Isıtma Tesisat Tekniğinin Temelleri

1
1145
ısıtma Tesisat Tekniğinin Temelleri

Bu yazımda ısıtma tesisat tekniğinin temelleri hakkında bilgi vereceğim. Isıl Konfor Nedir?

İnsanın bulunmakta olduğu ortamda kendisini rahat hissedebileceği düzeydeki ortam hava sıcaklığı, nem, hava hızı ve ışınımla ısı kaybı gibi özellikler ısıl konforu oluşturur. Isıl konfor koşulları; kullanılan ortamın türü, ortamda yürütülen etkinlik, giyim-kuşam vb. etkenlere bağlı olarak değişen değerler alabilir.

İnsan etkinlik düzeyine bağlı olarak 100 ile 1000 W arasındaki değerlerde ısı üretir. Isıl konfor hissi bu üretilen ısının rahatça ortama yayılabilmesi ile ilişkilidir. Konfor hissinin devamı için vücut sıcaklığının çok dar bir aralıkta korunabilmesi gerekir. Bu sıcaklığın sabit tutulabilmesi ise, üretilen bu ısının ortama geçmesi ile olanaklıdır. Bu tanımlama ile ısıl konforun bir enerji dengesi olarak modelinin kurulabileceği anlaşılır. Ortam havasını çevreleyen yüzey sıcaklıkları, insan vücudundan ışınımla olan ısı kaybını etkilediğinden, belirli değerlerde tutulması gerekir. Pratikte ortam hava sıcaklığı ile ortamı çevreleyen yüzeylerin ortalama sıcaklığı arasındaki fark 2oC’den büyük olmamalıdır. Bu nedenle ısıtma projelerinin hazırlanmasında, ortamı çevreleyen yüzey sıcaklılarının da göz önüne alınacak şekilde tasarım yapılmasına özen gösterilmelidir. Yapı duvarlarında uygulanan ısı yalıtımı enerji ekonomisi kadar ısıl konforun sağlanması için de gereklidir

Isıtma tesisat hesapları ve projesi yapılırken nelere dikkat edilmelidir?

Öncelikli olarak ısıtma tesisat hesabı yapılan ortamın birim zamandaki ısı gereksinimi belirlenerek buna uygun ısıtıcı seçiminin yapılması hedeflenir. Ortamların ısı gereksinimleri; ortamı çevreleyen çeşitli bileşenlerden düşük sıcaklıktaki çevre ortamlara geçen ısının bulunması ile belirlenir. Diğer bir deyişle; projelendirme sıcaklıklarında ortamdan olan ısı kayıplarının toplamı, ortama ısıtıcı tarafından sağlanacak olan ısı anlamına gelmektedir. Her bir ortam için yapılan ısı gereksinimi hesapları ile bina için olan toplam ısı gereksinimi ve gerekli kazan kapasitesi hesaplanır. Daha sonra da borular, genleşme deposu, dolaşım pompası gibi diğer sistem elemanlarının hesabı ve seçimi yapılır.

ısıtma Sistem Türleri

Isıtma Sistem Türleri

Günümüzde ısıtma sistemleri başlıca dört ana grup altında toplanmıştır. Bunlar;

  1. Merkezi ısıtma (Bina altından ısıtma),
  2. Tekil ısıtma (Kat ısıtması),
  3. Bölge ısıtması (Uzaktan ısıtma);
    1. Sıcak su ile bölge ısıtması,
    2. Kızgın su ile bölge ısıtması,
    3. Buhar ile bölge ısıtması,
  4. Özel ısıtma sistemleri.

Sistem seçiminde göz önüne alınması gereken kriterler; konfor, ilk yatırım maliyeti, işletme maliyeti, servis bakım sıklığı ve kolaylığı, işletme kolaylığı ve çevre faktörüdür. Örneğin bir işletme maliyeti olarak sistemde kullanılacak olan yakıtın göz önüne alınması durumunda, bölge ısıtmasında kömür kullanımı daha ekonomik olmaktadır.

1. Merkezi Isıtma 

Bina altından ısıtma olarak da adlandırılan bu ısıtma sistemi genel olarak; sıcak su (kalorifer) kazanı, su taşıyıcı borular, ısıtıcı elemanlar (radyatör, konvektör vb), dolaşım pompası, genleşme deposu, otomatik kontrol cihazları ve çeşitli dolaşım elemanlarından oluşur. Isıtıcı akışkan olarak sıcaklığı 110°C değerinin altında bulunan sıcak su kullanılır. Sıcak su sistemleri  atmosfere açık veya kapalı olabilir ve su sıcaklığı 90°C değerini aşmaz. Sıcak su kazanında üretilen sıcak su, borularla ısıtılacak hacimlere yerleştirilmiş radyatör, konvektör, sıcak hava cihazı gibi ısıtıcı elemanlara taşınır. Burada soğuyarak ısısını oda hacmine bırakan sıcak su kazana geri döner.

Merkezi Isıtma SistemiSuyun dolaşımı, dolaşım pompası ile sağlanır. Dolaşım pompası kazandan itibaren olan gidiş hattına bağlanmalıdır. Sistemde mevcut suyun ısınması sırasında ortaya çıkan hacim artışı, genleşme kabı adı verilen bir depo ile karşılanır. Merkezi ısıtma sistemleri çeşitli kriterlere göre kendi içerisinde alt gruplara ayrılırlar. Bunlar; dolaşım şekline göre (doğal dolaşımlı, pompalı), genleşme deposuna göre (kapalı, açık), boru dağıtım ve toplama biçimine göre ise (alttan dağıtma ve alttan toplama, üstten dağıtma ve toplama, üstten dağıtma-alttan toplama) olmaktadır.

2. Tekil Isıtma

İki katı geçmeyen birkaç daireli yapılarda uygulanan küçük bir merkezi ısıtma sistemi olarak düşünülebilir. Yaygın adı ile kat kaloriferi (kat ısıtması) olarak bilinir. Uygulanmasının ucuz olması, az yer kaplaması, hem ısıtma hem de kullanma suyunu aynı zamanda sağlaması gibi avantajlarının yanı sıra, ömürlerinin kısa olması, işletme giderlerinin fazla olması, kapasitelerinin sınırlı olması, verimlerinin düşük olması gibi dezavantajları vardır.

Kat Isıtması3. Bölge Isıtması

Eğer birden fazla bina, her binada ayrı ayrı kazan daireleri tesis etmek yerine, bu binaların dışında tesis edilecek bir tek kazan dairesinden ısıtılırsa, böyle bir ısıtma sistemine bölgesel ısıtma, ortak kazan dairesine ise bölgesel ısıtma merkezi adı verilir. Isıtılacak bölge, çok büyük ve yoğun bir yerleşim bölgesi olabilir. Bu durumda bir kent ısıtması söz konusudur. Bir yerleşim bölgesinin bir ısı merkezinden mi yoksa birkaç ısı merkezinden mi ısıtılmasının daha uygun olacağı, detaylı olarak yapılacak bir fizibilite sonucunda ortaya çıkabilir. Bölgesel ısıtma sistemleri büyük bina grupları için özellikle uygulanır. Örneğin; hastaneler, kışlalar, konut siteleri, üniversite kampüsleri, endüstriyel üretim tesisleri gibi. Bölgesel ısıtma şebekesi, yol şebekesi, su şebekesi ve elektrik şebekesi gibi bir altyapıdır. Bölgesel ısıtma sistemi projelerinde tesisat mühendisinin görevi vaziyet planı ve imar planı yapılırken başlamalıdır. Bölgesel ısıtma merkezinin yerinin belirlenmesinde; optimum şebeke maliyeti, rüzgar durumu, yakıt ikmali ve kül nakli gibi faktörler göz önüne alınmalıdır.

Bölgesel ısıtma sistemlerinin, merkezi ısıtma sistemlerine göre; baca maliyetinin düşüklüğü, işletme giderlerinin az olması, daha az çevre kirliliğine neden olması, daha güvenli olması, otomatik kontrol maliyetinin düşüklüğü gibi üstünlükleri vardır. Buna karşın bölge ısıtmasında; galeri maliyetleri, galerideki ısı kayıpları, galerideki borular için bakım giderleri gibi dezavantajlar ortaya çıkar.

4. Özel Isıtma Sistemleri

Güneş enerjisi sistemleri, sıcak hava ile ısıtma sistemleri gibi sistemler bu grup altında toplanır. Güneş enerjili sistemlerde; güneşten gelen ışınımın toplandığı toplayıcılar ve ısıyı buradan hem ısı deposuna hem de yapıdaki ortamlara taşıyan taşıyıcı sistemler mevcuttur. Bu türden sistemlerin çevre dostu olmaları, işletme maliyetlerinin düşüklüğü gibi üstünlüklerine karşın, süreklilik göstermemeleri, yüksek verim için yüksek maliyet gerektirmeleri gibi dezavantajlar taşımaktadırlar.

Güneş enerjisi sistemleriIsı taşıyan akışkan olarak havanın kullanıldığı sistemler sıcak hava ile ısıtma sistemleri olarak adlandırılır. Bu sistemlerde; bir merkezde ısıtılan ve istenen diğer özellikler kazandırılan hava, hava kanalları aracılığı ile ortama gönderilir. Bu sistemler; ısıtmanın yanı sıra iklimlendirme ve havalandırma gereksiniminin de olduğu yerlerde uygulanır.

Kaynak: KTÜ Isıtma, iklimlendirme, havalandırma Ders Notu – Burhan ÇUHADAROĞLU

Paylaşır mısınız?
Önceki İçerik3D Atom Yapısı Görüntüleme
Sonraki İçerikStokes Teoremi Nedir
Furkan Gümüş
Karadeniz Teknik Üniversitesi Makine Mühendisliği bölümü mezunu. Yüksek lisans eğitimini Marmara Üniversitesinde Mekatronik üzerine devam ettirmektedir. Uzmanlık alanı Robot ve Mekatronik Sistemler, Otomatik Kontrol, Mekanik Tasarım, Gömülü Sistem ve Kontrol Yazılımlarıdır.

1 Yorum

Düşünceleriniz Nedir?