TESİSAT YALITIMINDA ELASTOMERİK KAUÇUK KÖPÜĞÜ MALZEMELERİNİN KULLANILMA NEDENLERİ

Transkript

1 TMMOB Makina Mühendisleri Odası Yalıtım Kongresi Mart 2001 Eskişehir-Türkiye TESİSAT YALITIMINDA ELASTOMERİK KAUÇUK KÖPÜĞÜ MALZEMELERİNİN KULLANILMA NEDENLERİ Okan Murat EREN OĞLU ODE Mühendislik Ltd. Şti. ÖZET Son yıllarda konfor kliması yaygınlaştıkça, soğuk hatların yalıtımı da daha fazla önem arz etmektedir. Tesisat yalıtımında yanlış malzeme seçiminden, yanlış uygulamadan dolayı sistem devreye alındıktan sonra çok büyük sorunlarla karşılaşılmakta ve hatta zaman zaman çözümü mümkün olmayan olaylar bile olmakta ve ekonomik açıdan çok büyük parasal kayıplara neden olunmaktadır. Bu tür olaylarla sık sık karşılaşmaktayız. Bu sunumumda elastomerik kauçuk köpüğü ısı yalıtım malzemelerinin tesisat (boru-kanal-vana v.s) yalıtımında kullanılma nedenleri, avantajları ve önemini incelemeye çalışacağım. l.isi YALITIM ÜRÜNLERİNE GENEL BAKIŞ VE ÖZELLİKLERİ Yalıtım kelimesi için lügatlarda ayırmak, tecrit etmek, yalnız bırakılmak karşılıklarını bulurken, Yalıtım Malzemeleri için, sıcak ve soğuğu kötü ileten maddeler karşılığını bulmaktayız. Her iki tanımlama da isabetli olmakla beraber, bu sektördeki malzemeleri daha ayrıntılı ve birbirinden ayırt edici kesin tariflere ihtiyaç vardır. Yapıların ve sanayi işletmelerindeki tesislerin yalıtımları temel olarak birbirlerinden şöyle ayrılır: Bina yalıtımları Teknik tesisat yalıtımları Sanayi tesislerinin yalıtımları Bina yalıtımları denilince,genel olarak çatı-duvar veya döşeme yalıtımlarını anlarız. Teknik tesisat yalıtımları denilince, ısıtma tesisatının ve sıhhi tesisatın (örneğin, temiz ve pis su tesisatının veya klima tesisatının) yalıtımı, sanayi tesisatının yalıtımlarından ise, örneğin yiyecek endüstrisinde soğutma tesisatının, kimya endüstrisinde boruların ve elektrik santrallarmda boru, kazan, elektro filtre gibi tesisatın yalıtımı anlaşılır. Bu amaçlar için kullanılan genel malzemeler şunlardır: Mineral lifli malzemeler (camyünü, taşyünü, seramik yünü) Sert plastik köpükler (polistren, poliüretan, fenol v.s köpükler) Yumuşak köpükler (flex malzemeler) ve Cam köpüğü, kalsiyum silikat gibi malzemelerdir. Bu gruptaki malzemeler ve grupların kendileri kullanılabilme sıcaklıkların göre, ısı iletkenlik, yanma durumu ve buhar difüzyonuna karşı gösterdiği vaziyete göre birbirinden ayrılırlar. Tablo l'de bu sektördeki teknik değerler tablo halinde verilmiştir. 135

2

3 2. ISI YALITIM MALZEMELERİNDE ARANAN TEMEL ÖZELLİKLER Konumuz daha çok soğuk hatların yalıtımı olunca bu konu için gerekli olan temel özellikleri incelemeye çalışacağım. Bu özellikler sırasıyla, a. Isı İletkenlik katsayısı (X) b. Buhar difüzyon direnç katsayısı (u) c. Yangına dayanıklılık d. Dayanım sıcaklığı e. Yerleştirme (montaj) özellikleri İnşaat sektöründe kullanılan ürünlerden istenen temel gerekler ise şöyledir: a. Mekanik dayanım ve stabil b. Yangın dayanıklılığı c. Sağlık (çevre, insan) d. Kullanım emniyeti e. Sese karşı koruma f. Enerji tasarrufu ve ısı kazanımı Isı yalıtım malzemeleri için gerekli temel özellikleri sırasıyla incelemeye çalışalım: a. Isı İletim Katsayısı (X) : Isı İletkenlik Katsayısı X (lambda okunur), yalıtım tekniği hesaplarında gerekli olan en önemli temel sayıdır. X Isı iletkenliğinin ölçüsüdür. Bir malzemenin ısı iletkenliği ölçülebilir: 1 m kalınlığında bir malzemenin 1 nv yüzeyinden dik olarak ve 1 saatte iki yüzey arasında İK sıcaklık farkı oluşuncaya kadar geçen ısı miktarıdır. Resim 1. Isı iletkenlik Katsayısının işareti. Isı İletkenlik katsayısı bir ısı yalıtım malzemesinde aranması gereken en önemli özelliktir. Düşük ısı iletkenlik katsayısına sahip malzemeler en yüksek ısı iletim direncine sahip olduğu için en yüksek ısı yalıtım performansına sahip olacaktır. Isı İletim katsayısına etki eden faktörler (malzemeye bağlı olanlar) - Malzemenin yoğunluğu - Malzemenin içindeki nem miktarı - Malzemenin buhar difüzyon direnç faktörü - Gözenek, lif, hava dağılımı ve yapısı Elastomerik Kauçuk Köpüğü ısı yalıtım ürünlerinin değişik sıcaklıklara göre (1) değerleri aşağıdaki gibidir: X -20 C = = 0,034 X 0 C = = 0,036 X +20 C = = 0,038 Isı İletkenlik katsayılarının Alüminyum Su Ahşap Elastomerik Köpük Vakum mukayesesi :200 :0,8 : 0,12 : 0,035 : 0 137

4 b. Buhar Difüzyon direnç katsayısı (u) Nasıl ısı sıcak taraftan soğuk tarafa geçer ve geçerken az ya da çok bir direnç ile karşılaşır, su buharı da benzer şekilde sıcaklık ve bağıl nemle değişen kısmi buhar basıncı, yüksekten aza doğru ilerler ve ilerlerken bir direnç ile karşılaşır(buhar difüzyon). Her yapı malzemesinin 1 m 2 'lik yüzeyi kalınlığına bağlı olarak buhar-difüzyonuna karşı koyar. Bu direncin havanın buhar düfizyon direncine oranlanmasına buhar difüzyon katsayısı (u.) denir. Buhar difüzyon direnç katsayısına etki eden faktörler: 1. Malzemeye bağlı olmayan, sıcaklık 2. Malzemeye bağlı olan -Kapalı hücreli olması -Küçük hücreli olması -Hücre duvarları arasındaki kohezyon kuvveti -Hücre cidar kalınlığı -Malzemenin kalınlığı boyunca homojen olması Soğutma sistemlerinde ister yalıtım malzemesinin yüzeyinde, isterse içinde su buharının oluşmaması gerekir. Çünkü buradaki su buharı su haline gelip yalıtım malzemesinin ısı iletkenliğini arttırır. İyi bir ısı yalıtım malzemesinin ana hedefi ısı yalıtım özelliğinin yanı sıra su buharının su olarak yayılmasını önlemektir. Su buharı difüzyon direnç sayısı u.'nün mukayesesi Hava u PU Köpük u Beton u. Elastomerik Köpük Bitümler u Metaller Su buharı geçirimsiz c. Yangına Dayanıklılık Türkiye'de bu konuya henüz gerekli önemin verilmediğini söyleyebiliriz (ciddi projeler hariç). Isı Yalıtımı malzemelerinin yangına karşı dayanıklı olması gerekir. Bu konuda da daha çok DIN4102 ve BS476 kullanılmaktadır. Elastomerik ürünleri, BS 476 Part 7 Class I BB 476 Part 5 Class P BS 476 Part 6 Class 0 üretimi yapılabilmektedir. Yukarıda belirtmeye çalıştığımız özellikler en önemli özelliklerdir. 3. TESİSATLARDA ELASTOMERİK KAUÇUK KÖPÜĞÜ MALZEMELERİN KULLANILMASI (Boru ve kanallarda) Elastomerik kauçuk köpüğü malzemeler esnek malzemeden boru ve levha olarak imal edilmiş olup, borular iki ucundan yapıştırmak üzere kesilmiştir. Yalıtım boruları tesisatın montajından önce borulara uygulandığı gibi montaj tamamlandıktan sonra da uygulanabilir. Bu borular uzunlamasına ve ek yerlerinden sıvı yapıştırıcı ile yapıştırılır. Büyük çaplı (5" üzeri) boru ve klima kanallarının yalıtımı için levha kullanılır. İstenirse bu levhaları kendinden yapışkanli kullanmakta mümkündür. Yalıtım, sistemin proje performansını garanti etmesi için doğru uygulanmalıdır. İyi bir uygulama yapmadığınız taktirde sistem devreye alınmış, borular asma tavan altında kalmış ve ulaşması zor mahallerde olabilir ve yoğuşma-problemi gündeme gelebilir. 4. YOĞUŞMAYI ÖNLEMEK İÇİN GEREKLİ YALITIM KALINLIĞI HESABI Türkiye'de klima tesisatı yayganlaştıkça bu problemler de sık sık gündeme gelmektedir. Burada dikkat edilmeyen en sık problem, yoğuşmayı önlemek için gerekli yalıtım kalınlığına dikkat edilmemesi ve uygulama hatasıdır. Gerekli yalıtım kalınlıklarını artık bilgisayar programıyla hesaplamak mümkündür. 138

5 Örnek: Ortam sıcaklığı : 26 C A. : 0,038 Akışkan sıcaklığı : 6 C Boru çapı : 42 mm Malzeme : Kauçuk köpüğü flex malzeme Bu verilere göre bilgisayar çıkışına baktığımızda bağıl neme göre gerekli yalıtım kalınlıkları görülmektedir. Eğer bağıl nem % 70 ise minimum 7,8 mm kalınlığında kullanmamız gerekir, % 90'da ise 27,3 mm kullanmamız gerekir. Yukarıda da belirttiğim gibi bazen gerekli kalınlıkta malzeme kullanılmadığından, bazen de iyi bir uygulama yapılmayarak yoğuşma problemleri ile karşılaşılmaktadır. Yoğuşma problemi ile karşılaşmamak için yalıtım uygulamasında şunlara dikkat edilmelidir: - Öncelikle gerekli yalıtım kalınlığı seçilmeli - Yalıtım yapılan borunun hava ile teması kesinlikle önlenmeli, - Vana, armatürler yoğuşmaya karşı yalıtım yapılmalıdır, - Yalıtımda ısı köprüleri oluşturulmamalıdır. Soğuk kesici borulardaki yalıtımlarda buhar kesici kullanılmalı veya buralarda (k) değeri yüksek yalıtım malzemeler kullanılmalı. Örneğin: Fancoil tesisatı yapıp camyünü kullanıyorsanız, bunun üzerine buhar kesici bir malzeme kullanmanız gerekir,aksi taktirde camyününün (X) değeri çok düşük olduğundan (A,=l,2) yoğuşma olup, malzeme zamanla deformasyona uğrayıp yalıtım özelliğini kaybeder. Ayrıca boru yüzeyinde korozyon oluşur. Örneğin alüminyum folyo ile kaplanabilir. Eğer bu tesisatta kauçuk köpüğü flex bir malzeme kullanıyorsanız, bunda da borunun ek yerlerine özel sıvı yapıştırıcıyla iyice yapıştırıp hava ile temasını kesmek gerekiyor, aksi taktirde bu noktalarda yoğuşma problemi olur. Bu tür malzemeler içïn ayrıca buhar kesici bir malzeme kullanmaya gerek yoktur. 5. UYGULAMADA DİKKAT EDİLMESİ GEREKEN HUSUSLAR Şu konu hiçbir zaman unutulmamalıdır, iyi bir uygulamanın iki vazgeçilmez koşulu kaliteli bir ürün ve kaliteli işçiliktir. Bunlardan birisi eksik olduğunda iyi sonuç almak olası değildir. Elastomerik kauçuk köpüğü ısı yalıtım malzemelerinin uygulanmasında dikkat edilmesi gereken hususları şöyle sıralayabiliriz ; a. Çalışmakta olan bir sisteme yalıtım uygulaması yapılmamalı, yalıtım tamamlandıktan sonra ise sitemi devreye almadan önce en az 36 saat beklenilmelidir. b. Düşük sıcaklık ve soğutucu uygulamalarında malzemeyi boruya kesitin her iki ucundan orijinal sıvı ile tutturulmak Tüm ek yerleri iyi bir şekilde yapıştırılmak aksi taktirde yoğuşma (kondensasyon) riski ile karşılaşır. c. Çelik boru ve kaplar üzerindeki yüzeyin pastan arındırılmış olması gerekir ve yüzeye antipas astar uygulanmalıdır. Yalıtım yapmadan önce bu kaplamanın kuruyup sertleşmesi için saat beklenmelidir. d. Düşük sıcaklık ve soğutucu devrelerin yalıtımını yaparken havanın serbestçe dolaşımını mümkün kılmak için e. Yüzeyler arasında yeterli boşluk sağlanmalıdır. Bu, sıcak ve nemli ortamlarda soğuk devreler üzerinde oluşacak olan yoğuşmaya karşı da extra bir koruyucu tedbirdir. Yalıtım tamamlandıktan sonra en az 36 saat beklendikten sonra yağlı boya uygulaması yapılabilir. Önerilen minimum kalınlık 2 kat boyadır. Kauçuk köpüğü borunun dış ortamlarda kullanılacağı durumlarda boya uygulamasının yapılması şarttır. (UV ışınları için ) f. Uygulama sırasında ek yerlerinin yapıştırılmasında kullanılan yalıtım bandının fazla gerdirilmemesi gerekir. g.uyguiama,ortam ısısının +5 Ç'nin altında olmaması gerekir. Aksi durumda yapıştırıcının kuruma süresi çok uzayacaktır. h.dirsek, T, Redüksiyon, flanş, vana, tank gibi elemanların yalıtımı için mutlaka üretici firmaların uygulama el kitapçıklarındaki önerilere uygun olarak yapılmalıdır. KAYNAKLAR 1. H.P Wöss, J.Weick-Eigenscihaften; Herstellung und anwendung von Elastomer-Schäumen für die Isolierang von Betriebstechnischen angalen 2. Dr.Peter Wöss-der ja Faktor 3. Ode Mühendislik Çalışmaları-2, 3, 4 4. Kaimannflex Uygulama El Kitabı 5. Kaimann Europe E. W.I.V. Seminer notları 139