Akışı İzlemek

05 Ocak 2001 Dergi: Ocak-2001

Uzun yıllar boyunca hidronik sistemler üzerinde deneyim kazanmış tasarımcıların çoğu, akış diyagramı hazırlama işinde birer uzman olduklarını vurgulu bir biçimde söyleyeceklerdir. Bununla beraber, yakın geçmişte iki farklı ?problemli? sistemi inceleyen tasarımcılar, basit ve aynı zamanda eksiksiz bir akış diyagramı hazırlamanın tek adımlık kolay bir süreç olmadığının farkına vardılar. Bundan daha da önemlisi, birkaç revizyondan sonra basitleştirilmiş diyagramlarının işletme sırasında ortaya çıkan sorunu açık bir şekilde gösterdiğini farkettiler.

Bu çalışma hidronik akış diyagramları ile ilgili olsa da, sunulan prensipler hava, buhar, soğutucu akışkan ve ısıl akışkan akış diyagramları için de geçerlidir.

Akış Diyagramı Nedir?

Akış diyagramı, su buharı, soğutucu akışkan, hava veya ısıl akışkan sisteminin grafiksel gösterimidir. İzometrik bir plandan farklı olarak, sistemin hızlı bir şekilde anlaşılmasını sağlayacak şekilde hazırlanmalıdır. Basitleştirme, genellikle, izometrik planların ?birbirini kesen çok sayıda çizgi? karakteristiğini elimine etmek için temel komponentlerin merdiven şeklinde bir düzenlemeye oturtulması ile sağlanır.

Bir akış diyagramının, basitleştirilmiş olmasına rağmen, bütün akış hatlarını ve ısı değiştiricisi, terminal, vana ve pompa gibi tesis ekipmanlarına hizmet eden birleşme noktalarını ve dalları doğru bir şekilde yansıtmasının akılda tutulması önemlidir.

Tasarımda basitliğin önemi üzerine olan bir makalesinde William Coad, akış diyagramları ile ilgili olarak şöyle demektedir: ?Teknik problemlerin belirlenmesinde şöyle bir felsefe mevcuttur: Eğer sorunun resmini çizemiyorsanız, sorunu anlayamazsınız. Tersi de genellikle doğrudur. Akış diyagramıÉ tasarımcının anlaşılabilir bir basitliğe ulaşmasını ve tasarımdaki mevcut hataları hızlı bir biçimde belirlemesini olanaklı kılar; konstrüksiyon diyagramlarının uygulanmasında tesisi kuran kişilere yardımcı olur; ve gerek işletim gerekse sistemde oluşabilecek arızaların önceden belirlenmesi sırasında eşsiz bir araç sağlar. İyi hazırlanmış bir akış diyagramı, sistemin tasarım felsefesinin de hızlı bir şekilde anlaşılmasını sağlayacaktır.?

Coad tarafından aynı çalışmada belirtildiği üzere, tüm sistemin akış diyagramı hem tasarımın erken aşamalarında hem de tasarım tamamlandıktan sonra çizilmelidir. Bu süreç içerisinde tasarımcı, son kullanıcıyı / müşteriyi sürekli olarak göz önünde bulundurmalıdır.

Şekil 1, oldukça basit olmasına rağmen sistemin hızlı bir şekilde anlaşılmasına olanak vermeyen akış diyagramlarına bir örnek teşkil etmektedir. Anlamayı zorlaştırmakla beraber bu diyagramın geliştirilmeye açık bir aday olduğu söylenebilir. Şekil 2, aynı akış diyagramının, tasarımı gözden geçirenler, tesisatı kuranlar, işletmeciler ve bakım elemanları için daha yararlı olacak şekilde revize edilmiş versiyonudur. Bir çok taahhüt işinde görülen tipik bir akış diyagramı Şekil 3?te sunulmuştur. Uzun bir çalışma ve revizyon olmaksızın bu diyagramın yorumlanması oldukça güçtür.

Akış Diyagramları Kimler Tarafından Kullanılır?

Bir akış diyagramı neden çizilmelidir? Kime yararlı olur? Daha iyi bir tesisat kurulmasını sağlar mı ? İşletme ve bakım süreçlerini geliştirir mi? Tasarım riskini veya sorumlulukları azaltır mı ? Bu sorular, bir akış diyagramını kullanabilecek kişilerin gözden geçirilmesini sağlamaktadır. Bu kişiler :

 Tasarımcı ve tasarım takımı,

 İşin sahibi,

 Planları gözden geçirenler ve kod ve standartlar ile ilgili personel,

 Saha danışmanları ve mekanikçiler de dahil olmak üzere üstlenici firmanın personeli,

 Kontrol ve otomasyon uzmanları,

 Ekipman üreticileri,

 Test ve dengeleme personeli,

 Devreye alma personeli,

 İşletme ve bakım personeli,

 Servis teknisyenleri,

 İleride yapılabilecek modifikasyonların, genişletme ve iyileştirme çalışmalarının tasarımcıları olarak sıralanabilir.

Akış Diyagramlarının Yararları

İyi tasarlanmış bir akış diyagramı, kullanıcıların hepsine - özellikle de işletme ve bakım personeline - oldukça yararlı olacaktır. Sadece bu neden bile, tasarımcıların akış diyagramları hazırlamak ve revize etmek ve böylelikle tasarım amaçlarını hızlı bir şekilde anlaşılabilir hale getirmek amacıyla fazladan zaman harcamaları için gerekli motivasyonu oluşturmaktadır. İyi tasarlanmış bir akış diyagramının yararları şöyle sıralanabilir:

İş sahibinin, mimarların ve diğer kişilerin sistemi hızlı bir şekilde anlamalarını olanaklı kılmaktadır. Proje önerisi veya projenin taslak aşamasında yapılan tartışmalar ve sunumlarda ekipman kapasitelerini, akış değerlerini, akışkan sıcaklıklarını, pompa verilerini, ve sistem basıncını göstermek amacıyla kullanılabilir.

Tasarım yöneticileri, kalite kontrol uzmanları, spesifikasyonları hazırlayanlar, kontrol ve otomasyon tasarımcıları, operatörler, servis teknisyenleri, test ve dengeleme personeli ve devreye alma personeli de dahil olmak üzere diğer kişilerle sistem üzerine yapılacak tartışmalar için oldukça iyi bir kaynaktır. Bütün sistemin tasarımında, devreye alınmasında ve optimizasyonunda çalışan kişiler kadar, sistemi ileride modifiye edecek kişilerin de sistemler ilgili bilgilerini arttıracaktır.

Tasarımcıların, sistem operatörlerinin ve bakım personelinin eğitiminde oldukça iyi bir materyaldir.

Tesisi kuran kişiler için iyi bir yardımcıdır. Tasarım amacını ve fomksiyonlarını anlayan mühendis ve teknisyenler sadece tesisi kurmakta değil, test etme, devreye alma, sorunları giderme, hata tanılama ve bakım işlerinde de genellikle daha başarılı olmaktadırlar.

Malzeme listesi kontrolleri ve boruhattı komponentlerinin ve kontrol / bina otomasyon sensörlerinin siparişi için iyi bir kaynak olabilir.

Merkezi-sistem yalıtma vanalarının yerlerini, seri bağlı pompa ve ekipman vanalarının iptal edilebileceği yerleri, çek valflerin gerekli olduğu veya mevcut bir çekvalfin herhangi bir amaca hizmet etmediği yerleri açıkça gösterebildiği için sistemin ?enerji mühendisliği? safhasında iyi bir yardımcı olacaktır.

Gereksiz pompalama gücünü azaltmak amacıyla sistemin yeniden tasarlanması için gerekli motivasyonu sağlamak için basınç ve basınç düşümü bilgileri sisteme eklenebilir.

Sistemin kısmi yükte veya acil bir durumda nasıl davranacağını değerlendirmede yararlı olabilir.

Sistemi daha iyi tanımak ve sorunları gidermek için alınan sıcaklık ve basınç verileri kaydedilebilir.

Bir Akış Diyagramında Bulunanlar

Bir akış diyagramında şunlar bulunabilir:

 Chillerlar, ısı pompaları ve kazanlar,

 Isı değiştiricileri,

 Soğutma kuleleri, kuru soğutucular ve evaporatif soğutucular,

 Pompalar ve sirkülatörler,

 Dengeleme kapları,

 Soğuk ve sıcak ısıl enerji depolama tankları,

 Genleşme kapları,

 Isı transferi bataryaları ve fan-coil üniteleri,

 Hava ayrıştırma cihazları,

 Hızlı boşaltma ve doldurma vanaları,

 Akışkan hazırlama üniteleri ve boruhattı.

 Yalıtma, dengeleme ve kalibrasyonlu dengeleme vanaları ve çekvalfler,

 Kontrol vanaları,

 Emniyet, basınç düşürme ve pompa kontrol vanaları,

 Filtreler, süzgeçler ve ayrıştırıcılar.

 Kontrol, bina otomasyon sistemleri ve test ve dengeleme sistemleri için gerekli olan basınç muslukları ve ölçüm cihazları,

 Isıl kuyular ve termometreler,

 Basınç - sıcaklık portları,

 Debi ölçüm cihazları,

 Kimyasal şartlandırma ekipmanı,

 Glikol karıştırma ve şarj tankları,

 Örnek almak için vanalar.

Opsiyonel Maddeler

Aşağıdaki maddeler akış diyagramına opsiyonel olarak eklenebilir :

 Ekipman kapasiteleri,

 Süzgeç boşaltma vanaları,

 Manuel ve otomatik hava delikleri,


Şekil 1. Hızlı bir şekilde anlaşılamayan akış diyagramı.


Şekil 2. Şekil 1?deki akış diyagramının revize edilmiş versiyonu.


Şekil 3. Taahhüt planlarında bulunan akış diyagramlarına bir örnek.


Şekil 4. Hastane projesinde akış diyagramının son versiyonu.

Pahalı Bir Hata

Mevcut hastanelerden birisi büyük bir cerrahi bina inşa etti ve üçüncü bir chiller ekleyerek ve sistemi birincil-ikincil-üçüncül pompalama sistemine değiştirerek soğuk su tesisini yeniledi. Tesis personeli, diğer iki chillerdan 100 ft ayrılan ve boruhattının yönünde 20 kadar değişiklik olan yeni chillerı yüklemeyi başaramamıştı. Bundan daha da kötüsü, yeni binanın oluşturduğu kısım yeterince soğutulamadığı için hizmete açılamamıştı.

Hastaneye vardığım günün sabahı, bir akış diyagramı hazırlayarak bunu iki kere revize ettim (sözleşme çizimleri içinde bir akış diyagramı yoktu). Hazırlamış olduğum akış diyagramının son versiyonu Şekil 4?te sunulmuştur.

Yenilenen soğuk su tesisinin tasarımcısı dekupler içindeki basınç düşümünü elimine etmeye odaklandığı için, sadece bir adet dekupler gerektiğinin farkına varamamıştı. Tasarımcının her bina için dekupler kullanması, ne yazık ki, soğuk su tesisini değişken debili bir sistemden sabit debili bir sisteme değiştirmişti. Tesiste, sistemleri birbirinden ayırmak veya akışı dengelemek amacıyla herhangi bir vana olmadığı için, her üç chillerdan ve üç binadan geçen su akışı, herbir boruhattının direnci ile doğrudan ilşkiliydi. Yapılan çalışmalar sonucunda bu valfler eklenebilirdi ama bu durumda sistem esnekliğini yitirecek ve sabit debili bir sistem gibi davranacaktı.

Çözüm, büyük ikincil pompanın elimine edilmesi ve herbir binaya hizmet eden dekuplere ve üç chillerdan ikisine kapalı yalıtma vanalarının yerleştirilmesiydi. Kalan dekuplere ise çift yönlü bir debimetre eklenerek sistemin izlenmesi ve kontrol edilmesi tasarlandı. Bu çözümden sonra, aktif bir chiller üzerinden sabit bir debi ve her bina için değişken debi özelliğine sahip olan sistem, soğuk su sisteminin esnekliğini ve tesis personelinin gerekli yükü karşılamak için en verimli kombinasyonu seçebilmesini sağladı.

Bu çalışma, basitleştirilmiş merdiven tipindeki bir akış diyagramının değerini göstermektedir. Diyagram basitleştirilmiş olmasınan rağmen, halen ısı değiştiricilerine, üretim ekipmanlarına, vanalara ve pompalara hizmet eden akış hatlarını ve dalların ve birleşme noktalarının birbirlerine göre olan konumlarını doğru bir şekilde yansıtabilmektedir.

Bu çalışma basit görünse de, gerçekte durum tam tersi idi. Akış diyagramı Şekil 3?te sunulandan çok daha karmaşık olan planlardan hazırlanmıştı. Bununla beraber, iki saatlik bir yatırım ile hazırlanan akış diyagramı, hastane binasının açılmasını 1 ay geciktiren ve fazladan 1000 adam-saat harcanmasına neden olan sorunu çözmeye yeterli olmuştu.

Düzeltmelerin (veya daha önceden bir akış diyagramı hazırlamamanın) maliyeti yaklaşık olarak 75,000 $ civarındaydı.

Yazan: Donald P. Gatley

Çeviren: Emre Oğuz



Etiketler