Bölüm IV KAZANLAR, KAZAN DAİRESİ VE GENLEŞME DEPOLARI

Bölüm IV
KAZANLAR, KAZAN
DAİRESİ VE
GENLEŞME
DEPOLARI
Kazanların Sınıflandırılması
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
1.Kazan İmalatında Kullanılan Malzemeye Göre
a) Dökme dilimli kazanlar
b) Çelik kazanlar
2. Kazan Ocak Tipi, Tasarım Şekli ve Gazın Ocak Dışına Atılışına Göre
a) Tam yanışlı kazanlar
b) Alttan yanışlı kazanlar
3. Kullanılan Yakıtın Cinsine Göre
a) Gaz yakıtlı kazanlar (Doğalgaz, LPG)
b) Sıvı yakıtlı kazanlar (Motorin, Fuel-oil)
c) Katı yakıtlı kazanlar (Kömür)
4.Yanma Odası Basıncına Göre
a) Karşı basınçlı kazanlar (Ters basınçlı)
b) Karşı basınçsız kazanlar
5. Isıtıcı Akışkanın Cinsine Göre
a) Sıcak sulu kazanlar
b) Kızgın sulu kazanlar
c) Alçak basınçlı buhar kazanları
d) Yüksek basınçlı buhar kazanları
6. Kazanın Yapısal Tasarımı Açısından
a) Alev borulu kazanlar
b) Alev duman borulu kazanlar
c) Duman borulu kazanlar
d) Su borulu kazanlar
e) Radyasyon kazanları
7. Kazan Şekline Göre
a) Yarım silindirik kazanlar
b) Yatık konumlu tam silindirik kazanlar
c) Dik konumlu tam silindirik kazanlar
d) Prizmatik paket kazanlar
Kazan Dairesinin Yerleştirilmesi
• 16 Ocak 1985 tarih ve 186637 sayılı
Resmi Gazetede yayınlanan
yönetmeliğe göre,
o kazan kenarlarının duvardan veya duvara
monte edilmiş cihazlardan uzaklığı en az 70
cm
o iki kazan arasındaki uzaklık en az 40 cm olmalı
o Bacalar duman geçişine kolaylık sağlamak ve
ısı transferini azaltmak için iç ve dış kısmı sıvalı
olmalıdır. Ayrıca baca çıkışlarının komşu
binalardan en az 6 m uzakta ve bina
mahyasının en az 80 cm üzerinde olmalıdır
o Baca yapımında yön değişiminden
kaçınılmalı, mutlaka yön değişimi gerekiyorsa
en az % 60 eğimli olmalıdır.
o Kazan dairelerinde yanma için gerekli temiz
havanın girebilmesi için zemin düzeyinde ve
baca kesitinin en az % 50’si kadar kesitte bir
temiz hava girişiyle dış havaya bağlanmalıdır.
Kazan dairesinin içerisinde toplanabilecek pis
havanın atılması için baca kesitinin en az %
20’si kadar kesitte ve kazan dairesinin tavan
düzeyinde bir pis hava bacası bulunmalıdır.
Kazan Kapasitesi ve Isıtma
Yüzeyi Hesabı
•
•
Sıvı yakıtlı (motorin, fuel-oil) ve doğalgaz kazanlarında kazan kapasitesi ısıl kapasite olarak
tanımlanır.
Bu durumda kazan kapasitesi şöyle hesaplanır.
ZR Katsayısı için üç durum tanımlanmıştır:
1. Ana dağıtma ve toplama boruları yalıtılmış, sıcak hacimlerden geçiyor ve Kolonlar duvarın
iç yüzeylerinde bulunuyorsa ,ZR: 0,05 alınır.
2. Ana dağıtma ve toplama boruları yalıtılmış, ısıtılmayan hacimlerden geçiyor ve kolonlar
duvarın iç yüzeyinde bulunuyorsa, ZR: 0,10 alınır.
3. Ana dağıtma ve toplama boruları yalıtılmış, ısıtılmayan hacimlerden veya kanallardan,
kolonlar ise tesisat bacalarından geçiyorsa; ZR : 0,15 alınır.
Kazan Kapasitesi ve Isıtma
Yüzeyi Hesabı
• Kömürlü tip kazanlarda kazan kapasitesi, ısıtma yüzeyi ile
tanımlanmaktadır. Kömürlü kazanlarda ısıtma yüzeyi
hesabında ‘Qh’ ısıtıcıların toplam ısı kapasiteleri değeri esas
alınır.
• Sistemde tek kazan kullanılacaksa ( DIN 4701 ‘e göre ) kazan
yüzeyi hesabında şu formül kullanılır:
Kazan Seçimi İçin Örnek
• Bir binanın toplam ısı ihtiyacı 198000 W ise buna karşılık
gelen kazan seçimini yapalım:
• Binanın ısı ihtiyacı: 198000 W
Firma Kataloğundan
Kazan Seçimi
Genleşme Depoları ve
Güvenlik Boruları
•
•
Sıcak sulu ısıtma sistemlerinde 90/70 ortalama su sıcaklığı 80 ºC dir. Şehir
şebekesi suyu da 10 ºC civarındadır. Su 10 ºC dan 80 ºC sıcaklığa
ısıtıldığında suyun özgül hacmi yaklaşık % 3 oranında bir değişim gösterir.
Suyun yoğunluk ve özgül hacmin sıcaklıkla değişimi aşağıdaki çizelgede
gösterilmiştir.
Genleşme Depoları
• Genleşme depoları sistemdeki basıncın kontrolü ve
sisteme gerekli su desteğinin sağlanması
bakımından çok önemlidir.
• Genleşme depoları iki tiptir. Bunlar;
• 1.Açık tip genleşme depoları
• 2.Kapalı tip genleşme depolar
Açık Tip Genleşme
Depoları
• Atmosfere
açık
olarak
çalıştırıldıkları
için
açık
genleşme depoları olarak
adlandırılır. Genleşen su
hacmini toplamak üzere
dağıtım sisteminin en yüksek
noktasından biraz daha
yükseğe yerleştirilirler. Eğer
genleşme deposu dağıtma
sisteminden daha yüksek bir
noktaya
yerleştirilmezse
özellikle pompanın dönüşte
olduğu sistemlerde üst kat
radyatörler hava yapar.
Açık Tip Genleşme
Depoları
• Kazanlarda genleşen su gidiş emniyet borusu vasıtasıyla
genleşme deposunda toplanır. Tesisattaki su soğuduğu zaman
tesisatın eksilen suyu dönüş emniyet borusu vasıtasıyla
genleşme deposu tarafından tamamlanır. Açık genleşme
depoları atmosfere açık olduğundan sistemde basınç
yükselmesi durumunda sistemin emniyetini sağlar.
• Sistemin ilk devreye alınması sırasında şehir şebeke suyu ile
sistem doldurulur. Bu doldurma sırasında sistemdeki havanın
alınması gerekir. Sistemin havası genelde tesisatın en üst
noktasında havalık borularının toplandığı hava tüplerinden
yapılır. Bazı sistemlerde direkt genleşme deposuna da bağlantı
yapılarak sistemin havası atılabilir.
• Sistemde herhangi bir sebeple tıkanma olursa basınç tehlikeli
noktalara çıkabilir. Bu durumda genleşme deposu emniyet
boruları vasıtasıyla tehlikeyi ortadan kaldırabilir.
Tesisattaki genleşen su hacmi
aşağıdaki formül ile hesaplanır;
Vg= 0,08 Vs (lt)
Vg: Genleşen su hacmi (lt)
Vs: Tesisattaki su hacmi (lt)
Açık genleşme deposunun hacmi;
Vgen.dep.açık = 0,00215 Qk (lt) formülü ile hesaplanır.
Qk: Kazanın ısıl kapasitesi (W)
Tesisatta bulunan her kazan kapasitelerine göre ayrı genleşme deposu konulması
önerilmektedir. Fakat uygulamada genelde 2 veya 3 kazan 1 genleşme deposuna
bağlanır. Emniyet gidiş, emniyet dönüş borularının üzerine vana kesinlikle
konulmamalıdır.
Haberci borusu vasıtasıyla tesisattaki su seviyesi kontrol edilir. Eğer haberci
borusundan su gelmiyorsa tesisata su takviyesi yapılır.
Gidiş ve dönüş emniyet, boru çapları şu formülle bulunur:
d gidiş= 15+ 1.5x 0,86Qk /1000 (mm)
d dönüş= 15+ 0,86Qk /1000 (mm)
Qk: Kazanın ısıl kapasitesi (W)
Genleşme deposu
bağlantı şekilleri
• Çeşitli Genleşme Depoları İçin Gidiş ve Dönüş
Emniyet Boru Çapları
Çeşitli genleşme depoları için gidiş emniyet ve dönüş emniyet boru
çapları aşağıdaki çizelgede gösterilmiştir. Haberci boru çapı genellikle
½” tir.
Tesisattaki su miktarı Vg=0,08 Vs formülü ile hesaplanır. Ancak kazan, radyatör
ve boru içlerindeki su miktarı için üretici firma kataloglarından yararlanılır.
Boruların su kapasiteleri, kazan ve ısıtıcılardaki yaklaşık su hacimleri aşağıdaki
çizelgelerde gösterilmiştir.
•
Genleşme depoları TSE 713 te boyutlandırılmıştır. Depo hacmine
göre standart genleşme deposu boyutları ve kazan kapasitesine
bağlı olarak tesisattaki su hacmini veren diyagram aşağıda
gösterilmiştir.
Kazan kapasitesine bağlı
olarak tesisattaki su hacmi
Yerleştirme problemleri, çok soğuk bölgelerde donma olayları ve sistemde
daha fazla korozyon yapması ayrıca ek boru maliyeti gibi nedenlerle
günümüzde kapalı genleşme depoları tercih edilmektedir.
Kapalı Tip Genleşme
Depoları
• Kapalı tip genleşme depoları
kazan dairesine yerleştirilir. Bu
nedenle
sistemdeki
su
seviyesi her an kontrol
edilebilir.
Ayrıca
donma
problemi de ortadan kalkar.
Tesisata
emniyet
gidiş,
emniyet dönüş ve haberci
borularının da çekilmesini
ortadan kaldırır.
• Kapalı genleşme depoları
diyaframlı
veya
büyük
kapasiteli olanları gaz yastıklı
olabilir. Diyaframlı tip kapalı
genleşme deposu yanda
gösterilmiştir.
Diyaframlı tip kapalı genleşme deposu
• Sistemde mutlaka emniyet ventili ve manometre
bulundurulmak zorunludur. Sistemde yaylı veya
diyaframlı emniyet ventili kullanılabilir. Bu ventillerin
boyutları aşağıda verilmiştir.
Diyaframlı Emniyet Ventili Seçimi ( 3 Barlık
İşletme Basıncına Kadar Kullanılır)
Yaylı Emniyet Ventili Seçimi ( Sistem ısı gücüne
göre)
Kapalı Genleşme
Depolarının Faydaları
1. Sistem atmosfere kapalı olacağından korozyon azalacak,
dolayısıyla sistemin ömrü uzayacaktır.
2. Sistemde basınç dağılımı eşit olacağından, tüm radyatörlerde
ısınma dengeli hale gelecektir. Böylece sistemde az ısınma
problemi ortadan kalkacaktır.
3. Kazan dairesine monte edileceğinden, çatıya çekilen
emniyet boruları ve haberci borularından, genleşme deposu
ve emniyet boruları yalıtımından ve işçilikten tasarruf
sağlanacaktır.
4. Çatıdaki genleşme deposu kalkacağından buradaki ısı kaybı
önlenmiş olur.
5. Açık genleşme depolarında donma problemi, kapalı
genleşme depolarının kazan dairesine yerleştirilmesiyle
ortadan kalkar.
6. Sistemdeki su seviyesi her an gözetim altındadır.
Günümüzde artık ısıtma sistemlerinde kapalı genleşme depoları
kullanılmaktadır. Kapalı genleşme depoları sıvı ve gaz yakıtlı ısıtma
sistemlerinde kullanılmaktadır.
Çift kazanlı bir sistemdeki kapalı genleşme deposunun sistemdeki
yeri ve sisteme bağlantısı aşağıdaki şekillerde gösterilmiştir.
Çift kazanlı bir sistemde kapalı genleşme deposunun sistemdeki yeri
Kapalı genleşme deposunun sisteme bağlantı şekli
Pst ve Püst basınçlar, kapalı genleşme deposu hacmi formülü kullanılırken,
1 bar eklenerek mutlak basınç olarak yazılmalıdır. Üst basınç
hesaplanırken de statik basınca 1 ile 2 bar arasında bir değer eklenmelidir.
Kapalı Genleşme Deposu
Seçimi İçin Örnek
•
•
•
•
•
•
•
•
105 KW kapasiteli bir kazan için
genleşme deposu belirleyelim
1. Sistemde panel radyatör kullanılmış
olsun
2. Sistem 90/70 lik bir sistemdir
3. Statik su yüksekliği 10 mSS
4. İşletme basıncı: 2 bar
5. Emniyet ventili açma basıncı: 2.5
bar
Not: Emniyet ventili açma basıncı
işletme basıncından 0.5 bar büyük
ayarlanmalıdır.
6. Tesisattaki su hacmi 105 KW güç ve
panel radyatör için V: 1100 lt
Not: Katalogdan ERM 200 genleşme deposu seçildi. Bu seçim tablo ve
diyagramlar yardımıyla yapılmıştır. Teknik eleman tesisatın durumunu
göz önüne alarak kapasiteyi artırabilir.
Kapalı Genleşme Depolarının Özellikleri
Standart uygulamaların yanı sıra konforlu uygulamalar için daha yüksek
kapasiteli genleşme depoları önerilmektedir.
350 kW kapasitesinin altında diyaframlı tip genleşme deposu olan sistemlerde
uyulması gereken kurallar şunlardır.
1. Sadece sıvı veya gaz yakıtlı için kullanılabilir.
2. Statik yükseklik 15 m yi geçmemelidir.
3. Sistem, termostatik kontrole ve limit termostatına sahip olmalıdır.
4. Kazan dairesinde emniyet ventili olmalıdır.
5. Sistemde termometre ve manometre bulunmalıdır.
350 kW kapasitesinin üstünde ya da 350 kW nın altında olup, statik su
yüksekliği 15 metreyi geçen tesislerde uyulması gereken kurallar şunlardır;
1. Maksimum su gidiş sıcaklığı 100 ºC ve basınç maksimum 5 bar olmalıdır.
2. Termostat ve limit termostat kontrolü bulunmalıdır.
3. Sadece sıvı veya gaz yakıt kullanılmalıdır.
4. Emniyet ventili bulunmalıdır.
5. Prosestat ve su seviyesi kontrolü bulunmalıdır
6. Sistemin basınçlandırılması genleşme deposundaki basınçlı gazla, hava
kompresörü ile veya basınçlandırma pompası ile gerçekleştirilir.
7. Tesisatta manometre ve termometreler bulundurulmalıdır.
8. Sistemde basınç testi yapılması gerekir.