YAZILARINIZI GÖNDERİNİZ

Haber, makale, firma ya da ürün incelemelerinizi bekliyoruz.

YAZARIMIZ OLUN

Düşüncelerinizi Özgürce Duyurun, Paylaşın.

Mobil Kollektör ve Gidiş Dönüş Kollektörü Hesabı

| 19 Şubat 2016

Kollektör mekanik tesisat projelerinde herhangi bir kaynaktan gelen akışkanın dağıtımı ve toplanması işlemini yapar. Bu yazımızda mobil kollektör montajı ve ekipmanları tanıtımı ile kazan dairesindeki gidiş ve dönüş kollektörlerinin nasıl hesaplandığını inceleyeceğiz.

Mobil Kollektör ve Ekipmanları

Isı kaynağından gelen suyun döşeme zeminine dağıtımı ve toplanması işlemini yapan ekipmanlara kollektör denir. Yerden ısıtma tesisatı uygulaması yapılmış bir binada gözle görülen ve üzerinde işlem yapılabilen tek parça kollektördür. Isıtılacak mahal sayısına göre uygun kolektör grubu seçimi yapılır. Üzerinde bulunan mini küresel vanalar ile ısıtılacak mahallerin ayrı ayrı kontrolü yapılır. Kırmızı renk volanlı mini küresel vanaların takılı olduğu kolektör gidiş, mavi renk volanlı mini küresel vanaların takılı olduğu kolektör ise dönüş kollektörüdür. Aşağıdaki şekilde altı ayrı mahallin kontrolü yapılan gidiş ve dönüş kolektörü gösterilmiştir.

Gidiş Dönüş Kollektör Grubu

Yerden ısıtma tesisatında ise kollektöre bazı eklemeler yapılmalıdır.  Pratikte yerden ısıtma bölgeleri mahalin büyüklüğüne göre mümkün mertebe eşit metrajlara bölünmeldir. Ancak bunun her zaman mümkün olamadığı durumlar da mevcuttur.

Birbirinden farklı uzunluklarda olan ısıtma bölgelerinde debi dengesi sağlanmazsa ısıtma zonları birbirinden farklı ısı dağılımlarına sebep olabilir. Bu da ısıtılması gereken toplam alanın dengesiz ısıtılmasına ve konforsuzluğa yol açablir. İşte bu gibi durumlarda her bir ısıtma bölgesinin debisini görebileceğimiz ve dengeleme yaparak debileri eşitleyebileceğimiz debi göstergeli yerden ısıtma kollektörleri kullanılır.

Debi Göstergeli Kollektör

Yatırımcı açısından bakıldığında toplam yatırım miktarına oranla debi ayarlı ve düz kollektör arasındaki fiyat farkı, faydasının yanında gözardı edilebilmelidir.

Kollektör Dolapları
Kollektörün içerisine monte edildiği, kollektörü dış darbelere karşı koruyan ve görüntü kirliliğini önleyen malzemelere kollektör dolabı denir. Sıva altı ve sıva üstü kolektör dolabı olmak üzere iki çeşidi vardır. Genellikle sıva altı kollektör dolabı tercih edilmektedir. Kollektörün grup sayısına göre farklı boyutlarda imal edilirler.

Kollektör Dolabı

Mini Küresel Vanalar
Küresel vanalar; bir milin ucuna yerleştirilmiş ortasında bir veya birden fazla delik olan, çoğunlukla elastomer (İhtiyaca göre metal de olabilir.) iki conta arasında dengelenmiş bir kürenin, akışkan geçiş delik ekseni üzerinde 90º döndürülmesi ve deliğin (deliklerin) geçişe açık veya kapalı konuma getirilmesi ile akışkan geçişini kesip açarak görevlerini yerine getirirler.Tam açık veya tam kapalı olarak çalışmaları tercih edilir.
Üstün Özellikleri
– Akışkanın serbest, rahat geçişini sağlarlar.
– Armatür akış direncinin en düşük olduğu vana tiplerindendir.
– Kullanımları rahattır.
– Vananın her iki yönünden de akış mümkündür.
Zayıf Özellikleri
– Küre ve gövde iç boşluğu arasında ölü hacim söz konusudur.
– Ani açma kapama koç darbeleri yaratabilir.
– Hassas akış kontrolü için uygun değildir.

Mobil kollektör sistemi ile ilgili küresel vanaların ve mobil sistem pex  boruların montajı ile ilgili Mobil Sistem Kalorifer Tesisatı konusuna bakabilirsiniz.

Isıtma Gidiş Dönüş Kollektörü Hesabı

Isıtma sisteminde gidiş dönüş kollektörü ve tek kollektör sistemi kullanılmaktadır. Kollektör hesabı için 3 farklı yöntem bulunmakta olup mühendislik ve doğru hesaplama için 3. yöntem kullanılmalıdır.

Kollektör

1- Bu yöntemden ziyade tecrübelere dayalı olan fakat kullanmanızı asla tavsiye etmeyeceğim, imalat veya proje kontrolü esnasında hızlı kontrol için belki bakabileceğiniz bir bilgidir. Kendisine bağlanan en büyük çaplı borudan en az 2 çap daha büyük kollektör çapı alınır. Örneğin, DN 50 boru için en az DN 80 kollektör alınmalıdır. Piyasada bazı zamanlar en büyük çaplı borunun 1 üst çapını alanlarda olabiliyor. Bu tamamen mühendislikten uzak bir yaklaşımdır.

2- Makine Mühendisleri odası yayınlarında ise kollektöre bağlanan hatların karelerini toplamının karekökü alınarak kollektörün çapı hesaplanıyor. Bu yöntemin doğruluğu da tartışılabilir.

d=√(d1²+d2²+…+dn²)  Örneğin, DN50, DN40 ve DN 32 hatları kollektöre bağlanıyor. Bu durumda kollektör çapınız;

d=√(50²+40²+32²) = 71,58 mm bu durumda DN 80, 3″ kollektör seçimi yapılabilir.

Kollektör boyu ise kendisine bağlanacak boru sayısı ve büyüklüğüne göre değişebilir. Kollektör konstrüksiyon detayı, aşağıdaki şekilde doğru ve yanlış boru bağlantıları gösterilmiştir. Kollektöre büyük çaplı bir girişi ve küçük çaplı çok sayıda çekiş yapılacaksa, giriş borusu kollektör olarak kullanılabilir ve büyük çaplı kollektör maliyeti ortadan kalkar. Kollektörlere boşaltma vanası konulması unutulmamalıdır. Özellikle gidiş kollektöründe boşaltma vanası bulunması, alttaki çekvalfler nedeniyle, sistemin boşaltılabilmesi için işletme açısından gereklidir. Kollektörlere monte edilen vanaların volanlarının eksenleri aynı seviyede (aynı eksende) olmalıdır. Bunun sağlanması için büyük vananın kollektörden çıkan borusu kısa, küçük vananın ise kollektör ağzı boyu uzun olmalıdır. Vana volanları arasında 10 cm mesafe bırakılmalıdır.

Kollektör Hesabı

3- Özellikle tek kollektör hesabında  kullanabileceğiniz bir yöntem olup, gidiş dönüş kollektörü içinde kullanabilirsiniz. Ben bu yöntemi kullanıyorum.  Kollektör, dağıtım esnasında suyun her branşman için hesaplanan çap oranında düzgün dağılımını sağlayacak yapıda olmalıdır. Bu da içinden geçen akışkan hızının oldukça düşük olmasıyla mümkün olur. Bu hız ise 0,1 ile 0,2 m/sn arasında olmalıdır.  Ayrıca sistemdeki yükler ve devredilen su miktarı doğrultusunda doğru kolllektör çapı hesaplanmaktadır.

Örneğin; 100 kW, 3 adet duvar tipi yoğuşmalı tip kazan ve kazanların çalışma sıcaklık aralığı 80/60 ve kollektördeki su hızı da 0,2 m/s olarak seçelim. Bu doğrultuda;

Kazan Kapasitesi 100 kW
Kazan Sayısı 3 adet
Isıtıcı Akışkan Gidiş Sıcaklığı: 80 ̊C
Isıtıcı Akışkan Dönüş Sıcaklığı: 60 ̊C
Devredilen Su Miktarı 30 %
Kollektördeki Hız (0.1 – 0.2) 0,20 m/s
ΔT 20 ̊C
Kazan Birim Kapasitesi 86000 kcal/h
Bir Pompa Debisi 16,77 m3/h
Kollektördeki Debi 16,77 m3/h
Gerekli Kesit Alanı 0,02329167 m2
Gerekli Çap Ø 172 mm
Ø, Sonuç 200 8″
Kollektör Boyu 4 mt
Kollektördeki Su Miktarı 125,66 lt
Birim Kapasiteye Düşen Su Miktarı 1,26 kw/lt

Bu kapasite için tek kollektör 8″ seçilmelidir. Eğer hızı 0,2 m/s yerine 0,1 m/s seçerseniz kollektörün çapı 10″ çıkacaktır, bu tarz ısıtma sistemlerinde 0,2 m/sn hız alabilirsiniz. Ayrıca kollektör boyunu kollektöre bağlanan hatlar ve birim kapasiteye düşen su miktarına göre sizin belirlemeniz gerekiyor.

Isıtma sisteminin yanısıra bu hesabı soğutma içinde kullabilirsiniz. Soğutma kollektördeki hız 0,1 m/s ile 0,5 m/s arasında olabilir, bu durumda 0,5 m/s kollektör hızını seçebilirsiniz. Örneğin 300 kw chiller için 12/7 çalışma sıcaklık aralığında kollektör çapınız;

Soğutma Cihaz Kapasitesi 300 kW
Soğutma Cihazı Sayısı 1 adet
Soğutucu Akışkan Gidiş Sıcaklığı: 12 ̊C
Soğutucu Akışkan Dönüş Sıcaklığı: 7 ̊C
Devredilen Su Miktarı 30 %
Kollektördeki Hız (0.1 – 0.5) 0,50 m/s
ΔT 5 ̊C
Soğutma Cihazı Birim Kapasitesi 258000 kcal/h
Bir Pompa Debisi 67,08 m3/h
Kollektördeki Debi 67,08 m3/h
Gerekli Kesit Alanı 0,03726667 m2
Gerekli Çap 0,21782882 mt
Ø, Sonuç 250 10″
Seçilen Çap Değeri 250 10″

Bu yöntemde en önemli kriter hızdır. Bu doğrultuda siz kazan değeri yerine sistemdeki toplam debiyi ele alarak da kollektörün çapını bulabilirsiniz.

Örneğin, kollektöre bağlanan 4 pompa var ve pompa debileri toplam 20 m³/h,

Q= V×A  yani Debi= Hız × Alan= v × π.D²/4

Debi 20 m³/h, Hız 0,2 m/sn, geriye D kollektör çapını hesaplamak kalıyor.

20/3600=0,2 × 3,14×D²/4

D²=20*4/(3600*0,2*3,14)=0,035368..

D = √(0,035368..) = 0,188 m = 188 mm bu durumda DN200 8″ seçilebilir, devredilen su miktarı söz konusu ise örneğin %30 bu durumda 188×1,30=244,4 mm olup DN 250 10″ seçilebilir.

12 Yorum

  1. Mehmet

    Mehmet

    19 Şubat 2016 - 22:32

    Merhaba, öncelikle herşey için çok teşekkürler.

    Sorum şudur; yukarıda yazan

    Bir Pompa Debisi 16,77 m3/h
    Kollektördeki Debi 16,77 m3/h

    kısımları nasıl bulundu?

    Saygılarımla.

    • tesisat

      tesisat

      20 Şubat 2016 - 13:17

      Mehmet Bey merhaba,
      Q = m . c. ΔT formülü dikkate alınıp birim değişiklikleri düzenlerek hesaplandı.
      Debi = [(Kazan Birim Kapasitesi (kcal/h) * Kazan Sayısı) / (ΔT * ρ)]* Devredilen Su Miktarı
      100 kw = 86000 kcal/h,
      ρ,Suyun özkütlesi =1000 kg/m³, (ΔT’ ye göre değişir, her zaman 1000 alınmaz)
      ΔT = 80 – 60 = 20 C,
      Devredilen Su Miktarı = %30
      Debi= [(86000 * 3) / ( 20 * 1000)] * 1,30 = 16,77 m³/h sonucu çıkıyor. Toplam debi kollektördeki debi olacağından kollektör debisini de 16,77 m³/h olarak alıyorsunuz.
      Bu kısımdan sonra Q=V×A Debi=Hız×Kesit Alanı formülü dikkate alınıp kollektörde ki hızı 0,2 m/sn alarak hesaplama yapıyorsunuz.

      Debi hesabı ile ilgili daha detaylı bilgiyi Su Debisi ve Boru Çapı hesabı konusundan da edinebilirsiniz.

      • Mehmet

        Mehmet

        22 Şubat 2016 - 02:28

        Cevabınız için çok teşekkür ederim. Gerçekten çok özenli ve açıklayıcı olmuş.

        Herşey için çok teşekkür ederim.

        Saygılarımla.

  2. mehmet

    mehmet

    15 Mart 2016 - 13:39

    hiç 100 kw’lık 3 adet kazan için 200 mm’lik bir kollektör çapı çıkar mı,ne hesabı yapıyorsunuz hocam siz? neresi burası? hava alanı mı, çok yataklı bir hastane mi? yanlış hocam bu.

    • tesisat

      tesisat

      15 Mart 2016 - 13:57

      Mehmet Bey, kollektör çapı, hız ve devredilen su miktarına bağlı olarak değişir. Seçimleri tesisat hatları, sıcaklık aralıkları ve yapı durumuna göre siz belirleyeceksiniz. Bu örnekte, kollektördeki hız 0,2 m/sn, devredilen su miktarı %30 olan, “tek kollektör hesabı” yapıldı. Hızı arttırıp, devredilen su miktarını hesaba katmazsanız kollektör çapınız düşecektir.
      Eğer farklı bir hesap metodu varsa, tarafımıza bildirirseniz makaleye ekleriz. İyi Günler.

      • Hakan

        Hakan

        15 Mart 2016 - 14:33

        Temiz su tesisatında bile hız kriteri ve gürültü duruma göre belirleniyor hastanede farklı konut da farklı boru çapları kullanıyoruz. Hesaplar doğru hocam bu şekilde yapılmalı ezbere her yerde aynı boru çapı kullanılmaz.

  3. Ahmet

    Ahmet

    6 Mayıs 2016 - 10:39

    Kazan gidiş dönüş kollektörünün bir boru vasıtası ile birbirine bağlantı yapılmasınin amacı nedir. Ne gibi faydaları vardir.

  4. tesisat

    tesisat

    6 Mayıs 2016 - 12:14

    Tek kollektör sistemi yapılmasının amacı enerji tasarrufu sağlamaktır. Gidiş ve dönüşler aynı kollektöre bağlanır, bu durumda önce en yüksek sıcaklıkta su gereksinen devre beslenir. Bunun dönüşü, daha düşük sıcaklıkta devrenin beslenmesine verilir. Böylece kazana su en düşük sıcaklıkta döner. Gidiş ve dönüş suyu sıcaklıkları arasındaki fark çok fazla olduğundan, primer devrede dolaşan su debisi klasik sistemlere göre azalır.

    Örnek olarak: Boyler 90/70 C, Fancoil 80/65 C, Radyatör 65/50 C ve yerden ısıtma 50/40 C devreniz var. Tek kollektöre bağlantınızı da sırasıyla boyler gidiş sonra boyler dönüş ardından fancoil gidiş sonra dönüş aynı şekilde diğerleri içinde yaptınız. Boyler hariç diğer sıcaklıklar için üç yollu motorlu vanaları da eklediniz.
    Kabaca hesaplayalım, (Not: Debi ve boru çapı dikkate alınarak hesaplanmalı)
    1- Boylere 90 C gitti, 70 C döndü, ana kollektör 90 C var 70 C ile birleşti ortalama 81 C oldu,
    2- Ardından fancoile 80 C gitti 65 C döndü, ana kollektörde 81 C olmuştu 65 C ile birleşti 70 C C oldu.
    3- Radyatör 65 C gitti 50 C döndü, ana kollektörde 70 C olmuştu 50 C ile birleşti 63 C C oldu.
    4- Yerden ısıtma 50 C gitti 40 C döndü ana kollektörde 63 C olmuştu 40 C ile birleşti ve artık kazana 53 C olarak dönüş yapıldı.

    Bu durumun faydası kazanın devreye girme süresi ve aralığı, primer debi yükü ve enerjinin doğru kullanımı vs.

    Ayrıca e-postalarda da sorulması üzerine tek kollektör sistemi örneklerini ve hesaplama adımlarını, nerelerde kullanılması gerektiğini daha ayrıntılı bir biçimde en kısa sürede sitemizde yer vereceğiz.

  5. Ahmet

    Ahmet

    6 Mayıs 2016 - 17:00

    Teşekkürler. Ayrıca gidiş ve dönüş kollektörünü ayrı ayrı montaj edip iki kollektör arasına boru ile bağlanti yapsak aynı vazifeyi yapar mi acaba?

    • tesisat

      tesisat

      9 Mayıs 2016 - 08:24

      Bu sistemde denge tabını kaldırarak, tek kollektöründe denge kabı gibi davranmasını sağlıyoruz, belirttiğiniz gibi bağlantı yapsanız veya gidiş dönüş kollektörü arasına vana atarak bağlamanız da aynı vazifeyi görür. Bu sistemi nerelerde kullanmanız gerektiği ve bağlantıların kollektöre nasıl yapılması gerektiği ile ilgili çalışmayı en kısa sürede paylaşıma sunacağız.

  6. Engin

    Engin

    30 Mayıs 2016 - 15:17

    Devredilen su miktarını % 30 almışsınız..Yani kollektörün içinden geçmesi gereken su miktarı mı oluyor bu? devredilen su miktarını neye göre belirliyoruz. bilgi verirseniz sevinirim..

    • tesisat

      tesisat

      30 Mayıs 2016 - 15:52

      Kazanlarda minimum su miktarı olup özellikle çelik kazanlar için kullanılmakla birlikte yoğuşmalı kazanlarda da emniyet olarak alınmaktadır. Kollektörden geçmesi gereken su miktarına ilave edilmektedir. Örneğin, 100 kW 3 adet yoğuşmalı kazan 80/60 C de yaklaşık 12,9 m³/h kollektör debisi oluştururken, %30 devredilen su miktarı eklendiğinde 16,77 m³/h kollektör debisi olmaktadır.
      Özetle, kollektör debisi, sistemde yer alan zonların toplam debileri ile birlikte kazan içerisindeki su miktarının toplamıdır. Duvar tipi kazanlarda kazan içerisinde yer alan su miktarı düşük olması nedeniyle bu değer %0 (çoklu kaskat sistemse %30), yer tipi kazanlarda bu değerin yüksek olması nedeniyle %30 alınmakta veya üretici firmalardan alınan değerlere göre belirlenir.

Yorum Yazınız

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir