Isıtma Sistemlerinde Besleme Suyu Sıcaklığının Düşürülmesi – Bölüm 2
Yazan: John Siegenthaler
Çeviren: Meriç Noyan Karataş
Makalenin birinci bölümünde, mevcut dağıtım sistemine tamamlayıcı ısı yayıcıları ekleyerek besleme suyu sıcaklığının nasıl düşürüldüğünü gördük. Bir sonraki adım ise tamamlayıcı ısı yayıcılarının mevcut sisteme nasıl bağlanacağının belirlenmesidir. Hidronik olan çoğu elemanda olduğu gibi burada da birden fazla yaklaşım vardır. Her bir kurulumda en iyi yaklaşım, maliyeti, estetiği, mevcut boru tesisata bağlantıyı, duvar alanını ve sistemin tümünün mevcut veya yeni oluşturulmuş bölgelere göre nasıl işleyecegini hesaba katandır. Şimdi de bireysel sistemlere uyarlanabilen konseptlere göz atalım.
Çoğu meskun hidronik sistemin seri veya split-seri devrelere bağlı süpürgelik tip kanatlı-boru ısı yayıcıları vardır. Seri veya split-seri su devresi ile bağlı ısı yayıcılar kullanan bir sisteme birden fazla ısı yayıcı ekleneceği zaman, yine seri bağlantı yapılamaz. Bunun yapılması o devrenin akış direncini ciddi ölçüde arttırabilmektedir ve bu da aynı pompa kullanıldığı varsayımında debiyi dikkate değer miktarda düşürür. Devrelere ısı yayıcıları seri konfigürasyonda eklemek aynı zamanda devrenin sıcaklık düşüşünü de arttıracaktır. Bu da devrenin sonunda bulunan ısı yayıcılarının (özellikle o devreye verilen besleme sıcaklığı düşürüldüğünde) ısı kapasitesini azaltır.
Bir şeçenek de seri devreyi ulaşımın en kolay olduğu yerlerden kesmek ve kesilen parçaları paralel dağıtım sistemi ile tekrar bağlamaktır. Bu bağlantı noktaları her bir odayı ayrı bir paralel devre haline getirebilir veya ikili oda gruplarını yeni bir mahale dahil edebilir.
Mevcuttaki seri veya split devre dağıtım sistemini birçok paralel devreye bölmenin en kolay yollarından biri sırada anlatıldığı gibi yapılabilir. Her bir ısı yayıcı veya mevcuttaki ve tamamlayıcı ısı yayıcı gruplarıb ayrı bir PEX (çapraz bağlı polietilen) veya PEX-AL-PEX boru sistemi devresi tarafından beslenir. Bu boru sistemi bina çerçevesi içerisindeki kanallar yoluyla rahatlıkla döşenebilir. Bu devreler bir manifold istasyonunda başlar ve son bulur. Bu dönüşüm konsepti Şekil 2’de gösterilmiştir.
Bu durumda mevcut seri devre 4 devre branşmanına bölünmüştür. Tamamlayıcı ısı yayıcıları bu devrelerin her birine eklenmiştir. Devrelerin ikisine süpürgelik tip kanatlı-boru ısı yayıcılar monte edilirken diğer ikisine panel radyatör monte edilmiştir. Bu ısı yayıcı seçenekleri, sadece mevcut duvar alanı, bütçe ve estetik tercihlere bağlı olarak kullanılabilen çeşitli tamamlayıcı ısı yayıcı tiplerini göstermek için seçilmiştir.
Bazı branşman devrelerinde tamamlayıcı ısı yayıcıları mevcut süpürgelik tip kanatlı-boru ısı yayıcıların akış-önüne eklenmektedir; diğerlerinde ise mevcut yayıcıların akış-arkasına eklenmektedir. Bu tercih müsait duvar alanına ve her bir odadaki mevcut ısı yayıcının konumlandırılma durumuna bağlıdır. Tasarimcilar tamamlayıcı ısı yayıcılarının konulacağı devredeki su sıcaklığını tahminen hesap edip ona gore boyutlandırmalıdırlar.
Mevcut devredeki ¾ inçlik bakır boru sistemi makul miktarda bakır boruyu muhafaza edecek şekilde kesilmiştir, fakat aynı zamanda ½ inçlik PEX veya PEX-AL-PEX boru sistemine uygun bir geçiş imkanı sağlamaktadır. ¾ inç bakır boru sisteminden ½ inçlik PEX veya PEX-AL-PEX boru sistemine geçiş için adaptor fitting parçaları birçok tedarikçiden temin edilebilmektedir. ½ inçlik PEX veya PEX-AL-PEX besleme ve dönüş boruları manifold istasyonuna geri rotalanırlar. Bu manifold istasyonları, her bir yeni branşmandaki akış debisini gerekli ise ayarlanmasını sağlayan bireysel devre dengeleme vanaları ile donanımlandırılmalıdırlar.
Şekil 2’deki dört branşman devresi de aynı anda çalışır, yani devreler bireysel mahaller gibi yapılandırılmazlar. Bu yüzden bu dağıtım sistemi sabit bir akış direnci gösterir. Sistemde hem paralel hem de seri konfigürasyon bulunması, orjinal seri sisteme nispeten daha düşük akış direnci elde etmeyi sağlayabilir. Standart devre analiz metodları kullanılarak, en büyük akış direncine sahip rotadaki basınç düşümü hesaplanarak bu bilgi doğrulanmalıdır. Dört devrenin de içerisinden geçen akış debisi ve basınç düşümü mevcuttaki seri devredeki akış direnci ve basınç düşümü ile karşılaştırılabilir ise, aynı pompa kullanılabilir. Eğer akış direnci belirgin ölçüde daha düşük ise, mevcuttaki pompayı uygun şekilde boyutlandırılmış yüksek verimli bir pompa ile değiştirilerek sabit hızlı konfigürasyona ayarlanmalıdır.
Paralel dağıtım sisteminin diğer bir avantajı da, her bir branşman devresine suyu yaklaşık olarak aynı sıcaklık değerinde beslemesidir.Bu sayede devre sonunda konumlandırılmış süpürgelik tipi ısı yayıcıların ısı çıktısını yüksek seviyelere taşıyacaktır.
Yeni mahaller yaratmak
Paralel dağıtım sistemlerinin bir diğer avantajı da birden fazla mahal yaratma kolaylığıdır. Mevcuttaki seri bağlı devreler, çoklu branşmanlara dönüştürülür ise, her bir branşmana bir termostatik radyatör valfi eklenebilir. Bu mekanik valfler her bir branşmandaki akış debisini oda sıcaklığına bağlı olarak ayarlar. Oda sıcaklığı düşmeye başladığında, termostatik vana açılarak o branşman devresinin akışını arttırır (veya tam tersi).
Termostatik radyatör vanaları birden fazla konfigürasyonda kullanılabilirler. Bu konfigürasyonlardan biri açılı tip besleme vanası olarak bilinir ve kanat borulu süpürgelik tip ısı yayıcının girişine takılabilir. Vananın termostatik aktuatörü, süpürgelik tip ısı yayıcının uç kapağından dışarı açılır. Şaftı duvara paraleldir. Sıcak su vananın zemine bakan açıklığından girer. Daha sonra vananın içerisinden geçerken 90 derecelik bir dönüş yaparak süpürgelik tip ısıtıcının içerisine giriş yapar. Kanatlı borulu süpürgelik tip ısıtıcının diğer ucuna bir bağlantı adaptör elemanı takılarak (90 derece veya düz olabilir) devre ¾ in bakır borudan ½ in PEX veya PEX-AL-PEX boru tipine geçirilir
Diğer bir tip termostatik radyatör vanası ise, valf gövdesinin ve aktuatörünün süpürgelik tip ısıtıcıya eklenmesini mümkün kılmaktadır. Bu tipte ayar butonu duvar üzerinde normal bir termostat yüksekliğine takılır. Ayar butonu aktuatöre kapiler boru ile bağlanır. Ayrıca içeriğine termostatik vnaların dahil olduğu radyatörler de kullanılabilir.
Şekil 3, birbirinden bağımsız olarak kontrol edilen dört mahalin, termostatik radyatör vanaları kullanılarak nasıl modifiye edileceğini göstermektedir. Bu şekilde, mahallerin iç konfor seviyelerinin ayarlanmasına orjinal seri devre sistemine göre çok daha fazla esneklik katılabilir.
“Paralel dağıtım sistemlerinin bir diğer avantajı da, her bir branşman devresine aşağı yukarı aynı sıcaklıkta besleme suyu gönderebilmesidir.”
Diğer bir seçenek de, manifold istasyonundaki her bir devre vanasına düşük voltajlı (24 VAC) manifold vana aktuatörü kurulmasıdır. Bu aktuatörler her biri bir mahale izmet eden dört yeni termostata bağlanır.
Şekil 3’te gösterilen sistemlerin ikisi de mahallere ayrılma için kullanılabilir. İki durumda da sistemin mevcuttaki pompası, değişken hızlı basınç ayarlı pompa ile değiştirilir. Bu pompalar vanalar açılıp kapandıkça akışı ayarlayabilmek için hız ve güç girdilerini ayarlarlar. Bu şekilde, manifold istasyonu boyunca fark basıncı stabilize edilir ve mahal devresi içerisindeki sabit akış diğer mahallerin çalışma debisinden bağımsız olarak korunur.
Tasarım Prensipleri
Birbirine seri şekilde bağlanmış süpürgelik tipi ısıtıcıların paralel devreler ile bağlanarak modifiye edilmesi birçok ihtimalden sadece bir tanesidir. Her bir dönüşüm şeklinde mevcuttaki ısı yayıcıların gerçek yerleşimini göz önünde bulundurmalı ve sistemi paralel branşmanlara pratik olarak modifiye edilmelidir. Tasarımcılar aşağıdaki prensipleri takip etmelidiriler.
- Her seferinde, her bir odada hangi tip tamamlayıcı ısı yayıcının kullanılacağını ve borulama sisteminin modifikasyonundan önce nerelere konumlandırılacaklarını belirleyin.
- Maliyet ve kurulum süresi açısından, mümkün olduğunca mevcuttaki borulama sisteminin kullanılması faydalı olacaktır.
- Mevcut sistemin modifkasyonu sırasında yeni alanlar yaratmanın faydasına karşı maliyetini göz önünde bulundurun. Örneğin, iki yatak odası aynı sıcaklıkta tutuluyor ve mevcuttaki sistem bunu yapabiliyor olsun. Bu durumda, gerekli olan tamamlayıcı ısı yayıcıların sisteme eklenmesinden sonra iki yatak odasının aynı alanda tutmak faydalı olacaktır. Fakat, borulama modifikasyonları iki birbirinden bağımsız alan oluşturulduğu durumda, maliyet/zaman açısından karşılaştırılabilir olur ise, bu seçenek muhtemelen daha faydalı olacaktır.
- Tüm tamamlayıcı ısı yayıcılar seçildiğinde ve dağıtım sistemine önerilen modifikasyonların teknik çizimi yapıldığında, modifiye edilmiş sistem için akış ve basınç kaybı analizi yapılmalıdır. Bu, her bir branşmana yeterli akışın ulaştırıldığını ve modifiye edilmiş sistem için gerekli olan pompanın doğru seçimini garanti altına almak için yapılmalıdır.
- Mevcuttaki geleneksel kazanın düşük sıcaklıklı sistem için yedek ısı kaynağı olarak tutulması planlanıyor ise; bu kazanın kesintisiz baca gazı yoğuşmasına karşın korunması için kazanın yakınına Şekil 5’te gösterildiği gibi termostatik karışma vanası eklenmelidir.
Düşük su sıcaklıkları hidronik ısıtmanın geleceğidir. Bölüm 1 ve Bölüm 2’de anlatılan prensipleri kullanarak, mevcuttaki sistemleri daha düşük su sıcaklıklarında kullanılacak şekilde modifiye edin ve müşterilerinizin modern hidronik ısı kaynaklarının potansiyelini tam olarak deneyim etmesini sağlayın.
Kaynak:
