IsıtmaKat Kaloriferi

29 Haziran 2020 Engin AVCI0
https://www.entesmuhendislik.com/wp-content/uploads/2020/06/kat-kaloriferi-1280x923.jpg

Kat kaloriferi tanımı ile anlatılmak istenen genelde dairelerin, villaların, sair konut ve işyerlerinin, kısaca doğalgazın henüz ulaşmadığı yerlerin ısınma ihtiyaçlarını karşılamak için kullanılan sistemler olsa da biz kat kaloriferini doğalgazlı ısıtma cihazları (yoğuşmalı kombiler) ve elektrikli kombiler de dahil olmak üzere ele alıp biraz daha geniş bir perspektiften inceleyeceğiz. Yazı içinde ilgilendiğiniz bölüme atlamak için sayfa içeriğini kullanabilirsiniz.

Kat Kaloriferi Nedir?

Villa ve/veya küçük kullanım alanlı binaların ısınma ihtiyacını gideren sistemlerdir. Kat kaloriferi sistemi, daire veya villa bazında ısınan suyun borular aracılığı ile radyatörlere ulaştırılması ve ısı aktarımı sayesinde ortamın ısıtılması prensibine dayanır. Kat kaloriferi, tek kazanla fiyat, verim ve ömür değerlendirilmesinde avantaj sağlar. Doğalgaz veya sıvı yakıtla da çalışabilen kat kaloriferleri, kazan + boyler + otomatik kontrol sisteminden oluşan ısıtma sistemleri, ısıtma ve kullanım sıcak suyu birlikte üretebilir. Kullanım sıcak suyu istenmemesi durumunda sadece ısıtma amaçlı kullanım imkanı da sağlamaktadır. Yer tipi kat kalorifer kazanları çelik veya döküm malzemeden imal edilebilir. Cebri brülörlü ve atmosferik brülörlü imal edilmiş tipleri mevcuttur. Kombiler ile dairelemize yaptığımız tesisatlar da aslında kat kaloriferidir. Kat kaloriferi tanımı, çok eskiden beri mazotlu, fuel-oil ve katı yakıtlı kazanlar için kullanıla geldiğinden genelde kullanıcılar bunları anlamaktadır fakat evimize kombiler ile yapılan da bir kat kaloriferidir.

Kat Kaloriferi Yapısı ve Çalışma Prensibi

Yer tipi kat kalorifer kazanlarında direkt alevle karşılaşan yanma hücresinin saç kalınlığının uygun (yaklaşık 3-4 mm) olması ve yanma hücresinin arkası ile çevresinde su bulunması; verimi arttıran bir faktör olduğu gibi kullanılan saç malzemenin çok büyük ısı farklılıkları ile karşılaşmaması nedeniyle malzeme yorulmasına karşı da çok mukavim olmasını ve bu nedenle uzun ömürlü olmasını sağlamaktadır. Kat kaloriferleri, özel dizaynı ile kondenzasyona, kapalı genleşme deposu ile kireçlenmeye karşı korunmalıdır. Kaplama sacı eloktrostatik fırınlanmış toz boya ile boyandığında dış atmosferik tesirlere dayanıklı olmaktadır. Türbülatörler paslanmaz çelikten imal edilmelidir. Cebri Brülörlü yanma sistemlerinde gaz (yakıt) ve hava miktarını ayarlamak mümkündür. Hava miktarını gaz ihtiyacına göre ayarlayabilmek imkanı optimum yanma ve yüksek yanma kalitesi; dolayısıyla da yüksek verim sağlanmasında en büyük etkenlerden biridir. Bu sayede işletme verimi yüksektir. Kazan üzerindeki otomasyona ilaveten opsiyonel olarak sisteme monte edilebilen kontrol paneliyle; zaman, ortam sıcaklığı ve kullanım suyu sıcaklığı, donma emniyeti, gece veya istenen zaman aralığında düşük sıcaklık gibi otomatik kontrol imkanı vardır. Özellikle kazanı ayrı bir katta planlanan villalarda ve müstakil yapılarda ortam sıcaklığının, kullanım suyu sıcaklığının sabit kalması, düşük sıcaklık zamanları ile uzaktan kumanda ve telefonla kumanda imkânları ile çok kullanışlıdır. Yanma emniyeti, kazan termostadı, sıcak su termostadı, emniyet termostadı, brülör kontrol termostad ve presostadları, otomatik hava purjörü, aşırı akım sigortası, emniyet ventili, sıcaklık ve basınç göstergeleri ile teçhiz edilmiştir. Sıcak su kullanımı için ani ısıtmalı paslanmaz çelik plakalı su ısıtıcıları (veya boyler), sirkülasyon pompası ve genleşme tankı ile birlikte paket olarak imal edilmeleri nedeniyle montaj, kullanım ve otomatik kontrol kolaylığı sağlarlar.

Kat Kaloriferi Yapımında Kullanılan Malzemeler Nelerdir?

Kat kaloriferi yapımında çok çeşitli malzemeler kullanılmaktadır. Biz burada ülkemizde tercih edilen tesisat yöntemleri ve bu yöntemleri hayata geçirmek kullanılacak ana malzemeleri kısaca açıklamaya çalışacağız.

Nedir bu ana kalemler?

Katı Yakıtlı Kazan

Kazanda üretilecek enerjiyi katı yakıtların yakılması sonucu üreten kazanlardır.

  • Kömür
  • Odun, Talaş
  • Fındık kabuğu, pirina vb. yakıtlar.

Kazan suyu dönüş sıcaklığının 50 ºC altına düşmesine müsaade edilmez. Yüksek su sıcaklıklarında çalışan kazanlardır. Bu tip kazanlar açık imbisat tankları ile kullanılmalıdır. Bunun sebebi katı yakıtta alev üzerinde dolayısı ile sistem su sıcaklığı üzerinde tam kontrol sağlanamadığından suyun kaynama sıcaklığını çok kolay geçebilmesidir. Tabi bu durum sağlıklı tasarlanmayan bir kalorifer tesisatı neticesinde oluşabilir. Açık imbisat bu sistemler için bir emniyet tertibatıdır aynı zamanda. Elektrik kesilmesi durumunda alev yanmaya devam edecek, su sirkülasyonu pompa çalışmadığı için duracak ve sistem su sıcaklığı hızla yükselecektir. Bu nedenle pompa baypas edilerek bir vana konur, elektrikli kesilmesi durumunda baypas vanası açılarak suyun doğal sirküle olması sağlanır. Bu sirkülasyon, ısınan suyun yoğunluğunun azalması ile soğuk su ile yer değiştirmek istemesi (yoğunluğu az olan yukarı doğru çıkmak ister) prensibi neticesinde oluşur. Bu sirkülasyonun sağlıklı olması için boru çaplarının cebri sirkülasyona göre daha geniş seçilmesi gerekir. Bu da sistemde dolaşan su miktarını artıracağından bu gibi sistemlerde daha güçlü pompalar kullanılmasını zorunlu kılar.

Kendine göre bazı handikapları vardır. Açık imbisatın tesisatın en üst noktasından en az 1,5 m yukarıda tesis edilmesi gerekir. Bu şart sağlanamıyorsa en üst katta  genelde hava yapma problemleri yaşanır. Yine aynı şekilde açık imbisatın tesisat en uzak noktasına olan  mesafesine göre uzakta olan peteklerde hava atma problemleri yaşanabilir.

Sıvı Yakıtlı Kazan

Kazanda üretilecek enerjiyi sıvı yakıtların yakılması sonucu üreten kazanlardır.

  • Fuel oil
  • Motorin (Mazot)
  • Gaz yağı

Prensip olarak katı yakıtlı kazanlar ile temel farkları tesisat tasarımındadır. Kazan cehennemliği, alev duman boruları genel olarak aynı olsa da tesisat tasarımı tamamen farklıdır. Sıvı yakıtlı kazanlarda yakıt miktarı kontrol edilebildiğinden açık imbisat yerine kapalı imbisat (genleşme tankı) kullanılabilir. Genel olarak tesisat tasarımları normal bir kombi tesisatı ile aynıdır.

Gaz Yakıtlı Kazan

Kazanda üretilecek enerjiyi gaz yakıtların yakılması sonucu üreten kazanlardır. Kombileri de bu kategoride değerlendirebilsek de ilave olarak kombilerde sıcak su eldesi aynı cihazdan sağlanabildiği için ayrı tutmakta fayda vardır. Kombi ingilizce combination kelimesinden dilimize geçmiş, kullanma sıcak su eldesi ve ısıtma suyu için aynı cihazın kullanılmasını ifade eder. Kazan ise ısıtma suyu eldesi için kullanılır. Kullanma sıcak suyu eldesi için kazanlar ile birlikte çalışacak bir sıcak boylerine ihtiyaç vardır. Aşağıdaki gazları kullanabilirler.

  • LPG
  • Doğal gaz
  • Biyogaz
  • Hava gazı
  • Jenerator gazı

Gaz yakıtlı kazanlar ilk üretildiği yıllarda yer tipi olarak üretilse de günümüzde 160 kW’a kadar duvar tipi kazanlar üretilmektedir. Bu duvar tipi kazanlar görünüm olarak kombilere benzediğinden sıklıkla kombi olarak da telaffuz edilir fakat duvar tipi kazanlarda da aynı yer tiplerinde olduğu gibi kullanma sıcak suyu eldesi için bir boyler entegre edilmelidir. Daha fazla bilgi için Duvar Tipi Kazanlar başlıklı yazımızı okuyabilirsiniz.

Kombiler

Günümüzde kat kaloriferi tesisatı için hemen heryerde tercih edilirler. Yakıt tipine göre ikiye ayrılmakla birlikte üretimi devam eden ve en çok tercih edilenleri yoğuşmalı kombiler ve elektrikli kombilerdir. Yoğuşmalı Kombiler başlıklı yazımızdan bu tür kombiler ile ilgili daha detaylı bilgi edinebilirsiniz. Elektrikli Kombiler başlıklı yazımızdan ise  doğalgazın alternatifi elektrikli kombiler ile ilgili merak ettiklerinizi öğrenebilirsiniz.

  • Gaz yakıtlı kombiler
    • Hermetik kombiler
      • Konvansiyonel kombiler
      • Yoğuşmalı kombiler
        • Tam yoğuşmalı (premix) kombiler
        • Yarım yoğuşmalı (condense) kombiler
    • Bacalı kombiler
  • Elektrikli kombiler

Kalorifer Sobası

Kalorifer sobası görünüş ve şekil olarak sobayı andıran, mantık olarak katı yakıtlı kazanlar ile aynı ısıtma cihazlarıdır.  Pelet sobası, kuzineli soba, şömine tipi soba bunlara örnek olarak verilebilir. Kuzineli modellerde çeşitli odun ve kömür cinsleri yakabilirken hem evinizi ısıtır hem de aynı zamanda en lezzetli yemeklerinizi fırınında pişirebilirsiniz. Şömine modelleri ise estetik olarak ortama katkıda bulunurken evin diğer kısımlarını da ısıtmada kullanabilirsiniz. Bazı kalorifer sobalarında manuel ayarlamalı mekanik termostat yerine servo damper ile tamamen otomatik ve elektronik kontrol kullanılarak daha güvenli çalışma sağlanır. Yine bazı sobalarda yer alan krom ve serpantin hem sıcak kullanım suyu sağlar hem de olası yüksek ısı problemlerinde güvenlik valfini devreye sokarak serpantindeki suyla makinenin daha kısa sürede soğumasını sağlayabilir. Bazı modellerde kapalı imbisat, pompa, hava pürjorü ve emniyet valfi cihaz üzerinde montajlı vaziyette gelmektedir. Bu sayede çok kolay montaj sağlanabilmektedir. Bu ve bunun gibi bazı özellikler sayesinde artık eskiye oranla ekstra güvenlikli kalorifer sobaları üretilebilmektedir.

İmbisat Tankı

İmbisat tankı, imbisat deposu (genleşme tankı) nedir, ne işe yarar? İmbisat tankı bağlı olduğu tesisatın ısınması ile genleşen suyun oluşturdurduğu basıncı, suyun fazlasını içine alarak fazla basıncı absorbe edip dengeleyen, tesisatta oluşabilecek ani basınç dalgalanmalarını önleyen tanktır. Su tanka dolarken tankın içindeki havayı sıkıştırır. Tesisattaki su soğumaya başladığında su daralmaya başlar, hacmi ve basıncı düşer. Bu özelliği ile oluşan yüksek basınç nedeni ile tesisatın zarar görmesini engeller. Açık ve kapalı olmak üzere iki tiptir.

  • Açık İmbisat Tankı
  • Kapalı İmbisat Tankı
    • Değişebilir Membranlı İmbisat Tankı
    • Sabit Membranlı İmbisat Tankı

Katı yakıtlı kazanlarda kullanılan genleşme deposu açık genleşme deposu veya açık imbisat tankı, sıvı ve gaz yakıtlı kazanlarda kullanılan genleşme deposu ise kapalı genleşme deposu veya kapalı imbisat tankıdır.

Pratik Açık Genleşme Deposu Hesabı (kömürlü kazan) :

Qk= Kazan yükü (kcal/h)

 V= Qk/200

 V= 60000/200 = 300 lt

 

Pratik Kapalı Genleşme Deposu Hesabı (sıvı veya gaz yakıtlı kazan) :

Qk = 600.000 kcal/h
Isıtma Cinsi = Panel Radyatör
n = 0.0355
H bina = 22 m
Vsu = (Qk/1000)xk
Vsu = 5,300 lt

Ve = Vsu x n
Ve = 188 lt

“k” Kat Sayısı (ısıtma cinsi) :
Yerden Isıtma : 23 lt
Döküm Radyatör : 12 lt
Panel Radyatör : 10 lt
Çelik Radyatör : 14 lt
Fancoil : 8.5 lt
Konvektör : 6 lt

Pst = H bina / 10
Pst = 2.23
Psv = Pst + 1.5
Psv = 3.73
Pmax = Psv -0.5
Pmax = 3.23

Df = (Pmax+1) – (Pst+1) = 0.236406619
Pmax + 1)

Vn = Ve/Df
Vn = 795.8745 lt.
Vn = ? lt. Kapalı Genleşme Deposu Seçilir

 

Sirkülasyon Pompası

Sirkülasyon pompası kazanda veya kombide ısıtılan suyu borular vasıtası ile kalorifer peteklerine basan malzemedir. Sirkülasyon pompası seçimi için gerekli olan doneler debi ( Q : m³/h ) ve basınç ( Hm : mss ) bilinmelidir. Eğer proje varsa bu doneler projeden alınarak pompa seçilir. Proje yoksa sirkülasyon pompası hesabı pratik olarak aşağıdaki gibi yapılabilir.

Sirkülasyon Pompası Hesabı

Pompa debisi Q (m³/h ) : Mahallin ısı yükü (Kcal/h) / 20000
Pompa debisi tayin etmek için ısıtılacak mahallin hacminin bilinmesi lazımdır. Ölçüler biliniyorsa aşağıdaki yol takip edilerek mahallin hacmi ve ısı yükü W (Kcal/h) hesaplanır.
Mahallin ısı yükü (Kcal/h) : En (m) × Boy (m) × Yükseklik (m) × 35

Pompa basıncı Hm (mss) : Mahalin Eni (m) + Boyu (m) + Yüksekliği (m) × 0,04

Örnek ;
Eni 30 metre , boyu 20 metre ve kat yükseliği 3 metre olan 5 katlı binanın ısınması için gerekli sirkülasyon pompasını seçelim
Isı yükü W (Kcal/h) : 30×20×(3×5) ×40 = 360000 Kcal / h
Pompa debisi Q(m³/h) = 360000/20000 = 18 m³/h
Pompa basıncı Hm (mss) = (30+20+15) × 0.04 = 2,6 mss
Q(m3/h) = 18 m3/h ve Hm(mss) =2,6 mss

Ayrıca ikinci pratik yol da ısı yükleri biliniyor ise yaklaşık pompa basınçları aşağıdaki gibi seçilebilir.
Pompa debisi Q(m3/h) : ısı yükü (Kcal/h) / 2000

Isı yükü (Kcal/h) Basınç (Hm)
50.000’e kadar 1…..2 mss
50.000 – 100.000 2…..3 mss
100.000 ve Yukarısı 5…..10 mss

Borulama boyları biliniyor ise pompa basınçları aşağıdaki yaklaşık değerlerden seçilebilir.
Boru Boyu Basınç (Hm)
100 metreye kadar 1…..2 mss
500 metreye kadar 4…..6 mss
1.000 metreye kadar 6…..12 mss

Radyatörler (Petekler)

Kat kaloriferi kazanı, kat kaloriferi sobası veya kombi, ısıtıcı cihaz olarak kullandığınız sistem elemanında ısınan su sirkülasyon pompası vasıtası ile peteklere pompalanır ve bu su taşıdığı ısı enerjisini petekler yolu ile yaşam mahaline veya ısıtmak istediğiniz alana aktarır. Farklı tipleri ve imal yöntemleri mevcuttur.

  • Döküm radyatörler
  • Panel radyatörler
  • Alüminyum radyatörler

genel olarak yukarıdaki gibi sınıfllandırılabilir

Petekler nasıl ısı yayar?

Petekler veya radyatörler farklı tiplerde üretilmekle beraber çalışma prensibi aynıdır. Kalorifer peteklerinin kanalları içinde dolaşan sıcak su, petek yüzeyinden ısıtılmak istenen mahale doğru ısı transferi gerçekleştirerek ortamın ısınmasını sağlar.

Peteklerden ortama geçen ısı miktrarı Q = A.K.Δt formülü ile ifade edilebilir.

Burada;

Q : Isı kaybı miktarı (kcal/h)
A : Yüzey alanı (m²)
K : Toplam ısı geçiş katsayısı (kcal /m²hC)
Δt : Petek yüzey sıcaklığı ile bulunduğu mahalin sıcaklık farkı (C° )

Her ne kadar radyatörler sık olarak kullanılsa da sistemde ısıtılan suyun ısıtılmak istenen mahale transferi için farklı metotlar da kullanılmaktadır. Yerden ısıtma bunlardan biridir. Yerden ısıtma ile ilgili daha detaylı bilgi için yerden ısıtma nedir başlıklı yazımızı okuyabilirsiniz

Yorum Bırak

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretli.