TR EN

ISI KAYBI HESABI ve TESİSAT HESAPLAMALARI


YAKLAŞIK ISI KAYBI HESABI VE SİSTEM ELEMANLARININ SEÇİMİ

ISI KAYBI HESABI:

Mühendislik yoluyla:

Bu yol ile ısı kaybı hesabında her ortam için ayrı ayrı ısı kaybı hesabı cetveli, radyatör ve teferruatı hesabı cetveli, kayıp değerleri hesabı cetveli ve boru hesabı cetveli doldurulur.

Isı kaybı hesabı cetvelinde hesaplamalar esnasında ısı kaybı hesabı yapılan hacmin yönü, duvar-döşeme kalınlıkları, dış duvar-döşeme-pencere alanları dikkate alınarak hesaplamalar yapılır. Radyatör ve teferruatı hesabı cetveli ise hacmin ısı kaybı hesaplandıktan sonra kullanılacak radyatörlerin seçimi ve mimari proje üzerinde yerleştirme aşamasında kullanılır. Kayıp (özel direnç) değerleri tablosunda ise borularsa, S parçalarında, dirseklerde, ayrılmalarda vb suyun akışını zorlaştırıp basınç kaybına neden olan kayıplar hesaplanır. Boru hesabı cetvelinde ise sistemdeki her boru parçası numaralandırılıp, her parçadan geçen ısı miktarları, uzunluk, hız, sürtünme katsayısı gibi parametrelerle cetvel doldurulur.

 

Yaklaşık yöntem:

Yıllık ortalama sıcaklıklar bakımından ısıtılacak hacimler için m3 bazında yaklaşık hesap değerleri vardır.

 

 

3 oC için:

 

İzolasyonlu korunmalı

Kcal/hm3

İzolasyonlu serbest

Kcal/hm3

İzolasyonsuz korunmalı

Kcal/hm3

İzolasyonsuz serbest

Kcal/hm3

Çatı katı

19

28

30

40

Ara kat

17

25

26

35

Bodrum katı

19

28

30

40

 

 

-3 oC için:

 

İzolasyonlu korunmalı

Kcal/hm3

İzolasyonlu serbest

Kcal/hm3

İzolasyonsuz korunmalı

Kcal/hm3

İzolasyonsuz serbest

Kcal/hm3

Çatı katı

22

30

40

50

Ara kat

20

28

32

40

Bodrum katı

22

30

35

45

 

-6 oC için:

 

İzolasyonlu korunmalı

Kcal/hm3

İzolasyonlu serbest

Kcal/hm3

İzolasyonsuz korunmalı

Kcal/hm3

İzolasyonsuz serbest

Kcal/hm3

Çatı katı

25

33

45

55

Ara kat

22

30

35

43

Bodrum katı

25

33

40

50

 

 

-12 oC için:

 

İzolasyonlu korunmalı

Kcal/hm3

İzolasyonlu serbest

Kcal/hm3

İzolasyonsuz korunmalı

Kcal/hm3

İzolasyonsuz serbest

Kcal/hm3

Çatı katı

28

38

50

60

Ara kat

24

34

38

46

Bodrum katı

28

38

44

54

 

 

 

-21 oC için:

 

İzolasyonlu korunmalı

Kcal/hm3

İzolasyonlu serbest

Kcal/hm3

İzolasyonsuz korunmalı

Kcal/hm3

İzolasyonsuz serbest

Kcal/hm3

Çatı katı

35

45

60

70

Ara kat

30

40

44

55

Bodrum katı

35

45

53

63

 

Bu tablolar yardımı ile istenilen hacmin yaklaşık ısı kaybı hesaplanabilir. Hesaplanan ısı kaybı değerine göre kazan seçimi yapılır.

Örneğin İstanbul’da bulunan 3 metre tavan yüksekliğine sahip 20 m² oda için, ara kat ve izolasyonsuz-korunmalı bir odanın yaklaşık ısı kaybı:

20x3x32= 1,920 kcal/h’dir.

Aynı şekilde 150 m² ev için yaklaşık ısı kaybı:

150x3x32= 14,400 kcal/h’dir.

 

Bulunan ısı kaybı değerine göre ısıtıcı cihaz seçimi yapılır. Bireysel ısınma yapılacaksa konvansiyonel kombi, yoğuşmalı kombi, merkezi sistem ısıtma yapılacaksa merkezi kazan gibi.

 

BRÜLÖR KAPASİTESİ HESABI:

 

Eğer üflemeli sistem kazan kullanılacaksa, kazan kapasitesine uyumlu brülör kapasitesi hesabı şu formülle yapılır:

 

Qk

BBr =

Hu . Br

 

BBr : Brülör kapasitesi (kg/h)

Qk : Kazan kapasitesi (kcal/h)

Br : Brülör verimi (Katalogtan bakılır)

Hu : Yakıt alt ısıl değeri (kcal/kg)

 

Hu değerleri:

Motorin (mazot): 10200 kcal/kg

4 numaralı fuel oil: 10100 kcal/kg

LPG : 11800 kcal/kg

Doğalgaz : 8250 kcal/m3

Zonguldak maden kömürü: 7000 kcal/kg

KOK kömürü: 6000 kcal/kg

Linyit kömürü: 2000 – 5500 kcal/kg

 

Yaklaşık Br değerleri:

Linyit kömürü: 0.65

KOK ve maden kömürü: 0.72

Fuel oil: 0.82

Doğalgaz: 0.92

 

BORU ÇAPI HESABI:

 

Boru çapları hesaplanırken, branşmanlarda en küçük değerde olan su hızı, boru çapı büyüdükçe düzgün şekilde artmalı ve kazan girişinde en büyük hıza ulaşmalıdır. Ancak 90 oC/70 oC sıcak sulu ısıtma sistemlerinde su hızı branşmanlarda 0.2-0.3 m/sn’den, 2”e kadar borularda 1 m/sn’den, daha büyük borularda ise 1.5 m/sn’den büyük olmamalıdır. Daha sonra düz boru ve yerel basınç kayıpları toplanıp sistem için pompa seçimi yapılır.

 

RADYATÖR VANALARI SEÇİMİ:

Isıtılacak mahallerde debi iç ayar tertibatlı radyatör vanaları mı yoksa termostatik radyatör vanaları (TRV) mı kullanılacağına karar verilmelidir. TRV kullanılması durumunda hacimlerin istenilen sıcaklıktan daha fazla ısınması önlenip hem yakıt tasarrufu sağlanacaktır (fazladan her 1°C ısıtma %5 fazla yakıt harcaması demektir) hem de konfor koşulları daha rahat elde edilip, kalıcı olması sağlanabilecektir.

 

Termostatik radyatör vanası

 

RADYATÖR SEÇİMİ VE YERLEŞTİRİLMESİ:

 

Hacim için hesaplanan ısı kaybı değerine göre panel veya döküm radyatörler ilgili kataloglardan seçilir. Döküm radyatörlerde dilim sayısı, panel radyatörlerde radyatör uzunluğu bulunur. Yerleşim için ısı kaybının en fazla olduğu yer (pencere altları gibi) seçilir. Ama dikkat edilmesi gereken bir husus, hesaplanan bu değerler etrafı açık radyatörler içindir. Eğer radyatörlerin bir kısmı kapalı konumda kalacak ise (radyatörün üstüne mermer koyma, radyatörü niş içine yerleştirme, radyatörü hasır kutu içine alma vb) hesaplanan değerlere eklemeler yapılır. Bu durumda radyatör ısıl verimleri %80’e kadar düşebilmektedir. Radyatörler mümkün olduğunca zemine yerleştirilmelidir. İdeal yerleştirme için radyatörün duvardan açıklığının 4 cm, yerden yüksekliğinin de 6 cm olması yeterlidir.

 

Dilim sayısı 20’den fazla olan döküm radyatörlerde ve uzunluğu 1.5 m’den fazla olan panel radyatörlerde dönüş branşmanı radyatörüm öteki ucundan (çapraz bağlantı) alınmalıdır.

 

Önemli not: Pratikte hiçbir sistem 90 oC/70 oC çalışmaz. Ortalama 75 oC/65 oC çalıştıkları için üreticilerden radyatörlerin 75 oC/65 oC sistemine göre ısı değerleri tabloları istenmelidir.

 

DOLAŞIM POMPASI SEÇİMİ:

 

Dolaşım pompası debisi, tesisatta dolaşan su miktarı ile belirlenir. Tesisatta dolaşan su ise tesisatın toplam ısı ihtiyacı ve suyun gidiş-dönüş sıcaklıklarına bağlıdır

 

Qk

Qp =

C.p.(tg-td)

 

Qp : Pompa debisi (m3/h)

Qk : Isı ihtiyacı (kcal/h)

C : Suyun özgül ısısı (1 kcal/kgoC)

p : Suyun yoğunluğu (90 oC/ 70 oC sistemler için yaklaşık 970 kg/m3 )

tg : Gidiş suyu sıcaklığı

td : Dönüş suyu sıcaklığı

Ancak ısıl güçlerin debiye göre belirlendiği ısıtıcı tiplerinde bu ifade kullanılmaz. Bu durumda pompa debisi için ısıtıcı imalatçısının önerileri alınır.

 

Dolaşım pompasının basıncı: Dolaşım pompasının basıncı, sürtünme kayıpları en büyük olan ve adına kritik devre denilen kolonun sürtünme katsayısından büyük olmalıdır.

 

Hp > ∑R.L + ∑Z mmSS

 

R.L: Düz boru kayıpları

Z : Yerel kayıplar

 

Hesaplamalarda kazan dairesi kayıpları hesaba alındıysa bulunan basınç değeri arttırılır. Kazan dairesi kayıpları hesaba alınmadıysa, hesaplanan değere 300-800 mmSS eklenir.

Dolaşım pompası seçilirken, pompanın apsiste (yatay eksen) bulunan debi ile ordinatta (düşey eksen) bulunan basınç karakteristik eğrisinin ortasında çalışması istenir. Pompanın arızalanması durumu için bir adet yedek pompa konur.

Pompalar normalde dönüş hattına bağlanır. Eğer tesisatın kapasitesi büyük ise dolaşım pompası yerine kullanılan santrifüj pompa gidiş hattına bağlanır. Bu sayede sistemde hava yapabilecek kritik nokta da olmaz.

 

GENLEŞME TANKI HESABI:

 

Kapalı genleşme tankı:

En büyük özelliği kalorifer tesisatı suyunun havayla teması bulunmaması dolayısıyla havadaki oksijenin sistem suyuna girmesini engelleyip korozyona engel olmasıdır. Ayrıca açık genleşme kaplarındaki gibi suyun buharlaşarak hem su hem ısı kaybına neden olması gibi bir durumu yoktur. Silindirik, küresel, yassı dairesel, yassı dikdörtgen gibi şekillerde imal edilirler ve kazan dairelerine konurlar. Bu sayede yerleşme ve donma problemi yoktur. Sistemde mutlaka emniyet vanası ve manometre olmalıdır.

Kapalı genleşme tankları ancak otomatik kontrollü yanma sağlayan (sıvı ve gaz yakıtlı kazanlar) kazanlar için uygundur. Elle yüklemeli kömür kazanlarında büyük sıcaklık dalgalanmaları olabileceği için bu tip sistemlerde kullanılmamalıdır.

Isıtma kapasitesine bağlı olarak kat kaloriferleri için 6, 12 ve 18 litrelik modelleri vardır.

Pratik hesap olarak kapalı genleşme tankı hacmi olarak sistem su hacminin %6’sı alınır.

Tesisattaki su hacmini pratik olarak bulmak için şöyle bir yol izlenebilir:

Piyasada büyük çoğunlukla 600 mm yüksekliğine PKKP model panel radyatörler kullanılmaktadır. Bu radyatörlerin 1 metresi yaklaşık 6 litre su almaktadır. Merkezi kazan ile ısıtılan bir apartmanda toplam 100 metre 600’lük PKKP radyatör kullanıldığını düşünelim. Bu durumda radyatörlerdeki toplam su hacmi:

100x6= 600 litre’dir.

Bu su hacmine yaklaşık tesisatta bulunan su miktarını ve katalog değerine bakarak kazan içindeki su miktarını eklediğimizde ise 1000 litre olduğunu varsayalım.

Bu durumda sistem için gerekli olan genleşme tankı hacmi:

1,000x0.06= 60 litredir.

 

Açık genleşme tankı:

Alev kontrolü imkanı olmadığından katı yakıtlı sistemlerde kullanılırlar. Sistem basıncı 1 bar’ı geçmediği için su sıcaklığı 100 oC’yi geçmez. Atmosferler temas halinde olan su buharlaşacağından dolayı sisteme yeni su eklenmelidir. Yeni eklenen suda bulunan oksijen ise korozyona neden olur. Önemli olan husus gidiş ve dönüş emniyet borularında herhangi bir kapatma vanası olmamasıdır. Emniyet boruları ısı üreticisinde yani kazanda ve tesisatta sıcaklık farkından özellikle sıcaklık artışı nedeniyle ısıtma suyunun hacimce artar miktarını genleşme deposuna ileten gidiş ve dönüş güvenlik borularıdır. Gidiş borusu üstten, dönüş güvenlik borusu alttan bağlanmalıdır. Bu durumda pompa basıncı gerekenden büyük ise gidiş güvenlik borusundan genleşme deposuna su akacaktır. Böyle bir akış istenmediği için sisteme ya basıncı daha küçük bir pompa bağlanmalı yada pompa istasyonundaki by-pass vanası ayarlanarak genleşme deposuna su akması önlenmelidir.

Tesisatta normal su seviyesi suyun 90 oC sıcaklıkta ve genleşme deposunun dolu olduğu durumdur. Su seviyesi, kazan veya kollektör üzerine takılan hidrometreden mSS (metre su sütunu) olarak okunur.

Genleşme deposuna minimum su seviyesinden bağlanarak kazan dairesine kadar döşenen ve ucuna vana takılan (1/2”) haberci borusu tesisatta yeterli suyun bulunup bulunmadığını kontrol etmeye yarar.

Gidiş ve dönüş emniyet boruları 1”’den küçük olamaz. Genleşme tankları TS 713 kapsamına girmektedir.

Açık genleşme tankı hacmi hesabı, kapalı genleşme tankı hesabı gibi yapılır.