Header

Balans vanaları ve uygulama örnekleri

05 Temmuz 1996 Dergi: Temmuz-1996

Dağıtım sistemini şekil l'deki gibi düşünürsek pompa kapasitesinin çoğu 1. radyatör üzerinden dönecektir. 2. radyatöre daha az, 3. radyatöre 2.'den de az su dolaşacaktır. Sistemimizin yukarıdaki kadar basit olmayacağı malumdur ki bu durumda problem daha da büyüyecektir. Sonuç olarak 2. veya 3. radyatörün bulunduğu odalarda veya katlarda ısınamama şikayetleri doğacaktır. Bina sorumlusu bu şikayetlerden kurtulmak için ya kazan çıkış sıcaklığını yükseltecek veya pompayı değiştirme yoluna gidecektir. Birçok durumda kazanın değiştirildiği de görülmüştür. Halbuki çoğunlukla kullanılan kazan ihtiyacın üzerindedir. Aynı problemler soğutma için de geçerlidir.

1.         İhtiyaç Duyulan Kapasite

2.         Kullanılabilir Kapasite

3.         Mevcut Kazan Kapasitesi

Bu problemlerin temel çözümü akışkanın önüne bir engel koymak ve istediğimiz yöne gitmesini sağlamaktır. Bunun için değişik uygulamalar mevcuttur. Bunlardan en doğru olanı balans vanaları ile yapılan balanslama sistemleridir. Bu doğrultuda balans vanası kullanıldığında şekil l'deki sistemimiz;

Şekil 3'deki gibi düzenlenir. Bu durumda her radyatör çıkışına konulacak (veya her branş ve kolon dönüşüne) balans vanaları ile akışkanımızın önüne istediğimiz miktarda engel koymuş oluyoruz ve ölçerek istediğimiz miktarda bir basınç kaybı oluşturuyoruz. Ancak bu şekilde evlerimizin veya binalarımızın her bölümünde istenilen sıcaklıklar elde edilmiş olur ve yüksek enerji masraflarından kaçınılmış olur. Örneğin; ısıtmada ve soğutmada ilave ısıtma ve soğutmaların enerji   giderlerimize   %   olarak   etkisi yaklaşık olarak aşağıdaki grafikte gösterilmiştir.

Örneğin Orta Avrupa ülkelerinde ısıtmada; bina ortalama sıc'-'ığı 20 °C üzerine 1 °C art ak enerji giderlerini % 8 arttırmaktadır. (Güney Avrupa ülkelerinde % 12). Soğutmada; bina ortalama sıcaklığını 23 "C'nin altına 1 °C düşürmek enerji giderlerini % 15'in üzerinde arttırmaktadır.

Balans vanaları

Basınçlı borulama sistemlerinde kullandığımız ve istediğimiz basınç düşümünü okuyarak ayarlama imkanı veren istenilen debiyi yüksek hassasiyette sağlayan ve aşağıdaki ilave özelliklere sahip olan bir ayar vanasıdır.

1.         Ön Ayar

2.         Kapama-Açma (Kesme vanası olarak kullanılabilme)

3.         Drenaj (Ufak ölçülerde)

4.         Yüksek Malzeme Dayanımı

Sistemlerin  balanslanması  için öncelikle   projelendirme   aşamasında bazı   kuralların   yerine   getirilmesi gerekmektedir. Balanslama modüllerinin yaratılması ve uygun balans vanalarının kullanılması yanında bu konuda iyi bir partner ile çalışılması problemi oluşmadan çözecektir. Uygulama örnekleri Burada en temel altı uygulama örneğini kısaca tanımlayalım. Merkezi ısıtma veya soğutma sistemlerinde farklı binaları bir merkezden beslediğimiz durum. Bura-da^Pıalar arası basınç kayıplarını balans vanalarından ayarlamak sureti ile eşitlemiş oluyoruz. Bina dönüşlerine koyduğumuz balans vanalarının yanı sıra merkezi ısıtma veya soğutma santraline ana dönüş üzerine de bir balans vanası konulması sistemin kolay ve sağlıklı ayarlanabilmesi için oldukça önemlidir.

Müstakil ısıtma ve soğutma durumunda ise benzer şekilde kolon dönüşlerine birer balans vanası ve ana dönüşe bir balans vanası koyuyoruz. Her kolonu kendi içinde ayarlamak için ise branşlar üzerinden ayar yapıyoruz. Üç yollu karıştırma vanası önündeki bir birincil Ap kabul edilemez. Çünkü bu durumda üç yollu vana karıştırma vanası yerine yön değiştirme vanası olarak çalışır. Bu her durumda vananın çalışmasını bozar. Bu fark basıncı ortadan kaldırmak için (STAD-P) balans vanası kullanılır. Bu sayede Apl'den kurtulmuş oluruz. Sistemin balanslanması Kompanse metodu

Bu metod ile balanslama işlemi oldukça basitleştirilmiş ve sistemde istenilen debiler düşük bir toleransla elde edilmiştir. Şekil 8'de gösterilen ısıtma sisteminin ayarlanması aşağıda maddeler halinde açıklanmıştır.

1. Radyatör vanalarının ayarlanması:

Radyatör vanalarının kendi aralarında doğru debileri elde edebilmeleri için ayarlanması gerekir. Bu işlem giriş veya çıkış vanası üzerinden yapılabilir. Tabii ki bu ayarı yapacağımız vananın ön ayar yapılabilir tip olması gerekir. Ön ayar kullanıcının el volanı ile yaptığı ayardan farklı olarak vananın içinden özel bir aparat ile yapılan ayardır. Isıtma sistemlerinde çok farklı boyutlarda radyatörler  kullanılır   ve   her  birinin   ihtiyaç duyacağı akışkan miktarı farklıdır. Şayet radyatör vanalarında herhangi bir ayar yapmaz isek bütün radyatörlerde hemen hemen aynı akışkan miktarını elde ederiz.

Giriş veya çıkış üzerinde kullanılan   vanalardan   birinde   ön   ayar yapmak yeterlidir. Bu  amaçla  radyatörlerde  fark  basınç   10 kpa olacak şekilde doğru debi   ayarlanır.   Buradaki   10   kpa ortalama bir değerdir ve 2-13 kpa arası   değişebilir.   Bu   değerin   artması   vanada   ses   ve   kavitasyon oluşumuna neden olur.

2. Doğru fark sıcaklığının sağlanması

Radyatörler çoğunlukla fark sıcaklığın 20 °C olduğu düşük sıcaklıkta sıcak su sistemlerinde kullanılır. İstenilen fark sıcaklığı elde etmek için radyatör vanasının Kv değerinin ayarlanması gerekir.

 

Kv= 0.0086 *W /AT* VAp

W= Watts

 

 

Ap= kpa

 

 

 

AT= °C

 

 

 

Örnek:

 

 

 

VVatt

Ap

AT

Kv

500

10

20

0.07

750

10

20

0.1

1000

10

20

0.14

1500

10

20

0.2

3. Referenas vanası:

Balanslama yapılan sistemde bütün vanalar açık pozisyonda tutulmalı. Referans istasyonu sistemde en düşük Ap'nin bulunduğu index noktasındaki vana ve ölçme cihazıdır.

Öncelikle bu vanayı Ap 3 kpa değerine ayarlıyoruz. Dolay ısı ile bu vana ya tamamen açık veya çok az kapalıdır. Bu vana genellikle pompadan en uzaktaki vanadır.

4. Partner vanası:

Bu   adım   TA   kompanse   metodunun  anahtarıdır  ve  aşağıdaki  aşamaları içerir.

4.1.      Pompa çalışır ve referans vanası 3 kpa değerine ayarlanmış durumda bu vanaya bir manometre bağlanır. Okunan referans Ap değerleri kayıt edilir.

4.2.      İkinci bir manometre ile bir sonraki en az öneme sahip çevrimde istenen debiyi elde etmek için gerekli ayar yapılır ve vana kilitlenir.

 

4.3.      Referans vanasında oluşan Ap okunur ve partner vanası referans vanasındaki 3 kpa tekrar elde edilinceye kadar ayarlanır.

4.4.      4.2 ve 4.3'de olduğu gibi partner vanası, her ayarlamada Ap referans değerinde oluşan değişmeyi üzerine alacak şekilde ayarlanarak işleme devam edilir.

4.5. Aynı metod bütün branşlara, kolonlara ve dağıtım noktalarına uygulanır.   Bu   metodun   kullanımı ile her bronş vanası sadece bir kere ayarlanır ve bu sayede ayarlama için ihtiyaç duyulan zaman kısaltılır.

5.         Sıcaklık kontrolü

Düşük su sıcaklıkları ilk olarak yüksek ısı ihtiyacı olan odalarda düşük ortam sıcaklığı olarak hissedilir. Yüksek su sıcaklıkları ter-mostatik vanaların kapanmasına düşük debilere ve çeşitli kontrol vanalarında yüksek Ap oluşumuna neden olur. Bu da yüksek ses ve konsantrasyon riskini beraberinde getirir. Dış ortam sıcaklığı bir sensör kontrolör ve kontrol vanası ile sürekli izlenerek su sıcaklığı kontrol edilir. Bu sisteme ilave edilen referans sensörü mevsimsel değişmelere karşı sistemde doğru besleme sıcaklıklarının sağlanmasını garanti altına alır.

6.         Otomatik By-pas vanası kullanılması:

Değişken debiler sistemde yüksek ve istenmeyen Ap oluşumlarının artmasına ve termostatik vanalarda ses oluşumuna neden olur. Isı ya-yıcı cihaza seri veya paralel bağlantılı bir by-pass (BPV) vanası kullanarak bu problem önlenir. Paralel bağlantı birçok durumda tercih edilir, fakat geniş ve dağınık sistemlerde hem seri hem de paralel olarak kombine uygulanır. Bu   sayede   arzulanmayan   yüksek dönüş sıcaklıklarından kaçınılmış olur. Aşağıdaki tablo değişik durumlardaki basınç karşılaştırmalarını göstermektedir. Birçok uygulamada sistem balans-laması ya borulama veya ters-dö-nüş metodu ile çözülmeye çalışılır. Bazı uygulamalarda bu çözümler belirli oranda problemleri çözebilir. Fakat aşağıda belirtilen sakıncaları da gözönünde bulundurmak gerekir.

1.         Üçüncü bir boru gerekir. Bu da tesis maliyetini arttırır ki bu artış çoğu zaman balans ası maliyetlerini geçer.

2.         Pratik olarak sistemin her noktasında aynı basınç düşümünü elde etmek mümkün değildir. Çünkü boru ölçüleri de standart değerlere sahiptir. Örneğin 32 m'/h'lik debi için basınç düşümü DN 100'lük boruda 96 pa iken DN 80'lik boru da bu değer 346 pa olur. Şayet ihtiyaç duyulan basınç düşümü 200 pa/metre ise buna uygun boru bulmamız mümkün olmayacaktır.

3.         Her noktada gerçekten eşit Ap'ye ihtiyacımız var mı?

4.         Sistemde daha sonra değişiklik yapılırsa ne olur?

5.         Ters dönüş sadece sabit debili sistemler için uygulanabilir.Şayet 2 yollu vanalar kullanılıyorsa bu metod sadece dizayn şartlarında geçerlidir.

Sonuç

Sonuç olarak hidrolik sistemlerin kontrolunda kullandığımız balans vanaları, dizayn edilen sistemlerin uygulamada dizayn şartlarının sağlanmasında en önemli ekipmanlardır. Bunun yanında şikayetlerin sona ermesi, konforun sağlanması ve enerji tasarrufu elde edilmesi nedeni ile bu vanalar dünyanın her yerinde sistemlerin kaçınılmaz parçalan olmuşlardır. ¦

Kaynaklar

1.         TA/İsveç seminer notları

2.         "Total hydronic balancing" kitabı yazarı Robert PETITJEAN.

 

Haldun TOPÇU

STS A.Ş.


Etiketler