Pompa kapasitesi sistemin toplam ısı yükü tarafından belirlenir. Kapasitenin birimi (litre/ saniye ) olarak ele alınırsa,
V = Q / (c . ρ . Δt . 3600)
ifadesi ile bulunur. Burada:
Q = Sistemin toplam ısı yükü (kcal/ h)
c = Suyun özgül ısısı (kcal/ kg ºC)
ρ = Suyun yoğunluğu (kg/ lt)
Δt = Isıtıcılara su giriş ve çıkış sıcaklıklarının farkı ºC
Bu şekilde hesaplanan pompanın kapasitesi, devredeki bütün radyatörlerin ne eksik, ne fazla tam olarak gerekli miktarda su alabildikleri durum içindir. Bu durumu yaratmak pratik olarak olanaksız olduğu için, çeşitli bölgelerdeki kısa devreleri göz önüne almak üzere, tesisatın durumuna göre % 20 – 30 mertebesinde bir fazlalık emniyet payı konur. 90/ 70 ºC kalorifer tesisatında tek devirli pompalar seçerken;
a) Pompa eğrisinin orta noktasını geçmeyen,
b) Basınç değeri % 30 – 50 daha fazla olan pompaların seçilmesi önerilir.
c) Çok devirli pompalarda ise orta devir tercih edilmelidir.
Pompanın basma yüksekliği, (karşılayacağı toplam basınç kaybı) kritik boru devresinde suyun dolaşımı sırasındaki özel ve sürtünme kayıpları toplamıdır. Bu kayıp, boru çapı hesapları sırasında belirlenir. Böylece saptanan pompanın kapasitesi ve basma yüksekliği, pompanın seçiminde gerekli iki ana büyüklüktür. Pompalar tarafından suya aktarılan güç ise,
N= p. V. Δp / n (w)
olarak bulunur. Burada Δp yukarıda sözü edilen toplam basınç kaybıdır. Pompaların verimleri % 50 ile % 75 arasında değişmektedir. Ayrıca çeşitli hataları dikkate almak üzere motor gücü, hesaplanan değerden büyük seçilir.
Örneğin sıcaklık düşümü 20 ºC ve toplam ısı yükü 1152000 kcal/ h olan bir ısıtma sisteminde kullanılacak ideal pompanın debisi:
V = 1152000/ (1 . 1 . 20 . 3600 ) = 16 lt/ s
bulunur. Gerçek pompanın debisi yaklaşık % 20 oranında artırılarak 20 lt/ s alınabilir. Toplam basınç kaybı 30 kPa olarak hesaplanmış ise, % 50 oranında bir pompanın verimi değeri ile pompa motorunun gücü:
N = (1. 20 . 30 )/ 0,50 = 1200 w = 1,2 kw
1,2 kw olarak hesaplanan bu güce emniyet payı da eklenerek, motor gücü 1,5 kw bulunur. Sirkülasyon pompası seçerken pompa veriminin en fazla olduğu nokta civarında kalmaya dikkat edilmelidir. Çok devirli pompalar seçerken de karakteristiği ara devirde sağlayan bir pompa seçilmelidir.
Pompa Karakteristik Eğrileri
Bir pompanın sabit devir sayısında dolaştırabildiği su miktarı (debi) ile basma yüksekliği arasındaki ilişkiyi gösteren eğriye pompa karakteristiği denir. Sistemin dolaşan su debisine karşılık ortaya çıkan basınç düşümü eğrisine de sistem karakteristiği denir. Bu iki eğrinin kesin noktası çalışma noktasını verir.(Bkz. Şekil 1)
Şekil 1 Pompa Basma Yüksekliği (H), Verim (η) ve Güç (P) değerlerinin debi ile değişimi
Pompa seçerken bu karakteristik eğrilerden yararlanılır. Bazı durumlarda daha büyük pompa seçmek yerine iki küçük pompayı paralel veya seri bağlayarak istenilen karakteristiği elde etmek mümkündür. Şekil 2’ de düşük basma yüksekliğinde fazla debi elde etmek için paralel balgama; Şekil 3’ de düşük debide fazla basma yüksekliği elde etmek için seri bağlama örnekleri görülmektedir.
Pompa karakteristikleri devir sayısına bağlıdır. Devir sayısını değiştirerek farklı karakteristikler elde etmek mümkündür. Buna göre;
Pompanın debisi devir sayısı ile orantılı olarak artar.
Pompa basma yüksekliği devir sayısının karesi ile orantılı olarak artar.
Pompa güç ihtiyacı devir sayısının küpü ile orantılı olarak artar.
Hermetik Sirkülasyon Pompaları
Bu pompalar bir tek ünitede pompa, motor ve by – pass’ ı içerirler. Bazı durumlarda ayırma valfleri de üzerindedir. Pompa çalışmasa bile tabii sirkülasyonla suyun dolaşımına engel olmaz. Bu özellikle katı yakıt sistemlerinde istenen bir özelliktir. Özellikle ısıtma sistemleri için geliştirilen Hermetik bir pompa tipi ise ıslak rotorlu sirkülasyon pompalarıdır. Bu pompalarda tahrik motorunun rotoru, sirküle ettirilen su içindedir. Şekil 4’ de bu tip bir pompa görülmektedir. Rotorun etrafı manyetik olmayan bir su bariyeri tarafından çevrilmiştir ve elektrik sarımları bu bariyer dışındadır. Dönen parçaların yağlanmasına gerek yoktur. Salmastraya ihtiyaç yoktur ve çok sessiz çalışırlar. Dolayısı ile hemen hemen hiçbir bakıma gereksinmezler. Doğrudan boruya bağlanabilirler, dolayısı ile temel hazırlamaya ve tespit işlemine gerek yoktur.
Isıtma sistemlerinde pompalar genellikle çift olurlar. Biri yedek bekler, diğeri çalışır. Böylece sistemin devamlılığı sağlanır. Kalorifer tesisatlarında ıslak rotorlu pompalar kullanılmasını öneririz. Islak rotorlu pompalarda ikiz tip kullanmak, vana ve çek valflerin kapladığı yerden ekonomi sağlar. Şekil 5’ de ikiz pompa resmi görülmektedir.
*İkiz pompalar tamamen birbirini yedeklemek için kullanılabildikleri gibi, ancak nadiren gerekecek yüksek debi ihtiyacını, daha küçük pompalar kullanarak karşılayabilmek için de akıllı, çözümdür. Örnek : Bir ısıtma sisteminde seçilecek ikiz pompa, nadiren gerekebilecek azami debiye göre değil, çok daha küçük seçilebilir. Böylece sadece bir pompanın, nadiren de her iki pompanın çalışmasıyla ihtiyaç karşılanabilir. Böyle bir seçimde pompa fiyatının daha düşük olmasının yanı sıra, işletmede önemli orana varan enerji tasarrufu sağlanır.
Kolektör ve Sirkülasyon Pompası Bağlantısı
Sıcak sulu ısıtma tesisatında kazan dairesinin uygun bir yerinde gidiş ve dönüş kolektörü düzenlenir. Kolektörler projede verilen ölçülere uygun, kullanışlı vana ve pompalarının değişimi için sökülebilir biçime yapılmalıdır. Sirkülasyon pompaları gidiş kolektörü üzerinde olmalıdır. Pompanın arıza yapabileceği düşünülerek tesisata biri yedek olmak üzere toplam iki adet pompa bağlanmasını öneririz.
Her iki pompa için ayrı hat ve pompaların devre dışı kalabilmelerini sağlamak için giriş ve çıkışlarına vana, her pompanın çıkışına çek valf monte edilmelidir.
Birden fazla sayıda kazan kullanılan büyük sistemlerde biri yedek iki pompa kullanmak yerine her biri 2/ 3 kapasitede üç pompa kullanılması daha doğrudur.
Büyük kapasiteli ısıtma santralleri için düzenlenen kolektörlerin üzerine sortilerin gidiş ve dönüşünü (nerelere gittiğini) belirleyen etiketler konulmalıdır.
Kolektör yapımında su sirkülasyonunu güçleştirici işçilik kusurları yapılmamalıdır. Kolektörler ısıtma santralinde aydınlık, kullanılabilen uygun bir yere, sağlam biçimde monte edilmelidir. Kolektör vanaları kolaylıkla açılabilir yüksekliğe konulmalıdır. Santrifüj tip pompaların bağlanışında boru titreşimine karşı önlem alınmalıdır. Bunun için gerekirse madensel körükler kullanılmalıdır. Pompaların kaide üzerine montajı yapılacaksa titreşimi giderici esnek altlıklar kullanılmalıdır. Sirkülasyon pompalarının montajında milin yer paralel olmasına ve klemens kutusunun alta gelmemesine dikkat edilmelidir. iki adet pompa ve dört adet vana kullanmak yerine ikiz pompa kullanılabilir. Bu durumda iki vana yeterlidir. Seçilen çek valf ikiz pompanın içindedir.
Boyler veya birden fazla dolaşım hattı olan sistemlerde dolaşım pompalarının her birinin çıkışına çek valf monte edilmesi dolaşım bozukluklarını önleyecektir. Çek valfin üzerinde kalan suyun onarım sırasında boşaltılabilmesi için üstten 1/ 2” boşaltma vanası monte edilmelidir.
– Pompalar yerine monte edildikten sonra tesisatın suyu doldurulmadan önce elektrik bağlantısı yapılmamalıdır. Aksi halde bir hata nedeniyle pompalar susuz olarak çalıştırılabilir. Bu nedenle elektrikçi ile tesisatçının anlaşarak pompayı ortaklaşa çalıştırması uygun olur.
– Kalorifer pompalarının tamir ve bakımının yapılabilmesi için iki vana arasına monte edilmesi gerekir.
– Flanş aralarına konan sızdırmaz contaların delik çapları tesisat boru delik çapında olmalı ve eksenlenmesine dikkat edilmelidir.
– Flanşlarda kullanılan cıvata çap ve boyları flanş ölçülerine uygun olmalı, yani ne çok küçük ne de çok uzun olmamalıdır.
– Kalorifer pompaları montajında pompa milinin su terazisinde olmasına önemle dikkat edilmelidir. Aksi halde pompa arıza bakım periyotları kısalır.
– Yeni tesislerde devreye alınmadan önce uzun süre bekleyen pompaların salmastraları kuruduğu için milleri sıkışır. Bu pompalara (veya tüm tesisata) su doldurduktan sonra bir gün bekleyin. Ertesi gün pompa milini elle veya boru anahtarı ile birkaç tur her iki yöne doğru çevirin. Sıkışmasını aldıktan sonra pompayı çalıştırın.
Pompaların beton kaideleri :
– Pompanın şasesinin 4 kenarından 5’ er cm taşacak, motor gücü 5 kw’ a kadar 20, 10 kw’ kadar 40 cm, 50 kw’ a kadar 50 cm kalınlıkta beton kaide yapılmalıdır. 50 kw’ dan yukarı güçler için temel planı verilmelidir. Beton kaidenin içinde kalacak, köşelerinden geçen Ø 6 inşaat demirinden kafes yapılması yararlıdır.