercihler ço¤u zaman pahal› tercihlere göre ömür süreçlerinde yüksek maliyetler gösterir.
Pompa sistemlerinde montaj ve iflletmeye alma maliyetleri (Cm), pompalar›n
montaj›, tesisat hatlar›n›n çekilmesi, elektrik donan›m›n›n ba¤lanmas›, sensör, frekans konvertörü gibi ölçüm kontrol ve yönetim sistemlerinin montaj›, ba¤lant› ve
çal›flt›r›lmas›, sistemin iflletmeye alma maliyetini içerir. Bu tür maliyet de¤erlendirilmesinde, ilk yat›r›m maliyetlerinde oldu¤u gibi, do¤rudan ba¤lant›l› süreçler dikkate al›nmal›d›r.
Bir pompan›n ÖDM içinde en önemli parametresi enerji maliyetidir (Ce). Pek
çok sistemlerde pompalar y›ll›k 200 saati geçen çal›flma sürelerine sahiptir. Enerji
maliyetlerindeki art›fllar da de¤erlendirildi¤inde ömür devir süreçleri için enerji tüketim maliyetlerinin en yüksek paya sahip olduklar› görülür. Dünyada elektrik
enerjisinin yaklafl›k %20’sini tüketten pompalarda enerji tüketimi; yük da¤›l›m›na,
pompa verimine, motor verimine, pompa kapasitesine (toleranslar ve yuvarlamalar genellikle gere¤inden büyük pompalar›n seçilmesine yol açar), boru ve ba¤lant› elemanlar›na (vana, çekvalf gibi), h›z-kontrollü çözümlerin kullan›m›na (endüstride h›zkontrollü pompalar›n kullan›m› ile, enerji tüketimini %50 ye varan oranlarda düflürmek mümkün olabilmektedir.) ba¤l›d›r.
ÖDM sürecinde bir pompa sistemi için iflletme maliyetleri (Ci), sisteminin çal›flt›r›lmas›yla ilgili iflçilik giderlerini içerir. Sistemin toplam iflçilik maliyetleri içinde
pompalara ba¤l› iflçilik giderleri oldukça düflük seviyededir. Ancak pompa tercihlerinde özellikle büyük çapl› sirkülasyon pompalar›nda yanl›fl tercihler, montaj ve
iflletme hatalar› nedeniyle bu maliyet önemli olabilir. Ayr›ca günümüzde geliflen
kontrol elemanlar› sayesinde, pompa sistemlerinin otomasyona ba¤l› iflletilmesi,
bu maliyet kalemini daha da düflürecektir.
Her mekanik uygulamada hurdan›n dürümü, bak›m süreçlerinde kirli s›v› ak›fllar› veya ya¤lama gibi kirlenme faktörleri bir pompan›n ÖDM içinde çevre maliyetlerini (Cçev) oluflturur. Çevre maliyetleri özellikle endüstriyel uygulamalarda karfl›m›za ç›kan ÖDM içinde düflük seviyededir ancak çevre etkinli¤i yönüyle dikkate
al›nmas› gereken bir maliyettir.
Pompalarda bak›m ve onar›m masraflar› (Cb), bir pompa sisteminin yedek parça, nakil ve iflçilik gibi bak›m ve onar›m›yla ilgili tüm masraflar› kapsar. Ayr›ca bir
pompada optimum çal›flma ömrü elde etmenin ve ar›zalar› engellemek için önleyici bak›mlar zaman›nda yap›lmal›d›r.
193
194
Üretim süreçlerinde aktif olarak kullan›lan pompalar için en korkulan koflullar
pompan›n ar›za yapmas› ve buna ba¤l› olarak üretimin durdurulmas›d›r. Bu durum
flüphesiz iflletmeler aç›s›ndan önemli bir mali kayb›n oluflmas›na yol açar. ÖDM
hesaplar›nda pompa ar›zalar›na ba¤l› üretim maliyet kay›plar› (Ca) dikkate al›nmas› gereken parametredir. Üretim sürecinde pompadan beklenen performans›n sa¤lanmas› için, tek bir pompa yeterli olsa da, sistemlerde beklenmedik bir ar›zalar›n
oluflmas› durumunda devreye al›nacak ve üretimde aksamay› engelleyecek bir yedek pompa kullan›lmas› ço¤unlukla tercih edilen yöntemdir.
Yeniden iflletmeye alma ve hurdaya ç›karma maliyeti (Ch), pompa üreticisine
ba¤l› olmakla beraber, bir pompa sisteminin yeniden iflletmeye al›nma ve hurdaya
ç›kar›lma maliyetleri fazla de¤iflkenlik göstermez. Dolay›s›yla bu maliyet çok nadir
olarak dikkate al›n›r.
Bu parametrelerde iflletme özelli¤ine uygun olarak bir pompa için ömür devri
maliyeti, sistemin ömrü boyunca yukar›da say›lan tüm maliyetlerin toplanmas›yla
elde edilir. Tipik olarak bir pompan›n ömür süreci 10 ila 20 y›l aras›ndad›r.
POMPA SEÇ‹M‹
Pompa seçimi; bir iflletmenin iflletme maliyetlerini do¤rudan etkileyecek bir etkiye
sahip olabilir. Pompalar y›l›k enerji tüketimleri dikkate al›nd›¤›nda kendi maliyetinin katlarca fazla maliyette enerji harcayabilir. Uygun bir pompa seçimi ile bu
enerji maliyetleri uygun miktarlara çekilebilir. Pompa seçimi, temelde kullan›lmak
istenen sistemde istenilen debi ve bas›nc›n sa¤lanmas› ifllemidir. Bir sisteminin
performans ihtiyaçlar› uygun tip ve özelliklere sahip bir pompa tipi seçilmesiyle
önem kazan›r. Ancak bu süreç sistem ihtiyaçlar›n› karfl›layacak di¤er alternatif
pompalar›nda mutlaka de¤erlendirilmesini gerektirir. Ekonomik, etkinlik ve verimlilik performanslar›na ba¤l› olarak bu pompalar içinden en uygunu seçilir. Bir tesise uygun pompa seçebilmek için baz› unsurlar› mutlaka sa¤l›kl› olarak elde edilmelidir. Bunlar:
a. Pompalanacak ak›flkan›n s›cakl›¤›, özgül a¤›rl›¤›, viskozitesi ve temizli¤i gibi temel parametreler, pompan›n yap›sal yönüyle yak›ndan ilgili oldu¤u için
önemlidir.
b. Pompa kapasitesinin belirlenebilmesi için gerekli ak›fl debisi bilinmelidir.
c. Sistemin ifllevsel özellikler, pompaj sistemin yap›s›na ait bilgiler, tesisat ak›fllar›n›n hesaplanmas› ve çizilmesi için gereklidir.
ç. Ak›flkan kayna¤› ve emme koflullar› sorgulanmal›, depolama karakteristikleri tüm yönleriyle ve do¤ru incelenmelidir.
d. Sistemde pompadan yararlanacak kullan›m noktas› say›s›, y›ll›k çal›flma süreleri, ihtiyac› olan debisel de¤erler, pompalar›n seri ya da paralel çal›flma
koflullar›n›n belirlenmesi için gereklidir.
e. Sistemin kurulaca¤› alan ile ilgili bilgiler incelenmelidir.
f. Enerji kayna¤› ve sürdürülebilirli¤i sorgulanmal›d›r.
Bir pompa sisteminin sabit giderleri için, pompa çark çap›n›n karesi (D2)ile, iflletme giderleri ise pompa çark çap›n›n 5. kuvveti (D5) ile de¤iflti¤ini kabul eden
bir yaklafl›m vard›r. Genel uygulamalarda bu yaklafl›mdan hareketle, küçük tesisler için basit ve ucuz pompalar öne ç›karken, büyük kapasiteli ve sürekli çal›flan
tesislerde güçlü pompalar tercih edilmektdir. Bir sistem için pompa seçimi için afla¤›daki unsurlar göz önüne al›nmal›d›r:
a. Pompa ve sisteme iliflkin veriler gerçekçi olmal›, olas› toleranslar de¤erlendirilmeli, gücü karfl›layacak kadar büyük motor seçilmelidir.
b. Emmedeki net pozitif yük ve titreflim yönüyle, öncelikle düflük devirli
pompa seçilmelidir. Ayn› devirli iki pompa aras›nda seçim yap›lacaksa; istenen çal›flma noktas›, pompan›n en iyi verim noktas›n›n solunda olan
pompa seçilmelidir.
c. Pek çok sistemde zamanla sisteme yap›lan ilaveler nedeniyle debideki art›fllara göre boru kesitleri ve ba¤lant› elemanlar› uygun seçilmelidir.
ç. Bir depoya de¤il de, do¤rudan bir boru flebekesine su pompalamas› ve debinin vana ile ayarlanmas› durumunda, toplam dinamik yük (basma yüksekli¤i) ve debi e¤risi yat›k olan pompalar, hidroforlu sistemlerde ve çok say›da pompan›n paralel ba¤land›¤› koflullarda ise dik toplam dinamik yük
(TDY) ve debi e¤risine sahip pompalar seçilmelidir.
d. Derin kuyulardan su çekilmesinde, e¤er debi küçük, bas›nç büyükse
(TDY>60 m) dalg›ç tip, büyük debi ve küçük TDY (TDY<60 m) koflullar›nda ise milli tip derin kuyu pompalar› öncelikle de¤erlendirilmelidir.
e. Yo¤un veya afl›r› kat› madde içeren s›v›lar için aç›k çarkl› santrifüj yada enjektörlü pompalar tercih edilmelidir.
f. De¤iflken devirli (frekans kontrollü) pompalar, debinin az olmas› istendi¤i
sürece, basma yüksekli¤inde azalma meydana geldi¤i için sistem veriminde
iyileflme sa¤lar.
g. Basma yüksekli¤inin yüksek oldu¤u durumlarda, verimli bir debi kontrolü
için pompa tercihi paralel pompa kullan›lmas›d›r.
h. Sabit devirli durumlarda, en iyi pompa tercihi, en iyi verim bölgesinde çal›flan, sabit devirli pompalard›r.
i. Pompa seçiminde, ömür devir maliyeti (ÖDM) mutlaka dikkate al›nmal›d›r.
j. Pompalar›n boru karakteristi¤ine uygun bir flekilde seri ve/veya paralel ba¤lanmas› basma yüksekli¤ini ve ak›fl debisini art›r›labilir. Ayr›ca, debi art›rmak için basma borusuna paralel borularda ba¤lamak mümkündür. Seri
ba¤lama genellikle basma yüksekli¤ini, paralel ba¤lamada ise debi önemli
ölçüde artar. Sabit devirli pompalar en iyi verim noktas›nda çal›flt›r›lmal›d›r.
Sürtünme kay›plar›n›n az oldu¤u sistemlerde verimli çal›flma için, debiyi
karfl›layacak tek pompa yerine, her biri yar›m debiyi karfl›layacak iki pompa seçilmelidir.
195
196
Özet
Günümüzde sanayi prosesleri baflta olmak üzere yayg›n olarak kullan›lan pompalar; bir s›v› ak›flkana ba¤l›
çal›flan tüm sistemlerde birincil bir enerji kayna¤›na
ba¤l› olarak ak›flkan›n kinetik veya potansiyel enerjisini yükseltmeye yarayan elemanlard›r. K›saca pompa;
bir s›v› ak›flkan› bir yerden baflka bir yere sevk eden cihaz olarakta tan›mlan›r. Pompalar sadece s›v› ak›flkanlarda kullan›l›rlar, pnömatik veya gaz ak›flkanlarda kullan›lmazlar. Pompalar›n süreci incelendi¤inde; ilk uygulamalarda enerji kullan›m› yerine el yard›m›yla pompalama yap›ld›¤› görülür. Bu süreçlerde s›v› ak›flkan›n
nakledilmesi için kullan›lan cihazlara ise tulumba ad›
verilmifltir. Tulumba ço¤unlukla s›n›rl› hacimsel ak›flkan›n bas›lmas› ifllevini yerine getiren basit hacimsel pompalard›r. Günümüzde ise ak›flkan›n bu ifllevi için elektriksel bir güç kullan›ld›¤› pompalar tercih edilmifltir.
Ak›fl sürecinde s›v› ak›flkanlar›n bas›nç, debi, viskozite
ve kavitasyon gibi temel özellikleri pompalar aç›s›ndan
önemlidir.
Evsel ihtiyaçlar, ticari ve tar›msal gereksinimler, g›da,
kimya, petrokimya, ilaç, mekanik ve altyap› gibi bina,
ulafl›m ve sanayi sektörlerin pek çok ifllevlerinde yo¤un
olarak kullan›lan pompalar, literatürde pek çok s›n›fland›rmayla ifade edildi¤i görülür.
Pistonlu pompalar; bir pistonun ileri geri hareketine
ba¤l› ak›flkan›n iletilmesi prensibine dayan›r. Silindir
piston düzene¤iyle ak›flkan›n emmilmesi ve bas›nçland›r›lmas› sa¤lan›r. Pistonlu pompalarda ileri geri hareket silindiri içinde bulunan pompa pistonu ve s›zd›rmazl›k elemanlar› ile gerçekleflir.
Sanayide bas›nçland›rma, ya¤lama, s›v› transferi gibi
tezgah uygulamalar›nda, yak›t sistemlerinde, kazanlar›n
yak›t püskürtme sistemlerinde, dizel motorlarda diflli
kutular›n ya¤lanma ifllevlerinde yayg›n olarak kullan›lan pompalard›r. Birbirleriyle beraber çal›flan iki düz
diflli çarktan ibaret olup yap›lar› basittir
Pervaneli ve türbin pompalar 500 m3/h’den yüksek debilerde basma yüksekli¤inin fazla olmad›¤› durumlar
için kullan›lan pompalard›r. Bu pompalar kuyular, jeotermal uygulamalar, zemin alt› su kaynaklar›n›n kullan›m›, yer alt› depolar›nda ak›flkan pompalama gibi pek
çok uygulamalarda kullan›lmaktad›rlar. Bu tür pompalar fiziki yap›lar› ve ak›fl özelliklerine göre düfley milli
türbin pompalar, hermetik kovanl› türbin pompalar,
dalg›ç pompalar ve pervaneli türbin pompalar olmak
üzere dört farkl› türe sahiptir.
Santrifüj pompalar, bina tesisatlar› baflta olmak üzere
çok genifl kullan›m alan›na sahip pompalard›r. Bu
pompalar, s›v›y› merkezkaç (kinetik) enerji ile emme
hatt›ndan basma ç›k›fl›na göndererek bas›nç fark› oluflturan pompalard›r. Santrifüj pompalar çok düflük kapasite ve basma yüksekliklerinden 160000 m3/h. ve
100 m basma yüksekli¤ine kadar genifl bir bölgede
kullan›labilmektedir.
Bir pompalama sistemine sahip bir yap›da, ortalama
pompaj sisteminin yat›r›m maliyeti yaklafl›k %6’lar civar›ndayken, iflletim sürecinde iflletme maliyetleri %60’lara ulaflmaktad›r. Bu nedenle pompa seçimindeki özen
enerji tüketimini optimum de¤erlere indirilebilir. Bir
pompada, pompan›n çal›flma aral›¤›, ak›fl debisinin sabit veya de¤iflken olmas›, pompa imalat standard›, montaj özelli¤i ve ba¤lant› sistemi, pompan›n ömür boyu
maliyet analizi gibi parametreler; pompa verimini do¤rudan etkilemektedir. Bir sistemde enerji verimlili¤i yüksek pompa tercihi için öncelikle pompa ve sistemlere
iliflkin; debinin durumu (de¤iflken mi?, sabit mi?), seçilen pompa ve boru çaplar›n›n uygunlu¤u, pompan›n
devir durumu gibi özellikler dikkate al›nmal›d›r. Pompalarda enerji ekonomisi yönüyle en önemli parametre
debi kontrolü ve debi ihtiyac›na ba¤l› pompa tercihidir.
Son y›llarda pompa maliyet ve ekonomik de¤erlendirmelerinde ömür devir maliyeti (ÖDM) kavram› öne ç›km›flt›r. Bir pompa sat›n al›n›rken yaln›zca sat›n alma maliyetine bak›lmamal›d›r. Bu maliyetle birlikte bir pompan›n ömür sürecinde olas› maliyeti de¤erlendirilmelidir.
Pompa seçimi; bir iflletmenin iflletme maliyetlerini do¤rudan etkileyecek bir etkiye sahip olabilir. Pompalar
y›ll›k enerji tüketimleri dikkate al›nd›¤›nda kendi maliyetinin katlarca fazla maliyette enerji harcayabilir. Pompa seçimi, temelde kullan›lnak istenen sistemde istenilen debi ve bas›nc›n sa¤lanmas› ifllemidir. Bir sisteminin performans ihtiyaçlar› uygun tip ve özelliklere sahip bir pompa tipi seçilmesiyle önem kazan›r. Ekonomik, etkinlik ve verimlilik performanslar›na ba¤l› olarak
bu pompalar içinden en uygunu seçilir.
197
1. Afla¤›dakilerden hangisi bir ak›flkan›n kütle debisi
için geçerli kavram de¤ildir?
a. Yo¤unluk
b. S›cakl›k
c. H›z
d. Kesit alan
e. Hacimsel debi
6. Afla¤›dakilerden hangisi diflli pompalar›n kullan›m
yeri de¤ildir?
a. Jeotermal uygulamalar
b. Yak›t sistemleri
c. Diflli kutular›n ya¤lanmas›
d. Yak›t püskürtme
e. Ya¤lama ve s›v› transferi
2. Bir s›v›n›n birim a¤›rl›ktaki pompa girifli ve ç›k›fl›
aras›nda kazand›¤› enerji veya bas›nç fark› olarak ifade
edilen kavram afla¤›dakilerden hangisidir?
a. Debi
b. Viskozite
c. Bas›nç
d. Manometrik yükseklik
e. Net bas›nç etkisi
7. Afla¤›dakilerden hangisi 500 m3/h’den yüksek debilerde basma yüksekli¤inin fazla olmad›¤› durumlar için
kullan›lan pompalard›r?
a. Pistonlu pompalar
b. Pervaneli ve türbin pompalar
c. Diflli pompalar
d. Hidrolik pompalar
e. Tek kademeli pompalar
3. Afla¤›dakilerden hangisi ve hareket halindeki ak›flkanda oluflan lokal gerilmelerle, ak›flkan›n flekil de¤ifltirme h›z› aras›ndaki iliflkiyi tan›mlar?
a. Debi
b. Bas›nç
c. Viskozite
d. Hidrolik güç
e. Manometrik verim
8. Afla¤›dakilerden hangisi santrifüj pompalarda kullan›lan bir çark türü de¤ildir?
a. Tek emiflli kapal›
b. Çift emiflli
c. Türbin tip
d. Piston tipi
e. Yar› aç›k
4. Kavitasyon etkisinin bir pompa için neden oldu¤u
en önemli problem nedir?
a. Verimi yükseltir
b. Ak›flkan s›cakl›¤›n› de¤ifltirir
c. Ak›flkan yo¤unlu¤unu artt›r›r
d. Hidrolik gücü artt›r›r
e. Emmede net pozitif yükü olumsuz etkiler
5. Pistonlu pompalarda silindir piston düzeneklerinin
ifllevleri nedir?
a. Ak›flkan›n emme ve bas›nçland›r›lmas›
b. Ak›flkan›n vizkoz etkisinin artt›r›lmas›
c. Ak›flkan emme h›z›n›n düflürülmesi
d. Ak›flkan›n depolanmas›
e. Ak›flkan›n pozitif yükünün düflürülmesi
9. Afla¤›dakilerden hangisi bir pompa için ömür devir
maliyetini en çok etkiler?
a. Yat›r›m maliyeti
b. ‹flçilik giderleri
c. Enerji maliyetleri
d. Hurda maliyeti
e. Ömür süreci
10. Bir depoya de¤il de, do¤rudan bir boru flebekesine
su pompalamas› ve debinin vana ile ayarlanmas› durumunda kullan›laca pompa hangisidir?
a. Dik tip pompa
b. ‹kiz pompa
c. E¤ik tip pompa
d. Dozaj pompas›
e. Yat›k tip pompa
198
1. b
2. d
3. c
4. e
5. a
6. a
7. b
8. d
9. c
10. e
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Kütlesel Debi” konusunu
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Manometrik Yükseklik” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Viskozite” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Kavitasyon” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Pistonlu Pompalar” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Diflli Pompalar” konusunu
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Pervaneli ve Türbin Pompalar” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Santrifüj Pompalar” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Ömür Devir Maliyetinin Hesaplanmas›” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Pompa Seçimi” konusunu
S›ra Sizde 3
Pompan›n basma yüksekli¤i için referans düzlemi kuyunun yüzey seviyesi al›n›r. (Her iki hazne yüzeyi atmosfere aç›k ve yüzey sabit kabul edilir. (P1=0, P2=0,
V1=0, V2=0.)
h2 = 18 + 9 = 27 m
H = h2 - h1
H = 27 - 0 =27 m
S›ra Sizde 4
.
∀ = 20/3600 = 0,005 m3/s
.
m = 0,005.1000 = 5 kg/s
H = h2 - h1
H = (5+(3.10)-0) = 35 m
.
Ph = m .g.H = 5.9,81.35 = 1720 W = 1,72 kW
S›ra Sizde 5
.
Ph = m .g.H (W)
Ph = (1000.0,005).9,807.21 = 1029 (W)
η=
S›ra Sizde 1
.
∀ = V1A1 = V2A2
.
∀ = V1A1 = 3.π.(0,04)2/4=0,0037 m3/s
.
∀ = V1A1 = V2A2
2
(40)
A
V2 = V1 1 V2 = 3 ⋅
= 0, 98 m / s
2
A2
70
( )
Ph
P
=
1029
= 0, 34
3000
S›ra Sizde 6
Viskozite; bir ak›flkan›n akmaya karfl› gösterdi¤i dirençtir.
S›ra Sizde 7
τ =µ
du
V
1, 5.6
=µ =
= 562, 5 Pa
dy
h 0, 016
Re =
ρVL 840.6.0, 016
=
= 53, 76
µ
1, 5
Re>Rekritik ise ak›fl türbülansl›d›r.
S›ra Sizde 2
.
a. ∀ = 0,4.(200/3600) = 0,022 m3/s
.
∀ = VA ⇒ 0,022 = V2.(π/4*0,042) = 17,5 m/s
.
.
m 2 = tsu .∀ = 998.0.022 = 21.96 kg/s
.
b. ∀3 = (0,6.(200/3600)/2) = 0,017 m3/s
.
.
m 3 = tsu .∀3 = 998.0,017 = 16.97 kg/s
.
.
m 3 = m 4 = 16.97 kg/s
S›ra Sizde 8
Ak›fl alan› içerisinde herhangi bir noktada yerel h›z yükselir ve buna ba¤l› olarak bas›nç doymufl buhar bas›nc›n›n alt›na düflerse çabuk buharlaflma bafllar ve çok say›da buhar cepleri meydana gelir. Bunlara kavitasyon
kabarc›klar› denir.
S›ra Sizde 15
Santrifüj pompalar eksenel bir noktada çarka giren ak›flkan, çark›n santrifüj hareketine ve bunu tahrik eden bir
motorun enerji yüküne ba¤l› olarak bas›nçland›r›l›r.
S›ra Sizde 9
Ca =
2( Pa − Pv )
ρV 2
0, 26 =
2(131000 − 2337 )
998 V 2
, V = 31, 49 m / s
(5°C için Pv=863 Pa ve t =1000 kg/m3)
Ca =
Ca =
2( Pa − Pv )
ρV 2
2(131000 − 863)
1000 302
199
= 0, 289
0,289>0,26 oldu¤u için kavitasyon oluflmaz.
S›ra Sizde 10
Pistonlu pompalar; bir pistonun ileri geri hareketine
ba¤l› olarak ak›flkan›n piston düzene¤iyle emilmesi, bas›nçland›r›lmas› ve iletilmesi prensibine dayan›r. Pistonlu pompalar; bünyelerindeki pistonlar›n dizilifl flekline
göre eksenel pistonlu pompalar, radyal pistonlu pompalar ve pistonlu el pompalar› olmak üzere 3 farkl› tipi
vard›r.
S›ra Sizde 11
Eksenel pistonlu pompalarda ak›fl debileri piston kurslar›n›n büyüklü¤üne ba¤l›d›r. Debi kontrolü piston kurslar›n›n ayarlanmas›yla sa¤lan›r.
S›ra Sizde 12
Sanayide bas›nçland›rma, ya¤lama, s›v› transferi gibi
tezgah uygulamalar›nda, yak›t sistemlerinde, kazanlar›n
yak›t püskürtme sistemlerinde, dizel motorlarda diflli
kutular›n ya¤lanma ifllevlerinde yayg›n olarak kullan›lan pompalard›r.
S›ra Sizde 13
Düfley milli türbin pompalarda pompa ünitesi tamamen
ak›flkan içine dald›r›l›r. Pompalama ünitesinde çanaklar
yard›m›yla bas›nçland›r›lan ak›flkan, tahrik mili ve kaymal› radyal yataklardan oluflan sütundan ilerleyerek ç›k›fl bafll›¤›ndan bas›nçland›r›larak d›flar› at›l›r.
S›ra Sizde 14
Dalg›ç pompa seçiminde pompa kapasitesi ve ak›fl debisi önemlidir.
S›ra Sizde 16
Santrifüj pompalarda her çark›n bir bas›nçland›rma de¤eri vard›r. ‹htiyaç duyulan bas›nçland›rma de¤eri çark
bas›nçland›rma de¤erinden yüksekse, çark say›s› artt›r›larak bas›nçland›rma sa¤lan›r.
S›ra Sizde 17
Ömür devir maliyetinin amac›; pompa sistemleri de dâhil olmak üzere çeflitli sistemlerde firmalar›n masraflar›n› en aza indirip, enerji verimliliklerini en yükse¤e ç›karmalar›na yard›mc› olmakt›r.
Ay ‹. (2011), Hidrolik ve Pnömatik Ders Notlar›,
Bal›kesir Üniversitesi, Mühendislik ve Mimarl›k
Fakültesi, Bal›kesir.
Ayder E. ‹likan A.N. (2009) Rotadinamik Pompalar›n
Tüm Alan Karakteristikleri IX. Ulusal Tesisat
Mühendisli¤i Kongresi, sayfa 909-923.
Beflergil B. (2012) Ak›flkan iletici cihazlar, Celal Bayar
Üniversitesi, Manisa.
Çengel Y. Cimbala J.M. (2007). Ak›flkanlar Mekani¤i
Temelleri ve Uygulamalar›, ‹zmir, Güven kitabevi.
Çuha D.(2012) Santrifüj Pompa Sistemlerinde Enerji
Tasarrufu, Ursan Pompa Armatür ve Endüstriyel
Ürünler San. Tic. Ltd. Sti., Kocaeli. http://www.
wisegeek.com/what-is-a-turbine-pump.htm
Erol O. (2007). Deri ‹flletmelerinde Su Gereksinimin
Karfl›lanmas›: Santrifüj Pompalar›n Kullan›m›
Ve Optimizasyonu, Yüksek Lisans Tezi, Trakya
Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Tekirda¤.
Ertöz A.Ö, Duymufl E.(2001), De¤iflken devirli pompa
seçimi, 3. Pompa Kongresi ve Sergisi, Askeri Müze
Kültür Sitesi AFP Binas›, Harbiye, ‹stanbul
Ertöz
A.Ö.(2006).
Pompalar
ve
Pompaj
Sistemlerinde Enerji Verimlili¤i, Tesisat
Mühendisli¤i Dergisi Say›: 96, s. 50-56.
GEO (2012). Pompalar, GEO, ‹zmir. www.geotr.com/
htmlarea/Pompalar.pdf
GRUNDFOS (2004). Pompa El Kitab›, GRUNDFOS
Pompa San. ve Tic. Ltd. fiti. ‹stanbul.
200
http://www.bayar.edu.tr/besergil/6_2_akiskan_iletici_
cihazlar.pdf
K›l›ç H. (2005). Tar›msal Sulama ve Enerji,
Güneydo¤u Anadolu Bölgesi Enerji Forumu
2005,TMMOB Elektrik Mühendisleri Odas›,
Diyarbak›r.
Konuralp O. Albayrak K. (2009). Pompal› Sistem
Uygulamalar›nda Ömür Boyu Maliyet Yaklafl›m›,
IX. Ulusal Tesisat Mühendisli¤i Kongresi, sayfa 13271344
KSB.(2012) Santrifüj Pompalar, Ursan Pompa Armatür
ve Endüstriyel Ürünler San. Tic. Ltd. Sti., Kocaeli.
KUMPAS.ORG. (2008) Pompa ve Hidrostatik, http://
kumpas.org/v3/dokumanlar/pompa-ve-hidrostatikt169.0.html
MEGEP. (2005). Hidrolik Sistemler, Meslekî E¤itim ve
Ö¤retim Sisteminin Güçlendirilmesi Projesi, Milli
E¤itim Bakanl›¤›, Ankara.
MEGEP. (2007). Motorlu araçlar Teknolojisi
Hidrolik Pompalar, Meslekî E¤itim ve Ö¤retim
Sisteminin Güçlendirilmesi Projesi, Milli E¤itim
Bakanl›¤›, Ankara.
Nalbanto¤lu B. (2001) Pompalarda Ömür Boyu
Maliyet ve Sistem Etkinli¤i, 4. Pompa Kongresi
ve Sergisi, ‹stanbul.
Ö¤üt S. (2001). Pompalarda Enerji Tasarrufu, 4.
Pompa Kongresi ve Sergisi, ‹stanbul.
POMSAD (2006) De¤iflken H›zl› Pompalama Baflar›l›
Uygulamalar ‹çin Bir K›lavuz, Europomp ve
Hidrolik Enstitüsü, Türk Pompa ve Vana Sanayiciler
derne¤i, Ankara.
POMSAD (2006) Pompa Performans Kriteri Üzerine
Bir Üçleme, Europomp ve Hidrolik Enstitüsü, Türk
Pompa ve Vana Sanayiciler derne¤i, Ankara
POMSAD (2006) Pompalarda Ömür Boyu Maliyet:
Pompal› Tesisler için ÖBM Analiz Rehberi,
Europomp ve Hidrolik Enstitüsü, Türk Pompa ve
Vana Sanayiciler derne¤i, Ankara.
fien M. (2011). Santrifüj Pompalar ve Pompa
Tesisatlar›, MAS-DAF Makine sanayi A.fi. ‹stanbul.
Tamer K.(2012) De¤iflken H›zl› Tahrik Sistemlerinin
Ak›flkan Kontrolunda Uygulanmas›, http://
www.controltech.com.tr/Documents/Ak%C4%B1%
C5%9Fkan%20Kontrol%C3%BCnde%20Enerji%20Ta
sarrufu.pdf
Türkmen B. (2011) Yeflil Binalarda Pompa, Yeflil
Binalarda Pompa Semineri, Türk Tesisat Mühendisleri
Derne¤i, Ankara.
Wilo
(2005)
Pompa teknolojisinin temel
prensipleri, W‹LO Pompa Sistemleri sanayi A.fi.
‹stanbul.
7
Amaçlar›m›z
N
N
N
N
Bina yönetim sistemlerinin faydalar›n› ve amaçlar›n› belirleyebilmek,
Yang›n ihbar ve alarm sistemlerinin çal›flma prensiplerini aç›klayabilmek,
Kartl› geçifl ve kapal› devre TV sistemlerinin bileflenlerini aç›klayabilmek,
Ak›ll› evleri ve bina otomasyonunu aç›klayabilmek
Anahtar Kavramlar
• Bina Yönetim Sistemi
• Yang›n Alarm ve ‹hbar Sistemi
• Kapal› Devre TV sistemi
• Kartl› Geçifl Sistemleri
• Ak›ll› Ev
• Bina Otomasyonu
‹çindekiler
Klima Sistemlerinde
Enerji Ekonomisi
Bina Yönetim
Sistemleri
• G‹R‹fi
• B‹NA YÖNET‹M S‹STEM‹N‹N YAPISI
• YANGIN ALGILAMA VE ALARM
S‹STEMLER‹
• KARTLI GEÇ‹fi VE KONTROL
S‹STEMLER‹
• AYDINLATMA OTOMASYONU
• KAPALI DEVRE TV S‹STEMLER‹
• AKILLI EV S‹STEMLER‹
• B‹NA OTOMASYONU
Bina Yönetim Sistemleri
G‹R‹fi
Önceleri binalar›n iflletmesi insanlar taraf›ndan yap›labilirken, binalar büyüdükçe,
kullan›lan cihazlar artt›kça, otomasyon sistemleri gelifltikçe binalar “Bina Yönetim
Sistemi” ad› verilen sistemler taraf›ndan yönetilmeye bafllam›flt›r. Binalarda ›s›tma,
so¤utma, havaland›rma, iklimlendirme, ayd›nlatma, güvenlik, yang›ndan korunma
gibi sistemlerin geliflmesi bunlar›n yönetimini karmafl›k hale getirmifltir. Sürdürülebilir, güvenli, ekonomik ve iflletme için bilgisayar deste¤ine dayanan bina yönetim
sistemleri devreye girmifltir. Bina otomasyon sistemlerinde denetlenen sisteme iliflkin verimlilik analizleri, raporlamalar, alarm durumlar› aktif olarak uzaktan kontrol
edilebilmekte ve bir iki personelin yönetebilece¤i bilgisayar ekranlar›nda gözlenebilmektedir. Yap›lan analizler ç›kt› olarak al›nabilmektedir. Bina otomasyon sistemlerinde kontrolü sa¤layan donan›mlar yaz›l›mla yönetilmektedir. Sistemde daha sonra olabilecek de¤ifliklikler yaz›l›ma yap›labilecek eklemelerle dahil edilebilmektedir. Bina otomasyon sistemleri iflletmenin verimli olarak çal›flt›r›lmas›n› sa¤lar. Bunun yan›nda enerji tasarrufu, güvenlik ve çal›flan say›s›nda azalma sa¤lar.
B‹NA YÖNET‹M S‹STEM‹N‹N YAPISI
Bina yönetim sistemi kavram›, asl›nda 1950’li y›llarda ortaya ç›kmaya bafllam›flt›r.
Elektronikteki geliflmelerle, çok karmafl›k yap›daki sistemler kontrol edilebilir hale
gelmifltir. 1970’lerde seri data tafl›ma sistemleri ve elektronik donan›mlardaki geliflmeler, bina yönetim sistemlerinin günümüzdeki ilkel hallerini ortaya ç›karm›flt›r.
Bu sistemde sahadan s›cakl›k, bas›nç gibi bilgiler toplanmakta ve ana merkeze
gönderilmektedir. Ana merkez de, ›s›tma - so¤utma sistemindeki yap›lmas› gereken vana açma-kapama gibi bilgileri panele göndermektedir. 1970’lein ortalar›nda
kiflisel bilgisayarlar›n ortaya ç›kmas›yla ana merkezlerde bunlar kullan›lmaya bafllanm›flt›r. Bu geliflme merkezden izleyebilme ve verileri yaz›c›dan alma kolayl›¤›
getirmifltir. 1980’lerde bilgisayar teknolojisindeki geliflmelerle sahadan bilgi toplama, yorumlama, kontrol, izleme gibi ifllemlerin yap›lmas›n› daha küçük maliyetlerle gerçeklefltirilmesini sa¤lam›flt›r.
Avrupa ve Amerika’da pek çok binada art›k bina yönetim sistemleri kullan›lmaktad›r. Ülkemizde de bina yönetim sistemi uygulamas›na üniversite kampüslerinde, al›flverifl merkezlerinde, hastanelerde, havaalanlar›nda, otellerde, ifl merkezlerinde ve fabrikalarda yo¤un bir flekilde rastlanmaktad›r. Bina yönetim sistemleri,
binadaki elektromekanik sistemlerin kontrolü ile birlikte bilgilerin bir merkezde
toplanmas› ve bir merkezden yönetilmesi olana¤›n› sa¤lam›flt›r.
204
Çal›flma Prensibi
Bina yönetim sistemleri, bilgisayar ile saha elemanlar›n›n bilgi al›flverifli yapmas›
esas›na dayanmaktad›r. Saha elemanlar›; sahadaki cihazlardaki bilgileri alg›layan
sensörler, anahtarlar ve kontrolörlerle donat›lm›flt›r. Ayr›ca kontrolörden gelen bilgiler vana, damper ç›k›fllar›yla uygulanmaktad›r. Kontrolörler; saha elemanlar›ndan gelen bilgileri alg›layan ve bafllang›çta tasarlanan yaz›l›ma göre bu bilgileri yorumlayarak gerekli de¤erleri alarak kontrolün yap›ld›¤› ve al›nan bilgilerin merkeze gönderildi¤i elemanlard›r.
Sistemin çal›flma prensibi flu flekilde olmaktad›r: Binan›n çeflitli yerlerinde kontrol edilmek istenen tesisat ve sistem elemanlar› bulunmaktad›r. Bas›nç, s›cakl›k,
h›z gibi büyüklükleri ölçecek sensörler (alg›lay›c›lar), tesisat ve sistemde ölçüm
al›nmas› gereken yerlere yerlefltirilmifltir. Ayr›ca vana, damper motoru gibi cihazlar›n aç/kapa kontrol cihazlar› gibi saha elemanlar› sistem içerisinde bulunmaktad›r.
fiekil 7.1
Bina Yönetim
Sisteminin Çal›flma
Prensibi
MERKEZ‹ B‹R‹M
ÇIKTI B‹R‹MLER‹
EKRAN
B‹LG‹SAYAR (YAZILIM)
veya
KONTROL PANEL‹
(M‹KRO ‹fiLEMC‹)
YAZICI
M‹KRO ‹fiLEMC‹-RAM
CD/DVD/BlueRAY
SAB‹T D‹SK
B‹LG‹ TOPLAMA
ve
KONTROL B‹R‹M‹
ALGILAYICI
SAHA B‹LG‹ TOPLAMA
B‹R‹MLER‹
(KONTROLLER)
KONTROL ELEMANI
SAHA ELEMANLARI
Saha elemanlar› üzerinde bulunan sensörlerden gelen bilgiler, mikroifllemciler
taraf›ndan de¤erlendirilmektedir. Yaz›l›m›n ön gördü¤ü flekilde (ortam s›cakl›¤›n›
21 °C yap, nemi % 60 yap gibi) de¤erlendirilen bilgiler, damper veya vana motoru gibi saha elemanlar›n›n kontrolünü ve pompa gibi cihazlara kumanda edilmesini sa¤lar. Di¤er bir deyimle, binada çeflitli sistemlere yerlefltirilen saha bilgisayarlar› (mikroifllemciler) sahadan gelen ve sahaya gönderilen her türlü bilgi ve kontrol
sinyalini ana kumanda merkezindeki bilgisayara iletmektedirler. Ana kumanda
merkezindeki bilgisayarlar taraf›ndan de¤erlendirilen bu bilgiler ekrana aktar›l›r,
buradan da istenildi¤inde yaz›c›dan ç›kt› olarak al›nabilir. Sistemin çal›flma bilgileri, haftal›k ya da ayl›k olarak raporlanabilir.
Bina yönetim sisteminin çal›flma prensibi fiekil 7.1’de görülmektedir.
205
7. Ünite - Bina Yönetim Sistemleri
Mikroifllemci nedir? Aç›klay›n›z.
Bina Yönetim Sisteminin Avantajlar›
SIRA S‹ZDE
1
fi Ü N E L ‹ M
Bina yönetim sistemlerinin en önemli avantaj›, sistemin mevcutD Üdurumunu
izlemek
ve yaz›l›mda belirtilen kontrol noktalar›na dayanarak kontrol etmektir. Sistemin
bütün çal›flma periyotlar› s›ras›nda olabilecek her türlü bilgi buS sistem
O R U arac›l›¤› ile
izlenip, kontrol edilebilmektedir. Örne¤in vantilatör, pompa, aspiratör, kazan, hidrofor gibi elemanlar›n›n çal›fl›yor ya da çal›flm›yor bilgisi izlenebilmektedir. Benzer
D‹KKAT
flekilde vana ve damper motorlar›n›n aç›kl›k oranlar› yüzde olarak izlenebilmektedir (% 10 aç›k, % 30 kapal› gibi). Bunlar›n d›fl›nda çeflitli cihazlar›n ar›za ve alarm
SIRA istenilen
S‹ZDE
durumlar› da izlenebilmektedir. Bu bilgiler, çeflitli aral›klarla veya
zamanlarda bilgisayar haf›zas›nda kaydedilebilmektedir. Eskiye dayal› çeflitli tarihlerdeki,
çeflitli bilgiler görülebilecek ve yaz›c›dan ç›kt› olarak al›nabilecektir.
AMAÇLARIMIZ
Bina yönetim sistemlerinin uygulanmas›, ciddi boyutta enerji tasarrufu sa¤layabilmektedir. Örne¤in binadaki toplant› salonlar›, hangi gün ve hangi saatlerde kullan›lacaksa bu saatler esas al›narak ›s›t›lacak ya da so¤utulacakt›r.
çeflitli
K ‹ T ABinan›n
P
bölümleri için hafta içi ya da hafta sonu programlar› yap›labilmektedir. Bu tür uygulamalar, ciddi enerji tasarrufu ortaya ç›karmaktad›r.
Bina yönetim sistemleri, ar›zalar›n önceden tespitini sa¤layarak
cihazlara baTELEV‹ZYON
k›m-onar›m kolayl›¤› getirmekte ve önemli sorunlar› ortadan kald›rmaktad›r. Örne¤in bir rulman yata¤›ndaki ya¤ s›cakl›¤› belli bir de¤erin üzerine ç›kt›¤›nda sistem
alarm vermekte, rulman ya¤›nda ortaya ç›kan s›cakl›k art›fl›, ar›zan›n sebebinin bu‹ N T E R NBu
E T alarm›n ollunmas›n› gerekiyorsa rulman›n de¤ifltirilmesini sa¤layabilmektedir.
mamas›, rulman›n bulundu¤u elektrik motorunun tamamen devre d›fl› kalmas›na
neden olup, ciddi ar›zalara yol aç›p sistemin bir süre devre d›fl› kamas›na neden
MAKALE
olabilir.
Bina yönetim sistemleri, ortam›n daha konforlu iflletilmesini sa¤lar ve de¤iflen
ortam flartlar›na daha h›zl› cevap verilir. Örne¤in, bir konser salonunda 500 izleyici
varken gerekli olan taze hava miktar› ile 750 izleyici varken gerekli olan taze hava
miktar› birbirinden farkl›d›r. Bu miktar kontrol cihaz›yla otomatik hesaplan›p uygulanabilir. Bu durumda konforlu bir ortam oluflturman›n yan› s›ra enerji tasarrufu da
sa¤lan›r. Filtrelerin önüne ve arkas›na yerlefltirilen bas›nç sensörleriyle bas›nç fark›
art›fl› belirli bir de¤ere geldi¤inde filtrenin de¤ifltirilmesi gerekti¤i alarm› verilir. Filtrenin zaman›nda de¤iflmesi, konfor yan›nda olas› ar›zlar› da ortadan kald›r›r.
Bina yönetim sistemleri, periyodik bak›m ifllemlerinin zaman›nda yap›lmas›n›
sa¤layarak cihaz verim ve ömrünü art›r›r. Cihazlar›n çal›flma saatleri toplanarak periyodik bak›mlar› bu saatlere göre tespit edilir. Hangi cihaza ne zaman bak›m yap›laca¤› önceden bildirilerek gerekli parça de¤iflikli¤i ve bak›m ifllemi gerçeklefltirilir. Bu durum periyodik bak›m ifllerini takip edecek personel say›s›ndan da tasarruf sa¤lar.
Bina yönetim sistemleri, iflletme hatalar›n› minimuma indirgeyerek olabilecek
hatalar›n en k›sa zamanda saptanmas›n› sa¤lar. Böylece sistemin verimi ve ömrü
art›r›l›r. Verilen alarmlar vas›tas›yla ar›zalara an›nda müdahale edilebilece¤inden
cihazlar›n daha büyük ar›zalardan korunmas› ve ar›zalar›n di¤er cihazlara s›çramas› önlemmifl olur.
Bina yönetim sistemleri, yedekli çal›flan pompa, kaskad kazan gibi cihazlar›n s›ral› olarak ve ayn› sürelerle çal›flt›r›lmas›n› sa¤lar. Böylece bir kazan›n ya da pompan›n sürekli olarak di¤erinden daha az ya da daha çok çal›flmas› gibi durum ortadan kald›r›larak verimsiz iflletme ortadan kald›r›l›r.
N N
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
MAKALE
206
Yang›n alarm izleme ve güvenlik sistemleriyle iflletmenin emniyetli ve güvenilir bir flekilde yönetilmesi sa¤lan›r.
Elektrik kesilip tekrar geldi¤inde bütün cihazlar›n ayn› anda çal›flmas› önlenerek sistemin afl›r› yüklenmesinin önüne geçilir. Böyle bir durumda cihazlar s›rayla
çal›flt›r›larak hem cihazlar›n hem de trafo sisteminin emniyeti sa¤lan›r. Ayr›ca elektrik kesilmesi durumunda saha bilgisayarlar›nda ve programlarda kay›p söz konusu olmamaktad›r. Eskiye dayal› tüm bilgiler muhafaza edilmektedir.
Bina yönetim sistemleri, pek çok bileflenden meydana gelmektedir. Bunlar›n
bafll›calar› flunlard›r:
• Yang›n alg›lama ve alarm sistemleri,
• Kartl› geçifl ve asansör sistemleri,
• Ayd›nlatma sistemleri,
• Kapal› devre TV sistemleri,
• Ak›ll› ev sistemleri ve ifl merkezi otomasyonu.
Sensörler
Sensör, teknik olarak çevremizdeki s›cakl›k, nem, bas›nç gibi fiziksel koflullar›
elektriksel sinyallere çevirirler. Nas›l ki insan duyu organlar› ile çevresindeki de¤ifliklikleri alg›lay›p buna ba¤l› olarak hareket ederse, sensörler de bir anlamda duyu organlar›n›n yapt›¤› görevi yerine getirmektedir. Sensörlerden al›nan veriler,
elektrik sinyallerine dönüfltürülür. Daha sonra elektronik devreler taraf›ndan yorumlanarak mekanik aletlere kumanda edilmesi sa¤lan›r. Sensörler, otomatik kontrol sistemlerinde vazgeçilmez saha elemanlar›d›r. Sensörler sayesinde günlük hayat›m›z› daha konforlu hale getirerek kolaylaflt›rabiliriz. Örne¤in odada kullan›lan
s›cakl›k sensörü ile odan›n hangi s›cakl›kta bulundu¤unu görüp, bu s›cakl›k de¤eri geçildi¤inde odaya enerji giriflini durdurarak hem konforlu bir ›s›nma hem de
enerji tasarrufu sa¤layabiliriz. Sensörler, endüstride de çeflitli alanlarda da yo¤un
olarak kullan›lmaktad›r.
Sensörler çeflitli özelliklere göre s›n›fland›r›lmaktad›r. Bunlar; ölçülen büyüklü¤e göre, ç›k›fl büyüklü¤üne göre, besleme ihtiyac›na göre olmak üzere üç s›n›fta
de¤erlendirilmektedir. Sensörlerle ölçülen büyüklükler temel olarak alt› grupta de¤erlendirilmektedir. Sensörlerde ölçülen büyüklükler; mekanik, termal, elektriksel,
manyetik, ›fl›ma ve kimyasald›r. Mekanik büyüklükler olarak; uzunluk, alan, miktar, kütlesel ak›fl, kuvvet, tork, bas›nç, h›z, ivme, pozisyon, ses, dalga boyu olarak
s›ralanabilir. Termal büyüklük olarak s›cakl›k ve ›s› ak›s› sensörleri bulunmaktad›r.
Elektriksel büyüklük olarak; voltaj, direnç, ak›m, frekans sensörleri s›ralanabilir.
Manyetik sensörler olarak; alan yo¤unlu¤u, manyetik moment ve geçirgenlik sensörleri s›ralanabilir. Ifl›ma sensörleri ise; yo¤unluk, dalga boyu, yans›tma olarak s›ralanabilir. Kimyasal sensörler ile yo¤unlaflma, içerik, oksidasyon, reaksiyon h›z›
büyüklükleri ölçülebilmektedir. Sensörler, ürettikleri ç›k›fl sinyallerine göre ise iki
s›n›fta de¤erlendirilmektedir. Bunlar dijital sensörler ve analog sensörlerdir. Dijital
sensörlerin alg›lama prensipleri, ya hep ya hiç fleklindedir. Analog sensörler de ise
verebilecekleri en yüksek ç›k›fl sinyali ve verebilecekleri en düflük ç›k›fl sinyali aras›nda analog olarak yani de¤iflken sinyal üretme prensibi vard›r.
Sensörler, özelliklerini belirleyen baz› karakteristiklere sahiptir. En genel anlamda bak›ld›¤›nda sensörlerin özellikleri, dinamik ve statik olmak üzere iki grupta de¤erlendirilmektedir. Sensörlerin dinamik özellikleri denilince ölü zaman ve
zaman sabiti özellikleri s›ralanabilir. Ölü zaman özelli¤i, sensörün cevap vermedeki gecikme süresi olarak aç›klanabilir. Di¤er bir ifadeyle sensörün ölçüm yapt›¤›
ortamda meydana gelen de¤iflikli¤e ba¤l› olarak ç›k›fl sinyalinin de¤iflmesi esnas›nda geçen süredir. Örne¤in bir ortamda % 55 olarak ölçülen nem, % 56 olarak de¤iflmektedir. % 55 olarak ölçüldü¤ünde belirli bir gerilim üretilmektedir. Ortamdaki nem de¤iflip de % 56 oldu¤unda gerilim de de¤iflmektedir. Nem miktar›ndaki
de¤iflim süresi ile gerilimlerdeki de¤iflim süresi aras›nda geçen zaman dilimi, o
sensörün ölü zaman›d›r. Sensörlerin di¤er dinamik özelli¤i olan zaman sabiti, sensörün okudu¤u yeni de¤er için ç›k›fl sinyalinin hangi çabuklukta stabil hale geldi¤ini ifade etmektedir. Asl›nda sensörün yeni okudu¤u de¤erde ç›k›fl sinyalinin ulaflaca¤› de¤erin % 63’ne kadar geçen süre zaman sabiti olarak adland›r›lmaktad›r.
Sensörlerin statik özellikleri olarak duyarl›l›¤›, do¤rulu¤u ve yineleme yetene¤i
s›ralanabilir. Sensörün duyarl›l›k özelli¤i, ölçtü¤ü ortamda ortaya ç›kan küçük de¤iflimleri alg›lama h›z› olarak aç›klanmaktad›r. Sensörün do¤rulu¤u, ölçüm yapt›¤›
aral›ktaki hata pay›d›r. Örne¤in bir sensörün do¤ruluk oran› ±% 0,05 ise ve bu sensör 0-100 °C aras›nda ölçüm yap›yorsa, sensörün ölçüm yapt›¤› aral›ktaki hata pay› ±0,0005*100 = ±0,05°C’dir. Sensörün yineleme yetene¤i, ayn› flartlar alt›nda sürekli olarak ayn› de¤eri gösterme özelli¤idir. Örne¤in bir nem sensörü ortam nemi
% 55 olan bir yerde ölçüm yapt›ktan sonra nemi ayn› olan ikinci ortamda ölçüm
yap›ld›¤›nda ayn› de¤eri veriyorsa, bu sensörün yineleme yetene¤i yüksektir.
Bina yönetim sistemlerinde en çok kullan›lan sensörler, s›cakl›k, bas›nç, nem,
hava h›z› ve hava kalite sensörleridir.
S›cakl›k Sensörleri
Bu sensörler, bulunduklar› ortam›n s›cakl›¤› hakk›nda bilgi edinmemizi sa¤lar. S›cakl›k ölçümü için çeflitli tip sensörler bulunmaktad›r. Birçok maddenin elektriksel
direncinin s›cakl›kla de¤iflmesi özelli¤inden yararlan›larak ortam s›cakl›¤› elektriksel büyüklü¤e dönüfltürülür. Bu tip sensörlerde s›cakl›¤a karfl› çok hassas olan
maddeler kullan›larak s›cakl›k ölçümünde yararlan›lmaktad›r. S›cakl›k sensörleri,
s›cakl›¤a duyarl› malzemeden yap›ld›¤›nda s›cakl›k de¤iflimi olmas› durumunda bir
ç›k›fl sinyali üretilmektedir. Üretilen bu ç›k›fl sinyalinin ifllenip yorumlanmas› ile ortam s›cakl›¤› hakk›nda bir fikir elde edilmektedir. Asl›nda s›cakl›k, ortamdaki moleküllerin kinetik enerjileriyle orant›l› bir kavramd›r. Di¤er bir anlat›mla, ortamdaki moleküllerin çeflitli türde hareketleri ve h›zlar› bulunmaktad›r, h›zlar› dolay›s›yla da kinetik enerjileri bulunmaktad›r. s›cakl›k k›saca flöyle tan›mlanmaktad›r: “Ortamdaki moleküllerin kinetik enerjileriyle orant›l› bir kavramd›r. Orant› katsay›s› da
Stefan-Boltzman katsay›s›d›r. Herhangi bir ortamdaki moleküllerin h›zlar›n›n, kinetik enerjilerinin, dolay›s›yla da iç enerjilerinin art›fl› s›cakl›¤›n art›fl›; tersi durum ise
s›cakl›¤›n azal›fl› demektir. S›cakl›k birimi için yayg›n olarak Celcius (C) kullan›lmaktad›r. Kelvin (K) ise, Celcius (C)+273’dür. Amerika’da ve baz› ülkelerde s›cakl›k birimi olarak Fahrenheit (F) kullan›lmaktad›r. Fahrenheit kullan›lmas›ndaki
mutlak s›cakl›k de¤eri için ise Rankine (R) kullan›lmaktad›r. Uygulamada farkl› çal›flma prensiplerine dayal› farkl› s›cakl›k sensörleri kullan›lmaktad›r.
Is›l çift (thermocouple) tipi sensörlerin çal›flma prensibi flöyledir: Farkl› iki metalin birer uçlar› birlefltirilir. Boflta kalan uçlardaki s›cakl›k de¤iflimi ile orant›l› olarak milivolt düzeyinde bir gerilim elde edilmektedir. Elde edilen gerilimin de¤eri,
kullan›lan metallerin s›cakl›¤a verdi¤i tepki ile orant›l› olmaktad›r. Bu tip sensörle-
207
208
rin genifl bir çal›flma aral›¤› bulundu¤undan endüstride yayg›n olarak tercih edilmektedir. Bu tip sensörlerin yap›m›nda genellikle demir, bak›r, mangan, nikel, platin gibi metaller kullan›lmaktad›r.
Termistör s›cakl›k sensörlerinde, elektriksel direnci s›cakl›kla de¤iflen yar› iletken malzemeler kullan›lmaktad›r. Kullan›lan bu yar› iletken malzemeler, s›cakl›k
ile do¤ru orant›l› veya ters orant›l› direnç ortaya ç›karmaktad›r. Ortaya ç›kan bu direnç farkl›l›¤› elektronik devreler taraf›ndan de¤erlendirilerek s›cakl›¤a dönüfltürülür. Termistör direnci s›cakl›kla ters orant›l›ysa NTC (Negative Temporature Coefficient) sensör olarak adland›r›lmaktad›r. Termistör direnci s›cakl›kla do¤ru orant›l›ysa PTC (Positive Temporature Coefficient) sensör olarak adland›r›lmaktad›r. Bu
tip sensörlerin avantajl› yönü, küçük s›cakl›k de¤iflimlerinde bile büyük direnç ortaya ç›karmalar›d›r. Bu özellikleri nedeniyle küçük s›cakl›k de¤iflimlerinin oldu¤u
uygulamalara çok uygundur. NTCler -300°C ile +50°C aras›nda kullan›lmaktad›r.
PTCler ise +60°C ile +150°C aras›ndaki ortamlarda kullan›lmaktad›r.
Diot sensörlerde malzeme olarak silikon diot kullan›l›r. Silikon diot üzerinden
elektrik ak›m› geçirildi¤i zaman gerilim düflümü 0,6 V mertebelerinde olmaktad›r.
Bu gerilim de¤eri, s›cakl›¤a ba¤l› olarak de¤iflmektedir. S›cak›l›¤›n art›r›ld›¤› durumlarda diot üzerindeki gerilim düflümü azalmaktad›r. Diot sensörler, diotun bu
özelli¤inden yararlanarak ölçüm yaparlar.
Bas›nç Sensörleri
Bas›nç sensörleri, ba¤land›klar› sistemde ak›flkan›n bas›nc›n› ölçerler. Genellikle
s›v› ve gaz ak›flkanlar için ayr› tipte sensör üretilmesine karfl›n temel çal›flma prensipleri benzerdir. Gaz ak›flkanlarda genellikle fark bas›nç dikkate al›nmaktad›r. S›v›larda ise hem fark bas›nç hem de bas›nç de¤erini dikkate alan sensörler bulunmaktad›r. S›v›larda kullan›lan bas›nç sensörlerinde paslanmaz çelik gövdeli, gazlarda ise plastik gövdeli imal edilmekte olup, membran olarak s›v›larda seramik gazlarda silikon kullan›lmaktad›r. Bu tip sensörlerin ölçüm prensibinde, bas›nca maruz kalan membran›n bas›nca gösterdi¤i dirence karfl› ortaya ç›kan ak›m ve gerilim
de¤erlendirilmektedir. Bu prensipte çal›flan sensörler statik bas›nç sensörleri olarak da adland›r›lmaktad›r. Dinamik bas›nç ölçen sensörler piezoelektrik etkiyi kullanmaktad›r. Dinamik bas›nç sensörleri; endüstride pompa bas›nc›nda, hidrolik ve
pnomatik bas›nç hatlar›nda, içten yanmal› motorlarda, rüzgar tünellerinde kullan›lmaktad›r.
Nem Sensörleri
Nem sensörleri, genellikle havan›n nemini relatif nem oran› olarak tespit eder. Havan›n nemini tespit eden nem sensörleri için farkl› malzemeler kullan›lmakta olup,
bunlar de¤iflik higrometrelerde de¤erlendirilmektedir. Mekanik higrometrelerde,
boyu nem ile de¤iflen organik malzemeler kullan›lmaktad›r. Bu özellik kullan›larak basit ve etkili nem göstergeleri bulunmaktad›r. En çok kullan›lan organik malzemeler; insan saç›, naylon, hayvan derisi, hayvan boynuzu ve ka¤›tt›r. ‹nsan saç›n›n kullan›ld›¤› mekanik bir higrometre fiekil 7.2’de verilmifltir.
209
fiekil 7.2
‹nsan saç›n›
kullanan mekanik
bir higrometre
(Karakoç T. H.,
Gökflin A. H., 2010)
Ba¤›l nem ölçer
Saç Eleman›
Sensör Tipi Sensör S›n›f› Çal›flma Metodu
Yaklafl›k
Kullan›m
Ölçüm Aral›¤›
Yaklafl›k
Do¤ruluk
Psikrometre
Evaporatif
so¤utma
Yafl termometre
s›cakl›k ölçümü
0 ile 82 °C
Ölçüm,
standart
±3 ile
±7 RH
Adyabatik
Doymal›
Psikrometre
Evaporatif
so¤utma
Termodinamik yafl
termometre
s›cakl›k ölç.
4.4 ile 29.4 °C
Ölçüm,
standart
±0.2 ile
±2 RH
So¤uk Ayna
Çi¤ noktas›
Nem formunun
optik
tan›mlanmas›
Ölçüm,
-78 ile 93 °C dp kontrol,
meteoroloji
±17.5 ile
±15.5 °C
Is›t›lm›fl
Su buhar
Doymufl
bas›nc›
Tuz Solisyonu
Tuz solisyonunda
buhar bas›nc›
etkisi
Ölçüm,
-28 ile 71 °C dp kontrol,
meteoroloji
±16.1 °C
Saç
Mekanik
Boyut de¤iflimi
%5 ile 100 RH
Ölçüm, kontrol ±%5 RH
Naylon
Mekanik
Boyut de¤iflimi
%5 ile 100 RH
Sentetik
Mekanik
Polyester ‹plik
Boyut de¤iflimi
%5 ile 100 RH
Manda Derisi Mekanik
Boyut de¤iflimi
%5 ile 100 RH
Selülozik
Malzemeler
Mekanik
Boyut de¤iflimi
%5 ile 100 RH
Karbon
Mekanik
Boyut de¤iflimi
%5 ile 100 RH
Dunmore tipi Elektrikli
Empedans
4.44.. 60 °C
%7 .. 98 RH
Ölçüm, kontrol ±%1.5 RH
‹yon De¤iflimli
Elektrikli
Reçine
Empedans veya
direnç
-40..87. °C
%10 .. 100 RH
Gözenekli
Seramik
Direnç
%5 ile100 RH
Elektrikli
Tablo 7.1
Nem Sensörlerinin
Özellikleri (Karakoç
T. H., Gökflin A. H.,
2010)
210
Tablo 7.1 Devam›
Gözenekli
Seramik
±% 1 ile
±1.5 RH
Elektrikli
Direnç
%5 ile100 RH
Ölçüm, kontrol
Aluminyum Oksit Elektrikli
Direnç
%5 ile 100 RH
Aluminyum Oksit Elektrikli
Direnç
-78.8 .. 60 °C dp
Nem izleme,
ölçüm, kontrol
Elektrolitic
Higrometre
Elektrikli
Direnç
Coulometric
Elektrikli
cell
Emilen nem ile
elekroliz
1 .. 1000 ppm
Ölçüm
K›z›lötesi Lazer
Diyot
Elektrikli
Optik diodlar
0.1 .. 100 ppm
Nem izleme,
ölçüm, kontrol
Yüzey ses
dalgas› azaltma
29.4..82.2 °C
Ölçüm, kontrol ±1% RH
-78.8 .. -17.7 °C
Nem izleme,
ölçüm, kontrol
Yüzey Ses Dalgas› Elektrikli
±17
°C dp
±0.1 ppm
Piezoelektrik
Kütleye
duyarl›
Absorbe edilen
nem ile kütle
de¤iflimi
Ifl›n›m Emmeli
(Radyasyon
Absorb.)
Nem emme
UV ya da IR ile
-17.7.. 82.2
nem Absorbsiyon C dp
±15.5 °C
Ölçüm, kontrol,
dp
meteroloji
±%5 RH
Gravimetrik
Do¤rudan
kar›fl›m
oran› ölç.
Örnek gaz›n kuru 120-20 000
hava ak›m› ile
ppm kar›fl›m
karfl›laflt›r›lmas›
oran›
Öncelikli
stdandart
araflt›rma lab.
±%0.13
okuma
Renk De¤iflimi
Fiziksel
Renk de¤iflimi
Uyar› cihaz›
±%10 RH
%10-80 RH
±16.6 ile
±12.2
°C dp
Bu tür higrometrelerde, insan saç›n›n uzunlu¤unun havadaki nem oran›yla
orant›l› de¤iflme özelli¤inden yararlan›lmaktad›r. Saç telinin çap› küçük oldu¤undan ortamdaki nemi emmekte veya üzerindeki nemi ortama verebilmektedir. Buna ba¤l› olarak da kullan›lan saç›n boyu de¤iflmektedir. fiekil 7.2’de görüldü¤ü gibi uzunlu¤un de¤iflmesi mekanik higrometreye nem de¤iflimi olarak yans›maktad›r. Saç telinin boyundaki uzaman›n saç›n ba¤l› oldu¤u potansiyemetrede direnç
de¤iflimi olarak gösterildi¤i ve bu yolla nem ölçümü yapan higrometreler de bulunmaktad›r.
Endüstride pek çok nem sensörü kullan›lmaktad›r. Kullan›lan sensörlerin tipi,
s›n›f›, çal›flma metodu, ölçüm aral›¤› ve do¤ruluk derecesini içeren nem sensörlerinin özelliklerinin çizelgesi Tablo 7.1’de verilmifltir.
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
2
Dinamik bas›nç
SIRA nedir?
S‹ZDE Aç›klay›n›z.
Hava H›z› Sensörleri
D Ü fi Ü N E L için
‹ M genelde iki tip sensör bulunmaktad›r. Bunlardan birisi dinaHava h›z› ölçümü
mik bas›nçl› hava h›z› sensörü, di¤eri ise s›cak film ile h›z ölçen sensördür. Dinamik bas›nçl›S hava
O R U h›z› sensöründe h›z ölçümü yap›lacak yerdeki dinamik bas›nç
tespit edilerek bu h›za dönüfltürülür. Dinamik bas›nç, h›za dönüfltürülürken flu ifade kullan›l›r: Hız ( 2 × DinamikBasınç ) / 1, 2 . Dinamik bas›nçl› hava h›z› sensörleD‹KKAT
N N
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
ri, genifl kanallarda h›z ölçmek için idealdir. Di¤er bir hava h›z› ölçüm yöntemi ise,
s›cak film yöntemidir. Bu yöntemde ölçüm eleman› olarak çok ince film elemanlar› kullan›lmaktad›r.
Hava Kalite Sensörleri
Hava kirlili¤inin ölçülmesinde, hava kalite sensörleri kullan›l›r. Tiyatro, konferans
ve sinema salonu gibi insan solunumundan kaynaklanan kirlili¤in ölçülmesinde
karbondioksit sensörü kullan›lmaktad›r.
YANGIN ALGILAMA VE ALARM S‹STEMLER‹
Yang›n bafllang›c›ndaki ilk saniyeler, gerçekten çok önemlidir. Yang›n söndürme iflleminde geç kal›n›rsa s›cakl›klar çok yüksek de¤erlere ç›kar, yang›n h›z› artar, bu
noktadan sonra yang›n› söndürmek çok zorlafl›r, bazen imkans›z hale gelebilir. Bu
nedenle yang›n bafllang›c›nda ilk saniyelerde, yang›n alg›lan›rsa çok basit yöntemlerle bile kolayl›kla söndürülebilir. Yang›n bafllang›c›ndaki ilk saniyeler bu nedenle
çok önemlidir. Son y›llarda yang›n alg›lama ve alarm sisteminin kullan›m›nda art›fllar ortaya ç›km›flt›r. Bu tür sistemler; büyük ifl merkezleri, oteller, al›flverifl merkezleri ile özellikle pamuk, poliester, ahflap, ka¤›t gibi malzemelerin üretildi¤i ve depoland›¤› fabrikalarda kullan›lmaktad›r. Bu tür sistemlerin temel tafl› detektörlerdir.
Yang›n›n oluflmas›na neden olan madde, kimyasal içeri¤ine göre duman, ›s› ya da
alev fleklinde ortaya ç›kar. Alg›lama sistemleri, bu üç tipe göre tasarlanmaktad›r.
Yang›n alg›lama ve alarm sistemleri, bir binadaki yang›n durumunu izleyerek
binada yaflayanlar›n yang›n konusunda bilgilendirilmesini sa¤laman›n yan› s›ra gerekli önlemleri devreye sokmak amac›yla kurulan sistemlerdir. Bu amaçla binada
pek çok noktaya s›cakl›k ve duman› alg›layan sensörler ile manuel ihbar butonlar› yerlefltirilir. Ayr›ca iflitsel ve görsel ikaz iflaretleri ile acil anons sistemleri yerlefltirilir. Herhangi bir alarm durumu söz konusu oldu¤unda; önceden programlanan
senaryo do¤rultusunda sinyallerin çal›nmas›, uyar›lar›n gerekli yerlere iletilmesi ve
güvenli yang›n ç›k›fllar›n›n gösterilmesi ifllemleri gerçeklefltirilir. Yang›n alarm ve
alg›lama sistemi çeflitli flekillerde tasarlanabilir. Bu sistem, do¤rudan bina otomasyon sistemine entegre edilerek bir kontrol odas›nda izlenmesi ve denetlenmesi en
uygun olan›d›r. Yang›n alg›lama sistemleri, genelde dört farkl› tipte kurulmaktad›r.
Bunlar s›ras›yla; klasik, adresli, ak›ll› adresli ve duman örneklemelidir. Yang›n alg›lma ve alarm sistemleri, adressiz, adresli ve ak›ll› olma durumuna göre farkl› dedektör tipleri bulundurmaktad›r. Klasik ya da konvansiyonel olarak adland›r›lan
adressiz sistemler, binada yang›n ç›kt›¤›na dair alarm vermesine karfl›n bunun yerini bildirmezler. Adresli sistemlerde ise yang›n›n bafllad›¤› nokta kontrol odas›ndaki ekranlardan görülebilmektedir. Ak›ll› sistemlerde ise; yang›n durumunda yang›n adresi merkezi kontrol odas›ndaki ekranda gösterilmekle birlikte, önceden belirlenen senaryo uyar›nca gerekli noktalara bilgilendirme mesajlar› yollan›r ve yang›n›n söndürülmesi için gerekli önlemler devreye sokulur. Yang›n alg›lama ve
kontrol sistemi binadaki tüm sistemlerle entegre edildi¤inde ise; yang›n tehlikesinin ortaya ç›kt›¤› durumlarda anonslar yap›labilmekte, kilitli yang›n kap›lar› kendili¤inden aç›lmakta, yang›nla ilintili katlardaki elektrikli cihazlar devre d›fl› b›rak›labilmekte, asansörlerin kendili¤inden zemin kata kadar inerek içindekileri hapsetmeden tamamen durmas› sa¤lanabilmektedir. Bu ve buna benzer önlemler al›narak yang›nla ilgili tehlikenin en az zararla atlat›lmas› sa¤lanabilmektedir. Bir yang›n alarm ve ihbar sisteminin bileflenleri fiekil 7.3’te görülmektedir.
211
212
fiekil 7.3
Bir Yang›n Alarm
ve ‹hbar sisteminin
bileflenleri
Ifl›n Dedektörü
Gaz Dedektörü
S›cakl›k Sensörü
Kanal Tipi Duman Dedektörü
Yönlendirme Levhas›
Yang›n Kontrol Paneli
Yang›n Butonu
Duman Dedektörü
Sesli vi Ifl›kl› Yang›n Alarm Cihaz›
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
MAKALE
2
Termistör nedir?
Aç›klay›n›z.
SIRA S‹ZDE
Yang›n Alg›lama ve ‹hbar Sistemi Elemanlar›
Yang›n kontrol
paneli, sistemdeki tüm dedektörlerin, butonlar›n ve sirenlerin ba¤land›¤› yerdir. Yang›n kontrol paneli, bir anlamda sistemin kontrol merkezidir. ‹hO R U
bar›n geldi¤iS bölgeyi
gösterir. Yang›n kontrol panelinde elektrik kesintilerine karfl›n akü bulundurulmaktad›r. Binan›n yap›s› ve kullan›m özelli¤ine göre seçilen dedektörler, yang›n kontrol paneline ba¤l› olarak çal›flmaktad›rlar. Genellikle kontrol
D‹KKAT
paneli, yirmi dört saat personelin görevli oldu¤u kontrol odas›nda bulunmaktad›r.
Dedektörden gelen ihbar sonras›nda yang›n kontrol panelinden sesli ve ›fl›kl›
SIRA S‹ZDE
alarm verilir.
Geliflmifl sistemlerde, bu alg›lama sonras›nda otomatik yang›n söndürme sistemleri harekete
geçirilir. Normal havaland›rma sistemi durdurularak pozitif havaAMAÇLARIMIZ
land›rma ile kirli hava emifl sistemi çal›flt›r›l›r. Örnek bir bina için kontrol paneline
ba¤lanan ekipmanlar fiekil 7.4’te gösterilmektedir. Yang›n kontrol panelleri genel
olarak, konvansiyonel
K ‹ T A P ve adresli olmak üzere iki flekilde tasarlanabilmektedir.
Yang›n ihbar dedektörleri, duman, s›cakl›k, alev gibi yanma sonu ürünlerini alg›layan ve bu bilgiyi elektriksel sinyal olarak kontrol paneline ileten sensördür.
Yang›n alarm
genel olarak duman, ›s› ve ›fl›k olmak üzere üç yanma
T E L Esistemlerinde
V‹ZYON
sonu ürünü kontrol edilmektedir. Dedektörler, tiplerine göre bu yanma sonu ürünlerinden birini ya da birkaç›n› alg›layarak kontrol paneline elektriksel olarak sinyal
gönderir. Yang›n ihbar dedektörleri, genel olarak gördü¤ü iflleve göre üç tipte s›‹ N T E RBunlar;
NET
n›fland›r›labilir.
duman dedektörleri, alev dedektörleri ve s›cakl›k detektörleridir. Yang›ndan korunma amac›yla kullan›lan dedektörler, kullan›m yerine göre
do¤ru bir flekilde seçilmeli ve uygun bir yere yerlefltirilmelidir. Baz› kullan›m yerM A tip
K A Ldedektör
E
lerinde tek bir
yeterli olmayabilir. Örne¤in mutfaklarda, s›cakl›¤›n yan› s›ra gaz kaça¤› için de ayr› bir dedektör kullan›lmal›d›r.
N N
213
fiekil 7.4
Örnek bir binada
Yang›n Kontrol
Paneline Ba¤lanan
Ekipmanlar
4
5
1. Alarm Kontrol Paneli
2. Duman Dedektörü
3. Yang››n ‹hbar Butonu
2
3
1
4. Siren
5. Gaz Dedektörü
Duman dedektörleri, dumana karfl› duyarl› olup yanman›n ilk evresindeki toksit yanma ürünleriyle duman› alg›layabilecek flekilde tasarlanm›fllard›r. Yang›n s›ras›nda ortaya ç›kan en belirgin yanma sonu ürünü duman, is ve kül partikülleridir. Duman dektörleri genellikle ifl yeri, okul, al›flverifl merkezi, otel gibi yerlerde
kullan›lmaktad›r. Duman dedektörleri, kullan›m amac›na göre iyonizasyon dedektörleri, ›fl›n tipi duman dedektörleri, optik duman dedektörleri ve aktif hava emmeli hassas dumandedektörleri olmak üzere çeflitli tiplerde tasarlanmaktad›r. ‹yonizasyon dedektörleri; koridor, merdiven ve kimyasal madde depolar› gibi yerlerde
h›zla geliflebilecek yang›n riskinin bulundu¤u ortamlarda kullan›lmaktad›r. ‹yonizasyon tipi duman dedektörü ve çal›flma prensibi fiekil 7.5’te verilmifltir.
fiekil 7.5
‹yonizasyon tipi
duman dedektörü
ve çal›flma prensibi
Ifl›n tipi duman dedektörü, özellikle yüksek hacimli depo ve yüksek tavanl› koridorlarda di¤er duman dedektörlerinin kullan›m›n›n uygun olmad›¤› alanlarda
kullan›lmaktad›r. Optik duman dedektörleri; koridor, merdiven, asansör flaft›, kargo yükleme odalar› gibi mekanlarda ve yo¤un dumanla için için yanan maddelerin depoland›¤› yerlerde kullan›lmaktad›r. Özellikle büyük partiküllü siyah duma-
214
na çabuk cevap verme özelli¤i bulunmaktad›r. Optik duman dedektörünün çal›flma prensibi fiekil 7.6’da verilmifltir.
fiekil 7.6
Optik duman
dedektörünün
çal›flma prensibi
(a) normal durum
(b) yang›n durumu
(MEB, 2012)
K›z›l ötesi (IR)
›fl›nlar
FOTOD‹YOT
(Üzerine ›fl›k
gelince çal›flan
diyot)
Fotodiyodu, do¤rudan
üzerine gelecek
LED ›fl›¤›ndan koruyan
perde
IR-LED
(Ifl›k yayan
diyot)
(a)
Duman
partikülleri
K›z›l ötesi (IR)
›fl›nlar
FOTOD‹YOT
(Üzerine ›fl›k
gelince çal›flan
diyot)
Fotodiyodu, do¤rudan
üzerine gelecek
LED ›fl›¤›ndan koruyan
perde
IR-LED
(Ifl›k yayan
diyot)
(b)
S›cakl›k dedektörlerinin içinde bir termistör eleman› bulunmaktad›r. S›cakl›k
dedektörlerinin artan ve sabit s›cakl›kl› olmak üzere iki tipi bulunmaktad›r. Sabit
s›cakl›k dedektörleri, ortamdaki s›cakl›k seviyesinin belli bir noktan›n üzerine geçmesi halinde alg›lama yapar. Sabit s›cakl›k dedektörleri, bulundu¤u ortam›n s›cakl›¤› 60-65°C’a geldi¤inde alarm vermektedir. Genellikle çay ocaklar›, f›r›nlar, mutfak, kazan dairesi gibi yerlerde kullan›lmaktad›r. Artan s›cakl›k dedektörleri ise, s›cakl›¤›n belirli bir sürede ve ani olarak yükselmesi durumunu alg›lamaktad›r. Hem
s›cakl›k art›fl›n› hem de duman, is gibi yanma sonu ürünlerini alg›layan dedektörler, kombine dedektörler olarak adland›r›lmaktad›r ve yo¤un koruma gerektiren
yerlerde kullan›lmaktad›r. Alev dedektörleri; uçak hangarlar›, kimyasal tesisler,
patlay›c› imalathaneleri gibi alevin belirli bir süre içerisinde aniden yükselmesi halini alg›layan dedektörlerdir. Alev dedektörleri, yang›nda ortaya ç›kan ›fl›k ve radyasyonu alg›lamaktad›rlar. Bu dedektörler, normal günefl ›fl›¤› ile lamba ›fl›¤›ndan
etkilenmemektedirler.
Gaz sensörleri, do¤algaz, LPG gibi zehirli gazlar›n a¤›lanmas›nda kullan›lan bir
dedektördür. Özellikle mutfak, kazan dairesi ve do¤algaz istasyonu gibi yerlerde
Sesli ve ›fl›kl› yang›n alarm cihazlar›, yang›n alg›lama ve ihbar sisteminin vazgeçilmez elemanlar› aras›ndad›r. Yang›n bafllad›¤›na dair alg›lama dedektörler taraf›ndan yap›ld›ktan sonra, bu bilgi kontrol paneline ulaflt›r›l›r. Bilginin kontrol panelinde mikroifllemcilerle de¤erlendirilmesinden sonra önceden belirlenmifl senaryo do¤rultusunda sesli ve ›fl›kl› uyar› cihazlar›na da bilgi gönderilir. Bu cihazlar,
yang›n ortaya ç›kan binan›n acil olarak tahliye edilmesi ve binaya müdahale edilmesi amac›yla ilk uyar› ifllemini gerçeklefltirir. Binalar›n yang›ndan korunmas›na
iliflkin yönetmelikte de sesli ve ›fl›kl› alarm cihazlar›na iliflkin yönlendirmeler bulunmaktad›r. Buna göre yönetmelikte, binan›n kullan›lan tüm bölümlerinde yaflayanlar› yang›n veya benzeri bir acil durumdan haberdar etmek için sesli ve ›fl›kl›
uyar› cihazlar›yla data iletiflimi yap›laca¤› belirtilmektedir. Ayr›ca yönetmelikte
yang›n kontrol merkezindeki ana kontrol panelinde ve di¤er izleme noktalar›ndaki tali kontrol panellerinde sesli ve ›fl›kl› göstergelerle veri iletiflimi yap›laca¤› yer
almaktad›r. Sesli alarm cihaz› olarak siren kullan›lmaktad›r. Sesli alarm cihazlar›,
binan›n pek çok yerine yerlefltirilmeli ve 150 cm yükseklikteki ses seviyesi, ortalama ses seviyesinin en az 15 dBA üzerinde olmal›d›r. Yönetmelikte sesli yang›n
215
uyar› cihazlar›n›n seslerinin binadaki baflka amaçlarla kullan›lan sesli uyar›c›lardan
ay›rt edilebilecek özellikte olmas› gerekti¤i belirtilmektedir. Ayr›ca bu sistemde
otomatik yay›nlanan ses mesajlar› ve yang›n merkezinden mikrofonla yay›nlanan
canl› ses mesajlar›yla binada yaflayanlar›n tahliyesini sa¤layacak uyar› sistemi kullan›lmal›d›r. Sesli yang›n alarm cihaz› olarak kullan›lan siren fiekil 7.7.a’da görülmektedir.
Ifl›kl› alarm cihaz› olarak, ›fl›kl› sirenler ve ›fl›kl› gösterge lambalar› kullan›lmaktad›r. Ifl›kl› sirenler, uyar› sinyalinin yan› s›ra dikkat çekici bir flekilde flaflörlü olarak ›fl›k yayan cihazlard›r. Özellikle iflitme engellilerin bulunabilece¤i okul, fabrika, ifl merkezi gibi yerlerde ›fl›kl› siren kullanarak sesin yan› s›ra ›fl›kl› uyar› da yap›lmal›d›r. Son y›llardaki uygulamalarda sadece sesli sirenler yerine ›fl›kl› sirenler
kullan›lmaktad›r. fiekil 7.7.b’de sesli ve ›fl›kl› yang›n alarm cihaz› olarak kullan›lan
›fl›kl› siren örnekleri görülmektedir.
Ifl›kl› gösterge lambalar›, genellikle paralel ihbar lambas› diye de isimlendirilmektedir. Otel ve hastane odalar› gibi yerlerde, uyar›n›n baflka bir ortamdan da görülmesi sa¤lamak amac›yla yerlefltirilir. Ifl›kl› yang›n alarm cihaz› olarak kullan›lan
›fl›kl› gösterge lambas› fiekil 7.7.c’de görülmektedir.
fiekil 7.7
Yang›n ‹hbar
Sistemi Elemanlar›
(a) Sesli yang›n alarm cihaz›
(b) Sesli ve ›fl›kl› yang›n alarm cihaz›
(c) Ifl›kl› yang›n alarm cihaz›
(d) Yang›n ihbar butonu
(e) Yang›n acil yönlendirme levhalar›
216
Yang›n ihbar butonlar›, yang›n durumunda yang›n› önceden gören kiflilerin
devreye soktu¤u bir cihazd›r. Yang›n ihbar butonu fiekil 7.7.d’de görülmektedir.
fiekil 7.7.d’den görüldü¤ü gibi yang›n ihbar butonunda caml› çerçeve içerisinde
bulunan bir dü¤me bulunmaktad›r. Herhangi bir yang›n durumunda, durumu fark
den kifli ön cam› k›rarak mekanik dü¤meye basar. Bu ikaz, kontrol paneline giderek önceden yaz›lm›fl senaryo do¤rultusunda gereken ifllemler yap›l›r. Binalar›n
yang›ndan korunmas› hakk›nda yönetmelikte, yang›n butonlar›n›n konulmas›na
iliflkin olarak “Elle yang›n uyar›s›, yang›n uyar› butonlar› ile yap›lacakt›r. Yang›n
uyar› butonlar› yang›n kaç›fl yollar›nda tesis edilecekler ve her kaç›fl ç›k›fl noktas›nda bir adet yang›n uyar› butonu bulunacakt›r. Yang›n uyar› butonlar›n›n yerleflimi,
bir kattaki her hangi bir noktadan o kattaki her hangi bir yang›n uyar› butonuna
yatay eriflim uzakl›¤› 50 m’yi geçmeyecek flekilde düzenlenecektir. Tüm yang›n
uyar› butonlar› görülebilir ve kolayca eriflilebilir olacakt›r. Yang›n uyar› butonlar›
yerden en az 1.1 m ve en fazla 1.4 m yükseklikte monte edilecektir.” ifadesi yer almaktad›r. Yang›n ihbar butonu, konvansiyonel ihbar butonlar› ve adreslenebilir
yang›n ihbar butonlar› olmak üzere iki tiptedir. Adreslenebilir yang›n ihbar butonu, cam k›r›ld›¤›nda kontrol panelinde ihbar butonunun yeri ile ilgili de bilgi verilmektedir.
Yang›n acil yönlendirme levhalar›, insanlar›n yo¤un olarak yaflad›¤› alanlarda
yang›n, deprem gibi durumlarda kaç›fl yollar›n› gösteren levhalard›r. Binalar›n yang›ndan korunmas› hakk›ndaki yönetmelikte de yönlendirme levhalar›n›n kullan›m›na iliflkin afla¤›daki ifade bulunmaktad›r: “Kaç›fl yollar›nda, kullan›c›lar›n kaç›fl›
için gerekli ayd›nlatman›n sa¤lanm›fl olmas› flartt›r. Acil durum ayd›nlatmas› ve
yönlendirmesi için kullan›lan ayd›nlatma ünitelerinin normal ayd›nlatma mevcutken ayd›nlatma yapmayan tipte seçilmesi hâlinde, normal kaç›fl yolu ayd›nlatmas›
kesildi¤inde otomatik olarak devreye girecek flekilde tesis edilmesi gerekir.” Yang›n acil yönlendirme levhalar› fiekil 7.7’de görülmektedir.
fiekil 7.8
De¤iflik Sprinkler
Nozul Tipleri ve
Sprinkler
Uygulamas›
Otomatik yang›n söndürme sistemleri, s›cakl›k, duman, alev dedektörleri taraf›ndan alg›lanarak kontrol paneline gönderilen uyar› ile, elle müdahale yap›lmaks›z›n harekete geçen sistemlerdir. Son y›llarda hastane, al›flverifl merkezi, otel ve
kamu binalar› gibi insanlar›n yo¤un oldu¤u yerlerde kullan›lmaya bafllanm›flt›r.
Otomatik yang›n söndürme sistemlerine iliflkin olarak binalar›n yang›ndan korunmas› yönetmeli¤inde afla¤›daki ifade yer almaktad›r: “Bir binada bir sprinkler sistemi kuruldu¤u takdirde sprinkler alarm istasyonlar› ve ak›fl anahtarlar› yang›n
alarm sistemine ba¤lanacakt›r. Sprinkler sisteminden gelen alarm uyar›lar› ya ayr›
bir bölgesel izleme panelinde, ya da yang›n kontrol panelinde ayr› bölgesel alarm
göstergeleri oluflturularak izlenecektir. Hat kesme vanalar›n›n izleme anahtarlar› ve
sprinkler sistemine iliflkin di¤er ar›za kontaklar› da ayn› flekilde yang›n alarm sistemi taraf›ndan sürekli olarak denetlenecektir.” fiekil 7.8’de de¤iflik sprinkler nozul
tipleri ile bir sprinkler uygulamas›; fiekil 7.9’da ise örnek bir sprinkler tesisat flemas› verilmifltir.
217
fiekil 7.9
Örnek Bir Sprinkler
Tesisat fiemas›
Otomatik söndürme sistemlerinde sulu ve gazl› olmak üzere iki ayr› uygulama
bulunmaktad›r. Sulu sistemde yeralt›na yerlefltirilen tanklardaki su borulama vas›tas›yla bina içerisine da¤›t›larak yang›n durumunda su püskürtme ifllemi yap›lmaktad›r. Sprinkler sisteminde tavana sprink nozullar› yerlefltirilmektedir. Nozulun içerisinde içinde kimyasal malzeme bulunan bir kap bulunmaktad›r. Nozul girifli, bu
cam kap taraf›ndan s›k›ca kapat›lm›fl durumdad›r. Mekan içerisindeki s›cakl›¤›n
artmas› durumunda cam kap içerisindeki kimyasal madde genleflerek cam› parçalamakta ve nozul giriflini açarak suyun püskürtülmesi sa¤lanmaktad›r.
Yang›n ‹hbar Dedektörlerinin Seçimi, Yerleflimi ve
Uygulamas› S›ras›nda Dikkat Edilmesi Gereken Noktalar
• Sabit s›cakl›k dedektörlerinin çal›flma aral›¤› -20°C ile +90°C aras›ndad›r. Bu
tip dedektörlerde s›cakl›k ayar› çok önemlidir. Belirli bir s›cakl›¤a ayarlanan
dedektörler, bu s›cakl›¤a geldi¤inde kontrol paneline alarm verirler. Sabit s›cakl›k dedektörleri, kazan dairesi, mutfak gibi yüksek s›cakl›kta çal›flan yerlerde kullan›l›r.
• Alev dedektöleri; infrared veya ultraviyole ›fl›nlar›n› alg›layarak çal›flmaktad›rlar. Bu tip dedektörler, yang›n› do¤rudan alg›lamaktad›rlar. Dedektörler
seçilirken do¤rudan günefl ›fl›¤›ndan etkilenmesi önlenmelidir. Bu tip dektörler, özellikle yo¤un duman ç›k›fl› olmayan kimyasal s›v› madde yang›nlar›nda tercih edilmelidir. Yo¤un duman ç›k›fl›n›n oldu¤u durumlarda bu tip
dedektörler etkisiz kalabilir.
• Duman dedektörleri, s›cakl›k dedektörlerine göre daha önce alg›lama yapma özelli¤ine sahiptirler. Ancak yanl›fl ihbar verme ihtimalleri de vard›r. Bu
yüzden duman dedektörlerinin, nemli ve tozlu ortamlarda so¤uk hava depolar›nda özellikle egzoz gaz› veya buhar ç›k›fl› olan endüstri tesislerinde
kullan›lmalar› uygun de¤ildir.
• Dedektörlerin yerlefliminde öncelikle binalar›n yang›ndan korunmas› yönetmelik kurallar›na titizlikle uyulmal›d›r. Bunlar›n d›fl›nda yerlefltirilecek bina-
218
•
•
•
•
•
•
•
•
•
SIRA S‹ZDE
4
n›n mimari özellikleri, binada kullan›lan ya da depolanan maddeler ile bu
maddelerin özellikleri göz önüne al›nmal›d›r. Dedektörler yerlefltirilirken
verecekleri yanl›fl alarm ihtimali ile kontrol paneline yaz›lan yang›n senaryolar› da dikkate al›nmal›d›r.
Dedektörlerin yerlefltirilmesinde iyi bir etüt ve projelendirme yap›lmas› flartt›r. Örne¤in ayn› odada iki farkl› dedektör tipinin kullan›lmas› gerekebilir.
S›cakl›k tipi dedektörlerde yerleflim ve uygulamaya iliflkin kural ve standartlara özen gösterilmelidir. Bu tür dedektörler, duvarlardan en az 50 cm uza¤a yerlefltirilmelidir. ‹ki dedektör aras› mesafenin 7,5 m’den fazla olmamas›
istenmektedir. Dedektörün kullan›ld›¤› yerde zeminden yükseklik 9 m’yi
geçmemelidir. Dedektörler, hava ak›m›n›n olmad›¤› köfle bölgelere yerlefltirilmemelidir. S›cakl›k dedektörleri ile ayd›nlatma armatürlerinin aras›nda armatür yüksekli¤inin en az iki kat› kadar bir uzakl›k olmas› istenmektedir.
Ifl›n tipindeki dedektörler, tavan›n 50-60 cm alt›na yerlefltirilmelidir. Bu tür
dedektörler; insanlar›n çok yo¤un oldu¤u bölgelerde kullan›lacaksa en az
2,7 m yüksekli¤e yerlefltirilmelidir.
Duman tipi dedektörlerin özelliklerinin bilinerek yerlefltirilmesi ve projelendirilmesi, uygulamada sorunlarla karfl›lafl›lmamas› aç›s›ndan önemlidir. Duman dedektörleri, 7,5 m yar› çapl› bir alan› korumaktad›rlar. Bu tür dedektörlerde, iki dedektör aras› uzakl›k 10,6 m’den fazla olmamal› ve dedektörlerin duvardan uzak›l›¤› en fazla 5,3 m olmal›d›r. Duman dedektörleri, ayd›nlatma armatürlerinden, armatrün yüksekli¤inin en az iki kat› uzakl›¤a
yerlefltirilmifl olmal›d›r. Duman dedektörleri, asansör kap›lar›ndan en fazla
1,5 m mesafede yerlefltirilmelidir.
Alev tipi dedektörler, en fazla 10 m mesafeden çal›flmaktad›rlar. Dedektörün üzerindeki boflluk alg›lama alan›n›n d›fl›nda kalmaktad›r. Dedektörün
izleme alan›, yang›n noktalar›na do¤ru, do¤rudan bir görsel hat üzerinde
olmal›d›r.
Optik duman dedektörlerinin; bürolarda, toplant› odas› ve ofis ortamlarda,
küçük depolarda, okul, hastane ve ifl yeri uygulamalar›nda kullan›lmas› uygundur. Bu tür dedektörlerin; kazan dairesi gibi duman, buhar, toz olan ortamlarda kullan›lmas› uygun de¤ildir.
S›cakl›k dedektörlerinin; çay oca¤›, garaj, mutfak, kazan dairesi gibi yerlerde kullan›lmas› uygundur. Bu tür dedektörlerin; 43°C’yi geçen yerlerde kullan›lmas› uygun de¤ildir.
Optik duman ve s›cakl›k dedektörlerinin bir arada oldu¤u multidedektörlerin kasa, arfliv gibi yüksek koruma istenen yerler ile yang›n›n içten içe ve
h›zl› geliflti¤i yerlerde kullan›lmas› uygundur. Bu tür dedektörlerin kazan
dairesi gibi duman, buhar, toz olan ortamlarda kullan›lmas› uygun de¤ildir.
Alev dedektörlerinin; kimyasal fabrikalar, bilgi ifllem merkezleri, cephanelik, kazan daireleri gibi yerlerde kullan›lmalar› uygundur. Bu tür dedektörlerin haddehaneler ile kaynak çal›flmas› yap›lan yerlerde kullan›lmas› uygun
de¤ildir.
Konvansiyonel
SIRAyang›n
S‹ZDE alg›lama ve ihbar sistemini aç›klay›n›z.
S O R U
S O R U
D‹KKAT
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
219
KARTLI GEÇ‹fi VE KONTROL S‹STEMLER‹
Kartl› geçifl ve kontrol sistemleri, günümüzde özellikle personel takibi ve kontrollü
geçifl uygulamalar›n›n yan› s›ra, güvenlik aç›s›ndan da yayg›n olarak kullan›lmaktad›r. Personel say›s› art›kça iflletmeler, personel takibi için kartl› sistem kontrolüne
geçmifllerdir. Personelin ofise gelifl gidifl saatleri ile mesai saatlerinde iflletmenin
hangi bölümlerinde oldu¤undan yeme¤e gidifl dönüfl saatlerine kadar pek çok bilgi bu kartlarla takip edilebilmektedir. Geçifl kontrol sistemlerinde, kontrol edilmesi
istenilen bölüme sadece izin verilen personelin geçifli sa¤lanabilir. Bunun d›fl›nda
ziyaretçilerin kimlik tespiti ile ziyaretçilerin bina içinde sadece izin verilen kat ya da
ofise girifli bu kartlarla sa¤lanabilir. Geçifl kontrol sistemleri, bina ve bina içerisindeki bölümlerde ayr› ayr› izin verilebilecek flekilde tasarlanabilmektedir. Bunun d›fl›nda kartl› geçifl sistemleriyle iflletme otopark›na sadece izin verilen personelin girmesi sa¤lanabilmektedir. Kartl› geçifl sistemleri, ifl yerlerinde, fabrikalarda, okullarda,
güvenlik ve girifl ç›k›fl takibinin gerekti¤i pek çok yerde kullan›labilir.
Günümüzde en yayg›n kullan›lan tip, fiziksel yak›nl›k (proximity) , manyetik
flerit ya da ak›ll› kart gibi teknolojiler kullan›lmaktad›r. Ak›ll› kartlar, okunan kimlik belgesiyle, okuyucu aras›nda fizikel temasa gerek olmadan çal›flan kartlard›r.
Kart okuyucular, içerisinde bir mikro ifllemci bulunan panel ile optik izoleli girifl ünitesine sahiptir. Kart okuyucular›, kap› önlerine yerlefltirilece¤i gibi turnike ve
bariyer öncesinde de uygulanabilmektedir. Kart okuyucular› ile Kartl› geçifle iliflkin
iki uygulama fiekil 7.10’da verilmifltir. Kart okuyucular, 30000 kifliye kadar kart numaras› tafl›ma özelli¤ine sahiptir. Kart okuyucular›, geçifl hareketlerini kaydedebilmektedirler. Yerlefltirilen bir yaz›l›mla istenilen geçifl noktalar›, istenilen zaman dilimlerinde kontrol edilebilmektedir.
Kartl› geçifl sistemi ile asansörler de kontrol edilebilmektedir. Personelin ya da
ziyaretçilerin belli katlara girifli engellenerek asansör ile o kata geçifl mümmkün olmamaktad›r. Otellerde de verilen oda kart› ile ancak müflterinin odas›n›n oldu¤u
kata geçifle izin verilmektedir. Oda kart› olmayan kiflilerin asansörü kullanmas›na
izin verilmemektedir.
fiekil 7.10
Proximity Kart Okuyucu Termiral
Veritaban› ve
Raporlama Yaz›l›m›
Kartl› sistemin kullan›m› ile personelin girifl ç›k›fl zaman› kontrol ve kay›t alt›na
al›nmaktad›r. Personelin mesai saatlerini hesaplamak ve personeli çeflitli bölümlerde yetkilendirmek yada engellemek mümkün olmaktad›r. Bu sistem ile iflletme içerisindeki özel bölümlerin güvenlik aç›s›ndan kontrol edilmesinin yan›nda çal›flanlar›n ifl takibi ve verimini takip etmek de mümkün olmaktad›r.
Kart Okuyucu Ile
Tunikelerde Kartl›
Geçifl Uygulama
Örne¤i
220
Bina yönetim sistemleri içerisinde bina için güvenli geçifl ve kontrol sistemleri
de yer almaktad›r. Bu kapsamda güvenli geçiflin kay›t alt›na al›nmas› ve süreklili¤i
de önemlidir. Bina güvenli geçifl ve kontrol sistemleri içerisinde kartl› geçifl sistemlerinin yan› s›ra bekçi tur kontrol sistemleri, x-ray cihazl› kontroller ve biyometrik
sistemler de yer almaktad›r.
Bekçi tur kontrol sistemleri, bafll›ca befl elemandan oluflmaktad›r. Bunlar; ak›ll›
kalem, haberleflme yuvalar›, güvenlik noktas›, bekçi anahtarl›¤› ve yard›mc› yaz›l›mdan oluflmaktad›r. Güvenli¤i sa¤layan sorumlu görevlilerin gece ya da gündüz
görevlerini yap›p yapmad›klar›n› bilgisayar ortam›nda denetleyen sistem, bekçi tur
kontrol sistemleri olarak an›lmaktad›r. Bunun d›fl›nda sistem, güvenlikten sorumlu
görevlilerin faaliyetlerini raporlamay› da gerçeklefltirmektedir. Sistem, dokun ve
kaydet mant›¤› üzerine kurulmufltur. Görevli elindeki cihaz›, haberleflme yuvas›na
dokundurdu¤unda hangi görevlinin hangi tarih, saat ve dakikada hangi noktalar›
kontrol etti¤i kay›t alt›na al›nmaktad›r. Bu sistemde ak›ll› kalem, ana elemand›r.
Ak›ll› kalem, güvenlik noktalar›nda kay›tl› olan bilgileri kaydeden elektronik bir cihazd›r. Bu sistem ayn› zamanda kuruma ait araçlar›n girifl ve ç›k›fllar›n› da denetlemektedir. Arac›n hangi saatte iflletmeden ç›kt›¤›, ne zaman geri döndü¤ü bilgisayar üzerinde raporlanabilmektedir. Bekçi tur kontrol sistemine ait elemanlar fiekil
7.11’de gösterilmifltir.
SIRA S‹ZDE
5
D Ü fi Üfiekil
N E L ‹ M7.11
Bekçi Tur
Kontrol
S O R U
Sistemine Ait
Elemanlar
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
MAKALE
S‹ZDE
Kartl› geçifl SIRA
sistemlerinin
uygulamalar›na; günlük hayattan örnekler veriniz.
X-ray cihazlar›; al›flverifl
merkezlerinde, havaalanlar›nda, güvenli¤in ön planda olduS O R U
¤u pek çok kurumda emniyeti
ve güvenli¤i tehdit edecek cisim ya da eflyalar›n bulunmaD‹KKAT
s›nda kullan›lmaktad›r.
Biyometrik sistemler, güvenSIRA S‹ZDE
li¤in ön plana ç›kmas›yla kullan›lamaya bafllanan sistemlerden
birisidir. Bu sistemler, hem flifAMAÇLARIMIZ
renin unutulmas›na karfl› hem
de flifrenin baflkalar› taraf›ndan
bilimesine karfl› ortaya ç›kan bir
K ‹ T A P
sistemdir. Asl›nda biyometrik
sistem, insan› tan›maktad›r. Parmak izi, yüz,
T E L Eel,
V ‹ Ziris,
Y O Nretina, ses tan›ma gibi pek çok biyometrik teknik yaflant›m›za
girmeye bafllam›flt›r. B iyometrik sistemde, güvenilirli¤in % 100’e yak›n oldu¤u belirtilmektedir.
N N
‹NTERNET
AYDINLATMA
OTOMASYONU
Ifl›k ve ayd›nlatma, günlük yaflant›m›z›n en vazgeçilmez ve temel ihtiyaçlar›ndan
birisidir. Ayd›nlatmada gün ›fl›¤› en çok tercih edilen yoldur. Gün ›fl›¤› ayd›nlatmaM Ave
K A Lmoral
E
s›n›n psikoloji
üzerindeki olumlu etkisinin yan› s›ra, yapay ayd›nlatman›n
ortaya ç›kard›¤› maliyetler de önemli bir yer tutmaktad›r. Gün ›fl›¤› ayd›nlatmas›,
her ortamda ve sürekli olarak ihtiyaçlar› karfl›layamaz. Güneflin batt›¤› saatlerden
itibaren ve binan›n pencereden uzak noktalar›nda elektrikle ayd›nlatmaya ihtiyaç
duyulmaktad›r. Yeni tasar›mlarda mimarlar, gün ›fl›¤›ndan en fazla yararlanacak
projeler üzerinde çal›flmaktad›rlar.
Küçük dairelerden büyük ifl merkezlerine, fabrikalara, otellere, hastanelere,
üniversitelere do¤ru gidildikçe ayd›nlatma otomasyonunun önemi ortaya ç›kmaktad›r. Ayd›nlatma otomasyonu, tüm ayd›nlatma noktalar›n›n zamana ba¤l› olarak
otomatik açma kapama kontrolünün sa¤lanmas›d›r. Bunun d›fl›nda sensörler arac›l›¤›yla ›fl›k fliddeti ölçülerek, ayd›nl›k seviyeleri, konfor ve enerji tasarrufu aç›s›ndan istenilen de¤erlerde tutulabilmektedir. Ayd›nlatma otomasyonu ile, hem konforlu bir ayd›nlatma hem de enerji tasarrufu sa¤lanabilmektedir. Bu sistemde zaman programlamas› ile farkl› günlerde, günün farkl› saatlerinde, farkl› noktalarda,
farkl› ayd›nlatma seviyeleri otomatik olarak yap›labilmektedir. Dimmer üniteleri
sayesinde farkl› tiplerde ayd›nlatma otomasyon sistemleri kurulabilmektedir.
‹fl merkezi, fabrika, otel, hastane d›fl›nda ev otomasyonu kapsam›nda ayd›nlatma otomasyonu da gerçeklefltirilebilmektedir. Bu kapsamda mutfak, salon, yatak
odas› gibi farkl› yaflama noktalar›nda farkl› ›fl›k seviyeleri dimmer kontrolü ile yap›labilmektedir.
Ayd›nlatma kontrolü için uygulanan pek çok yöntem bulunmaktad›r. Birincisi
zaman program›na göre yap›lan ayd›nlatma kontrolüdür. Bu tip kontrolde, farkl›
gün ve farkl› saatler için farkl› ayd›nlatma otomasyonu söz konusudur. ‹kinci kontrol, anahtar setleri üzerinden ›fl›k fliddetinin kontrolü ile manuel olarak yap›lmaktad›r. Harekete duyarl› sensörler arac›l›¤› ile ortamda kimse bulunmad›¤›nda otomatik olarak ayd›nlatman›n kapat›ld›¤› sistem, son y›llarda çok yayg›n bir flekilde
kullan›lmakta olup, bu kontrol ile ciddi bir enerji tasarrufu sa¤lanmaktad›r. Di¤er
bir ayd›nlatma kontrolü ise internet üzerinden yap›lan sistemdir.
Merkezi bilgisayar sisteminde oluflturulan bir yaz›l›mla gerçeklefltirilen ayd›nlatma kontrolünde, önceden verilen bir program ile hafta içi-hafta sonu durumuna,
farkl› saatlere göre bir ayd›nlatma program› gerçeklefltirilmektedir. Ekran üzerinden binadaki tüm kat ve odalara iliflkin armatürler kontrol edilebilmektedir. Binaya iliflkin tüm ayd›nlatma operasyonu tek merkezden yap›labilmektedir. Sistem
üzerinde her bir odadaki her bir armatürün ne kadar süreyle ne kadar devrede kald›¤› takip edilebilmektedir. Tan›mlanan ampul ömürlerini de dikkate alan yaz›l›m,
ampul ömürleri yaklaflt›¤›nda kullan›c›ya bunu bildirmektedir. Oluflturulan yaz›l›mda elektrik kesintilerinde jeneratör devreye girdi¤inde gereksiz ani yüklemeleri
önleyecek s›ral› çal›flt›rma donan›m›na sahiptir.
Özellikle fabrikalarda, ifl merkezlerinde daha proje aflamas›nda önlemler al›narak ciddi enerji tasarrufu sa¤lanabilmektedir. Örne¤in fabrika ayd›nlatmas›nda olabildi¤ince gün ›fl›¤›ndan yararlanma esas olmal›d›r. Fabrika ortam›n›, duvarlar›n
yan› s›ra çat›dan da ayd›nlat›lmas› sa¤lanmal›d›r. Özel sensörlü enerji tasarruflu ayd›nlatma sistemleriyle ve koridor, lavabo gibi yerlerde harekete duyarl› lambalarla
% 40’a kadar enerji tasarrufu sa¤lanabilmektedir.
Ayd›nlatma enerjisinden tasarruf sa¤lamak amac›yla, ayd›nlatma kontrol sistemleri kullan›lmaktad›r. Ayd›nlatmada kontrol genellikle üç flekilde yap›lmaktad›r.
Bunlar; kademeli kontrol, sürekli kontrol ile kademeli ve sürekli kontroldür. Kademeli kontrolde, ayd›nlatma araçlar› ayr› ayr› anahtarlama ile kontrol edilmektedir.
Bu tip kontrolde tesisat›n ›fl›k ak›s›, ad›m ad›m istenilen seviyeye kadar ayarlan›r.
Sürekli kontrolde, dimmer kullan›lmaktad›r. Dimmer ile istenilen ayd›nl›k düzeyi
sa¤lanabilmektedir. Önceleri kullan›lan dirençli tip dimmerlerin yerine, güç kayb›na yol açmayan ve faz kontrol devreleri ile iletim süresini de¤ifltiren dimmerler
221
222
Ayd›nlatma otomasyonunda, kontrol sisteminin yan› s›ra kontrolü yapacak kumanda sistemlerinin de önemi bulunmaktad›r. Bafll›ca kumanda sistemleri olarak,
hareket alg›lay›c› sensörler ile gün ›fl›¤› dedektörlerinden söz edebiliriz. Hareket
sensörlerinin içinde “Dual Passive Infrared Dedector (PIR)” olarak adland›r›lan bir
sensör bulunmaktad›r. Bu sensör vas›tas›yla, insan hareketinin alg›lanmas› ve bunun uzant›s›nda çeflitli kontroller yap›lmas› mümkündür. ‹nsanlar, hareket ederken
ortamda bir s›cakl›k fark› oluflturmakta ve etraf›na k›z›l ötesi ›fl›nlar yaymaktad›rlar.
Bu ›fl›nlar, PIR sensörü taraf›ndan saptanarak de¤erlendirilir. Bu de¤erlendirme sonucunda gelen sinyal bir insan›n hareketi ise, hareket sensörü ç›k›fl›na ba¤l› lamba
yak›lmaktad›r. Bu sensörlerin zaman ayarl› olanlar› da vard›r. Bu ayar vas›tas›yla
sensörün saptad›¤› son alg›lamadan itibaren ›fl›¤›n 10 saniye ile 10 dakika aras›nda
aç›k kalmas› ayarlanabilmektedir. Lamba aç›k iken, ortamda hareket oldu¤u sürece
yan›k kalmas› sa¤lanmaktad›r. Bu sensörlerde gece-gündüz ayar› da yap›labilmektedir. Bu tür ayarlamada lamba sadece karanl›k ortamda çal›flacak flekilde ayarlanmaktad›r. Özellikle okul, fabrika, ifl yeri gibi ortamlarda depo, koridor, tuvalet ve lavabolarda kullan›m amac›yla ›fl›k aç›ld›¤›nda tekrar odadan ç›k›l›rken kapat›lmas›
unutulmakta, bu da ciddi enerji tüketimine yol açmaktad›r. Hareket alg›lay›c› sensörlere ba¤l› olarak çal›flan ayd›nlatma sistemlerinin bulundu¤u ortamlarda art›k
“lüzumsuz ise söndür” uyar›lar›na gerek kalmadan kullan›lmad›¤› durumlarda otomatik olarak sönmektedir. Bunlar›n d›fl›nda özellikle apartmanlar›n merdiven boflluklar›nda harekete duyarl› sensör kullan›m› enerji tasarrufunun yan› s›ra karanl›k
ortamda el yordam›yla elektrik dü¤mesi arama zahmetinden kurtarmaktad›r. Hareket alg›lay›c› sensörler, pek çok iç ve d›fl mekanda, bina girifllerinde, çocuk odalar›nda, kömürlük, kiler, depo, koridor, banyo, bahçe, garaj, tuvalet, otomatik para
çekme makinesi, telefon kabini, soyunma kabinleri gibi pek çok yerde kullan›lmakta, enerji tasarrufunun yan› s›ra kolayl›k ve konfor sa¤lamaktad›r.
Harekete duyarl› di¤er bir sensör teknolojisi, ultrasonik sensör teknolojisidir.
Bu tür sensörler, kapsama alan›na giren cisimlere yüksek frekansl› ses dalgalar›
yollamaktad›r. Daha sonra bu dalgalar sensöre geri dönmektedir. Sensör, bu geri
dönüfl süresini hesaplamaktad›r. Alanda herhangi bir hareket oldu¤unda ses dalgalar› sensör al›c›s›na farkl› bir frekansla geri dönecektir. Bu durum da sensörün
hareketi alg›lamas›n› sa¤lamaktad›r. Ultrasonik teknoloji ile çal›flan harekete dayal› sensörler, sensörün direk görüfl alan›nda olmad›¤› ya da hareket seviyesinin düflük oldu¤u durumlarda kullan›lmaktad›r. Dual teknoloji olarak adland›r›lan teknolojide ise, PIR ve ultrasonik teknoloji birlikte kullan›lmaktad›r. Tek bir teknolji ile
çözümü zor olan uygulama alanlar›nda dual teknoloji kullan›lmaktad›r. PIR ve ultrasonik teknolojilerin birlikte kullan›m›, her iki teknolojinin de üstünlüklerinden
yararlanma olana¤› sa¤lamaktad›r.
Gerek PIR teknolojisi, gerek ultrasonik teknoloji, gerekse dual teknoloji meflguliyete ba¤l› bir kontrol tipidir. Bu tür uygulamalarda ayd›nlatmaya ne zaman ihtiyaç duyulaca¤› bilinmemektedir. Ancak herhangi bir hareket olmas› durumunda
ayd›nlatmaya ihtiyaç duyulmaktad›r.
Kullan›m zamanlar› düzenli olan ve hacimleri belirli olan ayd›nlatma sistemlerinin kontrolünde ise zamana ba¤l› kontrol sistemi kullan›lmaktad›r. Düzenli olarak çal›fl›lan ofislerde, zamana ba¤l› kontrol sistemi kullan›lmaktad›r. Çal›flma zamanlar› belli olan toplant› salonu, ofis gibi mekanlarda bafllang›ç saati ve aç›k kalma süresi belirlenerek zamana ba¤l› ayd›nlatma kontrolü yap›lmaktad›r.
Gün ›fl›¤›na ba¤l› kontrolde ise, gün ›fl›¤› miktar› ölçülerek ortamda buna ba¤l›
bir ayd›nlatma sa¤lanmaktad›r. Do¤al ›fl›k seviyesi önceden ayarlanm›fl seviyeden
fazla olmas› durumunda ayd›nlatma sistemi devre d›fl› kalmaktad›r. Bu ayar iste¤e
ba¤l› olarak de¤ifltirilebilmekte ya da iptal edilebilmektedir. Bu tür uygulamalarda,
zonlama da rahatl›kla yap›labilmektedir. Örne¤in; büyük s›n›f ya da atölyelerde
pencere önündeki bölümler gün ›fl›¤›ndan yeterince yararlan›yorken, orta bölümlerde k›smi bir ayd›nl›k söz konusu olabilmekte ve uç bölümlerde ise ayd›nlatma
yetersiz olabilmektedir. Böyle durumlarda üç ayr› zonlama yap›labilir. Yani; pencere önünde hiç ayd›nlatma yap›lmaz, orta k›s›mlarda düflük bir ayd›nlatma, uç k›s›mlarda ise daha fazla bir ayd›nlatma sa¤lanabilir. Bu uygulamayla atölye ve dershane gibi mekanlarda ciddi enerji tasarrufu sa¤lanabilmektedir.
Karma kontrolde ise, yukar›da aç›klanan harekete duyarl›, zamana ba¤l› ve gün
›fl›¤›na ba¤l› kontroller ikili ya da üçlü olarak kullan›labilmektedir.
Enerji Tasarrufu Sa¤layan Baz› Kontrol Uygulamalar›
‹ç ortamlarda gün ›fl›¤› ve harekete ba¤l› sensör kullan›m›: Geçici olarak kullan›lan
toplant› salonu, koridor gibi mekanlarda, harekete ba¤l› sensörlerle enerji tasarrufu
sa¤lanabilmektedir. Örnek olarak ofislerin gün ›fl›¤› alan bölümlerinde ya da koridorlar›n gün ›fl›¤› alan bölümlerinde bu çözüm kullan›labilir. Bu tip uygulamalarda
ayd›nlatmayla birlikte havaland›rman›n da kontrol edilmesi söz konusudur. Örne¤in;
tuvalet gibi mekanlarda, mekan meflgul oldu¤u sürece havaland›rma ve ayd›nlatma
birlikte devreye girer. Mekan meflgul iken do¤al gün ›fl›¤› katk›s› arzu edilen seviyenin üzerinde oldu¤u durumlarda gün ›fl›¤› kapat›larak sadece sensör çal›flt›r›l›r.
‹ç ortamda zaman ve harekete ba¤l› sensör kullan›m›: Bu tür kullan›m, belli saatlerde sürekli meflgul olan fakat bu saatlerin d›fl›nda geçici olarak kullan›lan yerlerde uygulanmaktad›r. Örne¤in; mesai saatlerinde sürekli kullan›lan bir evrak deposu, mesai saatleri d›fl›nda k›s›tl› sürelerde kullan›l›yorsa, mesai süresince sürekli
›fl›k aç›k kalacak, mesai saati d›fl›nda harekete ba¤l› olarak ›fl›k aç›k kalacak, kullan›m yoksa ›fl›k kapal› durumda kalacakt›r.
‹ç ortamda gün ›fl›¤› zamana ba¤l› ve harekete ba¤l› sensör kullan›m›: Bu tür
uygulama gün ›fl›¤›n›n oldu¤u, kullan›m saatlerinin de¤iflkenlik gösterebildi¤i ofis,
dershane gibi binalarda kullan›lmaktad›r. Ofis kullan›l›yorsa gün ›fl›¤› yeterli ise
lambalar kapal› durumda olacakt›r. Ofis kullan›l›yorsa, gün ›fl›¤› yeterli de¤ilse lambalar aç›k durumda olacakt›r. Bu tür uygulamalarda zonlama da yap›labilmektedir.
D›fl ortamlarda gün ›fl›¤› ve zamana ba¤l› sensör kullan›m›: Bu tür uygulamalar,
ticari binalardaki ›fl›kl› tabelalar›n ayd›nlatmas›nda kullan›labilmektedir. Tabelan›n
ayd›nlatmas›, öncelikle havan›n kararmas›yla bafllamal›d›r. Aç›k kalma süresi, gece
belli bir saatten sonra sona ermelidir. ‹fl yerinin bulundu¤u caddedeki hareketlili¤in sona erdi¤i saatler, ›fl›¤›n sönme saati olarak tespit edilebilmektedir.
KAPALI DEVRE TV S‹STEMLER‹
Kapal› devre TV sistemleri (CCTV: Closed Circuit Television Systems), uzunca bir
süredir güvenlik alan›nda yayg›n olarak kullan›lmaktad›r. Genel olarak bakt›¤›m›zda bir güvenlik kontrol odas›nda güvenlik personeli taraf›ndan izlenen ve bir monitöre sinyaller gönderen kabloya ba¤l› kameralardan oluflan bir sistemdir. Son on
befl y›l içerisinde kameralarda, mikro ifllemcilerde, çoklay›c›larda ve görüntülü sinyal iletim yöntemlerindeki geliflmelerle birlikte geleneksel sistemlere göre önemli
aflamalar kaydedilmifltir. Art›k eskiye göre kabloyla ulafl›lamayacak kadar uzak
alanlar› izlemek, kameralara uzaktan kumanda etmek ve çok fazla say›daki kameradan tek bir görüntü kay›t cihaz›na kay›t yapmak mümkün hale gelmifltir. Kapal›
devre TV sistemleri, özellikle kötü niyetlere karfl› çok cayd›r›c› bir sistemdir. Bu-
223
224
nun d›fl›nda iflletmelerin personel denetimi ve çal›flma performans›n›n izlenmesi
aç›s›ndan da katk› sa¤lamaktad›r. Günümüzde kapal› devre TV sistemleri, çok büyük iflletmelerden küçük iflletmelere ve konutlara kadar vazgeçilmez güvenlik donan›mlar› aras›nda yer alm›flt›r.
Kapal› Devre TV Sistemlerinin Avantajlar› ve Kullan›m
Alanlar›
Kapal› devre TV sistemleri ile özellikle risk ve tehlikelerin tan›nmas›, yerinin tespit
edilmesinde oluflacak zararlar›n minimize edilmesinde, herhangi bir olaya kan›t
teflkil edecek belgelerin oluflturulmas›nda, standart d›fl› olaylar›n tespit edilip belgelenmesinde ve herhangi bir risk ve tehlike durumunu önlemek amac›yla gerekli önlemlerin al›nmas›nda yayg›n olarak kullan›lmaktad›r. Kapal› devre TV sistemlerinin kullan›c›lar aç›s›ndan pek çok avantaj› bulunmaktad›r. ‹nsan ve eflyan›n korunmas›, alarm sistemlerinden gelen alarmlar›n de¤erlendirilmesi, ortaya ç›kabilecek zararlar›n önlenmesinden do¤an maddi tasarruf ve s›ra d›fl› olaylara zaman›nda müdahale etme bunlar aras›nda say›labilir. Kapal› devre TV sistemlerinin sa¤lad›¤› avantajlar bunlarla s›n›rl› de¤ildir. Bu sistemlerin avantajlar›, bafll›ca dört bafll›kta s›n›fland›r›labilir.
• Güvenlik ile ilgili kullan›m alanlar› ve avantajlar,
• ‹fl güvenli¤i ile ilgili kullan›m alanlar› ve avantajlar,
• Yönetim arac› olarak kullan›m alanlar› ve avantajlar,
• Bilimsel ve t›bbi alanlar ile ilgili kullan›m alanlar› ve avantajlar.
Güvenlik ile ‹lgili Kullan›m Alanlar› ve Avantajlar
• Çeflitli binalar ve çevresinin gözlenmesi ve kaydedilmesi: Çeflitli bina ve çevresinin izlenmesi ile h›rs›zl›k ve fliddet olaylar›na yönelik gözetim ve kay›t
ifllemleri yap›l›r. Uygulama alanlar› olarak çok say›da bina ve çevresi buna
örnek olarak gösterilebilir. Depolar, garaj girifl ve ç›k›fl kap›lar›, al›flverifl
merkezleri, flirket ve fabrika binalar›, hastane binalar›, otogar, metro ve tren
istasyonlar›, futbol stadyumlar›, akaryak›t istasyonlar›, havalimanlar›.
• Veznelerde h›rs›zl›klar›n önlenmesi, veznelerdeki para al›flverifllerinin kay›t
alt›na al›nmas›: Bankalarda, ma¤azalarda, çeflitli sat›fl noktalar›nda gerçekleflen h›rs›zl›klar›n önlenmesinde cayd›r›c› ve kimlik tespiti olarak yayg›n olarak kullan›lmaktad›r. Veznelerdeki para al›flveriflleri s›ras›nda ortaya ç›kan
tart›flmalar›n belgelenmesi ya da veznedeki para al›flverifllerinin kay›t alt›na
al›nmas›nda kullan›lmaktad›r.
• Ma¤azalarda, lokantalarda, kafeteryalarda h›rs›zl›k olaylar›n›n gözlemlenmesi ve kaydedilmesi: Özellikle ma¤azalarda, ma¤aza çal›flanlar›n›n ve müflterilerin reyon aralar›nda çeflitli ürünleri çalma olaylar›na s›k rastlanmaktad›r.
Bu tür olaylara karfl› cayd›r›c› etki olmas› ve yap›ld›¤› durumda belgelenmesinde kimlik tespiti amac›yla kullan›lmaktad›r. Bunun d›fl›nda lokantalarda,
kafeteryalarda oturan müflterilerin çantalar›na karfl› h›rs›zl›k olaylar› kaydedilerek kimlik tespiti amac›yla belgelenmektedir.
• Çok s›k kullan›lmayan hassas alanlar›n gözlemlenmesinde: Özelikle bankalar›n gizli kasa bölümleri, müze ve sergilerin özel bölümlerinde çok k›ymetli parçalar bulunmaktad›r. Bu bölümlerdeki h›rs›zl›k olaylar›na karfl› kullan›lmaktad›r.
• Hukuki olarak izin alarak gizli kay›t uygulamalar›: Özellikle rüflvet olaylar›na yönelik flikayetlerde mahkemelerden izin al›narak mekana yerlefltirilen
gizli kamera sistemleriyle suç ve suçlular›n tespitinde kullan›lmaktad›r.
• Girifl ç›k›fllar›n izlenmesi ve kontrolünde: Al›flverifl merkezlerine, kritik binalara giren ve ç›kan kiflilerin izlenmesinde kullan›lmaktad›r. Kaza, h›rs›zl›k,
cinayet gibi olaylarda bu kay›tlar izlenerek olay›n çözümü ve suçlular›n tespitinde kullan›lmaktad›r.
• Toplu tafl›m araçlar›ndaki izlemeler: Otobüs, metro gibi toplu tafl›ma araçlar›n›n girifl kap›s›na, iç alana ve arka k›s›mlara yerlefltirilen kameralarla kontrol ve kay›t yap›lmas›nda kullan›l›r. Kaza, h›rs›zl›k, cinayet gibi olaylarda bu
kay›tlar izlenerek olay›n çözümü ve suçlular›n tespitinde kullan›lmaktad›r.
‹fl Güvenli¤i ile ‹lgili Kullan›m Alanlar› ve Avantajlar
• Fabrikalarda, atölyelerde muhtemel kaza alanlar›n›n izlenmesinde: Fabrika
ve atölyelerde çal›flan ifl makinelerinde ortaya ç›kabilecek kazalar›n izlenmesinde kullan›lmaktad›r. Kazan›n nas›l geliflti¤i, operatör hatas›ndan m›, ifl
verenden kaynaklanan nedenlerle mi ortaya ç›kt›¤›n›n tespitinde kullan›lmaktad›r. Benzer kazalar›n olmamas› için tedbir al›nmas›n› sa¤lamaktad›r.
• Tehlikeli maddelerin bulundu¤u ifl yerlerinin izlenmesinde: Tehlikeli maddelerden kaynaklanabilecek kazalarda ifl sahas›n› görmek, izlemek ve oluflabilecek kazalara karfl› önlem almak amac›yla kullan›lmaktad›r.
• E¤itim kurumlar›nda ö¤rencilerin ve e¤itim kadrosunun güvenli¤inin sa¤lanmas›nda: Okullardaki salon, koridor gibi ortak kullan›m alanlar›nda ö¤rencilere karfl› olabilecek kaza ve riskleri gözlemek ve ortadan kald›rmak
amac›yla kullan›lmaktad›r.
• ‹fl yerlerinde, okullarda, genel alanlarda, ortaya ç›kacak risklerde güvenlik
ve sa¤l›k birimlerini haberdar etmede: Ortaya ç›kan kaza, h›rs›zl›k, gasp gibi olaylarda polise, itfayeye ya da acil sa¤l›k personeline zaman›nda haber
vermek, can kayb›n›n önlenmesinde ve kazalardan ortaya ç›kacak hasarlar›n önlenmesinde kullan›lmaktad›r.
Yönetim Arac› Olarak Kullan›m Alanlar› ve Avantajlar
• Depolar›n izlenmesi, sat›fl ve üretim hatt›n›n izlenmesinde: Depolardaki
stoklar›n kontrol edilmesi, sat›fl alan› ile üretim hatt›n›n izlenerek varsa hata
ve eksikliklerin giderilmesinde kullan›lmaktad›r.
• Personel, müflteri ve ziyaretçilerin korunmas›: ‹fl yerlerinde, personel, müflteri ve ziyaretçilerin izlenerek koruma amac›yla yönetimin alaca¤› önlemler
ve gelifltirece¤i politikalar›n tespitinde kullan›lmaktad›r.
• Personelin e¤itiminde: ‹fl yerlerinde çeflitli nedenlerle meydana gelen hatalar sonucu maddi kay›plar ortaya ç›kmaktad›r. Kamera kay›tlar› personele
izletilerek, kurum içi e¤itimlerde personelin gelifliminin sa¤lanmas› amac›yla kullan›lmaktad›r.
• Emniyet personelinin bilgi ve deneyimini art›rmada: Çeflitli olaylara yönelik
olarak önceden yap›lm›fl kay›tlar, emniyet personeline izletilerek, suçlular›n
yakalanmas›nda, delil toplamada, personelin bilinçlendirilmesinde kullan›lmaktad›r.
Bilimsel ve T›bbi Alanlar ile ‹lgili Kullan›m Alanlar› ve Avantajlar
• Hastanelerde hasta gözlemlemede: Hastanelerde, hastan›n davran›fllar› gözlenerek tedavi sürecinde katk› sa¤lamak amac›yla kullan›lmaktad›r. Ayr›ca
hastan›n sa¤l›k durumunun izlenmesinde de kullan›lmaktad›r.
• Psikolojik rahats›zl›klar› olan hastalar›n izlenmesinde: Hastan›n yan›nda
doktor ya da görevli varken davran›fllar› ile yaln›z kald›¤›nda ya da di¤er
225
226
hastalarla birlikteyken davran›fllar› izlenerek tedavi sürecine katk› sa¤lamak
amac›yla kullan›labilmektedir.
Genel olarak bak›ld›¤›nda kapal› devre TV sistemleri, güvenlik, personel denetimi, müflteri denetimi, suç ve suçluyu tespit etme ve görüntü naklinde kullan›lmaktad›r.
Güvenlik aç›s›ndan bak›ld›¤›nda kapal› devre TV sistemleri, oldukça önemli yararlar sa¤lam›fl, pek çok olay›n çözümünü ortaya ç›karm›fl ve cayd›r›c› etki b›rakm›flt›r. Özellikle son y›llarda terör olaylar›nda meydana gelen art›fl, kentlerdeki nüfus patlamas›, suç oranlar›nda art›fl ortaya ç›karm›flt›r. Bu da güvenlik sistemlerine
yönelik kapal› devre TV sistemi ihtiyac›n› art›rm›flt›r.
Personel denetimi aç›s›ndan bak›ld›¤›nda, iflletmenin daha verimli ve karl› çal›flmas›nda oldukça olumlu sonuçlar vermifltir. Bu sayede iflletme yöneticisinin zaman kay›plar›n›n azalt›lmas›n› da sa¤lam›flt›r. Kapal› devre TV sistemleri vas›tas›yla, personelin girifl ç›k›fllar›n›n kontrolünün yan› s›ra, personelin müflteriye ve birbirine karfl› keyfi ve istenmeyen davran›fllar›n›n azalt›lmas›nda katk› sa¤lam›flt›r.
Müflteri denetimi aç›s›ndan bak›ld›¤›nda iki önemli sonuç ortaya ç›kmaktad›r.
Birincisi müflterilerden kaynaklanan h›rs›zl›¤›n önlenmesi, ikincisi ise müflteri davran›fllar› ve istekleri konusunda yöneticilerin sa¤l›kl› gözlem yapmas›na olanak tan›m›flt›r. Bu sayede müflterilerin hangi raflarda daha çok oyaland›¤›, hangi raflarla
hiç ilgilenmedi¤i ortaya ç›karak müflteri davran›fllar› gözlenmifltir.
Suç ve suçluyu tespit etme aç›s›ndan bak›ld›¤›nda, son y›llarda çok önemli mesafeler al›nd›¤› aç›kt›r. Ma¤azalardan yap›lan h›rs›zl›¤›n büyük bir ço¤unlu¤u bu
sayede ayd›nlat›lm›flt›r. Pek çok cinayet ve gasp, kamera kay›tlar›n›n incelenmesiyle ortaya ç›km›flt›r. Bu kay›tlar, polemi¤e ve tart›flmaya yer vermeyecek flekilde
suçlunun kimli¤ini aç›kça ortaya ç›karabilmektedir.
Görüntü nakli aç›s›ndan bak›ld›¤›nda ise son y›llarda elektronik teknolojisindeki
geliflmelerden sonra pek çok alanda yayg›n olarak kullan›ma girmifltir. Anne baba,
evinde bak›c›ya b›rakt›¤› çocu¤unu ifl yerinden izleyebilmekte, kreflteki çocu¤unun
hangi ortamda e¤itim ald›¤›n› görebilmektedir. Bunun yan›nda bak›c›lar›n kötü davran›fllar›na karfl› cayd›r›c› etki ortaya ç›karmaktad›r. ‹fl yerinde olmayan bir yönetici
farkl› flehirde, hatta yurtd›fl›nda bile ifl yerini ve çal›flanlar›n› izleyebilmektedir.
Sistemlerinde Kullan›lan Donan›mlar
Kapal› devre TV sisteminin kurulmas›nda, pek çok donan›m kullan›lmaktad›r.
Bunlar›n bafll›calar›; kamera ve lensler, görüntü iletim hatlar›, monitör ile di¤er donan›mlard›r. Di¤er donan›m olarak; seçicileri, video kay›t cihazlar›n›, dörtlü ekran
bölücülerini ve multiplexleri sayabiliriz. fiekil 7.12’de kapal› devre sisteminde kullan›lan bafll›ca donan›mlar topluca verilmifltir.
Kameralar ve Lensler
Genel olarak bak›ld›¤›nda kapal› devre TV sisteminde; cisim kamera taraf›ndan
okunmakta, iletim hatt›yla aktar›lmakta ve monitör taraf›ndan izlenmektedir. Bu
anlamda kamera ve lensler, kapal› devre TV sistemlerinin en önemli donan›mlar›ndan birisidir. Kameran›n görüntü alabilmesi için ›fl›kland›rman›n büyük bir önemi
vard›r. ‹ster do¤al isterse yapay ya da her ikisi birlikte yeteri düzeyde bir ayd›nlatma sa¤lanmal›d›r. Kamera, bir lens taraf›ndan yakalanan görüntüyü elektronik sinyale dönüfltürmektedir. Bu sinyal, monitöre aktar›larak görevli taraf›ndan görülmesi sa¤lan›r.
227
fiekil 7.12
Kapal› Devre TV
Sisteminde
Kullan›lan Bafll›ca
Donan›mlar
Kapal› devre TV sistemi kurulumunda kamera ve lens seçimi önemlidir. Kamera ve lens seçiminde görüntü sisteminin amac›, kameran›n hassasiyeti, kameran›n
yerlefltirilece¤i yerdeki ›fl›k miktar›, kameran›n çal›flaca¤› ortam, gerekli olan görüfl
alan› ve maliyet göz önüne al›nmal›d›r.
Genel olarak bak›ld›¤›nda kameralar› afla¤›daki tiplere göre inceleyebiliriz:
• Siyah-beyaz ve renkli kameralar,
• Tüplü ve CCD kameralar,
• Sabit ve hareketli kameralar,
• Dome kameralar.
Siyah-Beyaz (S/B) ve Renkli Kameralar
Renkli kameralar›n kullan›m› giderek artmakla birlikte, siyah beyaz kameralar›n da
kendine özgü avantajlar› bulunmaktad›r. Siyah beyaz kameralar›n en önemli avantaj›, ›fl›¤›n az oldu¤u ortamlarda bile renkli kameralara göre daha iyi sonuçlar verebilmektedir. Renkli kameralar, siyah beyaz kameralara göre daha pahal› olmakla birlikte, teknolojideki geliflmelerden sonra fiyat fark› giderek azalmaktad›r. fiekil
7.13.a’da siyah-beyaz kameraya iliflkin bir örnek görülmektedir. Renkli kameralarda, do¤al olarak daha zengin bir görüntü ortaya ç›kmaktad›r. Bu da cisimlerin tan›nmas›n› kolaylaflt›rmaktad›r. Cisimlerin renkleri, insanlar›n giysilerinin renk tonlar›ndaki farkl›l›klar tan›nmay› ve izlemeyi kolaylaflt›rmaktad›r. Örne¤in trafikteki
araba takibinde renk, ay›rt edici bir özellik olabilmektedir. Benzer flekilde bir sat›fl
228
ma¤azas›ndaki h›rs›zl›k olay›nda h›rs›z›n giysisindeki renkler, ay›rt edicilik özelli¤i
aç›s›ndan yararl› olmaktad›r. fiekil 7.13.b’de renkli kameralara iliflkin bir örnek yer
almaktad›r.
Tüplü ve CCD Kameralar
Son y›llara kadar güvenlik kamerlar›nda tüp kameralar kullan›lmaktayd›. Hala kullan›mda olmakla birlikte, bu tür kameralar titreflim ve floklar karfl›s›nda yetersiz kalabilmektedirler. Bafll›ca dezavantajlar›; büyük olmalar nedeniyle gizlenememeleri
ve zamanla tüplerinin yanmas›d›r. Yak›n geçmiflte CCD kameralar›n gelifltirilmesiyle, güvenlik kameralar› bu tipe dönmüfltür. CCD kameralarda görüntüleyici mercekler taraf›ndan yakalanan ›fl›k bir resme dönüfltürülmektedir. Bu tür kameralar,
yüksek kontrasta ve daha iyi bir çözünürlü¤e sahip resimler oluflturmaktad›r. CCD
kameralar›n di¤er avantajlar›; küçük, hafif, hassas ve dayan›kl› olmalar›d›r.
Güvenlik kameralar›nda iki farkl› görüntü sensörü kullan›lmaktad›r. Bunlardan
birincisi CCD (Charge Coupled Device), di¤eri ise CMOS (Complementery Metal
Oxide Semiconducter)’dir. CCD alg›lay›c›lar, özellikle kamera endüstrisi için gelifltirilmifl teknolojiyi kullanmaktad›rlar. CMOS alg›lay›c›lar ise, bilgisayarlarda kullan›lan devreleri üretmek için uygulanan teknoloji ile üretilmektedirler. Günümüzün
yüksek kaliteli kameralar›nda ço¤unlukla CCD sensörler tercih edilmektedir.
Sabit ve Hareketli Kameralar
Kapal› devre TV sistemlerinde sabit kameralar kullan›ld›¤› gibi hareketli kameralarda kullan›lmaktad›r. Sabit kameralar, do¤al olarak sabit bir zemin üzerine monte edilmifl vaziyettedir. Bunlar›n uzaktan kontrolle yön de¤ifltirmesi ve hareket ettirilmesi mümkün de¤ildir. Hareketli kameralar, PSD kameralar olarak da an›lmakta olup, motorla hareket ettirilmektedirler. Bu hareketleri; sa¤a sola, afla¤› yukar›
fleklinde olabilmektedir. Ayr›ca zum özelli¤i ile uzak ve yak›n çekim yapabilmektedirler. Genellikle d›flar›da kullan›ld›klar›ndan, d›fl etkilere karfl› muhafaza edilmelidirler. Bu anlamda, so¤u¤a, s›ca¤a, toz, kir ya da çevre zararlar›ndan korunmas›
kameran›n performans›n› ve ömrünü etkilemektedir. fiekil 7.13.c ve fiekil 7.13.d’de
sabit ve hareketli kameralara iliflkin örnekler gösterilmifltir.
Dome Kameralar
Kapal› devre TV sistemlerinde kullan›lan sabit kameralar›n görüfl aç›lar›n›n yeterli
olmamas› ve dome kameralar›n üstün avantajlar› nedeniyle, bu tip kamera kullan›m› gittikçe yayg›nlaflmaktad›r. Dome kameralar›n üç önemli üstünlü¤ü bulunmaktad›r. En önemli üstünlüklerinden birisi, estetik görünümdür. Sabit ya da hareketli
kameralar, ba¤lant› ve sabitleme mekanizmalar›yla birlikte göze hofl görünmemektedirler. Bu nedenle ofis, ifl yeri, al›flverifl merkezi gibi ortamlarda dome kameralar›n estetik özelli¤inden yararlan›lmaktad›r. Ayr›ca bu tür kameralar, etraf›na avize
ya da buzlu cam yerlefltirilerek gizlenebilmektedir. Dome kameralar›n di¤er bir üstünlü¤ü cayd›r›c›l›kt›r. Dome kameralar, flekilden de görüldü¤ü gibi etraf› kapal›
oldu¤undan kameran›n hangi yöne bakt›¤› anlafl›lamamaktad›r. Dolay›s›yla flüpheli flah›slar için daha fazla cayd›r›c›l›k özelli¤i bulunmaktad›r. fiekil 7.13.e’de de¤iflik
dome kamera tipleri görülmektedir.
229
fiekil 7.13
Farkl› Kamera Tipi
Örnekleri
(a) Siyah-Beyaz (S/B) Kamera
(c) Sabit Kamera
(b) Renkli (RGB) Kamera
(d) Hareketli Kamera
(e) Dome Kamera Örnekleri
Lensler
Lenslerin temel görevi, bir alandan yans›yan ›fl›¤› toplayarak kameran›n görüntüleyici ünitesinde net ve berrak bir görüntü odaklamakt›r. Mercekten geçen ›fl›k miktar›, ne kadar fazla olursa genellikle resim kalitesi de o kadar yüksek olmaktad›r.
Kapal› devre TV sisteminde mercek seçiminin önemi büyüktür. Mercek seçimi,
oluflacak resmin fleklini, netli¤ini ve boyutunu do¤rudan etkilemektedir. Lenslerde, görüfl alan›n›n da büyük önemi bulunmaktad›r. Görüfl alan›, belirli bir lens taraf›ndan oluflturulan resmin en ve boyu ile kamera görüntüleyicinin boyutu ve
odaklanan nesneye olan mesafenin bileflimidir. Görüfl alan›n›n uygun olmamas›
durumunda, görüfl alan›n›n art›r›lmas› ya da azalt›lmas› için farkl› aç›l› mercekler
kullan›lmaktad›r. Arzu edilen görüfl alan›n› oluflturmak amac›yla gereken görüntüleyici boyutu için mercek ve mesafe bileflimlerini belirleyen tablolar bulunmaktad›r. Hem genifl aç› hem de yak›n çekimler için en iyi lens seçimi de¤iflken odakl›
lenslerdir. De¤iflken odakl› lensler, zum özelli¤i olan lens olarak da an›lmaktad›r.
230
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
MAKALE
6
Lensleri; irisSIRA
kontrollerine
göre s›n›fland›r›n›z ve otomatik iris kontrolünü aç›klay›n›z.
S‹ZDE
Görüntü ‹letim Hatlar›
D Ü fi Ü N E L ‹ Mkameradan monitore tafl›nmas›, çeflitli iletim yöntemleriyle gerGörüntü sinyalinin
çekleflmektedir. Bu tafl›ma ifllemi için pek çok iletim yöntemi bulunmaktad›r. Kullan›lan her teknolojinin
avantaj ve dezavantajlar› da bulunmaktad›r. ‹letim arac› seS O R U
çilirken mesafe, ortam›n durmu, tesis yerleflimi ve maliyet faktörleri göz önüne
al›nmal›d›r. Bununla birlikte, görüntü çeflitli kay›plar nedeniyle zarar görebilir. BuD‹KKAT
rada esas olan görüntüdeki kay›plar› minimuma indirmektir. Uygulamada karfl›lafl›lan bafll›ca iletim teknikleri olarak kuaksiyel kablo, fiber optik, telefon hatt›, mikSIRA
S‹ZDE
rodalga, k›z›l
ötesi
›fl›n, radyo frekans› say›labilir.
Kuaksiyel kablo, monitör ile kamera aras›nda sürekli olarak fiziki bir ba¤lant›
sa¤layan kablodur.
Kablo, yak›n›ndaki elektrik kablolar›ndan ya da elektronik ciAMAÇLARIMIZ
hazlardan gelebilecek etkileri en aza indirmek amac›yla kaplanmaktad›r. Kapal›
devre TV sistemlerinde genellikle k›sa mesafelerdeki iletimlerde yayg›n olarak kullan›lan bir yöntemdir.
K ‹ T A P
Fiber optik yönteminde, elektronik görüntü sinyalleri lazer ›fl›¤a dönüfltürülür
ve daha sonra cam çubu¤un bir ucuna iletilir. Öteki uçta darbeli bir al›c› ›fl›¤› tekrar monitörde
flekilde elektronik sinyale dönüfltürür. Fiber opT E L E Vgörüntüleyebilecek
‹ZYON
tik hatlar, sudan ve ayn› hattan iletilen yüksek gerilimden ya da di¤er elektronik
cihazlardan etkilenmez. Fiber optik kablolar›n di¤er avantajlar›; genifl sinyal kapasitesine sahip olmalar›, k›v›lc›m ç›kma ihtimali olmad›¤›ndan yang›n ç›karma tehli‹ N T E R N E T ve uzun mesafelerdeki genifl iletimlerde ekonomik olufludur.
kesinin bulunmamas›
Telefon hatlar›, görüntüyü uzun mesafelere internet ortam›nda iletilmek istendi¤inde kullan›l›r. Telefon hatlar› ile herhangi bir görüntü, sinyal iletimi olmaks›z›n 1
AKALE
km’ye kadar Mmesafelerde
iletebilir. Kurulan hatlarla verici ve al›c› birbirine ba¤lan›r.
Mikrodalga, siyah beyaz veya renkli görüntülerin aktar›lmas›nda uygun ortamlarda kullan›ld›¤› zaman oldukça etkili ve düflük maliyetli olabilmektedir. Mikrodalga, resim ve veri sinyallerini, yüksek radyo frekans sinyallerine dönüfltürmektedir. Bu sinyaller bir noktadan di¤erine hava bofllu¤u veya uzay ile iletilir. Daha
sonra al›c› vas›tas›yla bu sinyaller, yeniden resim ve veri sinyallerine dönüfltürülerek görüntü monitöre aktar›l›r. Mikrodalga teknolojisi, video iletiminde genifl çapl› bir dalga boyu sa¤lamas›na karfl›n çevre koflullar›ndan etkilenebilmektedir. Bu
uygulama, kamera ile monitör aras›nda kablo ba¤lant›s› kurulamad›¤› durumlarda
veya pahal› oldu¤u durumlarda tercih edilebilir bir seçenektir.
K›z›l ötesi lazer teknolojisi, çok yayg›n kullan›lan bir teknoloji de¤ildir. K›z›l
ötesi lazer, mikrodalga teknolojisine benzemekle birlikte ayn› genifllikte bir dalga
boyu olana¤› sa¤lamamaktad›r. Mikrodalga teknolojisine benzer flekilde, k›z›l ötesi lazer teknolojisinin performans› da çevre koflullar›ndan etkilenmektedir.
Radyo frekans›, k›sa mesafelerde uygulanabilen ve güvenilir bir iletim teknolojisidir. Kablolama ve donan›m olanaklar›n›n uygun olmad›¤› durumlarda tercih
edilmektedir. Özellikle, büyük binalarda kablo maliyetini düflürmekte etkili olmaktad›r. Radyo frekans› ile tafl›mada da mikrodalga ve k›z›l ötesi teknolojilerinde de
oldu¤u gibi çevre koflullar›ndan etkilenme söz konusudur.
N N
Monitör
Monitör, kameran›n üzerinde oluflan görüntü, resim sinyallerine çevrildikten sonra pek çok elemandan geçerek ekran üzerinde görülmesini sa¤layan cihazd›r. Ka-
pal› devre TV sistemlerinin monitörleri, asl›nda televizyonlara benzer. Ancak bunlarda tüner kat› bulunmaz. Monitörler, ihtiyaca göre renkli ya da siyah beyaz olarak yerlefltirilebilir. Ekran büyüklükleri genellikle 9-25” aras›nda de¤iflebilmektedir. Sistemde bulunan ekipmanlar›n say›s›na ve özelli¤ine göre monitör seçimi de¤iflebilmektedir. Sistemde birden fazla kamera bulunmas› durumunda ekran› bölmek amac›yla dörde bölücü (quad) ya da çoklay›c› (multiplexer) bulunur. Bu tür
uygulamalarda, ekran boyutunun büyütülmesi tercih edilir. Operatör aç›s›ndan
monitörlerin say›s› ve yerleflimine, tasar›m aflamas›nda özen gösterilmelidir. Monitör izleme ifllevini pek çok faktör etkilemektedir. Hem ergonomik aç›dan hem de
konfor aç›s›ndan monitörlerin yerleflimi önemlidir. Monitör boyutu, monitörün aç›s›, monitörün kalitesi ve say›s›, izleyen kiflinin oturdu¤u yer önemlidir. Monitörler,
›s› yayd›klar›ndan dolay› bulundurulduklar› ortam›n yeterli bir flekilde havaland›r›lmas›n›n ve so¤utulmas›n›n önemi bulunmaktad›r. fiekil 7.14.a’da monitör görülmektedir.
Seçiciler
Monitörlerde bir kameradan di¤erine geçifl, seçicilerle sa¤lan›r. Küçük uygulamalarda, seçme ifllemi bir manuel devre anahtar› ile kameraya ba¤lant›l› olan bir dü¤me vas›tas›yla sa¤lan›r. Maliyeti, di¤erlerine göre daha ucuzdur. Seçme iflleminde
en yayg›n kullan›lan uygulama, sequence anahtar›d›r. Operatör, bu sistemde bir
görüntüyü otomatik olarak di¤er kameraya geçifl yapmadan önce ne kadar süreyle monitörde kalaca¤›na karar verebilir. Böylece, operatör tek bir monitör ile birden fazla kameray› izleyebilir. fiekil7.14.b’de seçici gösterilmifltir.
Kay›t Cihaz› (Recorder)
Kay›t cihazlar›, kapal› devre TV sistemlerinde monitörlerden gelen görüntülerin
kaydedilmesini sa¤lar. Elektronik teknolojisindeki geliflmelerle görüntüler, bilgisayar diskine dijital biçimde de kaydedilmesi mümkün hale gelmifltir. Bilgisayarlarda
kullan›lan harddisklerin kapasitesi artt›kça kaydedilen görüntü say›s› da artmaktad›r. Kay›t süresi, seçilen kay›t moduna ba¤l› bir flekilde de¤iflmektedir. Kapal› devre TV sistemlerindeki kay›t cihazlar›, gerçek zamanda kay›t yapt›klar› gibi atlatmal› olarak kay›t yapt›rmak da mümkündür. Zaman atlatmal› kay›t ile daha az videoband› kullanarak daha uzun süre kay›t yap›labilir. Kay›t cihaz›na video görüntülerini kaydetmek için kullan›lan di¤er bir yol ise alarm ortaya ç›kt›¤›nda yap›lan
kay›tt›r. Bu yöntemde video kayd› bir alarm durumu ortaya ç›k›ncaya kadar atlatmal› olarak devam eder. Alarm durumu ortaya ç›kt›¤›nda atlatma modundan ç›k›larak gerçek zamana geçilir. fiekil 7.14.c’de bir kay›t cihaz› örne¤i gösterilmifltir.
Dörde Bölücü (Quad)
Dörde bölücü, ad›ndan da anlafl›laca¤› gibi ayn› ekranda dört kameray› seyretmek
demektir. Dörtlü ekran bölücünün en önemli özelli¤i dört ayr› kameradan al›nan
görüntüler, bir araya getirilerek bunlar›n hepsi birden ayn› anda ve tek bir monitörden gösterilebilmesidir. Bu uygulamada tek kamera seçilerek bunun tam ekranda gösterilmesi de mümkündür. Baz› uygulamalarda dörtlü ekran bölme ifllemcisine sekiz kameran›n ba¤lanmas›na imkan tan›nmaktad›r. Bu uygulamada ilk dört
kamera birinci sayfada gösterilir, ikinci dört kamera ise ikinci sayfada izlenir. Böylece, operatör sekiz kameray› tek bir monitörden s›rayla izleyebilir. fiekil 7.14.d’de
bir dörde bölücü örne¤i verilmifltir.
231
232
fiekil 7.14
Çeflitli Kapal› Devre
TV Sistemi
Ekipmanlar›
(a) Monitör
(b) Seçici
(c) Kay›t Cihaz›
(d) Dörde Bölücü
(e) Çoklay›c› (Multiplexer)
Çoklay›c› (Multiplexer)
Çoklay›c› sistemde geleneksel kay›t sistemlerinden farkl› olarak, bir video çoklay›c›s› on alt› kameraya kadar görüntüyü yakalayabilmekte ve bunlar› tek bir monitörde gösterebilmektedir. Operatör ayn› zamanda dikkati çeken bir kamera görüntüsünü tam ekran olarak görebilme seçene¤ine de sahiptir. Çoklay›c›, operatörlere birden fazla kameray› izleyerek yönetme esnekli¤ini sa¤lamaktad›r. Bu sistemde çoklay›c› gerekli olan monitör, video kay›t cihaz› ve videobant say›s›n› azaltarak kapal› devre TV sisteminin maliyetinde de azalma sa¤layabilir. Bu uygulamada video kay›t saklama için gerekli bant say›s› azalt›labilmektedir. Yüksek h›zl› s›ral› görüntü kaydetme tekni¤i ile çoklay›c›, seçicilerin yol açt›¤› aral›klara bakmaks›z›n tüm kameralar›n maksimum izlenmesini sa¤lar. Çoklay›c› sistem kullan›m›,
kontrol odas›ndaki ›s›tma, so¤utma, havaland›rma sistemlerinin enerji tüketimlerinde azalma sa¤lar. fiekil 7.14.e’de bir multiplexer görülmektedir.
233
AKILLI EV S‹STEMLER‹
Ak›ll› evler; enerji, konfor ve güvenli¤in ön plana ç›kmas›yla uygulamada daha fazla karfl›lafl›l›r hale gelmifltir. Ak›ll› evlerde bulan›k mant›k ad› verilen bir teknoloji
uygulanmaktad›r. Bulan›k mant›k teknolojisi, insanlar›n kulland›klar› düflünce metodunu bir anlamda bilgisayara aktarmakta, adeta bilgisayarlar›n bizim gibi düflünmesini sa¤layacak çal›flma sistemi gelifltirilmektedir. Ak›ll› ev sistemlerinde uygulanan di¤er bir teknoloji X-10 teknolojisidir. X-10 teknolojisi; evdeki cihazlar›, ›fl›klar›
ve di¤er ekipmanlar› ekipmanlar üzerinde var olan 220 V’luk elektrik enerjisi tesisat› üzerinden her cihaz için ayr› bir frekanstan sinyal göndererek kumanda edilmesini sa¤layan bir iletiflim dilidir. X-10 teknolojisi; kablolama gerektirmemektedir.
Asl›nda ev otomasyon sistemleri, y›llard›r endüstrinin pek çok alan›nda kullan›lan kontrol sisteminin gündelik hayatta kullan›lan sistemlere uyarlanmas›d›r.
Ak›ll› ev sistemleri; son y›llarda bilgisayar ve elektronik alan›ndaki geliflmelerden
sonra evde oturan insanlar›n ihtiyaçlar›n› karfl›layan, hayatlar›n› kolaylaflt›ran, enerji tasarrufu, konfor ve güvenli¤i ön planda tutan sistemlerdir. Asl›nda ev teknolojilerini parça parça pek çok alanda y›llard›r kullanmaktay›z. Müzik setlerinin, garajlar›n, otomobillerin uzaktan kumanda ile aç›l›p kapat›lmas›n› y›llard›r kullan›yoruz.
Kahve makinesi, kombi gibi sistemleri zaman ayarl› olarak çal›flt›rabiliyoruz. Bu
noktadan sonra, tüm evin tek bir noktadan kontrol edilmesini sa¤layan ve evdeki
tüm cihazlar› özel bir yaz›l›mla kumanda ederek evdeki tüm cihazlar›n kontrolünü
sa¤layan sistem olan ev otomasyonuna geçilmifltir. Bir evin “ak›ll›” hale gelmesi
için sisteme dahil edilecek ürünlerin seçimiyle gerekli donan›m›n sa¤lanmas› yeterlidir. Ev otomasyonunu gerçeklefltiren paket sistemlerin pek ço¤unda bir ana
kontrol kutusu, bir kontrol paneli, çeflitli sensörler, cihaz denetleyicileri, uzaktan
kumandalar ve bir telefon modülü bulunmaktad›r. bu donan›mlardan kontrol paneli evin girifline yerlefltirilmektedir. Yerlefltirilen kontrol kutusu ile haberleflen
sensörler ve cihaz denetçileri ile haberleflmektedir. Bu iletiflim, X-10 teknolojisi ile
yap›ld›¤›ndan hiçbir tadilata gerek olmadan kablosuz bir flekilde elektrik flebekesi
ile haberleflecektir. Ev otomasyonu sisteminin çal›flma prensibi ve kontrol edebilece¤i cihazlar fiekil 7.15’te verilmifltir.
fiekil 7.15
Garaj Kap›s›
Çamafl›r
Makinas›
Panjur
Perde
Televizyon
Müzik Seti
Bulafl›k Termosifon Çay/Kahve
Makinas›
Makinas› Ütü
Klima
Is›tma/S›cak Su Ayd›nlatma
KONTROL ve KUMANDA ÜN‹TELER‹
Dokunmatik
Uzaktan
Ekran
Kumanda
Cam K›r›lma
Elektrik
Dü¤meleri
Kap› Girifl
Cep Telefonu
Panik
Merkezi Ünite
Bilgisayar
Yang›n Alarm
H›rs›z ‹hbar
Kamera
Bahçe Sulama
Havuz/
Fiskiye
Havaland›rma/
Pervane
Motor
Masa Telefonu
Elektrikle çal›flan tüm cihazlar›
dokunmatik ekranlardan, LCD Panelden,
Kumanda aletiyle veya Cep telefonundan
SMS göndererek çal›flt›rabilir, durumu
hakk›nda bilgi alabiyir veya belirledi¤iniz bir
senaryoya göre çal›flmalar›n› sa¤layabilirsiniz.
Ev Otomasyonu
Sisteminin Çal›flma
Prensibi ve Kontrol
Edebilece¤i
Cihazlar
234
fiekil 7.15’ten de görüldü¤ü gibi pek çok cihaz ve sistem, ev otomasyonu ile
kontrol edilebilmektedir. Bunlar flöyle s›ralanabilir;
• Evdeki telsiz telefon, evin tamam›n› kontrol edebilecek bir uzaktan kumandaya dönüfltürülebilmektedir. Bir tek komut ile perdeler indirilebilir, ›fl›klar
k›s›labilir, televizyon aç›labilir.
• Evde bulunmad›¤›n›z zamanlarda ya da eve yaklaflan birisi oldu¤unda televizyonun sesini açarak ya da baz› odalar›n ›fl›¤›n› yakarak evin dolu oldu¤u
izlenimi verilebilmektedir. Bahçedeki çimler; siz evde olsan›z da olmasan›z
da topra¤›n nemlilik durumuna göre gerekli oldu¤u zamanlar sulan›r.
• Yang›n olmas› durumunda; iç siren vas›tas›yla ya da daha önceden verilen
telefonlar aranarak gerekli uyar›lar yap›l›r. Otomatik olarak gaz vanalar› ve
havaland›rma sistemi kapat›l›r, itfaiye aran›r.
• Gece saatlerinde, ev sakinlerinin bulundu¤u yerlerde ›fl›klar otomatik olarak
aç›l›r. Ev sahiplerinin olmad›¤› yerlerde ise ›fl›klar kapat›l›r. Yatma saatinde
ise; evdeki tüm ›fl›klar ve cihazlar kapat›l›r. Is›t›c›, ekonomi moduna geçer.
Alarm sistemi devreye girer.
• Önceden programlama yap›larak akflam belirli bir saatte panjurlar otomatik
kapan›r, eve gelifl saatine göre ›s›t›c› ya da klima sistemi (yaz ve k›fl durumuna göre) devreye girer. Televizyon aç›l›r. Benzer flekilde sabah belirlenen bir saatte kahve makinesi çal›fl›r, ›s›tma sistemi gece modundan ç›kar,
panjurlar aç›l›r.
Ak›ll› ev teknolojisi; enerji tasarrufunu, konforu ve güvenli¤i ön planda tutmaktad›r. Ev otomasyonunun temeli, endüstriyel otomasyona dayanmaktad›r. Endüstrideki otomasyonun önemli nedenlerinden birisi de verimlilik ve enerji tasarrufudur. Ev otomasyonu ile ciddi enerji tasarrufu sa¤lanabilmektedir. Bu amaçla, gün
›fl›¤›ndan maksimum faydalanma esas al›n›r, insanlar›n bulunmad›¤› ortamlarda
elektrikler kendili¤inden kapan›r, aç›k b›rak›lan cihazlar otomatik olarak kapan›r,
evde bulunulmad›¤› zamanlarda ›s›tma ya da so¤utma sistemi düflük modda çal›fl›r
ya da kapat›l›r, evde bulunuyorken kullan›lmayan odalar düflük modda ›s›t›l›r ya
da so¤utulur. Otomasyon sistemi ile enerji tasarrufu sadece ›s›tma sistemi ve ›fl›klar›n kontrolü ile sa¤lanmaz. Bunun yan› s›ra; bulafl›k makinesi, çamafl›r makinesi
gibi cihazlar ucuz tarifenin oldu¤u saatlerde çal›flt›r›larak da enerjiye ödenen bedelden tasarruf sa¤lan›r. fiekil 7.15’te görülen cihazlar kontrol edilerek sa¤lanabilecek enerji tasarrufu ve kolayl›klar flöyle s›ralanabilir:
• Çamafl›r makinesi, optimum flartlarda çal›flt›r›l›r. Çamafl›rlar›n türü, miktar›,
kirlilik seviyesine ba¤l› olarak su miktar› ve y›kama modu belirlenir. Ayr›ca
çamafl›r makinesinin, elektri¤in ucuz oldu¤u saatlerde çal›flt›r›lmas› sa¤lan›r.
• Bulafl›k makinesinde, bulafl›klar›n say›s› ve kirlili¤ine göre y›kama modu ve
su s›cakl›¤› belirlenir. Ayr›ca bulafl›k makinesinin, elektri¤in ucuz oldu¤u saatlerde çal›flt›r›lmas› sa¤lan›r.
• Termosifon ve dufl sistemindeki su s›cakl›klar› sürekli kontrol edilerek, en
az enerji tüketimi sa¤lan›r.
• Buzdolab›, kullan›m durumuna göre so¤utma ve dondurucu bölümündeki
dondurma süreleri ayarlan›r.
• Elektrik süpürgesi; toz miktar› ve zeminin türüne göre motorun emme modu ayarlan›r. Filtrenin de¤iflim zamanlar› belirlenerek, optimum flartlarda
enerji tüketmesi sa¤lan›r.
235
• Kurutucu, çamafl›rlar›n türü ve miktar›na göre ayarlanarak ayr› ayr› kurutma
modlar› ve süreleri belirlenir. Ayr›ca kurutucunun, elektri¤in ucuz oldu¤u
saatlerde çal›flt›r›lmas› sa¤lan›r.
• Mikrodalga f›r›nlarda enerji sarfiyat› ve piflirme modlar› ayarlan›r.
• Tost makinesinde, ekmek türüne göre s›cakl›k ve süresi ayarlanarak ekme¤in yak›lmadan optimum enerjiyle k›zarmas› sa¤lan›r.
Ak›ll› ev teknolojisi, kullan›c›lara konforlu bir yaflam da sa¤lamaktad›r. Konfor
sa¤lanmas›ndaki temel düflünce, kifliye gereksiz yere zaman kaybettiren ifllemlerin
otomasyon sistemiyle yerine getirilmesi ya da normal flartlarda kullan›c› taraf›ndan
gerçeklefltirilemeyecek ifllemlerin yerine getirilmesidir. Örne¤in tatilde oldu¤unuz
sürelerde bahçenin sulanmas› gerekiyorsa bu ifllem gerçeklefltirilir. Sabah siz kalkmadan kahveniz haz›rlan›r, kalkt›¤›n›zda kahve içilmeye haz›r vaziyettedir. Evin s›cakl›¤› sürekli kontrol edilerek ›s›tma ve so¤utma sistemi otomatik olarak çal›flt›r›l›r. Bu ve benzer kolayl›klar, insanlara konforlu bir yaflam ortaya ç›kar›r.
Ev otomasyonunda klima, f›r›n, nemlendirici kullan›m›nda sa¤lanabilecek
enerji tasarruSIRA S‹ZDE
fu ve kolayl›klar› yaz›n›z.
7
Ak›ll› ev teknolojisinin sa¤lad›¤› en büyük fayda güvenlik alan›ndad›r. ‹nsanlar›n gelir düzeyi art›p daha konforlu ve pahal› evlerde yaflad›kça, yaflad›klar› mekaS O R U yerlefltirilmifl
na yönelik h›rs›zl›k ve gasp tehlikesi de artmaktad›r. Evin çevresine
hareket alg›lay›c› sensörlü kameralar ve pencerelere yerlefltirilen manyetik sensörler, evin tümünü gözetim alt›nda tutmaktad›r. Tatilde olsan›z bile; eve birisi yaklaflD‹KKAT
t›¤›nda önceden yaz›lan senaryo gere¤i televizyon çal›fl›r vaziyete gelir, ›fl›klar aç›larak evin dolu oldu¤u izlenimi verilerek h›rs›z için cayd›r›c› bir ortam yarat›l›r. AsSIRA S‹ZDE
l›nda ak›ll› ev sisteminin en büyük faydas› “cayd›r›c› etki” yaratmas›d›r.
Evin etraf›ndaki kamera sistemleri ve evin bu sistemlerle korundu¤una dair bilgi levhalar›,
h›rs›z için cayd›r›c› bir etki yarat›r. H›rs›z; kolayca girip çal›flabilece¤i
ev varken,
AMAÇLARIMIZ
kendisine büyük sorun ç›kma ihtimali bulunan ak›ll› eve girmeyi tercih etmez. Buna ra¤men h›rs›z girse bile; alarm devreye girer, telefon ihbar› ile ev sakinleri ve
polis merkezi uyar›l›r. Güvenlik denildi¤inde sadece h›rs›zl›kK akla
‹ T Agelmemelidir.
P
Yang›n ve su bask›n› senaryolar› da yaz›ld›¤›ndan bu durumlar için gerekli güvenlik önlemleri al›nm›fl vaziyettedir. Evde yang›na neden olan elektrik prizleri, fiflte
unutulan cihazlar, ›s›tma sistemleri ev otomasyonu sistemi taraf›ndan
edilT E L E V ‹ Z Y Okontrol
N
mekte ve buna yönelik riskler en aza indirilmektedir. Herhangi bir yang›n bafllang›c›nda da do¤algaz vanalar› ve havaland›rma sistemi kapat›larak yang›n›n büyümesi önlenir. Bunun yan› s›ra önceden yaz›lm›fl senaryo gere¤i belirlennifl telefon‹ N T E R N Egüvenlik
T
lara ihbarlar yap›l›r ve alarm devreye girer. Ak›ll› evlerde kullan›lan
sistemleri, afla¤›daki gibi s›ralanabilir;
• H›rs›zl›k ve tehditlere karfl›: Kap› giriflindeki kameralar yard›m›yla herhangi
AKALE
bir TV ekran›ndan kap›daki kiflileri görebilme. HareketliMsensörler
vas›tas›yla evin çevresinde herhangi bir hareket oldu¤u durumda güvenlik ›fl›klar›n›n yak›lmas›. Kap› güvenlik sistemiyle eve girifl izni olmayan kiflileri teflhis
ederek alarm›n çal›flt›r›lmas›.
• Yang›n, su bask›n› gibi tehlikelere karfl›: Duman sensörü ile yang›n› alg›lay›p çal›flt›rma. Evdeki cihazlardan kaynaklanan sorunlar tespit edilmesi halinde elektrik ve suyun kesilmesi.
N N
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
MAKALE
236
B‹NA OTOMASYONU
Bina otomasyonu uluslararas› literatürde Bina Yönetim Sistemleri (BMS: Building
Management Systems) olarak bilinmektedir. Bina içerisinde kullan›lan farkl› sistemler, birbirine entegre edilerek çal›flt›r›lmaktad›r.
Günümüzde ifl merkezleri, hastaneler, al›flverifl merkezleri bina otomasyonu ile
donat›larak enerji tasarrufu, güvenlik ve konfor sa¤lanmaktad›r. Ak›ll› bina sistemlerinde kullan›lan otomasyon sistemleri afla¤›daki gibi s›ralanabilir:
• Is›tma, so¤utma ve havaland›rma sistemlerinin otomasyonu ve oda kontrol
sistemleri,
• Yang›n alg›lama ve alarm sistemi,
• Kapal› devre TV sistemi,
• Kartl› geçifl ve güvenlik sistemi,
• Ayd›nlatma otomasyonu sistemi.
Bina otomasyonunda kontrol edilen en önemli noktalardan birisi; ›s›tma, so¤utma ve havaland›rma sistemidir. Bu otomasyonda sahadan sensörler vas›tas›yla al›nan bilgiler, kontrolörler taraf›ndan de¤erlendirilir ve yorumlanarak kontrol edilecek cihazlara gerekli talimatlar verilir. Yap›lacak bu ifllemler, bir yaz›l›mla belirlenmifltir. Ana kumanda merkezindeki ekranlardan tüm ›s›tma, so¤utma ve havaland›rma sistemi izlenerek her noktadaki de¤erler gözlenebilir. Örne¤in, oda s›cakl›¤›n›n
21°C’de tutulmas› isteniyorsa oda s›cakl›¤› 21°C’nin üzerine ç›kt›¤›nda radyatöre s›cak su girifli k›s›larak, odaya enerji girifli azalt›lmaktad›r. S›cakl›k 21°C’nin alt›na indi¤inde ise radyatöre su girifli art›r›larak enerji girifli sa¤lamaktad›r. Kontrol odas›nda sistem bir bütün olarak izlenebildi¤i gibi; günlük, haftal›k ve ayl›k raporlamalarda yap›labilmektedir. Is›tma, so¤utma ve havaland›rma sistemi bir bütün olarak incelenirken; klima santrali, egzoz fan›, pompa gruplar›, boyler, eflanjör gibi mekanik
tesisat gruplar› yaz›lan senaryo uyar›nca otomasyona dahil edilmektedir. Oda kontrol sistemi; ›s›tma, so¤utma ve havaland›rma sistemi ile bütünleflik olarak çal›flt›r›larak; konforlu bir ortam ile maksimum enerji tasarrufu sa¤lan›r. Örne¤in ifl merkezinde toplant› odalar›n›n önceden verilen takvim uyar›nca istenilen gün ve saatlerde ›s›t›lmas› veya so¤utulmas› sa¤lanarak, sistemin optimum enerjiyle çal›flmas› sa¤lan›r. Benzer flekilde otel odalar› da, müflterilerin girifl ve ç›k›fl gün ve saatlerine
ba¤l› olarak ›s›tma veya so¤utmas› gerçeklefltirilir. Pencerelerin ya da balkon kap›lar›n aç›k oldu¤u durumlarda ›s›tma ya da so¤utma sistemi çal›flt›r›lmaz.
Bina otomasyonunda yang›n alg›lama ve alarm sistemi, önemli modüllerden birisidir. Genel olarak yang›n alg›lama ve alarm sistemleri, yang›n durumunu izlemek ve binada yaflayanlar› yang›ndan haberdar ederek yang›n söndürme sistemlerini devreye sokan bir otomasyon sistemidir. Bu ünitenin yang›n alg›lama ve alarm
sistemi bafll›¤›nda, bu konu ayr›nt›l› olarak aç›klanm›flt›r.
Günümüzde kapal› devre TV sistemleri, kartl› geçifl ve güvenlik sistemleri ile
ayd›nlatma otomasyonu sistemi bina otomasyonunun vazgeçilmez parçalar›d›r. Bu
sistemler, ayr›nt›l› olarak bu ünite içerisinde ayr› bafll›klar halinde aç›klanm›flt›r.
Örnek bir bina otomasyonu ile pek .çok cihaz›n birbirine entegrasyonu fiekil
7.16’da verilmifltir. fiekil 7.16 incelenirse, bu örnekte alt› bafll›kta otomasyon ve entegrasyon sa¤lanm›flt›r. Yang›n otomasyonunda buton, dedektör ve yang›n alarm
panelinin entegrasyonu flematik olarak görülmektedir. Kapal› devre TV sistemlerinde; kameralar›n monitörün entegrasyonu sa¤lanm›flt›r. Güvenlik bafll›¤› alt›nda
kart okuyucular, geçifl kontrol paneli ve güvenlik paneli birbirine ba¤lanm›flt›r.
HVAC ve enerji sistemi tek bir kontrol paneli ile entegre edilmifltir. HVAC bafll›¤›
237
alt›nda facoil, kazan, AHU ve chillerin entegrasyonu sa¤lanm›flt›r. Enerji bafll›¤›nda
ise; flalter, UPS, jeneratör ve enerji analizörü ba¤lant›s› gerçeklefltirilmifltir. Ayd›nlatma, d›fl cephe, panjur, perde ve sensörler ise ayr› bir grupta birbirine ba¤lanm›fllard›r. Burada ad› geçen yang›n, kapal› devre TV, güvenlik, HVAC, enerji, Ayd›nlatma, d›fl cephe, panjur, perde ve sensörler olarak gruplanan bu sistemler de birbirleriyle entegre olarak çal›flmaktad›rlar. Bu entegrasyonla, binan›n enerji tasarrufu, güvenlik ve konfor aç›s›ndan en iyi flekilde yönetilmesi sa¤lanmaktad›r.
fiekil 7.16
Bina Otomasyon
Sisteminin ve Alt
sistemlerin
Entegrasyonu
Gateway
KNX
BRIDGE
YANGIN
ALARM
PANEL‹
IP
KAMERA NVR/DVR
GEÇ‹fi
KONTROL
PANEL‹
IP
ROUTER
GÜVENL‹K
PANEL‹
ENERJ‹
ANAL‹ZÖRÜ
ON/OFF-DIM
CHILLER
TEKRARLAMA
PANEL‹
AHU
DEDEKTÖR
BUTON
YANGIN
GENERATÖR
ANALOG
KAMERALAR
KART
OKUYUCULAR
KAZAN
FANCOL
LONWORKS
BACNET
CCTV
GÜVENL‹K
SENSÖRLER
HVAC
UPS
fiALTER
MODBUS
ENERJ‹
TOUCH PANEL
KLAS‹K ANAHTAR
E‹B ANAHTAR
DIfi CEPHE
PANJUR
PERDE
TOUCH
PANEL
KNX/E‹B
AYDINLATMA, DIfi CEPHE
PANJUR, PERDE VE
SENSÖRLER
238
Özet
Önceleri binalar›n iflletmesi insanlar taraf›ndan yap›labilirken, binalar büyüdükçe, kullan›lan cihazlar artt›kça
otomasyon sistemleri gelifltikçe binalar “Bina Yönetim
Sistemi” ad› verilen sistemler taraf›ndan yönetilmeye
bafllam›flt›r. Binalarda ›s›tma, so¤utma, havaland›rma,
iklimlendirme, ayd›nlatma, güvenlik, yang›ndan korunma gibi sistemlerin geliflmesi bunlar›n yönetimini karmafl›k hale getirmifltir. Sürdürülebilir, güvenli, ekonomik ve iflletme için bilgisayar deste¤ine dayanan bina
yönetim sistemleri devreye girmifltir. Bina otomasyon
sistemlerinde denetlenen sisteme iliflkin verimlilik analizleri, raporlamalar, alarm durumlar› aktif olarak uzaktan kontrol edilebilmekte ve bir iki personelin yönetebilece¤i bilgisayar ekranlar›nda gözlenebilmektedir. Yap›lan analizler ç›kt› olarak al›nabilmektedir. Bina otomasyon sistemlerinde kontrolü sa¤layan donan›mlar
yaz›l›mla yönetilmektedir. Sistemde daha sonra olabilecek de¤ifliklikler yaz›l›ma yap›labilecek eklemelere dahil edilebilmektedir. Bina otomasyon sistemleri iflletmenin verimli olarak çal›flt›r›lmas›n› sa¤lar. Bunun yan›nda
enerji tasarrufu, güvenlik ve çal›flan say›s›nda azalma
sa¤lar. Bina yönetim sistemlerinin en önemli avantaj›,
sistemin mevcut durumunu izlemek ve yaz›l›mda belirtilen kontrol noktalar›na dayanarak kontrol etmektir.
Sistemin bütün çal›flma periyotlar› s›ras›nda olabilecek
her türlü bilgi bu sistem arac›l›¤› ile izlenip, kontrol edilebilmektedir. Örne¤in, vantilatör, pompa, aspiratör,
kazan, hidrofor gibi elemanlar›n›n çal›fl›yor ya da çal›flm›yor bilgisi izlenebilmektedir. Benzer flekilde vana ve
damper motorlar›n›n aç›kl›k oranlar› yüzde olarak izlenebilmektedir (% 10 aç›k, % 30 kapal› gibi). Bunlar›n
d›fl›nda çeflitli cihazlar›n ar›za ve alarm durumlar› da izlenebilmektedir. Bu bilgiler, çeflitli aral›klarla veya istenilen zamanlarda bilgisayar haf›zas›nda kaydedilebilmektedir. Eskiye dayal› çeflitli tarihlerdeki, çeflitli bilgiler görülebilecek ve yaz›c›dan ç›kt› olarak al›nabilecektir. Bina yönetim sistemlerinin uygulanmas›, ciddi boyutta enerji tasarrufu sa¤layabilmektedir.
Yang›n alg›lama ve alarm sistemleri, bir binadaki yang›n durumunu izleyerek binada yaflayanlar›n yang›n
konusunda bilgilendirilmesini sa¤laman›n yan› s›ra gerekli önlemleri devreye sokmak amac›yla kurulan sistemlerdir. Bu amaçla binada pek çok noktaya s›cakl›k
ve duman› alg›layan sensörler ile manuel ihbar butonlar› yerlefltirilir. Ayr›ca iflitsel ve görsel ikaz iflaretleri ile
acil anons sistemleri yerlefltirilir. Herhangi bir alarm du-
rumu söz konusu oldu¤unda; önceden programlanan
senaryo do¤rultusunda sinyallerin çal›nmas›, uyar›lar›n
gerekli yerlere iletilmesi ve güvenli yang›n ç›k›fllar›n›n
gösterilmesi ifllemleri gerçeklefltirilir. Yang›n alarm ve
alg›lama sistemi çeflitli flekillerde tasarlanabilir. Bu sistem, do¤rudan bina otomasyon sistemine entegre edilerek bir kontrol odas›nda izlenmesi ve denetlenmesi
en uygun olan›d›r.
Kartl› geçifl ve kontrol sistemleri, günümüzde özellikle
personel takibi ve kontrollü geçifl uygulamalar›n›n yan›
s›ra, güvenlik aç›s›ndan da yayg›n olarak kullan›lmaktad›r. Personel say›s› art›kça iflletmeler, personel takibi
için kartl› sistem kontrolüne geçmifllerdir.
Ifl›k ve ayd›nlatma, günlük yaflant›m›z›n en vazgeçilmez
ve temel ihtiyaçlar›ndan birisidir. Ayd›nlatmada gün ›fl›¤› en çok tercih edilen yoldur. Küçük dairelerden büyük
ifl merkezlerine, fabrikalara, otellere, hastanelere, üniversitelere do¤ru gidildikçe ayd›nlatma otomasyonunun
önemi ortaya ç›kmaktad›r. Ayd›nlatma otomasyonu, tüm
ayd›nlatma noktalar›n›n zamana ba¤l› olarak otomatik
olarak açma kapama kontrolünün sa¤lanmas›d›r.
Kapal› devre TV sistemleri, uzunca bir süredir güvenlik
alan›nda yayg›n olarak kullan›lmaktad›r. Genel olarak
bakt›¤›m›zda bir güvenlik kontrol odas›nda güvenlik
personeli taraf›ndan izlenen ve bir monitöre sinyaller
gönderen kabloya ba¤l› kameralardan oluflan bir sistemdir. Son on befl y›l içerisinde kameralarda, mikro ifllemcilerde, çoklay›c›larda ve görüntülü sinyal iletim
yöntemlerindeki geliflmelerle birlikte geleneksel sistemlere göre önemli aflamalar kaydedilmifltir.
Ak›ll› evler; enerji, konfor ve güvenli¤in ön plana ç›kmas›yla uygulamada daha fazla karfl›lafl›l›r hale gelmifltir. Ak›ll› evlerde bulan›k mant›k ad› verilen bir teknoloji uygulanmaktad›r. Ak›ll› ev sistemlerinde uygulanandi¤er bir teknoloji X-10 teknolojisidir.
Bina otomasyonu ile bina içerisinde kullan›lan farkl›
sistemler, birbirine entegre edilerek çal›flt›r›lmaktad›r.
Günümüzde ifl merkezleri, hastaneler, al›flverifl merkezleri bina otomasyonu ile donat›larak enerji tasarrufu,
güvenlik ve konfor sa¤lanmaktad›r.
239
1. Saha elemanlar›ndan gelen bilgileri alg›layan ve bafllang›çta tasarlanan yaz›l›ma göre bu bilgileri yorumlayarak gerekli de¤erleri alarak kontrolün yap›ld›¤› ve al›nan bilgilerin merkeze gönderildi¤i bina yönetim sistemi bilefleni afla¤›dakilerden hangisidir?
a. Sensör
b. Saha eleman›
c. Kontrolör
d. Mikroifllemci
e. Kontrol paneli
2. Nem sensörleri, genellikle havan›n hangi özelli¤ini
tespit eder?
a. S›cakl›k
b. Statik bas›nç
c. Dinamik bas›nç
d. Relatif nem
e. Kirlilik oran›
3. Afla¤›dakilerden hangisi yang›n alg›lama ve alarm
sisteminin bir bilefleni de¤ildir?
a. Gaz dedektörü
b. Yönlendirme levhas›
c. Sprinkler sistemi
d. Duman dedektörü
e. Renkli kamera
4. Ifl›n tipindeki dedektörler, tavandan ne kadar uzakl›kta monte edilmelidir?
a. 50-60 cm
b. 40-50 cm
c. 30-40 cm
d. 20-30 cm
e. 10-20 cm
5. Afla¤›dakilerden hangisi bekçi tur kontrol sisteminin
bir ekipman› de¤ildir?
a. Ak›ll› kalem
b. Çoklay›c›
c. Güvenlik noktas›
d. Bekçi anahtarl›¤›
e. Haberleflme yuvalar›
6. Farkl› gün ve farkl› saatler için farkl› ayd›nlatma otomasyonu söz konusu olan kontrol yöntemi afla¤›dakilerden hangisidir?
a. Zaman program›na göre ayd›nlatma kontrolü
b. Anahtar setleri üzerinden ›fl›k fliddetinin kontrolü
c. Internet üzerinden ayd›nlatma kontrolü
d. Uydu üzerinden yap›lan ayd›nlatma kontrolü
e. Cep telefonu ile yap›lan ayd›nlatma kontrolü
7. Afla¤›dakilerden hangisi kapal› devre TV sistemlerinin temel kullan›m alanlar›ndan de¤ildir?
a. Güvenlik ile ilgili kullan›m
b. ‹fl güvenli¤i ile ilgili kullan›m
c. Bireysel haklar ile ilgili kullan›m
d. Yönetim arac› olarak kullan›m
e. Bilimsel ve t›bbi alanlar ile ilgili kullan›m
8. Bir alandan yans›yan ›fl›¤› toplayarak kameran›n görüntüleyici ünitesinde net ve berrak bir görüntü odaklamaya yarayan cihaza ne ad verilir?
a. Dome kamera
b. Multiplexer
c. Seçici
d. Monitör
e. Lens
9. Afla¤›da ak›ll› evler ile ilgili olarak afla¤›da verilen
ifadelerden hangisi yanl›flt›r?
a. Evdeki telsiz telefon, evin tamam›n› kontrol edebilecek bir uzaktan kumandaya dönüfltürülebilmektedir.
b. Yang›n olmas› durumunda; iç siren vas›tas›yla ya
da daha önceden verilen telefonlar aranarak gerekli uyar›lar yap›l›r. Otomatik olarak gaz vanalar› ve havaland›rma sistemi aç›l›r, itfaiye aran›r.
c. Evde bulunmad›¤›n›z zamanlarda ya da eve yaklaflan birisi oldu¤unda televizyonun sesini açarak ya da baz› odalar›n ›fl›¤›n› yakarak evin dolu oldu¤u izlenimi verilebilmektedir.
d. Yatma saatinde evdeki tüm ›fl›klar ve cihazlar
kapat›l›r. Is›t›c›, ekonomi moduna geçer.
e. Önceden programlama yap›larak eve gelifl saatine göre ›s›t›c› ya da klima sistemi devreye girer.
240
10. Afla¤›dakilerden hangisi ak›ll› evler s›n›f›na dahil
edilip bina otomasyonu uygulama alan› olarak gösterilemez?
a. Okul
b. Hastane
c. Ö¤renci yurdu.
d. Mesken (ev)
e. Al›flverifl merkezi.
1. c
2. d
3. e
4. a
5. b
6. a
7. c
8. e
9. b
10. d
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Bina Yönetim Sisteminin
Yap›s›” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Bina Yönetim Sisteminin
Yap›s›” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Yang›n Alg›lama ve Alarm
Sistemleri” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Yang›n Alg›lama ve Alarm
Sistemleri” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Kartl› Geçifl ve Kontrol Sistemleri” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Ayd›nlatma Otomasyonu”
konusunu yeniden gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Kapal› Devre TV Sistemleri” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Kapal› Devre TV Sistemleri” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Ak›ll› Ev Sistemleri” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Bina Otomasyonu” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
S›ra Sizde 1
Ana ifllem biriminin (CPU) fonksiyonlar›n› tek bir yar›
iletken tümdevrede (IC) birlefltiren programlanabilir bir
say›sal elektronik bileflendir. Mikroifllemci, ana ifllem
birimindeki kelime boyutunun (word size) 32 bitten 4
bite düflürülmesiyle do¤mufltur. Böylece, ana ifllem biriminin mant›ksal devrelerinin transistörleri tek bir parçaya s›¤d›r›labilmifltir. Bir veya daha çok mikroifllemci,
tipik olarak bir bilgisayar sisteminde, gömülü sistemde
ya da bir mobil cihazda ana ifllem birimi olarak görev
yapmaktad›r.
S›ra Sizde 2
Ak›flkan›n, yani havan›n, h›z›ndan dolay› sahip oldu¤u
bas›nçt›r. Baflka bir deyiflle ak›flkan›n sahip oldu¤u h›za
ba¤l› olarak oluflan bas›nca dinamik bas›nç denir.
S›ra Sizde 3
Termistör, bir direnç çefliti olup çevre ›s›s›na göre direnç de¤eri de¤iflen devre elemanlar›d›r. Termistörler
s›cakl›k sabitine göre; pozitif s›cakl›k sabitine sahip dirençler (PTC) ve negatif s›cakl›k sabitine sahip dirençler (NTC) olmak üzere ikiye ayr›l›rlar. Pozitif s›cakl›k
241
sabitine sahip dirençler ›s›nd›¤›nda, direnç de¤eri büyür. Metaller, özellikle de baryum titamat ve fungsten
bu özelli¤e sahiptir. Çok de¤iflik kullan›m alanlar› vard›r. NTC dirençler, ›s›nd›¤›nda ise, direnç de¤erleri düfler. Germanyum, Silikon, ve metal oksitler gibi maddelerden üretilir.
S›ra Sizde 4
Bölgesel sistem olarak da adland›ran bu sistemde belirlenen bölgeye ba¤lanacak çok say›da dedektör tek bir
çift kablo üzerinden alarm paneline ba¤lan›r. Yang›n
olay›n› bölgesel olarak tan›mlar ve ihbar eder. O bölgeye ait hangi dedektör yang›n› alg›larsa alg›las›n o bölgeye ait uyar› ›fl›¤› yanar. Bu sistem, 20-30 kadar küçük
dedektörün bir bölge oluflturabilece¤i binalar için uygundur. Bu sistemde her bölgeye ayr› bir çift kablo çekilmelidir.
S›ra Sizde 5
Günlük hayatta, kartl› geçifl sistemlerini pek çok yerde
görmek mümkündür. Bunlar›n bafll›calar›; toplu ulafl›m
araçlar›ndaki bilet ve turnike sistemleri, stadyumlar›n
girifllerinde bulunan kombine biletli izleyici girifli. Bunlar›n d›fl›nda, art›k günümüzde banka kartlar› da proximity tip olmaya bafllam›flt›r. Bunlar›n d›fl›nda da bu uygulamalara pek çok örneklemeler yap›labilir.
S›ra Sizde 6
Lensler iris kontrolüne göre dörde ayr›l›r:
• Sabit iris lensler
• Manuel iris lensler
• Motorlu irisli zoom lensler
• Otomatik iris lensler
Otomatik iris kontrolü, de¤iflken ›fl›k seviyelerinde video sinyalini otomatik olarak güçlendiren elektronik
devre ile gerçeklefltirilir.
S›ra Sizde 7
Ev otomasyon sistemi ile klimalarda; istenilmeyen s›cakl›k oksilasyonunu önlenir, açma-kapamada daha az enerji tüketimi sa¤lan›r. Ak›ll› bir evde yemek piflme süresini
ayarlamak, yemek cinsine göregerekli s›cakl›¤› sa¤lamak
mümkündür. Böylelikle f›r›n kullan›m›nda da ev otomasyonu sayesinde enerji tasarrufu sa¤lanabilir. Ak›ll› bir evde ayr›ca, sistem taraf›ndan iç ortam›n nem de¤eri ölçülerek ayarlan›r. Böylece nemlendiricinin de gerekmedikçe çal›flmas› önlenir ve enerji tasarrufu sa¤lan›r.
Çimen L. (2004), Bina Otomasyon Sistemleri, TTMD
Dergisi Say›: 33.
E¤rikavuk M. (2004), Otomatik Kontrol Ve Bina Otomasyon Sistemleri Uygulamalar› Ve Bu Alandaki Son Geliflmeler, TTMD Dergisi Say›: 33.
Ercan S. (2004), ‹flletmeye Almada Bir Araç: Bina
Otomasyon Sistemi, TTMD Dergisi Say›: 33.
Karaca H. (2004), Otomatik Kontrol Ve Otomasyon
Sistemlerinin Vazgeçilmez Elelmanlar›: Sensörler, TTMD Dergisi Say›: 33.
Karakoç T. H. , Gökflin A. H. (2010), NT: Nemlendirme Tekni¤i, Havak Teknik Yay›nlar›.
Kaya E., Ayd›nlatma Kontrolüün Enerji Verimlili¤ine Katk›s›, EMO Web Sitesi.
MEB (2007), Geçifl Kontrol Sistemlerinin Ba¤lant›lar›, Meslekî E¤itim ve Ö¤retim Sisteminin Güçlendirilmesi Projesi Yay›nlar›.
MEB (2012), Yang›n Alg›lama Ve ‹hbar Sistemlerinin Ba¤lant›lar›, Meslekî E¤itim ve Ö¤retim Sisteminin Güçlendirilmesi Projesi Yay›nlar›.
Sezer M. (2006), Elektrik Enerjisinin Verimli Kullan›lmas›, E‹E‹ Eenerji Tasarrufu E¤itim Yay›nlar›
No:7.
www.legrand.com.tr
www.megainsaatvemimarlik.wordpress.com/
8
Amaçlar›m›z
N
N
N
N
N
N
N
N
N
So¤utman›n temel kavramlar›n› tan›mlayabilmek,
So¤utma sistemlerini ve temel çal›flma prensiplerini aç›klayabilmek,
Bir so¤utma çevriminde çevrimin verimlili¤ini hesaplayabilmek,
Buhar s›k›flt›rmal› bir so¤utma çevriminin genel özelliklerini aç›klayabilmek,
Kompresörleri ve kompresör çeflitlerinin yap›sal özelliklerini tan›mlayabilmek,
Yo¤uflturucular›n (Kondenser) ve buharlaflt›r›c›lar›n (Evaporatörleri) özelliklerini belirleyebilmek,
Bir so¤utma sisteminde ihtiyaç duyulan kontrol elemanlar›n› s›ralayabilmek,
Bir so¤utma çevriminde enerji tasarrufu noktalar›n› s›ralayabilmek,
So¤utma sistemlerinde enerji ekonomisinin önemini aç›klayabilmek
Anahtar Kavramlar
• So¤utma
• Enerji Verimlili¤i
• CO2 Emisyonlar›
• So¤utma Çevrimi
• Kompresörler
• Enerji Maliyetleri
‹çindekiler
Enerji Ekonomisi
•
•
•
•
So¤utma Sistemleri
G‹R‹fi
TEMEL KAVRAMLAR
SO⁄UTMA YÖNTEMLER‹
BUHAR SIKIfiTIRMALI SO⁄UTMA
ÇEVR‹MLER‹
• SO⁄UTMA S‹STEMLER‹
UYGULAMA ALANLARI VE
SO⁄UTUCU AKIfiKANLAR
• SO⁄UTMA ÇEVR‹M ELEMANLARI
• SO⁄UTMA S‹STEMLER‹NDE ENERJ‹
EKONOM‹S‹
So¤utma Sistemleri
G‹R‹fi
Ça¤dafl yaflamda artan konfor ve hijyen gereksinimlerinin getirdi¤i k›s›t ve koflullar›n karfl›lanmas›nda giderek artan iklimlendirme ve so¤utma uygulamalar› için
geliflen süreç, sistemlerin ihtiyac› olan enerji talebini de sürekli artt›rmaktad›r.
Enerji talebindeki bu talep art›fl› do¤rudan veya dolayl› olarak sera gazlar› sal›n›mlar›n› da olumsuz yönde etkilemektedir. Nitekim 2010 verilerine göre iklimlendirme ve so¤utma uygulamalar›n›n enerji talebi, dünya enerji tüketiminin yaklafl›k
%9’una ulaflm›flt›r. So¤utma sistemleri uygulamalar›n›n oldukça genifl bir boyut,
kapasite ve s›cakl›k yelpazesine sahip oldu¤u görülmektedir. Örne¤in, geleneksel
ev tipi so¤utucularda güç tüketim aral›¤› 60-140 kW aral›¤›nda de¤iflirken, so¤utucu ak›flkan miktar›n›n 50-250 gr aral›¤›nda oldu¤u görülmektedir. Oysa endüstriyel
uygulamalarda, enerji tüketimlerinin MW, so¤utucu ak›flkan miktar›n›n ton düzeylerine ç›kt›¤› görülmektedir. So¤utucu uygulamalar›nda s›cakl›k aral›¤›n›n ise -70°C
ile 15°C aral›¤›nda de¤iflti¤i görülmektedir.
‹lk so¤utma çal›flmalar› 1755 y›llar›nda Glasgow Üniversitesinde Dr William
CULLEN taraf›ndan buz yapma makinas›n›n imal edilmesi ile endüstriyel bir anlam
kazanm›flt›r. 1858 y›l›nda Frans›z Ferdinand CARRE taraf›ndan ilk absorbsiyonlu
so¤utma uygulamalar› gelifltirilmifl, 1888 y›l›nda mühendis Windhausen Almanyada ilk karbondioksitli so¤utma sistemini gelifltirmifltir. 1912 y›l›nda ABD’de J.M.Larsen firmas› ilk buzdolab›n› imal etmifltir. 1930 y›l›nda so¤utma sistemlerinde R-12
gaz› ile birlikte clorofluorocarbon (CFC) so¤utucular kullan›lmaya bafllanm›fl, 1935
y›l›nda R-22 gaz› ile birlikte hydroclorofluorocarbon (HCFC) kökenli so¤utucu
ak›flkanlar gelifltirilmifltir. 1989 y›l›ndan itibaren ozon tehdidi olmayan baflta R134a
ve R123 gazlar› kullan›lmaya bafllanm›flt›r. 1990 y›l›ndan itibaren R22 gaz› yerine
kar›fl›m gazlar yayg›n olarak kullan›lmaya bafllanm›flt›r.
Son y›llarda iklimlendirme ve so¤utma uygulamalar›nda kullan›lan so¤utucu
ak›flkanlar›n ozon tabakas›n›n incelmesine sebep oldu¤u ve küresel ›s›nmaya olan
olumsuz etkilerinin oldukça yüksek oldu¤u tespit edilmifltir. Bu etkinin azalt›lmas›na yönelik olarak öncelikle, Montreal Protokolü ve Avrupa Konseyi Direktifi
(3093/94) ile 1930’larda so¤utma sistemlerinde yayg›n olarak kullan›lan amonyak
gibi so¤utucu ak›flkanlar›n yerine güvenli ak›flkanlar olarak kullan›lan hydroclorofluorocarbon (HCFC) ve clorofluorocarbons gazlar›n›n kullan›m› ve sat›fllar› s›n›rland›r›lm›flt›r. Bunlar›n alternatifi olarak hydrofluorocarbon (HFC) ak›flkanlar ve
onlar›n kar›fl›mlar› olan R134a, R404A, R507, R407C ve R410A gazlar› market uygu-
244
lamalar›nda yayg›n olarak kullan›lmaya bafllanm›flt›r. Ancak bu gazlar›n düflük
ozon tabakas›n› inceltme potansiyellerine (ODP) karfl›n, yüksek küresel ›s›nma
potansiyellerine (GWP) sahip olmas› çevresel etki yönüyle önemli bir problem sürecinin devam etti¤ini göstermektedir.
TEMEL KAVRAMLAR
So¤utma kavram olarak termodinamik süreçlerde ›s›l harekete ba¤l› oluflan bir olgudur. Bu nedenle bu kavram›n temel dayana¤› ›s›, s›cakl›k, baç›nç gibi temel termodinamik parametrelerdir. Bu bölümde so¤utma kavram›n› etkileyen temel kavramlar anlat›lm›flt›r.
Is›
Is› kavram› bir enerji formunu tan›mlar ve ›s›ya iliflkin temel bilgiler birinci ünite
içinde verilmifltir. Bu bölümde so¤utma uygulamalar› yönüyle bir maddenin sahip
oldu¤u gizli ›s›, duyulur ›s›, buharlaflma ›s›s› ve erime ›s›s› gibi temel ›s› formlar› incelenmifltir. Bir maddenin sahip oldu¤u s›cakl›¤› faz de¤iflikli¤ine yol açmadan ihtiyaç duyulan bir ölçüde de¤ifltirmek için gerekli olan enerjiye duyulur ›s› denir.
Bir maddenin duyulur ›s› oran› sahip oldu¤u enerji de¤iflim miktar›yla tan›mlan›r.
Bu miktar entalpi kavram›yla flekillenir.
Özellikle ak›flkanlarda bir maddenin sabit s›cakl›k ve bas›nç alt›nda buhara dönüfltürülmesi için gerekli olan enerjiye gizli ›s› denir. Bu ›s› temelde bir maddenin s›cakl›¤›n› de¤ifltirmeden faz›n› de¤ifltirme için gerekli enerjiyi ifade eder. Örnek olarak havadaki su buhar› verilebilir. Su buhar›n›n sahip oldu¤u ›s› gizli ›s›d›r.
So¤utma uygulamalar›na ilflkin hesaplamalarda dikkate al›nmas› gereken bir kavramd›r. ‹fllev olarak suyu buhar halinde tutmak için ihtiyaç duyulan bu ›s›, bir so¤utucuda havan›n so¤utulmas›yla geri çekildi¤inde, hava içindeki buhar yo¤uflmaya bafllar. ‹flte bu havada bulunan buhar›n tekrar yo¤uflmas› için çekilen enerjiye
de yo¤uflma gizli ›s›s› (kondenzasyon) ad› verilir.
SIRA S‹ZDE
1
Bir madde için
›s› formlar› nelerdir?
SIRAtan›mlanabilir
S‹ZDE
Baflta so¤utucu ak›flkanlar olmak üzere tüm maddeler yap›sal özelliklerine ba¤D Ü fi Ü N E L ‹ M
l› olarak, buharlaflabilmeleri
için farkl› miktarlarda enerjiye ihtiyaç duyarlar. Di¤er
bir ifade ile her maddenin farkl› bir buharlaflma gizli ›s›s› vard›r. Buharlaflma ›s›s› bir maddenin
S O R 1U kg’›n› doyma s›cakl›¤›ndan s›v› faz›ndan buhar faz›na geçirmek
için ihtiyaç duydu¤u enerji miktar›d›r. Buharlaflma ›s›s› her madde için tan›mlanabilen bir özelliktir. Çizelge 8.1’de 101,3 kPa (1Atm) için baz› maddelerin buharlaflD‹KKAT
ma ›s›lar› verilmifltir.
S O R U
D‹KKAT
N N
SIRA S‹ZDE
Çizelge
8.1
Baz› Maddelere Ait
Buharlaflma Is›lar›
Madde
AMAÇLARIMIZ
Alt›n
SIRA S‹ZDE
ho
kJ/kg
Madde
ho
kJ/kg
AMAÇLARIMIZ
1758
Hidrojen
460
1369
Kurflun
921
523
Metan
511
301
Nikel
6195
6363
Su
2256
360
Oksijen
213
Amonyak
K ‹ T A P
Aseton
K ‹ T A P
Civa
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
Demir
Eter
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
245
8. Ünite - So¤utma Sistemleri
So¤utma uygulamalar›nda ›s›n›n ölçü birimi olarak kilokalori “Kcal”, kilo joule
(kJ) veya British Thermal Unit “BTU” kullan›l›r. So¤utma sistemlerinde yayg›n kullan›lan enerji birimlerinin çevrim de¤erleri Çizelge 8.2’de verilmifltir.
Joule (J)
Kalori (cal)
BTU
KiloWattsaat (kWh)
Joule
1
0,2390
9,488x104
2,7778x107
Kalori
4,184
1
3,96340x103
1,162x10-6
BTU
1055,66
252,390
1
293,24x10-6
kWh
3,6x106
8,606x105
3,410x103
1
Çizelge 8.2
So¤utma
Sistemlerinde
Kullan›lan Enerji
Birimleri Çevrim
Çizelgesi
S›cakl›k
Maddenin ›s› s›kl›¤›n› tan›mlayan s›cakl›k ba¤›l bir de¤erdir. ‹nsanlar taraf›ndan s›cakl›k ›s› ile çok kar›flt›r›lan bir kavramd›r. S›cakl›k termometreyle ölçülür. So¤utma uygulamalar›nda ihtiyaç duyulan s›cakl›k parametreleri yafl, kuru termometre
ve çi¤ noktas› s›cakl›¤›d›r.
So¤utma ve iklimlendirme uygulamalar›nda havan›n göreceli nemi veya derecesi, uygulamalarda psikometri diyagram›yla tespit edilir. Bu diyagramda gerekli
de¤erlendirmelerin yap›labilmesi için kuru veya yafl termometre de¤erlerine ihtiyaç duyulur. Mevcut ortam›n veya ak›flkan s›cakl›¤›n›n ç›plak ölçülmesi için kullan›lan termometreler kuru termometrelerdir, bu termometrenin ölçtü¤ü s›cakl›k
(KT) kuru termometre s›cakl›¤›d›r.
Doymam›fl hava ›slak fitilin üzerinden geçerken, havan›n kuruluk derecesine
göre fitilden bir miktar buharlaflma olur. Bunun sonucu olarak suyun s›cakl›¤› düfler ve havadan suya ›s› geçifline neden olan bir s›cakl›k fark› oluflur. Bir süre sonra, sudan buharlaflma nedeniyle olan ›s› kayb›, s›cakl›k fark›ndan dolay› havadan
suya olan ›s› geçifli eflitlenir ve su bir denge s›cakl›¤›na eriflir. Bu denge s›cakl›¤›
yafl termometre s›cakl›¤›d›r. Yafl termometre s›cakl›¤› kuru termometre s›cakl›¤›ndan her zaman düflüktür.
So¤utma ortam›nda sabit bas›nçta so¤utulan nemli havan›n içerdigi su buhar›
yo¤unlaflmaya bafllar. Örne¤in bir çevrim sürecinde doymufl kar›fl›m halde bulunan gaz buhar kar›fl›m› sabit bas›nçta s›cakl›¤› düfltükçe yo¤uflmaya bafllar. Bu süreçte yo¤uflman›n bafllang›ç noktas› olan nokta çi¤ noktas›d›r.
So¤utma uygulamalar›nda hangi s›cakl›k parametreleri önemlidir? SIRA S‹ZDE
So¤utma Rejimi
2
So¤uk ortamda muhafaza edilen günlük g›da ürünlerinden depo ürünlerine kadar
maddelerin istenilen flartlarda korunmas› önemlidir. Bu so¤utma sürecinde so¤uO R U
tulan maddelerin veya ortam›n süreklili¤in sa¤lanmas›nda ortamS s›cakl›¤›,
nem durumu ve nem dolafl›m› gibi parametreler çok önemlidir. Bu parametrelerin kontrol
sürecine so¤utma rejimi denir.
D‹KKAT
Kimyasal muhafaza
Fiziksel muhafaza
Tuzla muhafaza (salamura)
Kurutmak (kuru yemifller, baz› meyveler vs)
Baharatla muhafaza (sucuk-past›rma)
Hararette piflirmek (konserve)
fiekerle muhafaza (reçel)
Maddeyi ya¤ ve parafinle örtmek.
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
Çizelge 8.3
MuhafazaSIRA S‹ZDE
Yöntemleri
N N
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
246
So¤utma Yükü
So¤utma temelde bir enerji hareketi olarak tan›mlan›r. So¤utma ihtiyac› istenilen ortam›n yap›sal özellikleri, maddelerin enerji yükleri veya ›s› kazançlar›n etkileri dikkate al›narak bir enerji yükü ile tan›mlan›r. Di¤er bir ifadeyle istenilen
ortam›n, so¤utma rejiminde tutulabilmesi için so¤uk depodan ç›kar›lmas› veya
d›flar›ya at›lmas› için bir ›s› miktar›na ihtiyaç vard›r. Bu ›s› miktar› so¤utma yükü olarak tan›mlan›r.
So¤utma Devresi
So¤utma rejimini temin eden ve üzerinde esas olarak so¤utucu, emme borusu,
kompresör, basma borusu, kondensör, s›v› tank›, s›v› borusu ve genleflme valfi vb.
makine ve tesisat bulunan kapal› bir devredir.
So¤utma
Is›tma ve so¤utma ifllevleri enerji ak›fl›na ba¤l› tan›mlanan süreçlerdir. S›cakl›k fark›
oldu¤u sürece ›s› pek çok de¤iflik flekilde iletilebilir. Özellikle so¤utma sistemlerinde so¤utucu ak›flkan ad› verilen bir ak›flkan›n hal de¤iflimlerinden yararlan›larak so¤utulmak istenen ortamdan ›s› çekme ifllemidir. En basit anlam›yla so¤utma; bir
maddenin veya ortam›n s›cakl›¤›n› onu çevreleyen hacim veya çevre s›cakl›¤›n›n alt›na indirmek ve o istenilen s›cakl›kta sabit kalmas›n› sa¤lamak üzere ›s›n›n al›nmas› ifllemine denir. Gerçekte so¤utma ifllemi pek çok yöntemle gerçeklefltirilebilir.
Ancak en yayg›n kullan›m ortamdan ›s› çekme ifllevini gerçeklefltirecek bir ak›flkan
kullan›m›d›r. Bu özellik günümüzde baflta evsel kullan›mlarda öne ç›kan buzdolaplar› olmak üzere pek çok iklimlendirme ve so¤utma sistemlerinde kullan›lmaktad›r.
Ak›flkanlarda Faz Dönüflümleri
So¤utma proseslerinde so¤utma ifllevi, kullan›lan so¤utucu ak›flkanlar›n faz dönüflüm özelliklerinden istifade edilerek gerçeklefltirilir. Tüm ak›flkanlar bünyelerine
ald›klar› veya çevreye yayd›klar› ›s›ya ba¤l› olarak hal de¤ifltiriler. Temelde bir
madde kat›, s›v› ve gaz fazlar› olmak üzere üç temel hale sahiptir. Her hal durumu
içinde madde ›s› ald›kça yap›sal de¤iflimler yaflar. Bu durum s›v›larda de¤iflim noktalar› oluflturur. Bir ak›flkan›n faz dönüflüm noktalar›na doyma noktalar›, bu noktadaki s›cakl›klara doyma s›cakl›¤›, bas›nç de¤erlerine de doyma bas›nçlar› ad› verilir. Pek çok uygulamada referans ak›flkan olarak kabul edilen suyun faz dönüflümleri ve doyma noktalar› fiekil 8.1’de verilmifltir.
fiekil 8.1
Bir Atm’de Suyun
Faz Dönüflümü
°C
P=1 Atm
100
Buhar
S›v›+Buhar
0
Kat›
A
S›v›
Kat›+S›v›
B
C
D
Doymufl s›v›
E
F
Doymufl buhar
kJ/kg
247
Suyun bir Atm için Kat› noktas› 0°C doyufl s›v› ve doymufl buhar noktas› için s›cakl›k de¤eri yaklafl›k 100°C’dir. Her bas›nç de¤eri için doyma noktalar› farkl› de¤erelere sahiptir.
Faz dönüflümlerinde doyma noktalar› nas›l tan›mlan›r?
SIRA S‹ZDE
SO⁄UTMA YÖNTEMLER‹
3
So¤utma temelde bir ortamdan ›s› çekme olgusudur. Temelde so¤utma düflük ›s›
kayna¤›ndan enerji al›p yüksek ›s› kayna¤›na enerji veren bir çevrim olarak tan›mS O R U
lan›r. So¤utma uygulamalar›n›n yap›ld›¤› sistemlerde bu ifllevi yerine getirmek için
farkl› yöntemler gelifltirilmifltir. Bu sistemler temelde ifllevi yerine getiren kayna¤a
D‹KKAT
ba¤l› s›n›fland›r›l›rlar. Bunlar flekil 8.2’de verilmifltir.
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
Elektriksel yöntemler
S O R U
D‹KKAT
fiekil 8.2
N N
SIRA S‹ZDE
So¤utma
Yöntemleri
So¤utma yöntemleri
Kimyasal yöntemler
SIRA S‹ZDE
Fiziksel yöntemler
Di¤er yöntemler
K ‹ T A P
Termoelektrik
Buhar s›k›flt›rmal›
Paramanyetik
Absorbsiyonlu
Adsorbsiyonlu
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
Sterling
TELEV‹ZYON
Buhar jet so¤utma
TELEV‹ZYON
Hava so¤utma
‹NTERNET
‹NTERNET
Vorteks so¤utma
Kimyasal Yöntemler
Endotermik etki olarak de¤erlendirilen bu yöntemde kimyasal reaksiyonlarda
tepkimede bulunan maddelerin süreçte d›fl ortamdan ›s› almas› prensibine dayan›r. Normal s›cakl›kta baz› maddeler, birbirleri ile çeflitli oranlarda kar›flt›r›ld›¤›nda, kar›fl›m s›cakl›¤› maddelerin kendi s›cakl›klar›ndan
daha düflük s›cakl›kla¤a sahip olur. Örnek: Kar ve tuz
Kar
kar›fl›mlar› verilebilir. %65
%65
kar veya buz, %35 tuz
Kar›fl›m
(NaCl) kar›flt›r›ld›¤›nda ilk
-20˚ C
0
°C
s›cakl›k 0°C, kar›fl›m s›cakl›¤› -20°C’dir. %60 kar ya da
buz %40 tuzun ilk s›cakl›¤›
Tuz
0°C, kar›fl›m s›cakl›¤› %35
30°C’dir. fiekil 8.3’de bu kar›fl›m verilmifltir.
fiekil 8.3
Kimyasal So¤utma
248
Elektriksel Yöntemler
Elektriksel yöntemler ço¤unlukla bilimsel uygulamalarda tercih edilen so¤tutma yöntemleridir. Termoelektrik ve paramanyetik so¤utma türleri olarak s›n›fland›r›l›rlar.
Termoelektrik So¤utma
Termoelektrik so¤utma elektri¤in kutupsal ak›fl özelli¤ine ba¤l› olarak çevrimde
oluflan ›s› hareketidir. Hem ›s›l hem de elektriksel etkilerin bir arada bulundu¤u
çevrime termoelektrik çevrim, bu çevrimle çal›flan sisteme de termoelektrik sistem
ad› verilir. Termoelektrik so¤utma sisteminde termoelektrik modüller kullan›l›r.
Termoelektrik modül N ve P tipi kutuplara sahip malzemeden oluflur. fiekil 8.4’de
Termoelektrik so¤utman›n ak›fl özelli¤i tan›mlanm›flt›r.
fiekil 8.4
So¤uk Taraf
Termoelektrik
So¤utma (Peltier
Etkisi)
N
S›cak Taraf
P
S›cak Taraf
Do¤ru ak›m güç kayna¤›
N
P
So¤uk Taraf
Ak›m yönünün de¤ifltirilmesi
Termoelektrik so¤utucular elektriksel olarak seri, ›s›l olarak paralel düzenlenmifl çok say›da termokopl’dan oluflmaktad›r. Termoelektrik so¤utucu modüllerin
genellikle N ve P tip malzeme çiftlerinden eflit say›da konulmas›yla üretilmektedir.
‹ki farkl› yar›iletken malzemelerin kimyasal yöntemlerle birbirine birlefltirilerek,
oluflturulan devre üzerinden elektrik ak›m› geçirilmesiyle meydana gelen farkl› s›cakl›klarda devrede ayn› anda üç çeflit termoelektrik etki oluflur. Bu üç etki mucitlerin isimleri ile an›l›r. Bunlar; Seebeck, Peltier ve Thomson etkileridir.
Seebeck etkisi, ‹ki fark› yar› iletken malzemenin birbirine seri olarak ba¤lanan
devrede, fark› s›cakl›klarda malzeme yüzey s›cakl›¤›na ba¤l› elektrik gerilimi ortaya ç›kar. Bu gerilime “seebeck etkisi” veya “seebeck voltaj›” ad› verilir. Ölçülen gerilim fark›, yar› iletken malzemelerin yüzey s›cakl›klar› ile iliflkilidir ve yüzey s›cakl›k fark› ile do¤ru orant›l›d›r. Thomson etkisi, elektrik ak›m› yüklü olan bir iletkenin uçlar› aras›nda s›cakl›k fark›na ba¤l› olarak aç›¤a ç›kan ›s› etkisidir. ‹letkende
s›cakl›k fark› varsa ak›m yönüne göre jolue ›s›s›na ek olarak Thomson ›s›s› da oluflur. Thomson ›s›s› ak›m fliddeti, s›cakl›k fark› ve zaman ile do¤ru orant›l›d›r.
Peltier etkisi, ismini Frans›z fizikçi Jean Charles Athanasa Peltier’den alm›flt›r.
Peltier 1834 y›l›nda gerçeklefltirdi¤i araflt›rmas›nda, iki farkl› yar› iletken malzeme
üzerinden DC ak›m geçirmifltir. Yar› iletken malzemeler üzerinde ak›m›n hareket
etti¤i yöne ba¤l› olarak ›s›nma veya so¤uman›n meydana geldi¤ini keflfetmifltir. Bu
olaya Peltier etkisi ismi verilmifltir. Do¤ru ak›m geçti¤inde iki farkl› yar›iletken malzeme üzerinde bir noktada ›s› emilirken, di¤er birleflme noktas›nda ›s› aç›¤a ç›kmaktad›r. Çevrimde kullan›lan yar› iletkenler için negatif kutupta bizmut, telleryum
ve selenyum alafl›mlar› gibi metal çiftleri, pozitif kutupta bizmut, telleryum ve antimuan alafl›mlar› gibi metal çiftleri say›labilir. Bu tür sistemler uzay ve havac›l›k
uygulamalar›nda kullan›lmaktad›r.
249
Termoelektrik so¤utma termoelektrik sistemlerde nas›l çal›fl›r?
Paramanyetik So¤utma
SIRA S‹ZDE
4
Bu yöntem paramanyetik cisimlerin afl›r› so¤utulmas›na ba¤l› olarak moleküler yap›larda s›k›flt›rma çevrimidir. Ço¤unlukla bilimsel araflt›rmalar için tercih edilen bir
S O Rkullan›l›r.
U
yöntemdir. Özellikle mutlak s›f›r s›cakl›klar›na ulafl›lmas› amac›yla
Paramanyetik etki manyetik çekme kuvvetine çok az tepki verme durumudur. Bu tür
maddelere ise paramanyetik cisimler denir. Bunlara örnek olarak hava, oksijen,
D‹KKAT
dökme demir, ferro sülfat, ferrik sülfat ve palladium verilebilir. Afl›r› flekilde so¤utulan paramanyetik maddede ›s› iletimi azal›r. Bu durumda madde fliddetli bir
SIRA S‹ZDE birer magmanyetik alan içindedir. Paramanyetik madde moleküllerinin elemanter
net durumuna gelmesi olarak de¤erlendirilebilir. Süreçte, bu maddeye uygulanan
manyetik alan kald›r›l›rsa, paramanyetik madde s›cakl›¤› afl›r› derecede düfler. Bir
AMAÇLARIMIZ
paramanyetik maddenin so¤utulma ifllevi fiekil 8.5’te verilmifltir.
S O R U
D‹KKAT
N N
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
N
(Güçlü
elektrom›knat›s
kutup)
Paramanyetik
tuz
S›v› hidrojen
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
fiekil 8.5
K ‹ T A P
Bir Paramanyetik
Maddenin
Manyetik
So¤utulmas›
TELEV‹ZYON
S
(Güçlü
‹NTERNET
elektrom›knat›s
kutup)
S›v› helyum
Bu ifllevde uygulanan fliddetli manyetik alan maddenin s›k›flmas›na yol açmakta ve molekül ›s›s› çevredeki helyum ve hidrojen taraf›ndan al›nmaktad›r. Manyetik alan kald›r›ld›¤›nda moleküller üzerindeki bask›n›n azalmas› sonucu, s›cakl›k
daha alt seviyelere düflmektedir.
Fiziksel Yöntemler
So¤utma sistemlerinin ticari anlamda önem kazanmaya bafllamas›ndan günümüze
kadar en yayg›n kullan›lan ve sürekli gelifltirilen yöntemdir. Gazlar›n s›k›flt›r›lmas› ve
genlefltirilmesi sürecinde çevreden ›s› al›nmas› veya ›s› verilmesi prensibine dayan›r.
Fiziksel yöntemin günümüzde uygulamalar› mekanik yöntem olarak da tan›mlanmaktad›r. Fiziksel so¤utman›n ilk uygulamalar›nda sanayide en çok kullan›lan yöntem so¤urmada so¤utma yöntemidir. Bu yöntemde harici bir ›s› kayna¤›ndan istifade edilir. Sistemde herhangi bir mekanik eleman bulunmamaktad›r. Sistem; so¤urma
cihaz›, kondensör (yo¤uflturucu) ve (evaporatör) buharlaflt›r›c›dan oluflur. Silikojel
ve su so¤utma devresinde so¤utucu ak›flkan olarak kullan›l›r. Çok küçük tanecikler
halinde so¤utma devresine yerlefltirilen silikojel amonya¤› emer. Silikojel maddesi,
nem tutucu ya da emici siliko-sodyuma maddesel bir asitin etkimesiyle oluflur. Suyun ifllevi ise so¤utma devresindeki amonya¤› çözmektir. Amonyak düflük s›cakl›klarda suda kolayca çözülebilen bir maddedir. Bu çözelti 65°C s›cakl›kta ›s›t›ld›¤› zaman buharlafl›r ve sudan ayr›fl›r. Fiziksel yöntem olarak en çok kullan›lan so¤utma
çevrimleri; absorbsiyonlu so¤utma ve adsorbsiyonlu so¤utma’d›r.
‹NTERNET
250
1930 y›l›ndan itibaren CFC so¤utucular ile HCFC kökenli so¤utucu ak›flkanlar›n
so¤utma sistemlerinde kullan›lmaya bafllanmas›ndan itibaren buhar s›k›flt›rmal› so¤utma çevrimlerinin tan›mland›¤› mekanik sistemlerin kullan›m› yayg›nlaflt›r›lm›flt›r. Buhar s›k›flt›rmal› so¤utma çevrimleri so¤utucu ak›flkan›n s›k›flt›r›lmas› veya
genlefltirlmesiyle oluflan ›s› de¤iflimlerinin etkisiyle çal›fl›r. Günümüzde kullan›lan
hemen hemen tüm iklimlendirme ve so¤utma sistemleri bu tür so¤utma yöntemiyle çal›fl›r. ‹lerleyen bölümlerde bu yöntem daha detayl› ele al›nacakt›r.
Absorbsiyonlu So¤utma
Temel olarak suyun düflük bas›nçta, buharlaflma ve so¤utmas› prensibine dayan›r.
1860’l› y›llardan itibaren so¤urmal› so¤utma olarak ta tan›mlanan bu sistemlerde
amonyak - sulu absorbsiyon so¤utma teknolojisi en eski uygulamad›r. Bu sistemlerde bir so¤utucu ak›flkan ve bir absorbent olmak üzere ak›flkan çifti kullan›l›r. En
çok bilinen ak›flkan çifti, amonyak (NH3) (so¤utucu ak›flkan), su (H2O) (absorbent)’dur. Bunun d›fl›nda geliflen sistemlerde tercih edilen ak›flkan çiftleri; LiBrH2O, LiCl- H2O, tetra etilen glikol-metilen klorür’dür. Bu çiftlerde birinci ak›flkan
çevrimde absorbent ikinci ak›flkan ise so¤utucu ak›flkand›r. Bir absorbsiyonlu so¤utma flemas› fiekil 8.6’da verilmifltir.
fiekil 8.6
Amonyak Sulu
Absorbsiyonlu
So¤utma Çevrimi
S›cak su
Kondenser
Jeneratör
S›v› deposu
Pompa
Zay›f
çözelti
Genleflme valfi
So¤uk su
So¤urucu
Evaporatör
Absorbsiyonlu so¤utma sistemlerinde kullan›lan temel elemanlar s›ras›yla; jeneratör, yo¤uflturucu (kondenser), buharlaflt›r›c› (evaporatör), absorber (so¤urucu),
eriyik pompas›, ›s› de¤ifltirici, genleflme valfi, ayr›flt›r›c›d›r. Bu çevrimde so¤urma
ifllevi için çevrimde so¤urucu, pompa, ›s›t›c›, ›s› de¤ifltirici, k›s›lma vanas› ve ay›r›c› vard›r. So¤urma ifllevinde öncelikle amonya¤›n bas›nc› yükseltilir. Amonyak’›n
bas›nc› yükseltildikten sonra evaporatör de so¤utularak yo¤uflturulur ve daha sonra, buharlaflt›r›c› bas›nc›na k›s›l›r. Evaporatörden geçerken so¤utulan ortamdan ›s›
çekmektedir. Amonyak buhar›, buharlaflt›r›c›dan ç›kt›ktan sonra so¤urucuya girer,
burada su içinde so¤urularak ve suyla kimyasal reaksiyona girerek NH3+H2O çözeltisini oluflturur. So¤urulabilen NH3 miktar›n› art›rmak için so¤urucudan ›s› çekilir. Daha sonra çözelti ›s›t›c›ya pompalan›r. Çözelti, ›s›t›c›da d›fl kaynaktan sa¤lanan ›s›yla buharlaflt›r›l›r ve ay›r›c›ya girer. Burada su, amonyak bak›m›ndan zengin
251
olan buhardan ayr›larak ›s›t›c›ya geri döner, saf amonyak buhar› ise yo¤uflturucuya geçerek çevrimi sürdürür. Is›t›c›da kalan, amonyak bak›m›ndan zay›f çözelti, bir
›s› de¤ifltiriciden geçer, pompadan ç›kan çözeltiye bir miktar ›s› verir ve daha sonra so¤urucu bas›nc›na k›s›l›r.
Absorbsiyonlu so¤utma sistemlerinde genellikle NH3+H2O ve LiBr+H2O ak›flkan çiftleri kullan›l›r. LiBr+H2O bileflimli sistemlerin tek dezavantaj› +4°C’nin alt›ndaki s›cakl›klarda çal›flmamas›d›r. Akademik çal›flmalar LiBr+H2O ikilisi ile çalflan
sistemlerin daha basit ve ucuza mal oldugunu söylemektedir. Amonyakl› sistemler
ise, yani NH3 - NaSCN ak›flkan çifti NH3+H2O ak›flkan çiftine göre düflük buharlaflt›r›c› s›cakl›klarda çal›fl›r. LiBr+H2O sistemleri için 80-150°C s›cakl›klar› uygundur.
Adsorbsiyonlu So¤utma
Bir mekanik güç gerektirmeden termal bir ›s› kayna¤›na ba¤l› yap›lan so¤utma sistemidir. Adsorbsiyonlu sistemlerde so¤utkan›n bir kat› taraf›ndan emildi¤i sistemlerdir. Adsorbsiyon, bir fazda bulunan iyon ya da moleküllerin, bir di¤er faz›n yüzeyinde yo¤uflmas› ve konsantre olmas› ifllemidir. Bu so¤utma ifllevinde gaz faz›ndaki madde adsorbat (so¤utkan), kat› fazdaki madde ise absorbent denilmektedir.
Adsorplama ifllevi fiziksel veya kimyasal olmak üzere iki flekilde gerçeklefltirilir.
Kimyasal adsorplama; reaksiyonun tersinmez oldu¤u adsorbat›n adsorbent yüzeyinde tutulma ifllevidir. Adsorbat›n adsorbent yüzeyinde fiziksel ba¤larla tutulmas›, fiziksel adsorplamad›r. Bu ifllevde reaksiyon sonucu adsorpsiyon ortam s›cakl›¤›n›n art›fl› ile azal›r ve adsorpsiyon ›s›s› aç›¤a ç›kar. Basit bir adsorpsiyon so¤utma
sistemi fiekil 8.7’de verilmifltir.
fiekil8.7
Adsorpsiyon
So¤utma Çevrimi
Is› Girifl ve ç›k›fl
Adsorbent
Kondenser
Genleflme valfi
Evaporatör
Adsorpsiyonlu so¤utma sistemlerinde adsorbent malzemeleri silika-jel, aktif
karbon ve zeolit, so¤utucu adsorbat (so¤utkan) olarak ise su, metanol ve amonyak kullan›lmaktad›r. Gereken buharlaflma ›s›s›n› çevresinden alan adsorbat,
oda s›cakl›¤›nda vakum alt›nda buharlafl›r. Bu ifllem s›ras›nda devrede so¤utma
meydana gelir. Adsorpsiyonlu so¤utma çevrimi kapal› bir sistem oldu¤undan
buharlaflm›fl absorbat, çevrim içinde tekrar yo¤uflur. Buharlaflm›fl absorbat›n
do¤rudan yo¤uflmas› mümkün olmad›¤›ndan, absorbat, kat› adsorbent taraf›ndan adsorbe edilir.
252
So¤utma sistemlerinde adsorpsiyon prensibi, so¤utkan buhar›n›n adsorbentler
taraf›ndan emilmesidir. Sisteme ›s› verilmesiyle adsorbentteki adsorbe so¤utkan
tekrar buharlafl›r. Böylece adsorbent malzeme eski durumuna geri dönmüfl olur.
Buharlaflma prosesi s›cakl›k ve bas›nca ba¤l›d›r. Normal atmosferik bas›nç (760
mmHg) alt›nda absorbat su 100°C’de buharlafl›r. Bas›nç düflürüldü¤ünde buharlaflma s›cakl›¤› da düflmektedir. Yeterli yüksek vakum de¤erlerinde adsorbat su düflük s›cakl›kta buharlafl›r. Adsorpsiyonlu so¤utucular için 10-20 mm Hg vakum bas›nc› yeterlidir.
Di¤er So¤utma Yöntemleri
Vorteks Tüpü
Hareketli parças› bulunmayan basit bir borudan ibaret olan bir so¤utma fleklidir.
Boruya d›flar›dan te¤etsel flekilde verilen hava gibi bir bas›nçl› gaz, ses h›z›na yak›n bir h›za ulafl›r ve boruyu terk ederken d›fl zarfa yak›n k›s›mlarda s›cak, eksene
yak›n k›s›mlarda so¤uk ak›mlar meydana gelir. fiekil 8.8’de vorteks tüpünün iki
ak›fl türü verilmifltir.
fiekil 8.8
Vorteks Tüpü
Çeflitleri
Bas›nçl›
S›cak hava
S›cak ak›m
So¤uk hava
S›cak hava
So¤uk ak›m
Bas›nçl›
a) Paralel yönlü ak›m
Bas›nçl›
S›cak hava
So¤uk hava
Kontrol
S›cak hava
Bas›nçl›
b) Ters yönlü ak›m
253
Sterling Çevrimi
1816’ da Robert STERL‹NG taraf›ndan bulunmufltur. Bu so¤utma çevrimi pistonlu bir buhar-s›k›flt›rma çevrimine benzemektedir. Bu sistem, bir silindir ile içerisine yerlefltirilmifl ve birbirlerinden gözenekli ve ›s› tutumu yüksek bir bölme ile
ayr›lm›fl iki pistondan meydana gelmifltir. Silindir içinde helyum veya hidrojen
gibi so¤utucu gaz bulunmaktad›r. Bafllang›ç durumunda 1 no’lu piston hareket
ederek silindir bofllu¤undaki gaz› s›k›flt›r›r. Gözenekli bölmeye nüfus eden ›s›nm›fl gaz ›s›s›n› buraya verir. Bu ›s› (Qk) d›flar›dan uygulanacak bir so¤utma ile
(kondenserde oldu¤u gibi) h›zla uzaklaflt›r›lmal›d›r. 2 no’lu pistonun silindir
bofllu¤una do¤ru ilerleyen bas›nçl› gaz, 2 no’lu piston geriye do¤ru hareket
ederken silindir bofllu¤unu doldurmaya devam eder. Bu durumda gaz civar›ndan ›s› almaya müsait durumdad›r ve 2 no’lu silindir cidar›nda verilecek ›s›y› hemen alabilecektir. So¤utulmak istenen ortam ile ›s› almaya müsait gaz aras›nda
bir ›s› geçifli sa¤lamak suretiyle so¤utma ifllemi yap›lm›fl olacakt›r. ‹kinci strok
aras›nda pistonlar aksi yöne do¤ru hareket etmekte olacak ve böylece ikinci bir
so¤utma ifllemi sürdürülmüfl olacakt›r. fiekil 8.9’da flematik yap›s› verilen bu sistem -80°C gibi s›cakl›k seviyelerine düflülebilecek baz› uygulama sahalar›nda
fiekil 8.9
Qk
Piston
Gözenekli
bölme
Sterling Çevrimi
fiemas›
Piston
Qk
Q
Piston
Piston
Gözenekli
bölme
Q
Buharl› Jet Su So¤utma Çevrimi
Buharl› so¤utma sistemleri kompresör, ilave so¤utucu ak›flkan ve hareketli parçalara ihtiyaç duymadan büyük hacimlerde so¤uk su üretebilen sistemlerdir. Bunu
sa¤larken sadece düflük bas›nçta at›k buhar ve üretilecek suya ihtiyaç duyar. Çok
az diflli ve hareketli parçaya sahip oldu¤undan çal›flma düzeni basit ve kullan›fll›
bir sistemdir. Özel dizayn edilmifl kondenser veya evaporatörler kombinasyonunda çal›flt›r›lan ve temelde buhar› bir yak›t gibi kullanan ejektör ad› verilen bu elemana yüksek vakum yarat›l›r. So¤utma istenilen suyun s›cakl›¤›n› yaratt›¤› vakum
ile istenilen de¤ere düflürerek so¤utma ifllemini gerçeklefltirir.
254
Buharl› so¤utma sistemleri 0°C ile 20°C s›cakl›k aral›¤›nda ürün so¤utulmas› amac›yla 60°C ile 150°C s›cakl›k aral›¤›nda ›s› de¤erlerine sahip at›k ›s› endüstrilerinde kulan›l›r. Ejektör so¤utma olarak da isimlendirilen bu so¤utma sistemleri baflta kimya endüstrisi olmak üzere petro-kimya, g›da, yenilenebilir yak›t
teknolojileri, ar›tma, eczac›l›k gibi sektörlerde yayg›n kullan›lan bir so¤utma sistemidir. Özellikle g›da sektöründe üretim proseslerine ba¤l› olarak, ürün içindeki nemin al›nmas›nda da yayg›n kullan›lmaktad›r. Yukar›da da ifade edildi¤i gibi ejektör üzerinde oluflturulan vakum etkisi ile kapal› kap içinde bulunan ürüne ait nem h›zl› buharlaflma sonucu kaynama noktas› alt›ndan oluflturulan vakum etkisi ile çekilir. Buharlaflma süresince oluflan gizli ›s›n›n ürün s›cakl›¤›n›n
azalt›lmas› etkisi ile verilmesidir. G›da üretim prosesleri üretim hatlar›nda belli
noktalarda vakum alt›nda tutulur. Örne¤in; süt üretimi, so¤utulmufl kuru g›dalar, meyve suyu buhar› ve konsantresi gibi. fiekil 8.10’da buharl› so¤utma çevrim flemas› verilmifltir.
fiekil 8.10
Buhar-Jet Su
So¤utma Sistemi
Kazandan
yüksek bas›nçl›
So¤utulan ortam
Ejektör
Püskürtme
Evaporatör
Hava
Ejektör
Ayar
So¤utma suyu
Kondenser
Bir buhar kazan›nda haz›rlanan 5-10 atü bas›nç aras›ndaki doymufl buhar ejektör memesinden sisteme püskürtülür. Bu püskürtme s›ras›nda sistemde bulunan ve
kondensere ba¤l› olan vakum pompas› devaml› olarak kondenserde bulunan buharl› havay› atmosfere atar ve kondenseri daimi olarak vakum alt›nda tutar. Di¤er
taraftan kondenserin serpantini içerisinde dolaflan Kondens suyu da kondenserdeki buhar›n yo¤uflmas›na yard›mc› olur. Bu flekilde yo¤uflan su ise bir pompa vas›tas›yla devaml› olarak buhar kazan› besleme suyuna sevk edilir. Böylece ejektör
memesinden püskürtülen doymufl buhar meme düzleminden geçerken so¤uk su
püskürtme kab›nda bir vakum olay› yarat›r. Bu olay s›ras›nda da püskürtülen su
k›smen buharlaflarak so¤uk sudaki so¤uma olay›n› gerçeklefltirir. Bu flekilde elde
edilen so¤uk su bir sirkülasyon pompas› yard›m›yla so¤utulmas› istenen sistemlerde dolaflt›r›larak gerekli so¤utma ifllemi yap›l›r.
Kondenser havas›n› boflaltmak için kullan›lan ikinci ejektör hava ejektörü
(vakum pompas›) olarak da adland›r›l›r. Bu ejektör so¤utma etkisi için kullan›lan toplam buhar›n %10’u kadar bir buhar tüketmektedir. Buhar bir memede geniflleyerek yüksek bir h›z oluflturur ve bas›nc› düfler. Düflük bas›nçl› jet, vakum
odas› buhar›n› da sürükleyerek beraberinde götürür. Kar›flarak memenin geniflleyen k›sm›na gelen buhar daha sonra egzos bas›nc›na ulafl›r. Vakum odas›nda
(kondenserde) bir k›sm› yo¤uflan düflük bas›nçl› buhardan oluflan düflük s›cakl›ktaki su buharlaflt›r›c›ya girer. Arta kalan fazla buhar ise tekrar kazan besleme
suyuna döner.
255
Hava So¤utma Çevrimi
Di¤er so¤utma çevrimlerinden farkl› olarak bu çevrimde, so¤utucu ak›flkan tüm
sistemde daima gaz halinde kal›r, hiç s›v›laflmaz. Hava so¤utma çevrimi aç›k sistem so¤utucu ak›flkan havan›n, devaml› atmosferden al›n›p çevrimde so¤utulduktan sonra kullan›ld›¤› aç›k sistem veya hapsedilmifl havan›n sistemden d›flar› ç›kmad›¤› kapal› sistem prensibine göre çal›fl›r. fiekil 8.11’deki prensip flemas›nda geniflleme silindiri hem genleflme valfi görevini hem de kompresör için
gerekli s›k›flt›rma gücünün bir k›sm›n› sa¤lamakta ve böylece güç gereksinimi
azalmaktad›r.
fiekil 8.11
Kapal› Sistem Hava
So¤utma Çevrimi
Ara hava so¤utucu
So¤utulan
ortam
Genleflme valfi
Hava kompresörü
Motor
Hava so¤utma çevriminin yukar›daki flekliyle uygulanmas› düflük tesir katsay›s› vermesi nedeniyle pek kullan›lmamaktad›r. Bunun yerine, uçaklarda yolcu kabinlerini iklimlendirmek için fiekil 8.12’de flemas› verilen çevrim kullan›lmaktad›r.
Bu sistemin avantajlar›, ekipman›n hafif olmas› ve so¤utucu ak›flkan görevi yapan
havan›n tüm çevrimde gaz halde bulunmas›d›r.
fiekil 8.12
Jet motoru
Kompresör
Nefeslik
Is› de¤ifltirici
So¤utma
havas› fan›
Yolcu kabinine
so¤uk hava
Genleflme
türbini
Basit Hava
Çevriminin Jet
Motoruna
Uygulan›fl›
256
BUHAR SIKIfiTIRMALI SO⁄UTMA ÇEVR‹MLER‹
So¤utma çevrimlerinde en yayg›n kullan›lan çevrimlerdir. Temelde termodinami¤in
ikinci yasas›na dayanan so¤utma çevrimleri, 1824 y›l›nda Sadi Carnot’un öne sürdü¤ü
carnot so¤utma çevrimleriyle flekillenmifltir. Termodinami¤in II. yasas› Kelvin Planck
ve Clausius eflitsizli¤ine dayan›r. Kelvin Planck ifadesine göre hiçbir ›s› makinas› tek
bir ›s› kayna¤›ndan ald›¤› enerjiyi tamamen ifle dönüfltüremez. Ald›¤› enerjinin bir k›sm›n› düflük enerji kayna¤›na iletmek zorundad›r. Hiçbir ›s› makinas› %100 verimle çal›flamaz. Clausius ifadesi ise so¤utman›n temelini oluflturur. Buna göre, çevre ile baflka bir etkileflimde bulunmaks›z›n, ›s›n›n so¤uk kaynaktan s›cak kayna¤a aktar›lmas›
olnaks›zd›r. Clasius, ›s›n›n so¤uk kaynaktan s›cak kayna¤a aktar›ld›¤› bir so¤utma
çevriminin çal›flabilmesi için çevrime d›flar›dan ifl verilmesi gerekti¤ini tan›mlar. Is›
makinas› ve so¤utma makinas›n›n prensip flemalar› fiekil 8.13’de verilmifltir.
fiekil 8.13
Termodinamik
Makinalar›n
Çal›flma Prensipleri
Yüksek ›s› kayna¤›
ISI
MAK‹NASI
Yüksek ›s› kayna¤›
.
W
Düflük ›s› kayna¤›
a. Kelvin Planck ifadesi
SO⁄UTMA
MAK‹NASI
D›flar›dan ifl giriflini
olmaks›z›n so¤utma
çevresinin gerçekleflmesi
mümkün de¤ildir.
.
W
Düflük ›s› kayna¤›
b. Clasius ifadesi
Tüm çevrimler kendi içinde kapal› bir sistemde sirküle eden ak›flkan›n faz dönüflümleri ile çal›fl›r. Bu hal dönüflümlerinde çevrim çevreden ›s› al›r veya çevreye
›s› verir. Teorik özelliklerde bu hal de¤iflimlerinin her noktada ayn› özellik de¤ifliminin gerçekleflmesi beklenir. Bir çevrim sürecinde herhangi bir noktadaki hal de¤ifliminin çevrim sonucunda ayn› özellikte ve hal de¤ifliminde gerçekleflmesi süreci tersinir olarak de¤erlendirilir. Bu tür çevrimler teorik çevrimlerdir. Gerçekte bu
çevrimlerin gerçekleflmesi mümkün de¤ildir. Gerçek proseslerde çevrimler, oluflan
kay›plar nedeniyle tersinmezdir. Ancak mühendislik analizlerinde sistemlerin tersinmezliklerini de¤erlendirebilmek için tersinirli¤in tan›mland›¤› referans bir ölçüye ihtiyaç vard›r. Bu ölçü Sadi Carnot taraf›ndan tüm sistemler için tan›mlanm›flt›r.
Ters Carnot çevrimi, belirli s›cakl›klardaki iki ›s›l enerji deposu aras›nda çal›flan en
etkin so¤utma çevrimidir
SIRA S‹ZDE
S O R U
5
Tersinirlik ve
tersinmezlik
prosesler yönüyle nas›l de¤erlendirilir?
SIRA
S‹ZDE
Ters Carnot Çevrimi
fi Ü N E L ‹ M
Ters CarnotD Üçevrimine
göre çal›flan so¤utma makinesi veya ›s› pompas›, carnot so¤utma makinesi veya Carnot ›s› pompas› diye adland›r›l›r. fiekil 8.14’de ters carnot
S O R UT-s diyagram› verilmifltir.
çevrimi ve bunun
D‹KKAT
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
257
fiekil 8.14
T
K›s›lma vanas›
Fan
Fan
Evaporatör
Kompresör
QH
2
• K›zg›n buhar
Yo¤uflturma
S›v› Geniflleme
S›k›flt›rma
Buharlaflt›rma
•
•
4
1
Q
3•
Kondenser
Buhar
S›k›flt›rmal›
So¤utma
Çevrimi Ve
Ters Carnot
Hal De¤iflimi
L
s
Ters carnot çevrime sahip çevrim; buhar s›k›flt›rmal› so¤utma çevrimidir. So¤utucu ak›flkan›n hal de¤iflimi kompresör, evaporatör, k›s›lma vanas› ve kondenser
ünitelerinde gerçekleflir. Bu süreçte 4 hal de¤iflimi oluflur. Bunlar s›ras›yla;
• 1’den 2’ye kompresörde tersinir izantropik s›k›flt›rma; Bu hal de¤ifliminde
doymufl buhar faz›nda olan ak›flkan, k›zg›n buhar olarak kompresörü terk
eder (S›k›flt›rma).
• 2’den 3’e kondenserden çevreye sabit bas›nçta tersinir ›s› geçifli; K›zg›n buhar faz›nda kompresöre giren so¤utucu ak›flkan kondenser ç›k›fl›nda doymufl s›v› faz›na gelir (Yo¤uflturma).
• 3’ten 4’e k›s›lma vanas›nda tersinir izantropik geniflleme; Doymufl s›v› faz›ndaki so¤utucu ak›flkan izantropik genifllemeyle k›s›lma vanas› ç›k›fl›nda doymufl s›v› buhar faz›na dönüflür (Geniflleme).
• 4’ten 1’e çevreden evaporatöre sabit bas›nçta tersinir ›s› geçiflidir. Doymufl
s›v› buhar faz›ndaki ak›flkan›n faz›, çevreden çekti¤i ›s›n›n etkisiyle evaporatör ünitesinde doymufl buhar faz›na dönüflür (Buharlaflt›rma).
Ters carnot çevriminde hangi hal de¤iflimleri gerçekleflir?
SIRA S‹ZDE
6
Ters carnot çevrimi; so¤utma çevrimlerinde mühendislik çözümleri yönüyle s›D Ü fi Ü N E L ‹ M
n›r de¤ere sahiptir. So¤utma sisteminde sistemin performans› etkinlik katsay›s›
(COP; coefficiency performance) ile tan›mlan›r. Etkinlik katsay›s› birim so¤utma
O R Ude¤eri 3 olan
yükü için sistemin harcam›fl oldu¤u birincil enerjidir. Örne¤in SCOP
bir sistemde birim so¤utma yükü için sistemin tüketti¤i enerji 3 kW’t›r. Carnot so¤utma çevriminde düflük s›cakl›kl› kaynaktan çekilen ›s› ile yüksek
s›cakl›kl› bir
D‹KKAT
kayna¤a iletilen ›s› yüklerinin her iki ›s› kayna¤› s›cakl›klar› ile do¤ru orant›ya sahiptir. Termodinamik anlamda bu ifadeye s›cakl›k ölçe¤i ad› verilir.
Q& L
T
= L
&
QH TH
.
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
.
N N
(8.1)
Burada QL düflük ›s› kayna¤›ndan çekilen ›s›y›, TL s›cakl›¤›,
kaynaK Q
‹ H
T yüksek
A P
¤a verilen ›s›y›, TH s›cakl›¤› ifade eder. Bir so¤utma sisteminde COP;
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET
258
COP =
Q& L
W&
(8.2)
net
.
.
dir. Burada QL so¤utulan ortamdan çekilen ›s›y›, Wnet kompresöre verilen net ifli
ifade eder. So¤utma makinalar› bir çevrim esas›na göre çal›flan sistemlerdir ve çevrim için elde edilecek net ifl;
.
.
.
Wnet = QH - QL
(8.3)
.
fleklinde ifade edilir. Burada QH makinan›n bulundu¤u d›fl ortama verilen ›s›d›r.
So¤utma makinalar›nda COP birinci yasa verimi olarak ifade edilir. Ters carnot makinas› (carnot so¤utma makinas›) için COP;
COPtr =
TH
TL
1
(8.4)
−1
dir. Burada TH d›fl ortam s›cakl›¤›n›, TL ›s› çekilen ortam s›cakl›¤›n› ifade eder. Carnot so¤utma makinas› için COP de¤eri tersinir so¤utma makinas›n›n COPtr de¤eri
olarak tan›mlan›r.
‹deal Buhar S›k›flt›rmal› So¤utma Çevrimi
Gerçek so¤utma çevrimlerinde proseslerin hesaplanmas› ve dizayn› carnot makinas›na göre yap›lmaz. Gerçek proseslerde çevrimin tasar›m› ›s› yükleri referans al›narak yap›l›r. Bu koflullar do¤rudan çevrimde faz dönüflümlerini ve ak›flkan s›cakl›klar›n› flekillendirir. Özellikle k›s›lma vanas› veya k›lcal borularda ak›flkan›n sahip
oldu¤u hal de¤ifliminin etkinli¤i kompresör gücünü de do¤rudan etkiler. Bu hal
de¤iflim koflullar› ve de¤erleri sistemin COP de¤erinin tan›mlanmas›n› sa¤lar. ‹deal buhar s›k›flt›rmal› so¤utma çevrimi için hal de¤iflimi fiekil 8.15’de görülebilir.
fiekil 8.15
‹deal Buhar
S›k›flt›rmal›
So¤utma
Çevriminde Hal
De¤iflimleri
Kritik nokta
P
Doyma hatt›
Yo¤uflturma
S›k›flt›rma
S›v›
Geniflleme
K›zg›n buhar
Buharlaflma
h
259
‹deal buhar fl›k›flt›rmal› so¤utma çevrimi Carnot so¤utma çevrimiyle ayn› hal
de¤iflimlerine sahiptir. Bunlar kompresör ve k›s›lma vanas›nda izantropik hal de¤iflimi, evaporatör veya kondenserde ise sistemde ›s› geçiflleri gerçekleflir. Ancak
s›k›flt›rma ve geniflleme süreçleri Carnot çevriminden farkl›d›r.
Gerçek Buhar S›k›flt›rmal› So¤utma Çevrimi
Gerçek buhar s›k›flt›rmal› so¤utma çevrimi, teorik tasar›m› yap›lm›fl bir çevrimden
çal›flma parametreleri yönüyle ayr›l›r. Bu gerçek çevrimlerde çevrimi oluflturan elemanlar›n neden oldu¤u tersinmezliklerden kaynaklanan bir ayr›md›r. Çevrim sürecinde so¤utucu ak›flkan›n sürtünme etkisi bas›nc›n düflmesine neden olur. Ayr›ca
çevrim her noktada çevreyle ›s› al›flverifli içindedir. Bunlar tersinmezli¤i oluflturan
temel etkenlerdir. Gerçek buhar s›k›flt›rmal› çevrimi ve T-s diyagram› fiekil 8.16’da
verilmifltir.
fiekil 8.16
T
Ekspansion valf
7
6
5
2
4
Kondenser
Evaporatör
3
S›v›
2
5
8
1
2
3
Kompresör
Wnet
a) So¤utma Çevrimi
Gerçek So¤utma
Çevrimlerinde Hal
De¤iflimleri
4
6 7
S›v›+buhar
8 1
K›zg›n buhar
b) Gerçek Proseslerde T-S Diyagram› s
T-S diyagram›ndan da görülebilece¤i gibi ideal çevrimde buharlaflt›r›c›dan ç›kan so¤utucu ak›flkan kompresöre doymufl buhar olarak girdi¤i de¤erlendirilir.
Çünkü kompresöre kesinlikle s›v› faz›nda ak›flkan girmemelidir. Bu koflul normal
flartlarda gerçek sistemlerde tersinmezlikler nedeniyle gerçeklefltirilemez. Bu durumda sistemde problem yaflanmamas› için, so¤utucu ak›flkan›n kompresör giriflinde ak›flkan›n faz›n›n biraz k›zg›n buhar olmas› istenir ve tasar›m buna göre yap›l›r. Burada amaç, ak›flkan›n kompresör giriflinde tümüyle buhar olmas›n› güvenceye almakt›r. So¤utma sistemlerinde evaporatör ile kompresör aras›ndaki boru
mesafesi konstrüktif yap›dan dolay› istenenden daha uzundur. Bu durumda so¤utucu ak›flkana çevreden istenmeyen ›s› geçiflleri olur. Yukar›da ifade edilen tersinmezli¤i artt›ran sebepler çevrimde dolaflan ak›flkan›n özgül hacminin artmas›na
neden olur. Bunula birlikte bas›nçland›rmay› istenilen seviyeye getirmesi için
kompresörün iflini artt›rmas› gerekir ki bu da kompresörün daha fazla enerji tüketmesi demektir.
SIRA S‹ZDE
Gerçek buhar s›k›flt›rmal› so¤utma çevrim ile teorik tasar›m› aras›ndaki
fark nedir?
7
SIRA S‹ZDE
S O R U
S O R U
D‹KKAT
D‹KKAT
260
‹deal çevrimde s›k›flt›rma ifllemi içten tersinir ve adyabatik, baflka bir deyiflle
izantropiktir. Gerçek s›k›flt›rma iflleminde ise entropiyi etkileyen ak›fl sürtünmesi
ve geçifli vard›r. Sürtünme entropiyi artt›r›r, ›s› geçifli ise hangi yöne oldu¤una ba¤l› olarak entropiyi artt›r›r veya azalt›r. Bu iki etkiye ba¤l› olarak, so¤utucu ak›flkan›n entropisi s›k›flt›rma ifllemi s›ras›nda artabilir (1-2 hal de¤iflimi) veya azabilir (12 hal de¤iflimi). S›k›flt›rman›n izantropik olmaktansa, 1-2 hal de¤iflimine göre olmas› tercih edilir, çünkü kompresör ifli bu durumda daha az olacakt›r. Bu bak›mdan
so¤utucu ak›flkan›n s›k›flt›rma ifllemi s›ras›nda so¤utulmas›, ekonomik ve uygulanabilir oldu¤u sürece yararl›d›r.
SO⁄UTMA S‹STEMLER‹ UYGULAMA ALANLARI VE
SO⁄UTUCU AKIfiKANLAR
Ev Tipi So¤utucular
Ev kullan›m›nda g›da ürünlerinin depolanmas› ve saklanmas› amac›yla kullan›lan
so¤utucular; 20 lt ile 850 lt aral›¤›nda depolama hacimlerine sahip, so¤utucu ak›flkan flarj miktarlar› ise 50-250 gram aral›¤›ndad›r. ‹lk uygulamalar›nda R12 so¤utucu ak›flkan›n kullan›ld›¤› ünitelerin yerine günümüzde R134a gaz› kullanan üniteler alm›flt›r. Bu ak›flkanlar›n yerine alternatif ak›flkan olarak özellikle Avrupa ülkelerinde R600a ve HC290 (isoputon=propan kar›fl›m›) gazlar›n›n kullan›lmaya baflland›¤› gözlenmektedir. 2002 verilerine göre ev tipi so¤utucularda kullan›lan so¤utucu ak›flkan miktar› y›ll›k yaklafl›k 160000 ton’a ulaflm›fl, bu sistemlerin neden oldu¤u y›ll›k emisyon oran› ise ortalama %0,3’tür.
Ticari So¤utucular
Ticari amaçl› taze ve donmufl g›dalar› uygun s›cakl›k aral›¤›nda depolama ve koruma ifllevini yerine getiren ünitelerdir. So¤uk g›dalarda bu s›cakl›k aral›¤› 1-14°C,
donmufl g›dalarda ise -12°C ile 20°C aral›¤›ndad›r. Bu tip so¤utma sistemlerinin ilk
uygulamalar›nda R12 gaz› kullan›l›rken günümüzde R22, R134a, R404A, R507A ve
R410A gazlar›n›n yayg›n olarak kullan›ld›¤› gözlenmektedir. 2002 y›l›nda yap›lan
bir çal›flmaya göre; bu sistemlerde kullan›lan so¤utucu ak›flkanlar›n CO2 emisyon
potansiyellerinin yaklafl›k %30’lara, y›ll›k so¤utucu ak›flkan miktar›n›n ise yaklafl›k
605 bin tona ulaflt›¤› gözlenmektedir. So¤utucu ak›flkanlar›n emisyon oranlar›nda
özellikle s›z›nt› oran› önemli bir parametredir ve bu sistemlerde s›z›nt› oran›n›n
%3-30 aral›¤›na sahip oldu¤u görülmektedir. Küçük ünitelerde so¤utucu ak›flkan
flarj miktarlar› 1-5 kg aral›¤›nda de¤iflirken, süpermarket veya hipermarket uygulamalar›nda bu miktarlar 100-2750 kg aral›¤›nda de¤iflmektedir.
Araçlarda So¤utucular
So¤uk zincir olarak ifade edilen bu tür so¤utma sistemleri, demiryollar›, kara, hava ve deniz tafl›mac›l›¤›nda kendine uygulama alan› bulmufltur. Bu alanlarda so¤uk tafl›mac›l›¤›n a¤›rl›kl› olarak kontenyer sistemleriyle sa¤land›¤› ve bu kontenyer say›s›n›n toplamda 500000 adeti geçti¤i gözlenmektedir. Bu uygulamalarda ortalama so¤utma kapasitesi 5 kW, kontenyer so¤utmalarda kullan›lan so¤utucu
ak›flkanlar ise R12, R134a, R404A ve R507A’d›r. Yaklafl›k bir milyon araç kapasitesinin afl›ld›¤› kara tafl›mac›l›¤›nda ise eski sistemlerde R12, R502 ve R22 gazlar›, yeni sistemlerde ise R134a, R407C, R404A ve R410A gazlar› tercih edilmektedir. Bu
sistemlerde s›z›nt› oran›n ise %20-25 aral›¤›na sahip oldu¤u tespit edilmifltir. 2002
y›l›nda tafl›mac›l›k ve araçlarda kullan›lan so¤utucu ak›flkan miktar› 1600 tona ulaflm›fl, y›ll›k emisyon oran› ise %38’lere ulaflm›flt›r.
Endüstriyel So¤utucular
Bu uygulama türünü g›da uygulamalar› ve sanayi uygulamalar› olmak üzere iki ayr› ana gruba ay›rmak gerekir. G›da uygulamalar›nda so¤utma ifllemi g›da iflleme ve
so¤uk depolama süreçlerinde kullan›lmaktad›r. Geliflmifl ve geliflmekte olan ülkelerde donmufl g›da uygulamalar›na ait ekonomik potansiyeli art›fl e¤ilimindedir.
Dünya genelinde y›ll›k donmufl g›da tüketiminin 30 Milyon tonu aflt›¤› ve bu oran›n›n sürekli art›fl e¤iliminde oldu¤u tespit edilmifltir. Donmufl g›dalar, uygulamalarda -15°C ile -30°C aral›¤›nda uzun süreli depolanmalar› gerekir. Ancak çocuklara yönelik donmufl g›dalarda bu aral›k -1°C ile -10°C’dir. G›da so¤utma uygulamalar›n›n ilk örneklerinden bu yana Amonyak, R12, R22 ve R502 gazlar› kullan›lmakta, günümüz uygulamalar›nda ise R134a, R404A ve R507 A gazlar› ile amonyak/CO2
kaskat yap›lar› tercih edilmektedir. Bu tür so¤utma uygulamalar›nda buharl› ve s›k›flt›rma absorbsiyonlu sistemlerin gelifltirilmesi çal›flmalar› da yap›lmaktad›r.
Sanayide tercih edilen so¤utma uygulamalar› buz üretimi, havan›n s›v›laflt›r›lmas›, ürün so¤utma gibi ifllemlerin yo¤un yap›ld›¤› kimya, ya¤, yak›t, gaz, çelik,
plastik vb. endüstri alanlar›nda yo¤un olarak kullan›lmaktad›r. Pek çok sistemde
kullan›lan so¤utma sistemleri, di¤er uygulamalarda oldu¤u gibi, temelde buhar s›k›flt›rmal› so¤utma çevrimini esas almaktad›r. Uygulama alanlar› incelendi¤inde
evaporatör s›cakl›klar› 15°C ile -70°C aral›¤›ndad›r. Sistemlerde tercih edilen so¤utma aral›klar› 25 kW ile 30 MW aral›¤›nda, so¤utucu ak›flkan flarj miktarlar› 20 kg ile
60 ton aral›¤›ndad›r. Bu sistemlerin sanayideki ilk uygulamalar›nda amonyak gaz›
öne ç›kmaktad›r. Günümüzdeki uygulamalar›nda da R22 gaz› ile birlikte amonyak
gaz› kullan›lmaktad›r. Küçük kapasiteli uygulamalarda ise R12 ve R502 kullan›m›,
günümüzde yerini R134A, R404A, R507, R13, R503, R23, R508A ve R508B gazlar›na b›rakm›flt›r. Küçük tip uygulamalarda evaporatör s›cakl›klar› -10°C ile -40°C aral›¤›ndad›r. Günümüzde alternatif so¤utucu ak›flkan olarak CO2 gaz›n›n kullan›m›na yönelik çal›flmalar da yap›lmaktad›r. Endüstriyel uygulamalar›n›n hepsinde
2002 verilerine göre toplam so¤utucu ak›flkan miktar› yaklafl›k 298 bin tona ulaflm›flt›r. Bu miktar›n %35’ini amonyak gaz›, %43’ünü R22 gaz› oluflturmaktad›r. Sistemlerin neden oldu¤u toplam emisyon oran› ise %17’dir.
So¤utucu Ak›flkanlar
19. yüzy›l›n ikinci yar›s›nda itibaren ticari anlamda kullan›lmaya bafllanan so¤utma
sistemlerinde so¤utucu ak›flkan olarak karbondioksit, hava, su, amonyak gibi maddeler kullan›lm›flt›r. Daha sonra gelifltirilen ve so¤utma sistemlerinde kullan›lmaya
bafllanan kloroflorokarbon (CFC) ve hidrokloroflorokarbon (HCFC) so¤utucu ak›flkanlar günümüze kadar yo¤un flekilde kullan›lmaya devam etmifltir.
So¤utucu ak›flkanlar yap›sal özellikleri dikkate al›nd›¤›nda saf ve kar›fl›m tip so¤utucu ak›flkanlar olmak üzere iki temel grupta incelenebilir. Saf haldeki so¤utucu
ak›flkanlar yap›lar›nda bulunan maddelere ba¤l› olarak inorganik yap›l› so¤utucu
ak›flkanlar ve organik so¤utucu ak›flkanlar fleklinde s›n›fland›r›l›rlar. Kar›fl›m tip so¤utucu ak›flkanlar saf ak›flkanlar›n kar›fl›mlar›yla ortaya ç›kan so¤utucu ak›flkanlard›r. Bu ak›flkanlar Azeotropik ve Zeotropik so¤utkan kar›fl›mlar olarak tan›mlan›r.
Afla¤›da Çizelge 8.4’de ak›flkan türleri ve özellikleri verilmifltir.
So¤utucu ak›flkanlar, so¤utma çevrimlerindeki hal de¤iflime ba¤l› olarak kullan›ld›klar› so¤utma, havaland›rma ve ›s› pompas› sistemlerinde, mahallerden ›s›y›
absorbe ederek ya d›fl ortama veya farkl› bir hacme tafl›n›m ve iletim yoluyla geçirirler. Bir so¤utma çevriminde so¤utucu ak›flkan; çevrimin performans›n› ve sistem
tasar›m›n› etkileyen en önemli parametredir. So¤utucu ak›flkanlar›n genel olarak
afla¤›daki niteliklere sahip olmas› istenir;
261
262
Çizelge 8.4
So¤utucu Ak›flkanlar
• Pozitif buharlaflma bas›nc› olmal›d›r. Hava s›zmas›n› dolay›s›yla havan›n getirdi¤i su buhar›n›n so¤uk k›s›mlarda kat›laflarak iflletme aksakl›klar›na meyden vermesini önlemek için buharlaflma bas›nc›n›n çevre bas›nc›ndan bir
miktar üzerinde olmas› gerekir.
• Düflük yo¤uflma bas›nc› olmal›d›r. Yüksek bas›nca dayan›kl› kompresör,
kondenser, boru hatt› gibi tesisat olmal›d›r.
• Buharlaflma gizli ›s›s› yüksek olmal›d›r. Buharlaflma gizli ›s›s› ne kadar yüksek olursa sistemde o oranda gaz ak›flkan kullan›lacakt›r.
• Kimyasal olarak aktif olmamal›d›r, tesisat malzemesini etkilememesi, korozif olmamas›, ya¤lama ya¤›n›n özelli¤ini de¤ifltirmemesi gerekir.
• Yan›c› patlay›c› ve zehirli olmamal›d›r.
• Kaçaklar›n kolay tespitine imkân veren özellikte olmal›d›r.(Koku, renk)
• Ucuz olmal›d›r.
• Is› geçirgenli¤i yüksek olmal›d›r.
• Düflük donma derecesi s›cakl›¤› olmal›d›r.
• Yüksek kritik s›cakl›¤› olmal›d›r.
• Özgül hacmi küçük olmal›d›r.
• Viskozitesi düflük olmal›d›r
Saf so¤utucu ak›flkanlar
‹norganik yap›l›
so¤utucu ak›flkanlar
Karbondioksit
(CO2)
Amonyak
(NH4)
Kükürtdioksit
(SO2)
Su
(H2O)
Kar›fl›m tip
so¤utucu ak›flkanlar
Organik yap›l› so¤utucu ak›flkanlar
Tan›m›
Özellikler
Bromofloro
karbonlar
(Halonlar)
Karbon, flor, blor veya klordan oluflan bilefliklerdir. Halonlar ozon tüketim oran› en
yüksek maddelerdir. Örnek;
Halon1301
Doymufl s›v› ve doymufl buhar fazlar›n›n
bileflimleri termodinamik denge halinde
birbirinin ayn›d›r. Sabit bas›nç alt›nda
Azeotropik
gerçekleflen buharlaflma ve yo¤uflma
kar›fl›mlar
prosesleri t›pk› saf so¤utucu ak›flkan gibi
sabit s›cakl›kta gerçekleflir. Örnek; R500
Kloro-florokarbonlar
(CFC)
Klor, flor ve karbondan oluflan bilefliklerdir. Ozon tüketim oran› halonlardan sonra
en yüksek maddelerdir. Örnek; R11, R12
Bu ak›flkanlar iki veya üç bileflenli olup,
doymufl s›v› veya doymufl buhar faz bileflimleri termodinamik denge halinde birbirinden farkl›d›r. Dolay›s›yla buharlaflma ve yo¤uflma prosesleri sabit s›cakl›kta gerçekleflmez. Örnek; R401A
Klor, flor, hidrojen ve karbon
Hidro-kloroiçeren bilefliklerdir. Ozon tüfloroketim oran› düflük, ancak sera
karbonlar
etkisi oldukça yüksektir. Ör(HCFC)
nek; R22
Hidro-florokarbonlar
(HFC)
Hidrojen, flor ve karbon içeren bilefliklerdir. Ozon tüketim etkileri yoktur. Ancak sera gaz› etkileri mevcuttur.
Örnek; R134a, R152a, R410a
Tan›m›
Zeotropik
kar›fl›mlar
Özellikleri
263
So¤utucu ak›flkanlar›n ifllevi nelerdir?
SIRA S‹ZDE
8
So¤utucu ak›flkan›n suda ve ya¤da erime özelli¤i de gözden uzak tutulmamaD Ü fi Ü N E L ‹ M
s› gereken parametredir. Suda erime durumunda makina içerisinde
donma tehlikesi azal›r. Bu suda erime sonunda kar›fl›m›n donma noktas›n›n daha alçak olmaS O R U
s›ndan kaynaklan›r. Aksi halde çevre bas›nc›n›n alt›nda olan k›s›mlara
d›flar›dan
giren hava içerisindeki su buhar› kolayl›kla yo¤uflur, geniflleme valfindeki k›s›lma
Özellikler
Saf
so¤utucu
ak›flkanlar
Kar›fl›m
so¤utucu
ak›flkanlar
Kodu
Grubu
Kimyasal tan›m
R11
CFC11
Triklorflormetan
R12
CFC12
Diklorflormetan
R13
CFC13
Klortriflormetan
R13B1
BFC13
Bromtriflormetan
R22
HCFC22
Klordiflormetan
D‹KKAT
Kimyasal formülü
CFCL
3
SIRA S‹ZDE
CF2CL2
CCLF3
AMAÇLARIMIZ
CBRF3
CHF2CL
S O R U
R23
HCF23
Triflormetan
R32
HCF32
Diflormetan
CH2F2
R113
CFC113
Triklortrifloretan
R114
CFC114
Diklortetrafloretan
R115
CFC115
Klortentafloretan
C2F5CL
R123
HCFC123
Diklortrifloretan
C HF CL
‹ N T 2E R N3E T 2
R125
HFC125
Pentafloretan
CF3CHF2
R134a
HCF134a
Tetrafloretan
C2H2F4
R141b
HCFC141b
Flordikloretan
C2CL2FH3
R143a
HFC143a
Trifloretan
CF3CH3
R152a
HCF152a
Difloretan
C2H4F2
R290
HC290
Propan
C3H8
R600
HC600
Bütan
CH3CH2CH2CH3
R600a
HC600a
‹zobütan
CH(CH3)3
R717
R717
Amonyak
NH3
R718
R718
Su
H2O
R744
R744
Karbondioksit
CO2
R764
R764
Sülfürdioksit
SO2
R401A
R402A
R404A
R407A
R407B
R407C
R410A
R500
R502
R507
Bileflim oranlar›
% 52 R22 + % 33 R124 + % 15 R152a
% 38 R22 + % 60 R125 + % 2 R290
% 44 R125 + % 4 R134a + % 52 R143a
% 20 R32 + % 40 R125 + % 40 R134a
% 10 R32 + % 70 R125 + % 20 R134a
% 23 R32 + % 25 R125 + % 52 R134a
% 50 R32 + % 50 R125
% 73,8 R12 + % 26,2 R152a
% 51,2 R115 + % 48,8 R22
% 50 R125 + % 50 R143a
C2F3CL3
TELEV‹ZYON
C2F4CL2
D‹KKAT
Çizelge 8.5
So¤utucucu
Maddeler Ve
SIRA S‹ZDE
Kimyasal Özellikleri
N N
K CHF
‹ T 3A P
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
264
sonunda s›cakl›k düflmesi ile kat›lafl›r ve t›kanmalara, iflletme s›ras›nda aksakl›klar›na yol acar. Ya¤da erimeye gelince, ya¤lama ya¤› segman aral›klar›ndan s›zarak
so¤utucu ak›flkana kar›flabilir. E¤er ak›flkan buhar› ya¤da erimiyorsa, ak›flkanla
sürüklenen ya¤ yo¤uflturucu ve hatta buharlaflt›r›c› yüzeylerinde birikir ve burada
bir ya¤ filmi oluflur. Bu durum ›s› transferini kötülefltirir ve ayr›ca kompresörde
ya¤›n eksilmesine sebep olur. Bu tür ak›flkanlar için kompresör ç›k›s›nda bir ya¤
ay›r›c› kullan›l›r.
Ayr›ca iklimlendirme ve so¤utma uygulamalar›nda kullan›lan so¤utucu ak›flkanlar›n ozon tabakas› üzerine etkileri de göz ard› edilmemelidir. Ozon tabakas›n›n oluflumu, delinmesi ve bunun sonucunda dünyan›n fiziki flartlar›nda ve canl›lar üzerinde meydana getirebilece¤i olas› de¤ifliklikler ortaya konmal›d›r. Afla¤›da,
bu güne kadar kullan›lm›fl, hala kullan›lmakta olan ve gelecekte alternatif olarak
kullan›lacak tüm so¤utucu maddeler, saf maddeler ve kar›fl›mlar olarak bafll›ca iki
grup halinde listelenmifltir. Çizelge 8.5’de saf olarak kullan›lan bafll›ca so¤utucu
maddelerin kimyasal tan›mlar› ve kimyasal formülleri verilmifltir. Bu çizelgede geleneksel so¤utucu maddeler ve yerlerine kullan›lmas› önerilen alternatifler ve kimyasal formlar› bir arada gösterilmifltir.
SO⁄UTMA ÇEVR‹M ELEMANLARI
So¤utma sistemleri kullan›ld›¤› her çevrim için farkl› cihaz ve ekipmanlara ihtiyaç
duyar. Bu bölümde günümüzde en yayg›n kullan›ma sahip buhar s›k›flt›rma çeviriminde kullan›lan cihaz ve ekipman›n tan›t›lmas› ele al›nacakt›r. Buhar s›k›flt›rmal› çevrimde temelde kompresör, kondenser, k›s›lma vanas› (ekspansion valf) ve
evaporatör olmak üzere 4 temel eleman vard›r. Bu elemanlar kontrol elemanlar›yla desteklenir. Çevrimlerde en çok kullan›lan kontrol elemanlar›; termostat, drayer,
manometre, termometredir. Sistemlerde elemanlar› ve kontrol ekipmanlar›n›n ba¤lant› hattlar› montaj› bak›r borularla yap›l›r.
Kompresörler
Kompresörler so¤utma çevrimlerinde primer enerjiye ba¤l› olarak buhar faz›nda
alçak bas›nca sahip so¤utucu ak›flkan› yo¤uflma yüksek bas›nc›na s›k›flt›ran elemanlard›r. Kompresörler so¤utma çevrimlerinde buhar faz›ndaki gaz› s›k›flt›rma ve
çevrimde so¤utucu ak›flkan hareketinin süreklili¤ini sa¤lama görevlerini yerine getirir. So¤utma sistemlerinde kullan›lan kompresörler, çevrimin performans›n› etkileyen en önemli elemanlard›r. ‹deal bir kompresör afla¤›daki özellikleri karfl›layabilir flartlarda olmal›d›r. Kompresörler,
a. Birim so¤utma yükünün az bir güçle karfl›layabilmeli,
b. Yük dalgalanmalar›nda veya farkl› çal›flma rejimlerinde sürekli uygun güç
tüketimlerine sahip olmal›,
c. ‹lk kalk›flta dönme momentinin ve güç tüketiminin mümkün oldu¤unca az
olmal›,
d. Çal›flma performans›n›n k›smi yüklerde de düflmemeli,
e. Farkl› çal›flma durumlar›nda sistemin emniyeti ve güvenirlili¤i sa¤lanmal›,
f. Farkl› çal›flma durumlar›nda ve yüklerde titreflim ve gürültü de¤erlerinin çal›flma s›n›rlar›n› geçmemeli,
g. Ömür y›l› yüksek ve ar›za durumu oldukça düflük olmal›,
h. Maliyetleri mümkün oldu¤u kadar düflük olmal›d›r.
SIRA S‹ZDE
9
SIRA temel
S‹ZDE görevi nedir?
Kompresörlerin
S O R U
S O R U
265
Günümüzde kompresörler pek çok farkl› so¤utma sistemlerinde farkl› pek çok
türe sahiptir. So¤utma sistemlerinde çevrimde kullan›lan so¤utucu ak›flkanlar ve
çevrimin so¤utma yükü kompresör tercihlerinde önemlidir. Bir so¤utma sisteminin
en önemli eleman›n› oluflturan kompresörler fiekil 8.17’de oldu¤u gibi s›n›fland›r›labilirler.
fiekil 8.17
Kompresörler
Kompresörler
Pozitif
s›k›flt›rmal›
kompresörler
Pistonlu
Paletli dönel
Vida tip
Scroll tip
kompresörler kompresörler kompresörler kompresörler
Aç›k
Tek diflli
Tek rotorlu
Yar›
hermetik
Çift diflli
Çift rotorlu
Hermetik
Tek paletli
Santrifüj
kompresörler
Yar› hermetik
Aç›k
Çok paletli
Aç›k Pistonlu Kompresörler
D›fltan tahrikli motorlar olarak ta tan›mlanan aç›k pistonlu kompresörler, ticari so¤utma uygulamalar›nda ve so¤uk depolama sistemlerinde kullan›l›rlar. Bu tip kompresörlerde motor güçleri 3 kW ile 250
kW aras›nda de¤iflmektedir. fiekil 8.18’de
aç›k pistonlu bir kompresör resmi verilmifltir. Bu kompresörlerde gövde, silindir
bafll›¤›, pistonlar, piston kollar› ve ana
(krank) mili civatalarla birlefltirilmifltir.
Kompresör ana mil ucunda ba¤l› olan ayr› bir elektrik motoruyla tahrik edilir. Tahrik ifllevi kay›fl-kasnak sistemi ile veya
do¤rudan kavrama ile olmak üzere iki
türlü yap›labilir. Kasnakl› tiplerde kompresör devri, kasnak çap› de¤ifltirilerek
ayarlanabilir. Bu tür kompresörlerde, ana
mil körü¤ü zamanla y›pranmas› önemli
bir sorundur. Bu durum ise gaz ve ya¤
kaçaklar›na neden olur. Ayr›ca aç›k pistonlu kompresörler fazla yer kaplarlar.
fiekil 8.18
Aç›k Tip
Pistonlu
Kompresörler
266
Yar› Hermetik Tip Kompresörler
fiekil 8.19
Yar› Hermetik
Tip Pistonlu
Kompresörler
Yar› hermetik tip kompresörler, genellikle so¤uk depolar ve market, hipermarket uygulamalar› gibi büyük kapasiteli hacimlerde kullan›l›rlar. fiekil 8.19’da resmi verilen kompresörde, kompresörü tahrik eden elektrik motoru
kompresörde birlikte ayn› gövde
içinde yer al›r. Motor so¤utucu
ak›flkanla ayn› ortamda çal›fl›r ve
bu ortamda özel yal›t›m uygulanm›flt›r. Motorda so¤utma ifllevi
emifl buhar›yla sa¤lan›r. Bu etki so¤utma etkisine olumlu katk› sa¤lar
ve motor kapasitesi ve boyutu küçülür. Bu tür kompresörlerde motor sistemi sökülebilir özellikte olmas› bak›m ve idame süreci aç›s›ndan önemli bir avantajd›r.
Hermetik Tip Kompresörler
Bu tip kompresörler, buzdolaplar› ve derin dondurucular baflta olmak üzere, küçük tip ticari so¤utucu ve dondurucularda en çok kullan›lan kompresörlerdir.
Hermetik tip kompresörlerde (fiekil 8.20), motor ve kompresör bölümleri kaynakl› s›zd›rmaz bir gövde içine yerlefltirilmifl, elektrik motoru kompresöre do¤rudan
ba¤l›d›r. Motor mili genellikle düfley eksende olup motor k›s›m› yukar›dad›r. Motor ya¤ ve so¤utucu ak›flkanla sürekli temas halindedir. Motorda so¤utma, so¤utucu ak›flkan ile a¤›rl›kl› olarak emifl buhar› ile olur. Bu kompresörler kapal› sistem olmalar› nedeniyle tamirleri oldukça zordur. Motor kapasiteleri 0-7.5 kW aral›¤›nda de¤iflmektedir.
fiekil 8.20
Hermetik Tip
Pistonlu
Kompresörler
Paletli Dönel Kompresörler
Paletli dönel kompresörler rotor üzerinde gövde içine temas eden hareketli kanatç›klara sahip kompresörlerdir. fiekil 8.21 ve 8.22’de oldu¤u gibi paletli kompresörün de birçok modeli vard›r. Bunlar›n ço¤unda, bir silindirin içine merkezden kaç›k biçimde yerlefltirilen ve üstünde çapsal yönde hareket edebilir paletler
267
bulunan bir rotor vard›r. Kompresörlerin çal›flma flekli, rotor gövde içine kaç›k eksenli yerleflimi, dönme hareketi sonucu geniflleyen hacminde so¤utucu ak›flkan›n emilmesi ve daralma
durumunda ak›flkan›n s›k›flt›r›lmas› prensibine
dayan›r. Di¤er bir ifade ile dönel paletli kompresörler, pistonlu kompresörlerin gidip gelme
hareketi yerine s›k›flt›rma ifllemini yaparken dönel hareketi kullan›rlar.
fiekil 8.21
Çok Kanatl› Dönel
(Rotary) Kompresör
fiekil 8.22
Sabit Tek Kanatl›
Dönel Kompresör
Bu tip kompresörler so¤uk depoculuk, g›da maddeleri dondurulmas› ifllemleri, endüstriyle ve kimyasal proseslerin so¤utma gerektiren so¤utma uygulamalar›nda kullan›l›rlar. Palet say›s› kompresör büyüklü¤üyle do¤ru orant›l›d›r. Bu
kompresörlerin palet say›s› genellikle 4-16 aras›nda de¤iflir. Kompresörlerde s›k›flt›rma oran›, birim so¤utma kapasitesinin harcana güce oran› olarak de¤erlendirilir ve bu gücün en düflük seviyede olmas› gerekir. Günümüzdeki uygulamalarda bu oran 1/7 s›n›r›n›n alt›nda tutulmaktad›r. CFC, HCFC ve Amonyak gibi
so¤utucu ak›flkanlarla, normal evaparasyon s›cakl›¤›na sahip tek kademeli sistemlerde, yüksek süpürme debisi gerektiren derin so¤utma uygulamalar›nda
kullan›lan kaskat Sistemlerinde (Booster) kompresörü olarak (-20 ila -90°C aras›nda) baflar›yla kullan›lmaktad›r. Kompresörlerin 0,6 kW ile 200 kW de¤erleri
aras›ndad›r. 5 bar bas›nca kadar tek kademeli yap›lan paletli kompresörlerin,
bundan daha büyük bas›nç de¤erleri için iki ya da daha çok kademeli yap›lmas› gerekir. Dengeli olmakla birlikte alçak bas›nçlara daha uygun olan paletli
kompresörler, tükettikleri enerji bak›m›ndan, pistonlu kompresörlerden daha
düflük verimlidirler. Döner kanatl› kompresörlerin ak›fl kapasiteleri, kanatlar›n
içyüzeyine temas etti¤i stator iç çap›n›n, rotor çap› ve geniflli¤inin, rotor eksantrikli¤inin, kanat say›s› ile kompresörün emme ve basma kanal ölçülerinin belirledi¤i maksimum odac›k hacmine ba¤l›d›r.
268
Vidal› (Diflli) Kompresörler
fiekil 8.23
Vidal› (Diflli)
Kompresörler
Vidal› kompresör bas›nçl› hava üretmek için bir mil üzerindeki birbirine geçmifl
helisel rotor çiftinin kullan›ld›¤› kompresörlerdir. Pistonlu kompresörlere göre daha yüksek verime sahip kompresörlerdir. Helisel rotor çifti, gövde içine hassas olarak yerlefltirilmifl ve vida difline benzeyen ikiz bir çal›flma özelli¤ine sahiptir. Vidalardan biri loblara (difl ç›k›nt›s›), di¤eri ise lob boflluklar›na sahiptir. Rotorlardan biri motora ba¤lanm›fl, di¤eri ise rotorun motordan ald›¤› harekete ba¤l› olarak hareketlenir. Tahrik eleman› sayesinde motorun hareketi vida grubuna aktar›l›r ve rotor çiftinin dönmesiyle emifl k›sm›nda vakum oluflur. Vakum sayesinde ortamdan
emilen ak›flkan emifl k›sm›nda bulunan filtrede temizlendikten sonra vida grubunun içindeki boflluklara girer
ve ç›k›fl k›sm›na do¤ru ilerler. Ak›flkan›n giriflteki hacmi ç›k›fla do¤ru azald›¤›ndan havan›n bas›nc› artar. Vidal›
kompresörlerde (fiekil 8.23) ak›flkan›n s›k›flmas› ile ak›flkan s›cakl›¤› da
artar. Bu tür kompesörlerde artan ›s›
ya¤ ile so¤utulur. Kullan›lan so¤utma
ya¤› ak›flkan kay›plar›n›n azalt›lmas›
içinde kullan›l›r.
Santrifüj Kompresörler
Santrifüj kompresörler, pozitif s›k›flt›rma ifllemi yerine santrifüj etkilerden yararlanarak s›k›flt›rma ifllemi gerçeklefltiren elemanlard›r. Bu tip kompresörlerde yüksek özgül hacme sahip ak›flkanlar santrifüj etkiyle kolayca hareket ettirilir. Bu etki nedeniyle büyük so¤utma kapasitesine sahip sistemlerde (yaklafl›k (-100°C)’ye
kadar) uygulanabilir. Santrifüj kompresörlerde s›k›flt›rma ifllemi, santrifüj kuvvetlerden faydalanma ifllevinden faydalanarak gerçeklefltirilir. Bu santrifüj etki nedeniyle dönen çark üzerindeki kanatlar ak›flkan›n h›z kazanarak kinetik enerjisinin artmas›na neden olur ve diffüzerde kinetik enerjisinin potansiyel enerjiye dönüflmesiyle s›k›flt›rma prosesi gerçeklefltirilir. Bu dönüfltürme ifllemleri s›ras›nda,
bas›nç kay›plar› kaç›n›lmaz olacak, basma taraf› bas›nc› daha da yükseldikçe kay›plar daha da artacakt›r. Bu nedenle, santrifuj kompresörlerde basma bas›nc›
emiflten az bir farkla olmas› istenir. Buna ra¤men uygulamada emifl-basma bas›nç fark› oran› 2 ila 30 aras›nda de¤iflmekte ve her tür so¤utucu ak›flkan ile santrifuj kompresör kullan›labilir. Ancak ço¤unlukla yo¤uflma bas›nc› düflük olan
so¤utucu ak›flkanlar, santrifuj kompresörler için daha uygundur. Bu özelli¤inden
dolay› santrifüj kompresörlerin, klima sistemlerindeki uygulama alan› daha genifltir. Özellikle su so¤utma kuleli sistemlerde kullan›lan bu sistemlerde emifl a¤z›ndaki ak›flkan miktar› ayarlanarak kapasite kontrolü yap›l›r. Ayr›ca de¤iflik s›cakl›k uygulamalar› için santrifuj kompresörlerin paralel ve seri ba¤lant›lar›n›n
yap›ld›¤› görülmektedir. Santrifüj kompresörler yüksek kapasiteli so¤utma proseslerinde tercih edilirler. Uygulamadaki kapasite s›n›rlar› bugün 85-10.000
Ton/so¤utma aras›nda de¤iflmektedir. Araflt›rmalar bu kompresörlerin 150 ton
kapasitenin üzerinde kullan›lmas› durumunda daha verimli olduklar›n› göstermifltir. Bu kompresörlerde tahrik etkisi elektrik motorlar›yla sa¤lan›r. fiekil 8.24’de
santrifüj kesidi ve kompresörü görülmektedir.
269
fiekil 8.24
So¤utucu ak›flkan
ç›k›fl›
Salyangoz
Tahrik mili
geçiflleri
•
•
girifli
Santrifuj kompresörleri kapasite s›n›rlar›, devir say›lar› yönüyle dikkatli bir de¤erlendirme gerektirir. Özellikle kritik devir say›s›n›n 0.8 ila 1.1 kat› de¤erleri aras›ndaki devirlerde kompresörün sürekli çal›flmas›na engel olmak gerekir. Bu tür
kompresörlerde afl›r› gürültü, titreflim ve ›s›nma istenmeyen bir durumdur. fiok dalgas› ad› verilen so¤utucu ak›flkan›n kompresör ç›k›fl›nda ileri geri hareketi motorda farkl› yüke ba¤l› olarak dönme h›z›nda artma ve azalma durumuna neden olur.
De¤iflik devirde, bas›nç debi üzerinde etkisi, motorda kontrolsüz ak›m nedeniyle
afl›r› ›s›nma ve kompresörde gürültüye yol açar.
Santrifuj kompresörlerin rotorlar› (çark) aç›k tip veya örtülü tip fleklinde dizayn
edilir ve dökme alüminyum, kaynakl› alüminyum, dökme çelik, kaynakl› çelik,
perçinli çelik gibi malzemeden yap›l›r. Alüminyum, çeli¤e nazaran daha yüksek bir
dayan›kl›l›k/a¤›rl›k oran›na sahiptir ve daha hafif rotor ile daha yüksek devirlerde
çal›fl›lmas›n› mümkün k›lar. Çelik rotorlar ise 150°C üzerindeki çal›flma flartlar›nda
üstünlük kazan›r. Korosif refrijeran uygulamalar›nda paslanmaz çelik uygun bir çözüm getirmektedir. Santrifuj kompresörlerde de vida tiplerinde oldu¤u gibi eksenel ve radyal yükleri tafl›yacak flekilde ayr› ayr› iyi bir yataklama gereklidir. Eksenel yükler burada daha da fazlad›r.
Scroll Tipi Kompresörler
Scroll kompresörler, pozitif yer de¤ifltirme özelli¤ine sahip kompresörlerdir. Bu
kompresörlerde biri sabit di¤eri hareketli olmak üzere iç içe geçmifl iki spiral parça mevcuttur ve bu parçalar›n yörüngesel hareket ile so¤utucu ak›flkan› s›k›flt›ran
bir prensiple çal›s›rlar. Bu iki spiral biri di¤erinin içinde olacak flekilde iç içe flekilendirilmifl ve spiraller bir orak fleklinde bir tak›m cepler olufltururlar. Bu kompresörlerde spiral kavram› involut spiral (sabit bir eksen üzerindeki temel dairenin
çevresine göre sürekli de¤iflen bir yar›çap ile tan›mlanan bir spiraldir.) fleklinde
metal bir flerittir. Spirial bir ucundan sabit ve düz bir kaideye ba¤lanm›flt›r. So¤utucu ak›flkan›n s›k›flt›r›lma iflleminde, üstteki spiral sabit kal›r, alttaki spiral ise rotor üzerindeki eksantrik k›sma monte edildi¤inden; rotatif de¤il, yörüngesel olarak
hareket eder. Bu hareket bir eksantrik motor mili ile sa¤lan›r. Scroll kompresörler
pistonlu kompresörlere göre daha verimlidir. Günümüzde 25 ton’a kadar de¤iflen
kapasitelerde so¤utma, paket tip klima cihazlar›, ›s› pompalar›, rooftop, hava kurutucu ve chiller gibi pek çok uygulamalarda yo¤un olarak kulan›lmaktad›rlar.
Santrifüj
Kompresör
270
Sektörel olarak konut ve küçük ticari kullan›mlar, g›da so¤utma, araç tafl›mac›l›¤›,
›s› pompalar› ve su so¤utma gruplar› olmak üzere genifl bir uygulama alan›na sahiptir. ‹lk uygulamalar›nda 90 kW’tan küçük so¤utma kapasitelerinde kullan›lan
scroll kompresörler(fiekil 8.25), su so¤utma grublar› uygulamalar› ile 1000 kW so¤utma kapasitelerine kadar kullan›lmaya bafllanm›flt›r.
fiekil 8.25
Scroll Tipi
Kompresör
Scroll kompresörler tam hermetik bir yap›ya sahiptir. Bu kompresörlerde kaynakl› dikey konumland›r›lm›fl silindirik çelik bir gövde içinde spiral set, kavrama,
karfl› a¤›rl›k, motor ve yataklar› konumland›r›lm›flt›r. Spiral çark setleri motor milinin üst ucuna monte edilmifltir. Dikey konumland›r›lan kompresör gövdesi, düflük
ve yüksek bas›nçl› olmak üzere iki uca sahiptir. Gövdenin hacimce büyük bir k›sm› so¤utucunun emme hatt›nda emme bas›nc› etkisindedir ve içinde motor, ya¤
pompas› ve spiral çark setinin hareketli parçalar› bulunur. Yüksek bas›nç etkisinde spiral setin üzerinde yer alan di¤er bölümü titreflim ve gürültüyü azaltacak deflarj susturucu ifllevini yerine getirir. So¤utucu ak›flkan gaz faz›nda alt ba¤lant›dan
genifl emme bölümüne girer. Gövde içinde gaz›n h›z› önemli ölçüde düfler ve böylece tafl›d›¤› ya¤lama maddesi ve az miktardaki s›v› so¤utucu gazdan ayr›l›r. Gövdenin alt k›sm› bir ya¤ ve s›v› deposu ifllevini görür.
Evaporatörler (Buharlaflt›r›c›-So¤utucu)
Evaporatörler bir so¤utma çevriminde so¤utulmak istenen ortamdan ›s› alarak
so¤utucu ak›flkan›n buharlaflmas›n› sa¤layan ünitelerdir. Evaporatörler iklimlendirme ve so¤utma sistemlerinde so¤utucu özelli¤e sahip k›s›mlard›r. Buhar s›k›flt›rmal› so¤utma çevrimi esas›na ba¤l› çal›flan bir sistemde, ekspansiyon valfi,
k›lcal boru veya benzer bir bas›nç düflürücü elemanda adyabatik olarak geniflletilen so¤utucu ak›flkan evaporatöre s›v›-buhar kar›fl›m› fleklinde girer. Bu durumda so¤utucu ak›flkan›n büyük bir k›sm› s›v› faz›ndad›r. Evaporatörde ortamdan ›s› alarak buharlaflan so¤utucu ak›flkan tamamen alçak bas›nçl› buhar faz›nda evaporatörü terkeder.
271
Evaporatörlerin dizayn› so¤utma sisteminin performans› aç›s›ndan oldukça
önemlidir. ‹yi bir evaporatör ünitesi; so¤utucu ak›flkan›n iyi ve çabuk buharlaflmas›n› sa¤lamal›, so¤utulan maddenin (Hava, su, salamura, v.s.) ›s›s›n›n al›nmas› için
iyi bir ›s› geçifl sa¤lamal›, so¤utucu ak›flkan›n girifl ve ç›k›fltaki bas›nç fark›n› (kay›plar›) asgari seviyede tutmal›d›r.
Bu parametrelerin yerine getirilmesi oldukça önemli bir çal›flmay› gerektirir. Zira iyi bir ›s› geçifli için ›s›tma yüzeyinin mümkün oldu¤u kadar genifl tutulmas› gerekir. Ak›fl çap› göz önüne al›nd›¤›nda bu önemli oranda bas›nç kay›plar›n›n oluflmas› demektir. Evaporatör dizayn›nda en önemli etken so¤utulacak maddenin cinsi (kat›, s›v›, gaz) ve konumudur. Bunula birlikte evaporatörün hacimsel özelli¤i de
önemlidir. Genel uygulamalarda so¤utucu ak›flkan›n hareketi hacimsel özellikleri
belirler. Bu hareket ak›fl›; so¤utucu ak›flkan›n bir boru serpantinin içerisinde hareket etmesi ve so¤utulacak maddenin borular›n d›fl›ndan geçmesi, so¤utulacak
maddenin bir boru içinden geçmesi ve so¤utucu ak›flkan›n borular›n d›fl›nda kalmas›d›r. Bu durumlar evaporatörlerin kullan›m ifllevlerine ba¤l› olarak s›n›flnd›r›labilir. fiekil 8.26’da bu s›n›fland›rma görülebilir.
fiekil 8.26
Evaporatör Türleri
Evaporatörler
So¤utulacak ortama
göre
• Su
• Hava
• Çeflitli mamül
so¤utma
So¤utma flekline
göre
• Ak›fl so¤utma
• Hacim so¤utma
• Buz üretimi
‹malat yap›s›na
göre
• Gövde borulu
• Kanat borulu
• Boru demetli
• Levha tipi
• Dik borulu
‹yi bir evaporatörün sahip olmas› gereken özellikler nelerdir?
Hava So¤utucu Evaporatörler
Buharlaflma flekline
göre
• Kuru
• Yafl
SIRA S‹ZDE
10
Hava so¤utucu kompresörler buzdolaplar›nda, derin dondurucularda, küçük kapasiteli ticari tip dolaplarda (kasap dolab›, vitrin tipi dolaplar gibi), küçük so¤uk
S O R U
muhafaza odalar›nda, klima sistemlerinde yo¤un olarak kullan›lmaktad›r.
Bu tip
evaporatörler so¤utucu ak›flkan ile ortam havas› aras›nda ›s› al›flverifli prensibine
dayan›r. fiekil 8.27’de görülen bu tip evaporatörler; kanatl› boruD ‹evaporatörleri
ve
KKAT
cebri hava sirkülasyonlu evaporatörler olmak üzere iki türde tan›mlan›r. Kanatl›
boru evaporatörleri direk expansion/kuru tip so¤utucu olarakSIRA
tan›mlan›rlar
ve bu
S‹ZDE
tip evaporatörlerde s›v› so¤utucu ak›flkan tamamen do¤al sirkülasyon ile buharlafl›r. Kapasitif özelli¤e ba¤l› olarak buharlaflman›n tam olarak sa¤lanabilmesi için
AMAÇLARIMIZ
evaporatörlerin so¤utma yüzeyi yaklafl›k %25 daha fazla seçilir.
Bu tip evaporatörlerde so¤utulacak hacimlerde kör noktalar›n oluflmamas› için evaporatörlerin montaj noktalar› önemlidir.
N N
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET
272
fiekil 8.27
Hava So¤utucu
Evaporatör
Cebri hava so¤utucu evaporatörlerde ortam so¤utulmas› için ortam havas› bir fan
yard›m›yla sirküle ettirilir. Günümüzde en yayg›n kullan›lan evaporatörlerdir. Bu evaporatörlerde kapasite ve uygulama alanlar› dikkate al›narak bir k›sm›nda aksiyal pervane tip, bir k›sm›nda da radyal(santrifüj) tip vantilatörler kullan›lmaktad›r. Ünitelerin so¤utma verimlerinde sirküle eden havan›n hareketi ve h›z› çok önemlidir. Bu özellik evaporator tasar›m›
aç›s›ndan da çok önemlidir. Tasar›m ve hesaplamalarda hava h›zlar› alçak h›z(1-1,5
m/s), orta h›z(2,5-4 m/s), veya yüksek h›z(4-10 m/s) olmak üzere 3 s›n›fa ayr›l›r.
So¤utulan hacimlerde s›cakl›¤›n en düflük oldu¤u nokta evaporator yüzeyleridir. Nemin yüksek oldu¤u ortamlarda hava üniteden geçerken çi¤ noktas› alt›nda
s›cakl›k nedeniyle nem yo¤uflur. 0°C’nin alt›nda donan nem evaporatör yüzeylerine yap›fl›r. Bu so¤utma verimi yönüyle istenmeyen bir durumdur. Evaporatör yüzeylerine yap›flan ve donan nemi çözmek için (Defrost) farkl› yöntemler uygulan›r.
Bunlar; oda havas›yla eritme, ›s›t›lm›fl hava ile eritme, su ile eritme, s›cak salamura ile eritme, s›cak so¤utucu ak›flkan ile eritme ve elektrikli ›s›tma ile eritme olmak
üzere 6 farkl› yöntemle yap›lmaktad›r. So¤utma uygulamalar›nda defrost ifllemi
manuel yap›labildi¤i gibi özellikle büyük kapasiteli so¤utma ifllemlerinde zaman
ayarl› otomatik olarak da yap›labilir.
Su So¤utucu Evaporatörler
Klima ve pek çok endüstriyel so¤utma uygulamalar›nda yo¤un olarak kullan›lan
evaporatörlerdir. Hava so¤utucu evaporatörlere göre so¤utucu ak›flkan kontrolünün daha kolay yap›labildi¤i evaporatörler; bir hacim içinde s›v› ak›flkan ile so¤utucu ak›flkan aras›nda ›s› geçifli prensibiyle çal›fl›r. Bu evaporatörlerde hava yerine
herhangi bir s›v› so¤utulur. Su so¤utucu evaporatörlerin kesiti ve montajl› resmi
fiekil 8.28’da verilmifltir.
fiekil 8.28
Su So¤utucu Evaporatör
su/salamur
perde
so¤utucu
ak›flkan
borular›
gövde
ayna
So¤utucu ak›flkan›n ve s›v›n›n dolafl›m›na ve tasar›ma ba¤l› olarak endüstriyel
uygulamalardan klima sistemlerine kadar kullan›lan birçok tipleri mevcuttur. Çizelge 8.6’da endüstriyel uygulamarda ve klima sistemlerinde kullan›lan evaporator
tipleri verilmifltir.,
273
So¤utucu evapo
rator tipi
Uygulama kapasiteleri
Ton/Frigo
So¤utucu ak›flkan Kullan›m alan›
s›n›f›
Su taflma, düz borud›fl zarf tipi
50-500
Amonyak
S›v› taflma, kanatl›
boru-d›fl zarf tipi
20-2000 (Alçak bas›nçl›)
CFC ve HCFC
50-10000 (Yüksek bas›nçl›)
Endüstriyel so¤utma,
klima sistemleri
Püskürtmeli(f›skiye)
tip, Boru-d›fl zarf tipi
25-2000 (Alçak bas›nçl›)
CFC ve HCFC
50-10000 (Yüksek bas›nçl›)
klima sistemleri
Direkt ekspansiyonlu,
Boru-d›fl zarf tipi
3-350
Amonyak, CFC
ve HCFC
klima sistemleri,
Salamura ve Antifiriz
so¤utma
S›v› taflmal›, Baudelot
so¤utucu
10-100
Amonyak, CFC
ve HCFC
Endüstriyel uygulamalar
özellikle süt
uygulamalar›
Direkt ekspansiyonlu,
Baudelot so¤utucu
5-25
Amonyak, CFC
klima sistemleri
Direkt ekspansiyonlu, iç 5-25
içe çift borulu so¤utucu
Amonyak, CFC
Endüstriyel so¤utma
S›v› taflmal› tank ve
kar›flt›r›c›
50-200
Amonyak
G›da sektörü
Spiral sar›l›, borud›fl zarf tipi so¤utucu
2-10
Amonyak, CFC
Endüstriyel so¤utma
S›v› taflmal›, iç içe çift
borulu so¤utucu
10-25
Amonyak, CFC
ve HCFC
su so¤utma
Endüstriyel
uygulamalar
Çizelge 8.6
S›v› So¤utucu
Evaporator Tipleri
Kondenserler (Yo¤uflturucular)
So¤utma çevrim prensibine ba¤l› çal›flan so¤utma sistemlerinde so¤utucu ak›flkan
kompresör ç›k›fl›nda yüksek bas›nçta k›zg›n buhar faz›na s›k›flt›r›l›r. Çevrimde so¤utucu ak›flkan›n sahip oldu¤u ›s› kondenserde al›n›p ortama verilirken so¤utucu
ak›flkan›n tekrar s›v› faza dönmesi için faz dönüflümü sa¤lan›r. Kondenserler, so¤utma çevriminde kompresör taraf›ndan s›k›flt›r›larak bas›nc› ve s›cakl›¤› yükseltilmifl olan so¤utucu ak›flkan›n, ›s›s›n› alarak d›fl ortama b›rakan ve ak›flkan›n yo¤uflmas›n› sa¤layan ünitelerdir.
Kondenserleri k›saca nas›l tan›mlar›z?
SIRA S‹ZDE
11
So¤utma çevriminde kondenser tercihi çevrimin genel özelliklerine ba¤l› olarak
yap›l›r. Çevrimin kullan›ld›¤› so¤utma sistemi ve tercih edilen so¤utucu ak›flkan ile
evaporatör kapasitesi bunda etkindir. Hava so¤utmal› kondenserlerde istenilen ›s›
S O Ryap›m›nda
U
transfer etkisine ba¤l› olarak kapasitenin sa¤lanmas›; kondenserin
kullan›lan malzeme, kondenser yüzeyi ile yo¤unlaflt›rma vas›tas›yla aras›ndaki temas
miktar›, yo¤unlaflt›rma vas›tas› ile so¤utucu ak›flkan aras›ndaki Dfark›
ve kondense‹KKAT
rin temizlik seviyesine ba¤l›d›r. Kondenserlerin, çevrimde so¤utucu ak›flkan›n yo¤uflturulmas› için tercih edilen ak›flkan türlerine göre 3 farkl› tipi mevcuttur. BunSIRA S‹ZDE
lar Çizelge 8.7’de verilmifltir.
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
N N
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
274
Çizelge 8.7
Yo¤unlaflma
S›cakl›klar› Ile
Yo¤unlaflt›rma Ara
Maddeleri
Yo¤unlaflt›rma
ara maddesi
Hava
fiehir suyu
So¤utma
kulesi suyu
Girifl s›cakl›¤›
Ç›k›fl s›cakl›¤›
S›cakl›k fark› C
C
C
Ç›k›fl s›cakl›k
fark› C*
Yo¤unlaflma
s›cakl›¤› C
32.2
7.2
39.4
6.7
46.1
35.0
7.2
42.2
6.7
48.9
37.8
7.2
45.0
6.7
51.7
21.1
11.1
32.2
5.6
37.8
26.7
11.1
37.8
5.6
43.3
29.4
5.6
35.0
5.6
40.6
* Yo¤unlaflma s›cakl›¤›ndan yo¤unlaflt›r›c› ara madde s›cakl›¤›n› ç›karmak suretiyle bulunur.
Hava So¤utmal› Kondenserler
So¤utma ve iklimlendirme sistemlerinde en çok kullan›lan kondenser tipleridir.
Bu kondenserlerde yüksek bas›nçl› k›zg›n buhar faz›ndaki so¤utucu ak›flkan›n
yo¤uflturulmas› do¤al veya cebri çevre havas› ile sa¤lan›r. fiekil 8.29’da görülece¤i gibi hava so¤utmal› kondenserlerde ›s› geçiflleri üç bölümde gerçekleflir.
Bunlar s›ras›yla k›zg›nl›¤› al›nmas›, so¤utucu ak›flkan›n yo¤uflmas› ve afl›r› so¤utmad›r. Kondenserlerin tasar›m›nda büyük bölüm ak›flkan›n yo¤uflmas› için
kullan›l›r. Afl›r› so¤utma kondenser alan›n›n yaklafl›k %10’ unu, k›zg›nl›¤›n al›nmas› ise kondenser alan›n›n %5’ ini kapsar. Bu üç konumun kondenserdeki ›s›
geçirme katsay›lar› ve s›cakl›k aral›klar› da farkl› olur. K›zg›nl›¤›n al›nmas› bölümünde s›cakl›k aral›¤› fazla olmas›na karfl›n, daha düflük bir ›s› transfer katsay›s›na sahiptir. Afl›r› so¤utma s›ras›nda s›cakl›k aral›¤› daha az, ›s› geçirme katsay›s› daha fazlad›r. Yo¤uflma s›ras›nda ise s›cakl›k ve ›s› geçirme katsay›s› aral›klar› iki nokta aral›¤›ndad›r. Haval› kondenserler, CFC ve HCFC so¤utucu ak›flkanlar için imalat yap›lar›; bak›r boru-alüminyum kanat, bak›r boru / bak›r kanat, bak›r veya çelik boru / çelik kanat ve alüminyum alafl›m› boru / kanat imalatlard›r.
fiekil 8.29
Hava So¤utmal›
Kondenserler
Hava Ç›k›fl›
Hava girifli
girifli
(K›zg›n buhar)
ç›k›fl›
(Doymufl buhar)
275
Hava so¤utmal› evaporatörlerde, so¤utucu ak›flkan boru çaplar› 1/4” ile 3/4”
aras›nda de¤iflmektedir. Boru çaplar›na ve so¤utucu ak›flkan debilerine ba¤l› olarak kanat say›s› metre boru bafl›na 160-1200 aras›nda de¤iflir. Ortalama kanat s›kl›k s›n›rlar› 315-710 aras›ndad›r. Hava so¤utmal› kondenserlerde cebri hava h›zlar›,
ortalama 2,5 m/s’dir. Kondenserleri so¤utmak amaçl› kullan›lan fanlar genellikle
aksiyal tip olup sessizlik istenen yerlerde radyal tip kullan›l›r. Fanlar›n devirleri ise
900 dev/dk. ile 1400 dev/dk. aras›ndad›r.
fiekil 8.30
Haval› So¤utmal›
Klima Sistemi
Bu tip kondenserler, imalat yap›lar›na ve kullan›m özelliklerine göre sistemlerde ya kompresör ile birlikte grupland›r›lm›flt›r ya da kompresörden farkl› bir noktad›r. Özellikle konut tipi klima sistemlerinde kompresörler birlikte grupland›r›lm›flt›r (fiekil 8.30). Çok kompresörlü so¤utma sistemlerinde ise kondenser üniteleri ay›r› bir noktada yer al›rlar.
Bir so¤utma sisteminin performans› kondenserin çal›flma rejimi ile yak›ndan ilgilidir. Çevrimde yo¤uflma bas›nc› ve s›cakl›¤› belirli s›n›rlar içinde yer almal›d›r.
Bu parametrik de¤erler yeterli hava debisi ve s›cakl›¤›yla ilgilidir. Ak›flkanda yeterli yo¤uflman›n sa¤lanamamas› sistemde yeterli so¤utman›n sa¤lanamamas› anlam›na gelir. Bu nedenle yo¤uflma bas›nc›n›n kontrolü so¤utucu ak›flkan ile havan›n
kontrolü ile sa¤lan›r.
Su So¤utmal› Kondenserler
Su so¤utmal› kondenserler, so¤utucu ak›flkan›n yo¤uflmas›nda sudan yararlan›ld›¤› ünitelerdir. Bu tür kondenserlerde; z›t ak›flkanl› eflanjörler gibi, k›zg›n buhar faz›ndaki so¤utucu ak›flkan›n ›s›s› su yard›m›yla al›n›r ve so¤utucu ak›flkan kondenseri s›v› faz›nda terk eder. Özellikle yüksek kapasiteli so¤utma sistemlerinde ve temiz suyun bol miktarda, ucuz ve düflük s›cakl›klarda bulunabildi¤i yerlerde, maliyetler yönüyle en ekonomik kondenser tiplerindendir. Bir su so¤utmal› kondenserin flekli fiekil 8.31’de verilmifltir.
276
fiekil 8.31
girifli (k›zg›n buhar)
Su So¤utmal›
Kondenserler
Boflaltma
Drenaj
ç›k›fl›
(Doymufl s›v›)
Su girifli
Su ç›k›fl›
Su so¤utmal› kondenserlerde kapasite ve tasr›mlar›nda, boru malzemesinin ›s›l
geçirgenli¤i, kullan›lan suyun kirlenme oran›, kanatl› borular için kanat verimi, su
devresinin bas›nç kayb›, so¤utucu ak›flkan›n afl›r› so¤utulmas› olmak üzere befl temel parameter vard›r. Bu parametreler içinde yo¤uflmay› sa¤layan suyun s›cakl›¤›,
suyu kirletici madde miktar› ile kirlenme oran› ›s› geçiflini do¤rudan etkiler. Bir
baflka parametre kondenserin su hatt›ndaki bas›nç kayb›d›r. ‹deal flartlarda bu de¤erin 7 mSS’nunu geçmemesi istenir. Bu tür kondenserlerde en istenmeyen durumlardan biri de so¤utucu ak›flkan›n düfley hattlarda oluflan afl›r› bas›nç kayb› nedeniyle köpürme olarak ifade edilen durumun oluflmas›d›r. Bunu engellemek için
kondenser alt noktas›na s›v› so¤utucu ak›flkan içine dald›r›lm›fl so¤utucu borular
yerlefltirilir. Su ile so¤utmal› kondenserler de¤iflik flekillerde ve konstrüksüyonda
yap›lmakta olup genel tipleri flunlard›r:
Dik tertipli Boru / D›fl zarf tipi Kondenserler: So¤utma uygulamalar›nda
yer sorunu olan büyük kapasiteli amonyak kondenseri uygulamalar› için kullan›lan kondenserlerdir. Ayr›ca, kondenserlerde borular gümüfl kayna¤› ile veya makineto ile s›k›larak s›zd›rmazl›k sa¤lan›r. Boru malzemesi olarak, halojen esasl› refrijeranlar için genellikle bak›r ve bazen de dikiflsiz çelik borular kullan›lmaktad›r.
D›fl yüzeyler düz veya kanatl› olarak yap›l›r. Kondenserlerde su devresi 1,2 ve 4
geçiflli olarak imal edilirler. Su so¤utmal› kondenserlerde ›s› geçifl özelli¤i, suyun
h›z›na, boru boy ve say›s›na, d›fl zarf›n çap›na, boru malzemesinin cinsine ve d›fl
yüzeyinin düz veya kanatl› olufluna ba¤l›d›r.
Helisel serpantin / D›fl zarf tipi kondenserler: Bir d›fl muhafazan›n içine
tek veya çok say›da helisel serpantin boru devresi yerlefltirilerek oluflturulan kondenser ünitesinde; d›fl zarf içinden so¤utucu ak›flkan, helisel serpantinin içinden
de su geçirilir. D›fl zarf kaynakl› çelik imalat olup serpantin, bak›r veya dikiflsiz çelik borudan imal edilmifltir. Dik tipi helisel serpantin/d›fl zarf tipi kondenser yat›k
flekilde de imal edilebilirler. Bu tip kondenserler ço¤unlukla küçük so¤utma uygulamal› kapasiteler için (1 ila 10 ton / frigo) kullan›lmakta ve imalat kolayl›¤› sayesinde düflük maliyete sahiptirler.
Çift cidarl› kondenserler: Çift cidarl› kondenserler, so¤utma uygulamalar›nda ço¤unlukla paket tipi sistemlerde ve küçük kapasiteli klima ve so¤uk muhafaza uygulamalar›nda tercih edilirler. Serpantinli, ›zgara ve kollektörlü tipler olmak
üzere üç farkl› tipi vard›r. Bu kondenserler için, d›fl ortamdan do¤al temas sonucu
so¤utucu ak›flkan üzerinde ek bir so¤utma yarat›lmas› önemli avantajlar›d›r. Kondenserlerde so¤utma suyu ve so¤utucu ak›flkan z›t yönlü ak›fl (çapraz/z›t yönlü ›s›
de¤ifltirici özelli¤i) yaratarak, daha genifl bir s›cakl›k fark› ile ›s› transferi sa¤lan›r.
Bu kondenserlerde daha küçük boyutta bir yap›ya imkân sa¤lar. Baz› so¤utma uygulamalar›nda çiftcidarl› sulu kondenserler, hava so¤utmal› kondenserlerle birlikte
kullan›l›r. Bu tür sistemlerde bu tip kondenserler afl›r› so¤utma (subcooling) sa¤lamak üzere kullan›l›rlar.
Serpantin tipi çift cidarl› kondenserler: So¤utma uygulamalar›nda nadir
tercih edilen kondenserler iç içe iki borunun merkezlenmifl flekilde birlefltirilip serpantin halinde sar›lmas› suretiyle imal edilmifllerdir. Serpantinler, yuvarlak halka
veya boyuna uzat›lm›fl trombon fleklinde olmak üzere iki farkl› türde imal edilirler.
Bu tür kondenserler, uygulama süreçlerinde temizlenmesi ve bak›mlar›nda karfl›lafl›lan sorunlar nedeniyle fazla tercih edilmezler.
Izgara tipi çift cidarl› kondenserler: So¤utma uygulamalar›n›n ilk uygulamlar›nda özellikle küçük kapasiteler için ekonomik ve az yer kaplayan bir çözüm
getiren kondenserler, so¤utucu ak›flkanlardaki geliflimlerle beraber imalat zorluklar› ve maliyetleri nedeniyle günümüzde az tercih edilmektedirler. ‹malat yap›lar›nda çelik borular ve bak›r borular kullan›lmaktad›r. Ancak ›s› transfer özellikleri dikkate al›nd›¤›nda bak›r borulu kondenserler daha küçük hacim ve yüksek ›s› transfer özellikleri nedeniyle daha fazla tercih edilirler.
Atmosferik tip kondenserler: Özellikle so¤utucu ak›flkan olarak amonyak
kullan›lan sistemlerde (örne¤in buz imalat›) yayg›n olarak kullan›lan kondenserlerdir. Evaporatif kondenserlerde oldu¤u gibi suyun yo¤unlu¤una ba¤l› boru d›fl yüzeylerinde ek bir so¤utma yaratmas› önemli avantajlar›ndand›r. Bu kondenserde
so¤utucu ak›flkan için s›cakl›k fark›n› artt›r›r ve kondenserde so¤utma alan›n› küçültür. Bu kodenserler düflük ›s› transfer yüzeyine sahip olmalar›, genifl yer kaplamalar› ve bak›m zorluklar› kullan›m alan›n›n s›n›rlam›flt›r.
Evaporatif Kondenserler
Evopartif kondenserler hava ve suyun so¤utma etkisinin birlikte kullan›ld›¤› kondenserlerdir. Bu kondenserlerde hava so¤utmal› kondenserde oldu¤u gibi so¤utucu ak›flkan›n so¤utma serpantininden geçerek yo¤uflturma prensibine göre çal›fl›r.
Ancak serpantinin d›fl yüzeyinden geçirilen hava, ters yönden gelen atomize haldeki suyun bir k›sm›n› buharlaflt›rarak so¤utma etkisi meydana getirir. Bu etki kondenserde yo¤uflma bas›nc›n› ve s›cakl›¤›n› daha da afla¤›ya düflürür. fiekil 8.32’de
görülebilece¤i gibi evaporatif kondenserler so¤utma serpantini, su sirkülasyonu ve
püskürtme sistemi ile hava sirkülasyon sistemi olmak üzere üç k›s›mdan oluflur.
Modern evaporatif kondenserlerde, kanats›z düz borular›n kullan›lmas› ile boru d›fl yüzeylerinde elde edilen ›slakl›k sonucu yüksek ›s› transfer kat say›lar›na
ulafl›l›r. Kondenserlerde ihtiyaç duyulan su, kondenser alt›nda bulunan su toplama
haznesinde su devaml› flekilde bir pompa ile al›n›p so¤utma serpantinin üst taraf›nda bulunan bir meme grubuna bas›l›r ve memelerden püskürtülür. Bu suyun
yaklafl›k %3 - 5’ i buharlaflarak havaya intikal etti¤inden, su haznesine flatörlü valf
arac›l›¤›yla devaml› su verilir. Ancak evaporatif kondenserler bak›m ve servis güçlükleri, çabuk kirlenmeleri, s›k s›k ar›zalanmaya müsait olufllar› nedeniyle gittikçe
daha az kullan›lmaktad›r.
277
278
fiekil 8.32
Evaporatif
kondenser
Püskürtücüler
So¤utucu
ak›flkan
girifli
So¤utucu
ak›flkan
ç›k›fl›
Fan
So¤uk su
Evaporatif Kondenserler genellikle binan›n d›fl›na ve çat›ya konulur, fakat bina
içine konularak hava girifl - ç›k›fllar› galvenizli saçtan kanallarla da sa¤lanabilir. Bina d›fl›ndaki cihazlar›n k›fl›nda çal›flmas› söz konusu ise donmaya karfl› tedbir al›nmaktad›r. Bina içindeki uygulamalarda ise, ›slak havan›n at›ld›¤› kanal›n so¤uk hacimlerden geçmesi halinde kanal içinde yo¤uflma olaca¤› hat›rda tutulmal› ve bu
suyun toplan›p at›lmas› için önlem al›nmal›d›r. Bina içi uygulamalar›, bir ekzost
sistemi ile entegre olarak uyguland›¤›nda ekzost fan› ve elektrik enerjisinden tasarruf sa¤layacakt›r.,
K›s›lma Vanas›
K›s›lma vanalar›, temel so¤utma çevriminde so¤utucu ak›flkan›n yüksek bas›nç ortam›ndan alçak bas›nç ortam›na geçiflini sa¤layan kontrol eleman›d›r. Bu elemanlar sabit entalpili elemanlar olup, çevrimde so¤utucu ak›flkan›n faz dönüflümünü
sa¤layan elemanlard›r. Do¤rudan s›k›flt›rmal› sistemlerde bu ifllev ekspansion valf
(k›s›lma vanas›), veya k›lcal boru, s›v› taflmal› sistemlerde ise bu valf seviye kontrol valfi olarak tan›mlan›r.
fiekil 8.33
Ekspansion Valfler
a. Standart ekspansiyon valf
a. Termostatik valf
279
Ekspansion valfler (fiekil 8.33) sabit ç›k›fl bas›nçl› ve termostatik valfli olmak
üzere iki farkl› s›n›fta de¤erlendirilir. Sabit ç›k›fl bas›nçl› valfler genellikle küçük
kapasiteli so¤utma uygulamalar›nda evaporator s›cakl›¤›na ba¤l› olarak ç›k›fl bas›nç ayar› manuel kontrol edilir. Büyük kapasiteli uygulamalarda ise pilot control
valfi görevini yaparlar.
Termostatik valfler evaporator s›cakl›¤›n› istenilen de¤erlerde sa¤layabilmek
için evaporator taraf›ndaki so¤utucu ak›flkan s›cakl›¤›n› kontrol ederek sa¤lan›r.
Bu kontrol ifllevi, diyaframla, evaporator bas›nc›yla ve k›zg›nl›k yay bas›nc›yla
sa¤lan›r. Termostatik valfler iç ve d›fl dengeleme olmak üzere iki farkl› yap›ya
sahiptir. ‹ç dengeleme özelli¤i k›zg›nl›¤a ba¤l› bir kontroldür. D›fl dengeleme
özelli¤i ise evaporator giriflinde bas›nç kayb›n›n de¤erlendirilmesine ba¤l› bir
kontroldür.
K›s›lma vanalar›n›n temel ifllevi nas›l aç›klan›r?
Termostat
SIRA S‹ZDE
12
So¤utma sistemlerinde faz dönüflümleri, bas›nç parametresiyle birlikte s›cakl›k
de¤erleriyle de ilgilidir. Bir so¤utma çevriminde sistemin performans›n› do¤ruS O R sa¤lamak
U
dan etkileyen s›cakl›k parametrelerini gerçek proseslerde sürekli
pek
çok nedenle mümkün de¤ildir. Özellikle kompresöre ba¤l› oluflan yüksek bas›nç
de¤erini ve ak›flkan çevrim h›z›n› control alt›nda tutmak amac›yla
haD ‹ K K Aso¤utulan
T
cim veya ortamlarda s›cakl›k de¤erinin belli aral›kta tutulmas›na yönelik s›cakl›k
kontrolü yap›l›r.
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
N N
SIRA S‹ZDE
fiekil 8.34
AMAÇLARIMIZ
a. So¤uk depo uygulamalar›
b. Oda termostat›
TermostatAMAÇLARIMIZ
Örnekleri
K ‹ T A P
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET
c. Klima termostat›
So¤utulan ortamda ortam s›cakl›¤›n› belirli aral›kta tutarak çevrimde ak›flkan
ak›fl›n› kontrol eden elemanlara termostat denir. Termostatlar ayar parametrelerine
gore çevrimi veya kompresörü devreye sokan elektrik motorunu yönlendiriler.
Termostatlarda hassas uç, kapiler boru ve esnek bükümlü boru olmak üzere üç k›s›m oluflur. Hassas ucun alg›lad›¤› termik de¤ere ba¤l› olarak vana so¤utucu ak›flkan kontrolünü sa¤lar. fiekil 8.34’te de görülebilece¤i gibi so¤utucu sistemin özelli¤ine göre pek çok termostat tipi mevcuttur.
280
Kurutucular ve Süzgeçler
fiekil 8.35
Kurutucu Ve
Süzgeçler
So¤utma sisteminde performans ak›fl hatlar›n›n temizli¤iyle do¤rudan ilgilidir. So¤utma sistemlerinin çevriminde sadece kuru ve temiz so¤utucu ak›flkan ile kuru
ve temiz ya¤ dolaflmal›d›r. Çevrimde boru hatlar›na veya kondenser, evaporatör
ünitelerine bak›m flarj sürecinde sisteme su veya s›v› kar›fl›m› olabilir. Bu ak›flkan
k›lcal borunun evaporatöre girifl yerinde donarak sistemi t›kar ve so¤utmay› önler. Ayr›ca hatlardaki toz ve küçük parçac›klar da t›kama yapabilirler. So¤utma
sistemlerinde sisteme su ve tozlar›n girmesi s›k raslan›r bir durumdur. Bunlardan
baflka so¤utucu ak›flkan bünyesinde baz› istenmeyenen asitler de bulunabilir.
Tüm bu istenmeyen etkileri önlemek için kullan›lan ve kondenser
ç›k›fl›na konulan kurutucu ve süzgecin (drayer ve süzgeç) görevi su
ve asitleri emerek tutmak, toz ve
benzeri küçük kat› maddeleri de
süzmektir. fiekil 8.35’te kurutucu
ve süzgeçler görülmektedir.
Kurutucu ve süzgeçler bak›r borudan gövde, kondenser içindeki bas›nc› mukavim olarak yap›lm›flt›r. Her iki ucunda borular›n girebilece¤i delikler vard›r. Ufak
kat› maddeleri tutabilecek ince tülbent delikli tel boruya do¤ru gelecek flekilde tak›l›r. Nem emici madde özel surette yap›lm›fl olan madde 4 - 5 mm emme özelli¤inden baflka so¤utucu ak›flkan içinde bulunabilecek asitleri de emerek tutma
özelli¤i de vard›r.
Manometreler
Bir çevrim sürecine ba¤l› çal›flan so¤utma sistemleri alçak bas›nç ve yüksek bas›nç
bölümlerine sahiptir. So¤utmac›l›kta kullan›lan manometreler ço¤unlukla bu iki
bas›nç evrelerini kontrol ederler. Bu bölümleri kontrol eden manometreler yüksek
bas›nç taraf›nda 0 atm ile 20 atm aras› taksimatl› ve alçak bas›nç taraf›nda ise 760
mmHg vakum ile 10 atm aras›nda taksimatland›r›lm›flt›r. Manometreler üzerinde
bar, psi, inHg, mmHg veya kPa gibi bas›nç birimlerinden birkaç›n› gösterecek flekilde kalibre edilmifllerdir. Piyasada daha çok; bar, psi veya kPa fleklinde kalibre
edilmifl olanlar› mevcuttur.
Manometre üzerinde, belli bir bas›nca karfl›l›k gelen so¤utucu ak›flkan de¤erlerini gösteren ölçekler bulunur. Her ölçek genellikle mavi, yeflil, vb. farkl› bir renkle tan›mlan›r ve alt›nda hangi ak›flkana ait oldu¤u ak›flkan›n sembolü yaz›larak belirtilir (R-12, R-22, R-134a gibi). fiekil 8.36’da görülebilece¤i gibi mevcut manometreler, genellikle 1, 2 veya 3 farkl› so¤utucu ak›flkan›n bas›nçlar›na karfl›l›k gelen
de¤erleri gösterecek flekilde düzenlenmifltir
Manometrelerin ana gövdesi genellikle pirinçten, çerçevesi saçtan, önü camdan
veya mikadan yap›lm›fllard›r. Manometrelerin s›f›rlama ayar› genellikle üzerinde
bulunan ayar vidas› ile yap›l›r. Bu ayar baz› manometrelerin ön cam› ç›kar›larak,
baz›lar›nda ise cam›n üzerinde bulunan plastik tapan›n ç›kar›lmas› ile cam ç›kar›lmadan d›flar›dan yap›l›r. Do¤ru ölçme yapmak için bu ifllemi mutlaka her manometrede için yap›lmas› gerekir.
281
fiekil 8.36
manometreleri
Termometreler
S›cakl›klar›n ölçüldü¤ü de¤iflik birçok ölçü aletleri vard›r ki bunlara genellikle termometre denir. Cival›, alkollü termometreler en ucuz ve basit s›cakl›k ölçü cihazlar›d›r. Art›k günümüzde dijital göstergeli termometreler kullan›lmaktad›r.
SO⁄UTMA S‹STEMLER‹NDE ENERJ‹ EKONOM‹S‹
Ça¤dafl yaflamda artan konfor ve hijyen gereksinimlerinin getirdi¤i k›s›t ve koflullar›n karfl›lanmas›nda giderek artan iklimlendirme ve so¤utma uygulamalar›nda
geliflen süreç, sistemlerin ihtiyac› olan enerji talebini de sürekli artt›rmaktad›r.
Enerji talebindeki bu talep art›fl›n›n do¤rudan veya dolayl› olarak sera gazlar› sal›n›mlar›n› da olumsuz yönde etkilemektedir. Nitekim iklimlendirme ve so¤utma uygulamalar›n›n enerji talebinin, dünya enerji tüketiminin yaklafl›k %9’una ulaflt›¤›
tahmin edilmektedir. So¤utma sistemleri uygulamalar›n›n oldukça genifl bir boyut,
kapasite ve s›cakl›k yelpazesine sahip oldu¤u görülmektedir. Neredeyse tüm uygulamalarda temelde buhar s›k›flt›rmal› so¤utma çevrimlerinin esas al›nd›¤› görülmekte ve 2010 y›l› itibariyle sektörün pazar pay›n›n yaklafl›k 150 trilyon Lira’ya
ulaflt›¤› tahmin edilmektedir.
Küresel ›s›nma etkisine ba¤l› olarak son y›llarda so¤utma sistemlerinin kullan›m›nda önemli art›fllar olmufltur. Bu art›fl sistemlerin enerji kullan›m› ile birlikte
önemli enerji maliyet art›fllar› yaratm›flt›r. Bu olumsuzluklar sektörde özellikle
enerjinin verimli kullan›m›n› esas alan çal›flmalar› artt›rm›flt›r.
SIRA S‹ZDE
Bir so¤utma sisteminde tasarruf amac›yla ilk yap›lmas› gereken nedir?
13
So¤utma sistemlerinde enerji verimlili¤ini sadece so¤utma cihaz ve ekipmanlaD Ü fi Ü N E L ‹ M
ra ba¤lamak gerçekte eksik bir de¤erlendirme yarat›r. Bu tür sistemlerin uygulanmas›nda yap›sal özelliklerden sistem seçimine kadar yap›lmas› gereken pek çok iflO R U edilse de bilem vard›r. Her ne kadar COP de¤eri yüksek bir so¤utma cihaz›Stercih
nan›n yap›sal özellikleri, yal›t›m özellikleri ve ›s› kazanç noktalar› yetersiz veya
yüksek olmas› durumunda, yüksek enerji tüketimi engellenemez.
Bu durumda veD‹KKAT
rimlili¤i esas al›narak tercih edilen cihaz yeterli olmayacak enerji verimsizli¤i yan›nda tüketim maliyetlerini de yükseltecektir. Bu amaçla bir so¤utma sistemi için
SIRA S‹ZDE
ilk yap›lmas› gereken tasarruf ifllevi, binan›n so¤utma yük ihtiyac›n›n
azalt›lmas›
olmal›d›r. Bununla birlikte sistem seçiminde do¤ru so¤utucu ak›flkan tercihi tasarrufta önemli bir etken olacakt›r. So¤utma sistemlerinde;
AMAÇLARIMIZ
N N
SIRA S‹ZDE
S O R U
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
282
• Düflük elektrik kullan›m›,
• Farkl› ortam ve çal›flma koflullar›nda etkin bir so¤utma özelli¤ine sahip olmas›,
• Yüksek kapasite kontrol özelli¤ine sahip kompresörlerle oransal çal›flma ile
ihtiyaç duyulan so¤utma kapasitesinin karfl›lanmas›,
• Fan h›z kontrol sistemi ile, kondenserlerde verimli yo¤uflma için ihtiyaç duyulan hava debisinin sa¤lanmas›,
• Sistemin s›cakl›k set de¤erleri için yüksek hassasiyetli ifllemci kontrolü enerji tasarrufu sa¤lanmas›,
• So¤utma sisteminde çevrim elemanlar› ve donan›mlar› aras›nda kapasitif
uyumlu bir dizayn›n yap›lmas›,
• So¤uk depoculuk gibi büyük kapasiteli enerji tüketim sistemlerinde etkin
enerji yönetim sisteminin kurulmas› enerji verimlili¤i çal›flmalar›na olumlu
katk› sa¤layacak ve enerji maliyetlerinin düflmesine yol açacakt›r.
283
Özet
Ça¤dafl yaflamda artan konfor ve hijyen gereksinimlerinin getirdi¤i k›s›t ve koflullar›n karfl›lanmas›nda giderek
artan iklimlendirme ve so¤utma uygulamalar›nda geliflen süreç, sistemlerin ihtiyac› olan enerji talebini de sürekli artt›rmaktad›r. Enerji talebindeki bu talep art›fl›n›n
do¤rudan veya dolayl› olarak sera gazlar› sal›n›mlar›n›
da olumsuz yönde etkilemektedir. Nitekim 2010 verilerine göre iklimlendirme ve so¤utma uygulamalar›n›n
enerji talebi, dünya enerji tüketiminin yaklafl›k %9’una
ulaflm›flt›r. So¤utma sistemleri uygulamalar›n›n oldukça
genifl bir boyut, kapasite ve s›cakl›k yelpazesine sahip
oldu¤u görülmektedir. Örne¤in, geleneksel ev tipi so¤utucularda güç tüketim aral›¤› 60-140 kW aral›¤›nda
de¤iflirken, so¤utucu ak›flkan miktar›n›n 50-250 gr aral›¤›nda oldu¤u görülmektedir. Oysa endüstriyel uygulamalarda, enerji tüketimlerinin MW, so¤utucu ak›flkan
miktar›n›n ton düzeylerine ç›kt›¤› görülmektedir. So¤utucu uygulamalar›nda s›cakl›k aral›¤›n›n ise -70°C ile
15°C aral›¤›nda de¤iflti¤i görülmektedir.
So¤utma kavram olarak termodinamik süreçlerde ›s›l
harekete ba¤l› oluflan bir olgudur. Bu nedenle bu kavram›n temel dayana¤› ›s›, s›cakl›k, baç›nç gibi temel termodinamik parametrelerdir. Pek çok yöntemle uygulama alan› bulan so¤utman›n günümüzde en yayg›n tercihi buhar s›k›flt›rmal› so¤utma çevrimidir. Ters Carnot
çevrimine göre çal›flan bu tür so¤utma makineleri veya
›s› pompalar›, carnot so¤utma makineleri veya Carnot
›s› pompalar› diye adland›r›l›r. So¤utma uygulamalar›nda gerçek buhar s›k›flt›rmal› so¤utma çevrimi, teorik tasar›m› yap›lm›fl bir carnot çevriminden çal›flma parametreleri yönüyle ayr›l›r. Bu gerçek çevrimlerde çevrimi oluflturan elemanlar›n neden oldu¤u tersinmezliklerden kaynaklanan bir ayr›md›r. Çevrim sürecinde so¤utucu ak›flkan›n sürtünme etkisi bas›nc›n düflmesine
neden olur. Ayr›ca çevrim her noktada çevreyle ›s› al›flverifli içindedir. Bunlar tersinmezli¤i oluflturan temel etkenlerdir. Bu nedenle baflta so¤utucu ak›flkan olmak
üzere tüm ekipman›n performans› ve verimlili¤i teoriye
yaklaflma oran›n› ifade edecektir.
19. yüzy›l›n ikinci yar›s›nda itibaren ticari anlamda kullan›lmaya bafllanan so¤utma sistemlerinde so¤utucu
ak›flkan olarak karbondioksit, hava, su, amonyak gibi
maddeler kullan›lm›flt›r. Daha sonra gelifltirilen ve so-
¤utma sistemlerinde kullan›lmaya bafllanan kloroflorokarbon (CFC) ve hidrokloroflorokarbon (HCFC) so¤utucu ak›flkanlar günümüze kadar yo¤un flekilde kullan›lmaya bafllanm›flt›r. So¤utucu ak›flkanlar, so¤utma
çevrimlerindeki hal de¤iflime ba¤l› olarak kullan›ld›klar› so¤utma, havaland›rma ve ›s› pompas› sistemlerinde,
mahallerden ›s›y› absorbe ederek ya d›fl ortama veya
farkl› bir hacme tafl›n›m ve iletim yoluyla geçirirler. Bir
so¤utma çevriminde so¤utucu ak›flkan; çevrimin performans›n› ve sistem tasar›m›n› etkileyen en önemli parametredir.
So¤utma sistemleri kullan›ld›¤› her çevrim için farkl› cihaz ve ekipmanlara ihtiyaç duyar. Bu bölümde günümüzde en yayg›n kullan›ma sahip buhar s›k›flt›rma çeviriminde kullan›lan cihaz ve ekipman›n tan›t›lmas› ele
al›nacakt›r. Buhar s›k›flt›rmal› çevrimde temelde kompresör, kondenser, k›s›lma vanas› (ekspansion valf) ve
evaporatör olmak üzere 4 temel eleman vard›r. Bu elemanlar kontrol elemanlar›yla desteklenir. Çevrimlerde
en çok kullan›lan kontrol elemanlar›; termostat, drayer,
manometre, termometredir. Sistemlerde elemanlar› ve
kontrol ekipmanlar›n›n ba¤lant› hattlar› montaj› bak›r
borularla yap›l›r.
Küresel ›s›nma etkisine ba¤l› olarak son y›llarda so¤utma sistemlerinin kullan›m›nda önemli art›fllar olmufltur.
Bu art›fl sistemlerin enerji kullan›m› ile birlikte önemli
enerji maliyet art›fllar› yaratm›flt›r. Bu olumsuzluklar sektörde özellikle enerjinin verimli kullan›m›n› esas alan
çal›flmalar› artt›rm›flt›r.
So¤utma sistemlerinde enerji verimlili¤ini sadece so¤utma cihaz ve ekipmanlara ba¤lamak gerçekte eksik bir
de¤erlendirme yarat›r. Bu tür sistemlerin uygulanmas›nda yap›sal özelliklerden sistem seçimine kadar yap›lmas› gereken pek çok ifllem vard›r. Her ne kadar COP
de¤eri yüksek bir so¤utma cihaz› tercih edilse de binan›n yap›sal özellikleri, yal›t›m özellikleri ve ›s› kazanç
noktalar› yetersiz veya yüksek olmas› durumunda, yüksek enerji tüketimi enellenemez. Bu durumda verimlili¤i esas al›narak tercih edilen cihaz yeterli o olmayacak
enerji verimsizli¤i yan›nda tüketim maliyetlerini de yükseltecektir. Bu amaçla bir so¤utma sistemi için ilk yap›lmas› gereken tasarruf ifllevi, binan›n so¤utma yük ihtiyac›n›n azalt›lmas› olmal›d›r.
284
1. Afla¤›dakilerden hangisi kondenserler için söylenemez?
a. So¤utucu ak›flkan›n k›zg›nl›¤›n› al›r.
b. Refrijeran›n yo¤uflmas›n› sa¤lar
c. Afl›r› so¤utmada kondenser alan›n›n %0 -10 kullan›l›r
d. K›zg›nl›¤›n al›nmas›nda kondenser alan›n›n %5
kullan›l›r.
e. Buharlaflan refrijerana bir miktar daha ›s› vererek k›zg›nl›¤›n› artt›r›r.
2. Afla¤›dakilerden hangisi iyi bir kompresör de bulunmas› gereken özellik de¤ildir?
a. Maliyet mümkün oldu¤u kadar düflük olmal›
b. Daha az güçle birim so¤utma sa¤layabilme
c. Verimlerin k›smi yüklerde düflmemeli
d. De¤iflik çal›flma flartlar›nda emniyet ve güvenlik
sa¤lamal›
e. ‹lk ak›flta dönme momentinin yüksek olmal›
3. So¤utma çevriminde faz dönüflümünü sa¤layan ak›flkan hangisidir?
a. So¤utucu ak›flkan
b. Su
c. Alkol
d. Absorber ak›flkan
e. Su+çinko kar›fl›m›
4. Afla¤›dakilerden hangisi so¤utma çevriminin ana elemanlar›ndan de¤ildir?
a. Kompresör
b. Prosestat
c. Ekspansion valf
d. Kondenser
e. Evaporatör
5. So¤utucu ak›flkan›n evaporatör bas›nc›n› sa¤layan
eleman hangisidir?
a. 4 yollu vana
b. Kompresör
c. K›lcal boru
d. Akümülatör
e. Kondenser
6. So¤utmada temel prensip nedir?
a. Madde veya ortam s›cakl›¤›n› hacmin s›cakl›¤›n›n alt›na indirmek
b. Ortamda ›s› ile bas›nç dengesi sa¤lamak
c. Konfor amaçl› havaland›rma yapmak
d. Ortamda hava temizli¤ini yapmak
e. Ortam s›cakl›¤›n› mevsim s›cakl›¤›n›n üstüne ç›karmak
7. Afla¤›dakilerden hangisi bir so¤utma yöntemi de¤ildir?
a. Termoelektrik so¤utma
b. Absorbsiyonlu so¤utma
c. Buharl› so¤utma
d. Elektromanyetik so¤utma
e. Kimyasal so¤utma
8. Çevre ile baflka bir etkileflimde bulunmaks›z›n, ›s›n›n so¤uk kaynaktan s›cak kayna¤a aktar›lmas› olanaks›z olarak tan›mlanan ifade hangi makine içni geçerlidir.
a. Carnot ›s› makinas›
b. Is› makinas›
c. So¤utma makinas›
d. Devirdaim makinalar
e. Tersinir makinalar
9. Afla¤›daki süreçlerden hangisi so¤utma çevrimi için
söylenemez?
a. S›k›flt›rma
b. Yo¤unlaflt›rma
c. Geniflleme
d. Buharlaflt›rma
e. Süblinleflme
10. Afla¤›dakilerden hangisi so¤utmada enerji ekonomisi sa¤lamak için söylenemez?
a. Yüksek güçlü kompresör kullan›m›
b. Düflük elektrik kullan›m›,
c. Farkl› ortam ve çal›flma koflullar›nda etkin bir
so¤utma özelli¤ine sahip olmas›,
d. Yüksek kapasite kontrol özelli¤ine sahip kompresörlerle oransal çal›flma
e. Fan h›z kontrol sistemi
285
1. e
2. e
3. a
4. b
5. c
6. a
7. d
8. c
9.e
10. a
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Kondenserler” konusunu
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Kompresörler” konusunu
Yan›t›n›z yanl›fl ise “So¤utucu Ak›flkanlar” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Buhar A›k›flt›rmal› So¤utma
Çevrimi” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Buhar S›k›flt›rmal› So¤utma
Yan›t›n›z yanl›fl ise “Temel Kavramlar” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “So¤utma Yöntemleri” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
Yan›t›n›z yanl›fl ise “So¤utma Sistemlerinde
Enerji Ekonomisi” konusunu yeniden gözden
geçiriniz.
S›ra Sizde 1
Bir maddenin sahip oldu¤u temel ›s› formlar› gizli ›s›, duyulur ›s›, buharlaflma ›s›s› ve erime ›s›s› olarak tan›mlan›r.
S›ra Sizde 2
So¤utma uygulamalar›nda ihtiyaç duyulan s›cakl›k parametreleri yafl, kuru termometre ve çi¤ noktas› s›cakl›¤›d›r.
S›ra Sizde 3
Her maddenin kat› s›v› gaz halleri ›s› ve bas›nca ba¤l›
faz dönüflüm noktalar›yla ifade edilir. Her madde için
faz dönüflüm noktalar›na doyma noktalar› denir.
ba¤l› hiçbir gerçek proses çal›flma sürecinde bulundu¤u ilk koflullara geri dönmez. Bir prosesin ilk koflullara
dönmeden oluflan süreci tersinmezlik olarak tan›mlan›r.
S›ra Sizde 6
Ters carnot çevriminde s›k›flt›rma, yo¤uflturma, geniflleme ve buharlaflt›rma hal de¤iflimleri gerçeklefltirilir.
S›ra Sizde 7
Teorik çevrimde s›k›flt›rma ifllemi içten tersinir ve adyabatik, baflka bir deyiflle izantropiktir. Gerçek çevrimde
ise s›k›flt›rma iflleminde entropiyi etkileyen ak›fl sürtünmesi ve geçifli vard›r.
S›ra Sizde 8
So¤utucu ak›flkanlar, so¤utma çevrimlerindeki hal de¤iflime ba¤l› olarak kullan›ld›klar› so¤utma, havaland›rma
veya ›s› pompas› sistemlerinde, mahallerden ›s›y› absorbe ederek ya d›fl ortama veya farkl› bir hacme tafl›n›m ve iletim yoluyla geçirirler.
S›ra Sizde 9
Kompresörlerin temel ifllevi so¤utma çevrimlerinde buhar faz›ndaki gaz› s›k›flt›rma ve çevrimde so¤utucu ak›flkan hareketinin süreklili¤ini sa¤lamakt›r.
S›ra Sizde 10
‹yi bir evaporatör ünitesi; so¤utucu ak›flkan›n iyi ve çabuk buharlaflmas›n› sa¤lamal›, so¤utulan maddenin (Hava, su, salamura, v.s.) ›s›s›n›n al›nmas› için iyi bir ›s› geçifl sa¤lamal›, so¤utucu ak›flkan›n girifl ve ç›k›fltaki bas›nç fark›n› (kay›plar›) asgari seviyede tutmal›d›r.
S›ra Sizde 11
Kondenserler, so¤utma çevriminde kompresör taraf›ndan s›k›flt›r›larak bas›nc› ve s›cakl›¤› yükseltilmifl olan
so¤utucu ak›flkan›n, ›s›s›n› alarak d›fl ortama b›rakan ve
ak›flkan›n yo¤uflmas›n› sa¤layan ünitelerdir.
S›ra Sizde 4
Termoelektrik sistemlerde so¤utma için termoelektrik
modüller kullan›l›r. Termoelektrik modül N ve P tipi
kutuplara sahip malzemeden oluflur. Bu modüllerden
geçen ak›m etkisine ba¤l› so¤utma gerçekleflir.
S›ra Sizde 12
K›s›lma vanalar›n›n temel ifllevi, temel so¤utma çevriminde so¤utucu ak›flkan›n yüksek bas›nç ortamdan alçak bas›nç ortam›na geçiflini sa¤lamakt›r.
S›ra Sizde 5
Gerçek bir prosesin bulundu¤u ilk koflullara geri dönmesi hali tersinir süreç olarak tan›mlan›r. Is›l süreçlere
S›ra Sizde 13
So¤utma sistemi için ilk yap›lmas› gereken tasarruf ifllevi, binan›n so¤utma yük ihtiyac›n›n azalt›lmas› olmal›d›r.
286
(EPA)U.S. Environmental Protection Agency, (2004),
Analysis of costs to abate international ozonedepleting substance substitute emissions, EPA Office
of Air and Radiation (6205J), EPA,430-R-04-006.
Akpinar E.K., Hepbasli A.,(2007), A comparative study
on exergetic assessment of two ground- source
(geothermal) heat pump systems for residential
applications, Building and Environment, 42 (2007)
2004-2013
Alliance,(2009)., Commercial Refrigeration ..A Working
Example, The Alliance for Responsible Atmospheric
Policy Department, U.S, December 2009,
www.arap.org/docs/CommRef907_Final. pdf
BAC
(2012)
Engineering
consideration,
http://www.baltimoreaircoil.com/english/products
/evaporative-kondensers/series-v/engineeringconsiderations
Befler E., Cansevdi B.(1995), So¤utma Sistemlerinde
Enerji Tasarrufu, Makine Mühendisleri Odas›, Tesisat
mühendisli¤i kongresi, 95’ TESKON/ ENE 039, ‹zmir
Befler E.,(2005), Su So¤utma Gruplar›nda Is›n›n Geri
Kazan›m›, Tesisat Mühendisli¤i Dergisi, Say›: 90, s.
5-12.
Bulgurcu H., (2002), So¤utma ilkeleri Ders Notlar›, Bal›kesir Üniversitesi Meslek Yüksek Okulu, Bal›kesir.
Bulut H.,(2011). So¤utma ve Klima tekni¤i ders notlar›,
Harran Üniversitesi Makine Mühendisli¤i Bölümü,
Sayfa 8-10
Cengel Y, Boles MA., (2001), Thermodynamics: an
engineering approach, 4th ed. New York: McGrawHill.
Chang Y., Chen Y.M., (2000) Enhacment of a steam - jet
refrigerator using a novel application of the petal
nozzle Experimental thermal and Fluid Science
22(2000) 203- 211
Dinçer ‹., Kano¤lu A.,(2010) Refrigeration systems and
applications second edition, John Wiley & Sons Ltd,
The Atrium, Southern Gate, Chichester, West Sussex,
PO19 8SQ, United Kingdom, ISBN: 978-0-470-747407, Page 29
Do¤an H.,(2006), Uygulamal› Havaland›rma ve ‹klimlendirme Tekni¤ine girifl, Seçkin Yay›nevi, ‹stanbul.
DUPONT, (2005), Dupont refrigerants, The Science of
Cool, Du Pont de Nemours (Deutschland) GmbH,
Germany, www.refrigerants.dupont.com
Ertafl E.,(2011) So¤utma Sistemlerinde Defrost Kay›plar›n›n Kontrolu Yolu ‹le Enerji Tasarrufu, X. Ulusal
Tesisat Mühendisli¤i Kongresi - 13/16 N‹SAN 2011,
‹zmir
Esen D.Ö.,(2007), Adsorbsiyonlu So¤utma Sistemlerinin
Motorlu Tafl›tlarda Kullan›labilirli¤i, Mühendislik ve
Makine Cilt: 49, Say› 577,sayfa 22-25.
Eurammon, (1996), Evaluation of the Enviromentally
Friendly Refrigerant Ammonia According to the
TEWI Concept, NH3 for ecologically friendly future,
Frankfurt 04.06., http://www.eurammon.com
Free-ed, (2012) Fundamentals of refrigeration,
http://www.free-ed.net/sweethaven/MechTech/
Refrigeration/coursemain.asp?lesNum=3&modNum=2
Hellmann J., Barthélemy P., (1997), AFEAS-TEWI III
Study: Results and evaluation of alternative
Refrigerants, Product Bulletin no. C/11.97/06/E,
Solvay Fluor und Derivate GmbH Technical ServiceRefrigerants, Page 5.
Horst M. Kruse,(2000), Refrigerant use in Europe,
ASHRAE journal www.ashraejournal.org
ICF Consulting,(2005) Revised draft analysis of U.S.
commercial supermarket refrigeration systems, U.S.
EPA’s Stratospheric Protection Division report,
30.11.2005, page 3-18
Karamanl› E., (2007), Bir So¤utma Çevriminin Deneysel
Olarak ‹ncelenmesi, Bitirme Projesi, Dokuz Eylül
Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisli¤i Bölümü, ‹zmir.
K›z›lkan Ö., (2008), Alternatif So¤utucu Ak›flkanl› De¤iflken H›zl› Kompresörlü Bir So¤utma Sisteminin
Teorik Ve Deneysel ‹ncelenmesi, Doktora Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü,
Isparta.
Koyun T., Koyun A., Acar M.(2005), So¤utma Sistemlerinde Kullan›lan So¤utucu Ak›skanlar ve Bu Ak›skanlar›n Ozon Tabakas› Üzerine Etkileri, Tesisat Mühendisli¤i Dergisi Say›: 88, s. 46-53, 2005
Kuijper L.(2007) Report of the refrigeration, Air
Conditioning and Heat Pumps Tecnical Options
Commitee(RTOC)-2006 Assessment, United Nations
Environment Programme(UNEP).
Lin J., Rosenquist G., (2008), Stay cool with less work:
China’s new energy-efficiency standards for air
conditioners, Energy Policy 36 (2008) 1090-1095
MEGEP, (2008), Tesisat Teknolojisi ve ‹klimlendirme
Evaporatörlerin Bak›m ve Montaj›, Mesleki E¤itim
Ve Ö¤retim Sisteminin güçlendirilmesi Projesi, Millî
E¤itim Bakanl›¤›, Ankara.
Moore D., Nov. (2005), A comparative Method For
Evaluating Industrial Refrigerant Systems, Sabroe
Ltd. (revA). www. Sabroe org.
Onat A., Bulgurcu H., Mollahüseyino¤lu Ö., (2007),
Comparing R-22 and its Alternative Refrigerants
According to Different Evaporating Temperatures,
KSU. Journal of Science and Engineering 10(1), pp.
77-84.
Özay F.‹.,(2008), Nh3/H2O Absorbsiyon Sogutma Sisteminin Günefl Enerjisi ‹le Çal›flt›r›lmas› Ve Verimlilik
Analizi, Yüksek Lisans tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Isparta
Rhiemeier J.M.,Kauffeld M., Leisewitz A., (2009),
“Comparative Assessment of the Climate Relevance
of Supermarket Refrigeration Systems and
Equipment” Environmental Research of the Federal
Ministry of Environment Nature Conservation and
Nuclear Safety Research Report 206 44 300, UBA-FB
001180/e, Fededral Enviromental Agency,
R›v›ere
P.,(2005),Preparatory
Study
on
the
Environmental Performance of Residential Room
Conditioning
Appliances
(airco
and
ventilation)”draft of task 1, version 1, definition of
product, standards and legislation, contract
tren/d1/40-2005/lot10/s07.56606,
France,
http://www.ecoaircon.eu/fileadmin/dam/ecoaircon
/meeting/task1_draft_v4.pdf
Rosen MA, Dincer I., (2003), Exergy-cost-energy-mass
analysis of thermal systems and processes. Energy
Conversion and Management 2003;4(10):1633-51.
SAVE, (1999), Energy efficiency of room air conditioners
final report, Study for the Directorate-General for
Energy(DGXVII) of the Commission of the European
Communities, May, Page 14-17.
Schramek E.R.,(1998), Is›tma ve Klima Tekni¤i, El Kitab›,Türk Tesisat Mühendisleri Derne¤i,Ankara
SogutZ.(2011), A study on the exergetic and
environmental effects of commercial cooling
systems, Int. J. Exergy, Vol. 9, No. 4, 2011
Sprenger, E., W. Hönnman,(1983) Taschenbuch für
Heizung u. Klimatetechnik” R. Oldenburg Verlag
München Wien, 62. Ausgabe, s. 71, 1983.
287
Sustainability Victoria(2009), Energy Efficiency Best
Practice Guide Industrial Refrigeration, Urban
Workshop Level 28, 50 Lonsdale Street Melbourne,
Victoria 3000, www.sustainability.vic.gov.au
Tawil E., Leed AP M.S., (1992). Thermodynamics, DOE
Fundamentals Handbook Thermodynamics, Heat
Transfer, and Fluid Flow Volume 1 of 3, CourseNo:
M08-001, DOE-HDBK-1012/1-92, U.S. Department
of Energy FSC-6910, Washington, D.C. 20585
Wall G., (1986), Exergy Flow in Industrial Processes,
Physical Resource Theory Group, Chalmers
University of Technology and University of
Goteborg, S-412 96 Goteborg, Sweden.
WMO, (2003), Scientific Assesment of Ozone Depletion:
2002, Report of the Montreal Protocol Scientific
Assessment
Panel,
World
Meteorological
Organization, P.1.32, March.

Isıtma Havalandırma ve Klima Sistemlerinde

Transkript

Benzer belgeler

PE Körkasa Bandı

ButylSeal (TDS)

kapak.fh11

Çekomastik 888

Grout XL

Aquarium

kapak.fh11