Tesisat Dergisi 337. Sayı (Ocak 2024)

39 TESİSAT • Ocak / 2024 Yine Isıtma Sistemlerinde basınç kayıpları hesabında 1940’lı yıllarda Almanya’da yazılmış RIETSCHEL’in Isıtma ve Havalandırma Tekniği kitabındaki ampirik bağıntılara dayanan aşağıdaki bağıntı kullanılmaktadır: Burada; L: Boru parçası uzunluğu [m] R: Boru özgül direnci [mmSS/m]. Bu değer akış hızına ve boru çapına bağlı olarak tablodan okunur. Z: Yerel basınç kaybı [mmSS]. Bu değer de tüm ısıtma boru bağlantı elemanları için tablodan okunan ∑ değerleri topla- mına bağlı olarak ayrı bir tablodan seçilir. Uygulamada özellikle büyük tesislerde pompa basıncına %50’ye varan eklemeler yapılmaktadır [7]. Özellikle sulu sistemlerin tasarımında sürtünme direnç- lerini azaltmak amacıyla sistemde gereksiz bağlantı elemanı kullanmaktan kaçınmak, küresel ve kelebek vana gibi yerel basınç kayıp katsayıları (K) daha düşük elemanlar kullanmak gereklidir. Yine basınç kayıplarını azaltmak için boru içindeki ortalama hızları 1,5 m/s’nin altında tutmak gerekmektedir. Kritik hattın hesaplanmasında hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) temelli yazılımlar kullanmak daha hassas sonuçlara ulaşmak için faydalıdır. Bu amaçla ANSYS Fluent, Solidworks Flow Simulation gibi yazılımlar kullanılmaktadır. Isıtma sistemlerinde radyatör/konvektör otomasyonu için kullanılan termostatik vanalar kapandığında sistem direncinde artışlar meydana getireceği için pompaların basınca (manometrik basma yüksekliği) bağlı olarak fre- kansla sürülmesi ses ve titreşimleri önleyecek, enerji tasarrufu sağlayacaktır. Sulu sistemlerde basınç kayıpları akışkanlar mekaniğin- deki yaygın olarak kullanılan Darcy-Weisbach bağıntıları ile hesaplanabilir: Burada; f: Boru içi sürtünme katsayısı [-] (Boru tipine bağlı olarak Reynolds sayısına ve bağıl pürüzlülüğe bağlı olarak Moody diyagramından bulunur) L: Boru uzunluğu [m] D: Boru iç çapı [m] K: Yerel basınç kayıp katsayısı [-] edilmektedir. Halbuki tabloda -20 °C’de 1,005, -15 °C’de 1,055, -10 °C ila +10 °C arasında 1,006 kJ/kg K, 15 ila 50 °C arasında 1,007 kJ/kg K olarak verilmektedir. Hava yoğunluğu hesaplamalarda 1,2 kg/m3 olarak sabit kabul edilmektedir. Maalesef psikrometrik hesaplamalarda bile bazı mühendisler yoğunluğu bu şekilde sabit bir değer olarak kabul etmektedir. Ancak hava yoğunluğu öncelikle bölgenin denizden yüksekliği (rakım) ve mevsime (sıcaklık) bağlı olarak değişmektedir. Örnek olarak Antalya ilimizde yazın hava yoğunluğu 28 °C yaz ortalama sıcaklığı için ρ =1,158 kg/m3 iken kış mevsiminde 8,6 °C sıcaklık için Symbol =1,241 kg/m3 olarak hesaplanmıştır. Yine Erzurum Karayazı ilçesi için yazın 15,9 °C yaz ortalama sıcaklığı için Symbol =0,902 kg/m3 olarak hesaplanmıştır [6]. Endüstriyel havalandırma uygulamalarında hava yoğun- luğunun sistemin kurulacağı yere ve kış mevsimine göre seçilmesi doğru fan motorunun belirlenebilmesi açısından önemlidir. Yine konfor iklimlendirme sistemlerinde havanın kütlesel debisi referans alınmalı ve hacimsel debiden kütlesel debiye geçerken hava giriş şartlarındaki yoğunluğu veya özgül hacmi hesaba katılmalıdır. Su yoğunluğu da hesaplamalarda 1000 kg/m3 olarak kabul edilmektedir. Bu değer suyun en yoğun olduğu +4 °C için doğrudur. Ancak su sıcaklığı arttıkça bu değer düş- mektedir. Örnek olarak 80 °C’de yoğunluk 971,8 kg/m3 değerine düşmektedir. 3.2. Debi ve Basınç Kaybı Hesaplarında Yapılan Hatalar Ülkemizde ısıtma sistemlerinde pompa debileri için aşa- ğıdaki bağıntı kullanılmaktadır: Burada: V p : Kazan su debisi [m 3 /s] Q K : Tesisin toplam ısı yükü [kW] C p : Suyun ısınma ısısı [J/kg K] ρ su : Suyun ortalama ısıtma sıcaklığındaki yoğunluğu [kg/ m 3 ] t g : Suyun tesisata gidiş sıcaklığı [°C] t d : Suyun tesisattan dönüş sıcaklığı [°C] Burada yapılan temel hata suyun gidiş-dönüş sıcaklıkları arasındaki farkın 90-70=20 °C kabul edilmesidir. Halbuki bu sıcaklık farkı pompasız doğal akışlı sistemlere uygundur. Pompalı sistemlerde bu fark 8 °C’ye kadar düşse de 10 °C olarak kabul edilebilir [9]. MAKALE