Isıtma Tesisatında Kullanılan Plastik Borular için Sürtünme Basınç Kaybı Gradyanı Çizelgesinin Hazırlanması ve Örnek Projeye Uygulanması

Transkript

1 Çukurova Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 30(2), ss., Aralık 2015 Çukurova University Journal of the Faculty of Engineering and Architecture, 30(2), pp , December 2015 Isıtma Tesisatında Kullanılan Plastik Borular için Sürtünme Basınç Kaybı Gradyanı Çizelgesinin Hazırlanması ve Mehmet Tahir ERDİNÇ 1, Alper YILMAZ *2 Tuncay YILMAZ 1 1 Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi, Müh. Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, Osmaniye, 2 Çukurova Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Otomotiv Müh. Bölümü, Adana Geliş tarihi: Kabul tarihi: Özet Isıtma sistemlerinde son yıllarda plastik borular hafif ve korozyona karşı dirençli olduğundan dolayı tercih edilmeye başlamıştır. Isıtma tesisatında kullanılacak pompanın seçimi için bilindiği üzere kazan çıkışındaki su debisi yanında kritik devrenin toplam basınç kaybının da bulunması gerekmektedir. Çelik borular için sıcaklık farkı ( T) T = 1 ve T = 20 için sürtünme basınç kaybı gradyanı (SBKG) R (Pa/m) çizelgesi bulunmaktadır. Bu çalışmada ise plastik borular için standartlarda verilen boru çapları kullanılarak T = 10 için sürtünme basınç kaybı gradyanı çizelgesi çıkartılmış olup, örnek bir tesisatta hem çelik boru hem de plastik boru kullanılması durumundaki basınç kaybı değerleri karşılaştırılmıştır. Anahtar kelimeler: Isıtma, Plastik boru, Sürtünme basınç kaybı gradyanı Determination of Chart for Friction Pressure Drop Gradient for Heating System Using Plastic Pipes with Application to a Sample Project Abstract In last years, plastic pipes are most preffered because they are light and resistant to corrosion. To select pump of the heating system; beside the water flow rate after the boiler, the total pressure drop in the critical cycle of the system must be known. For T = 1 and T = 20 steel pipe friction pressure drop gradients R (Pa/m) are given in literature. In this study, for plastic pipes of different diameters, friction pressure drop gradients are determined for T = 10 and a case study for steel and plastic pipe application is carried out and result are compared. Keywords: Heating, Plastic pipe, Friction pressure drop gradient * Yazışmaların yapılacağı yazar: Alper YILMAZ, Çukurova Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Otomotiv Mühendisliği Bölümü,01330 Adana, alpyil@cu.edu.tr Ç.Ü.Müh.Mim.Fak.Dergisi, 30(2), Aralık

2 Isıtma Tesisatında Kullanılan Plastik Borular için Sürtünme Basınç Kaybı Gradyanı Çizelgesinin Hazırlanması ve 1. GİRİŞ Isıtma ihtiyacının yanında artık konfor ve enerji tasarrufu da önem kazanmaktadır. Buna bağlı olarak binalarda ısıtma sistemlerinde, daha iyi yalıtım malzemelerinin kullanılması, oda termostatlarının konulması, daha verimli kazanların ve değişken devirli pompaların kullanılması gibi yenilikler var olmaya başlamış ve buna bağlı olarak da bu konudaki standartlar ve kurallar da hızlı değişime uğramaktadır. Diğer önemli yenilikler ise pompalı ısıtma sistemlerinde plastik boruların ve ısı pay ölçerlerin (ısı sayacı) kullanımıdır. Plastik boruların hafif ve korozyona karşı dirençli olması kullanımını bazı durumlarda cazip hale getirmektedir. Plastik borular hali hazırda sıhhi tesisatta yaygın olarak kullanılmaktadır. Özellikle plastik teknolojisindeki gelişmeler sayesinde yüksek sıcaklıklara dayanıklı boruların üretilmesiyle bu boruların pompalı ısıtma tesisatlarında kullanımına olanak sağlanmıştır. Diğer önemli bir yenilik ise ısı pay ölçerlerin ısıtma tesisatlarında kullanımıdır. Isı pay ölçer üzerine yerleştirildiği ısıtma hattından geçen ısı enerjisi miktarını debi ve sıcaklık farkına göre ölçen cihazdır. Isı pay ölçerlerin kullanımı Bayındırlık ve İskan Bakanlığı tarafından hazırlanan tarih ve sayılı Resmi Gazete de yayımlanan Merkezi Isıtma ve Sıhhi Sıcak Su Sistemlerinde Isınma ve Sıhhi Sıcak Su Giderlerinin Paylaştırılmasına İlişkin Yönetmelik ile yürürlüğe girmiştir [1]. 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Isıtma sistemleri hesapları için hem ısı transferi hem de akışkanlar mekaniği bilgisi gerektirmektedir. Isıtma tesisatının pompa hesabı için kritik devrenin basınç kaybının bulunması gerekmektedir. Basınç kaybı sürtünmeden dolayı oluşan kayıplar ve yerel kayıplar olarak ikiye ayrılır. Sürtünmeden dolayı oluşan basınç kaybı türbülanslı akışta Reynolds sayısı yanında pürüzlülük katsayısının yani boru malzemesinin de fonksiyonudur. Bundan dolayı kullanılacak boru malzemesinin önemi vardır. Boru boyutlandırmasının amacı en iyi ve en ekonomik şekilde tesisatın yapılmasıdır [2]. Literatürde, çelik borular için T = 1 ve T = 20 için sürtünme basınç kaybı gradyanı (SBKG) R(Pa/m) çizelgesi standartlarda belirtilen çaplara göre ısıtma yükünün fonksiyonu olarak verilmektedir [3]. Isıtma tesisatlarında kritik devre seçimi ve boru çapı tayini ile ilgili detaylı bilgiler çelik ve bakır borular için basınç kaybı grafikleri Isısan [4] çalışmasında verilmiştir. Akar [5] yaptığı çalışmada plastik boruların gerekliliği ve özellikleri hakkında bilgi vermiştir. Çakmanus ve İman [6] ın çalışmasında ve Ashrae [7] de plastik boru çeşitleri ve her birinin özellikleri ile ilgili ayrıntılı bilgi bulunmaktadır. Bulgurcu ve Özmen [8] yaptıkları bir çalışmada plastik boru ile çelik borudaki basınç kayıplarını deneysel olarak karşılaştırmışlardır. Zgoul ve Habali [9] yaptıkları çalışmada enerji verimliliği bakımından plastik boruların çelik borulardan daha iyi olduğunu belirtmişlerdir. Ashrae [10] de plastik borular için basınç kaybı gradyanı bir grafikle debinin fonksiyonu olarak verilmiştir. Yapılan literatür çalışmasında ısıtma tesisatında kullanılan plastik borular için SBKG nin ısıtma yüküne bağlı olarak çizelgeler bulunmamaktadır. Bu çalışmada sıcak sulu ısıtma sistemi için T = 10 sıcaklık farkı durumunda plastik borular için belirtilen çizelgeler verilmiştir. T = 10 verilmesinin nedeni doğal gaz yakıtlı yoğuşmalı kazan kullanımının yaygınlaşmasıdır. Ayrıca örnek bir tesisat için çelik boru ile plastik boru kullanılarak basınç kayıpları karşılaştırılmıştır. Hesaplamalara ısı pay ölçer basınç kaybı da dahil edilmiştir. 3. BORU ÇAPI HESABI Boru çaplarının belirlenmesi için boruların kat planlarında ve kolon şemalarında belirtilmesi ve ısıtma sisteminde kullanılacak çeşitli armatür ile bağlantı yer ve şekillerinin belirtildiği bir kolon şemasının çizilmiş olması gereklidir. Kolon şemasında kazan, pompa ile vanalar ve sistemde 26 Ç.Ü.Müh.Mim.Fak.Dergisi, 30(2), Aralık 2015

3 Tuncay YILMAZ, Mehmet Tahir ERDİNÇ, Alper YILMAZ kullanılan kapalı genleşme kabı da belirtilir. Boru çapı hesapları için ilk önce kritik devrenin belirlenmesi gereklidir. Kritik devre basınç kaybının en yüksek olacağı devre olarak tanımlanır. Bu tanıma göre normal olarak yapılan pompalı ısıtma sistemlerinde kazandan en uzak ve ısı yükü en fazla olan devre kritik devre olarak adlandırılır. Eğer en uzak devre en yüksek ısı yükü taşımıyorsa, o zaman A Q 2. L değeri yüksek olan devre kritik devre olarak belirlenebilir. Burada Q ısı yükü ve L boru uzunluğudur. Buna rağmen seçilen devrenin kritik devre olmadığı diğer devrelerin hesaplanması sırasında anlaşıldığında, kritik devreyi önce yanlış tahmin etmenin fazladan hesap yapmış olmak dışında bir zararı olmaz. Çapların belirlenmesinde çeşitli yöntemler vardır. Bunlardan en önemlileri hız metodu ve sabit sürtünme basınç gradyanı metodudur. Hız metodu basit bir metot olup, hesaplar kolaydır. Ancak sistemde basınç dengeleri gözetilmediği için istenen debilerin istenen ısıtıcılara gitmesi mümkün değildir. Bu durum ancak kolonlara konulacak kolon ayar vanaları ile zahmetli bir işle ayarlanabilir. Sabit sürtünme basınç gradyanı metodunda ise belirli bir basınç gradyanında en ekonomik boru çapının seçileceği durum dikkate alınır. Şekil 1 de ilk yatırım ve işletme giderlerinin boru çapından bağımlılığı şematik olarak gösterilmiştir. İlk yatırım fiyatları (F iy ) boru çapı büyüdükçe artmaktadır. Boru çapı sıfıra gittiğinde de ilk yatırım masrafları, pompa sistemi çok büyüdüğünden, yine artacaktır. Bundan dolayı sadece ilk yatırım masrafları dahi düşünülse ekonomik bir optimum d iy boru çapı vardır. İşletme masrafları (F iy ) boru çapı ile azalmaktadır, çünkü bilhassa pompanın harcadığı güç azalmaktadır. Bundan dolayı toplam masraflar bir d top boru çapında en küçük olacaktır. Gayet tabiidir ki, d top değeri d iy değerinden daha büyüktür. Yapılan sistemlerde edinilen deneylere göre ekonomik çap, belirli bir sürtünme basınç gradyanı için belirlenebilmekte ve bu değer genelde R= Pa/m olarak kabul edilebilmektedir. Enerji maliyetinin yüksek olduğu ülkelerde R küçük, düşük olduğu ülkelerde de R büyük seçilir. Ülkemizde daha çok R=100 Pa/m seçilmektedir. 4. SBKG ÇİZELGESİNİN BULUNMASI Borudan geçen ısı miktarı Eşt.(1) ilehesaplanabilir: Q = M c P T (1) Burada M, c P ve T sırasıyla suyun kütlesel debisi, özgül ısısı ve kazan giriş-çıkış sıcaklık farkıdır. Suyun kütlesel debisi ise F FFTOP top M = ρua i (2) şeklinde yazılarak, FFİY iy F iş Fİ Q = ρua i c P T (3) elde edilir. Burada boru kesit alanı A i de diy iy ddtop top d Şekil 1. İlk yatırım, işletme ve toplam fiyatların boru çapı ile değişimi A i = π d2 4 (4) şeklinde bulunur. Bir metre borudaki sürtünmeden dolayı oluşan SBKG R(Pa/m); Ç.Ü.Müh.Mim.Fak.Dergisi, 30(2), Aralık

4 Isıtma Tesisatında Kullanılan Plastik Borular için Sürtünme Basınç Kaybı Gradyanı Çizelgesinin Hazırlanması ve R = P L şeklinde tarif edilir ve R = fρu2 2d (5) (6) eşitliği ile hesaplanır. ρ, u, d ve L sırasıyla suyun yoğunluğu, su hızı, boru iç çapı ve boru uzunluğudur. Sürtünme katsayısı f ise Eşt.(7) de verilen Colebrook denklemi [11] ile hesaplanır. 1 f = 2 log10 (ε/d 3,7 + 2,51 Re f ) (7) Burada ε, Re mutlak pürüzlülük ve Reynolds sayısıdır. Re sayısı da Re = ud υ (8) bağıntısıyla belirlenir. υ suyun kinematik viskositesidir. Normal hesaplarda verilen bir R ve Q değerlerinde gerekli boru çapı Eşt.(3)-(6) kullanılarak d = ( 8f ρπ 2 R ) 1/5 ( Q 2/5 (9) c P T ) şeklinde hesaplanır. Burada f iterasyonla Eşt.(7) den bulunur. İmal edilen borular için verilen çizelgelerden de hesaplanan çapa en uygun boru çapı belirlenir. Sonra da bu verilen borunun çapı ve pürüzlülüğü esas alınarak gerçek SBKG aşağıdaki eşitlikten belirlenir. Bu çalışmada çizelgelerin belirlenmesinde, önce imal edilen bir boru çapı ve borunun pürüzlülüğü verilerek Q ve u, SBKG R nin fonksiyonu olarak bulunacaktır: Q = c P T ( ρπ2 d 5 R ) 8f 1/2 (11) Bu değerle de Eşitlik (3) ten akış hızı u hesaplanacaktır. Çizelge hesabında T = 10 alınmıştır. Çizelgede hız u ve ısı yükünü Q doğrudan hesaplanamadığı için bir programlama dili kullanılarak nümerik olarak hesaplanmıştır. Programın akış şeması Şekil 2 de verilmiştir. Başlama ve fiziksel özelliklerin(,, girilmesi ve d R değerinin verilmesi u ve f değerlerinin ilk tahmini u yeni, Re, f yeni değerlerini hesapla R = 8f ρπ 2 ( Q 2 1 (10) c P T ) d 5 ve u Şekil 2. Program akış şeması 28 Ç.Ü.Müh.Mim.Fak.Dergisi, 30(2), Aralık 2015

5 Tuncay YILMAZ, Mehmet Tahir ERDİNÇ, Alper YILMAZ 5. ÇİZELGE ÖRNEKLERİ Plastik borularda T = 10 için SBKG Çizelge 1 de verilmiştir. Boru çapları için DIN 8077 de verilen değerler esas alınmıştır. Çelik borularda T = 10 için SBKG ise Çizelge 2 de verilmiştir. Diğer sıcaklık farkları T d için Q değeri olarak sanal bir Q s değeri aşağıdaki gibi seçilmelidir. Q s = Q T T d (12) Bu değerler ile verilen çizelgeler aynen kullanılabilir. 6. ÖRNEK TESİSAT HESAPLAMALARI Örnek tesisat kolon şeması ve daire kat planı Şekil 3 te gösterilmiştir. Burada yönetmelik dikkate alınarak pay ölçerli sistem seçilmiştir. Bu sistem hem plastik hem de çelik borular için hesaplanacaktır. Hesaplarda sürtünme basınç gradyanının yaklaşık R=100 Pa/m civarında ve hızların da kazan çıkışında 0,8 m/s den, daire içerisinde 0,5 m/s den büyük olmamaları dikkate alınmıştır Plastik Boru için Hesaplamalar Yerel basınç kayıp katsayısı ζ değerleri çizelgesi Çizelge 2 de, boru hesabı cetveli Çizelge 3 te ve ısı pay ölçer basınç kaybı grafiği Şekil 4 te verilmiştir. Bir j borusundaki basınç kaybı ΔP j = L j R j + ( ζ i ( ρu2 2d ) ) i olarak hesaplanır. Çizelge 3 ten görüleceği gibi ΔP T = Pa i j (13) olarak bulunur. j boru numarasını ve i de j borusundaki yerel kayıpları göstermektedir. ΔP T ise toplam basınç kaybıdır. 8/17 de Isı sayacı DN 20, V n = 2,5 m 3 /h seçilmiştir. T = 10 o C fark ve 17 kw kg M 8/17 = = 0,4 = 1461 kg/h 4, s V 8/17 = 1,48 m 3 /h değeriyle ısı sayıcındaki basınç kaybı ( P IS ), P IS = 8600 Pa olarak okunur. Toplam basınç kaybı (ΔP T ) P T = P T =2,80 mss = Pa ve kazan su debisi Q V = ρ c p T = 238 kw 4,182( kj 10( 985(kg kg V = 5, m3 m3 = 20,79 s h olarak hesaplanır ve bu değerlerle pompa seçilir. Pompa seçilirken firmaların pompa karakteristik eğrileri ile pompa verim eğrileri dikkate alınır Çelik Boru için Hesaplamalar Çelik borular için ζ değerleri Çizelge 4 te, boru hesabı cetveli Çizelge 5 te ve ısı pay ölçer basınç kaybı grafiği Şekil 4 te verilmiştir. Toplam boru basınç kaybı Eşitlik (11) ile Çizelge 5 ten de görüleceği gibi ΔP T = Pa olarak bulunur. Isı pay ölçer basınç kaybı plastik boru hesabı ile aynıdır. Buradan P T = = Pa P T =3,19 mss Ç.Ü.Müh.Mim.Fak.Dergisi, 30(2), Aralık

6 Isıtma Tesisatında Kullanılan Plastik Borular için Sürtünme Basınç Kaybı Gradyanı Çizelgesinin Hazırlanması ve Çizelge 1. Plastik borularda T = 10 için pompalı tesisatta SBKG R çizelgesi (Boru standartı: DIN 8077) R (Pa/m) Dış çap=14 mm Et kalınlığı=2 mm İç çap=10 mm Dış çap=16 mm Et kalınlığı=2 mm İç çap=12 mm Dış çap=17 mm Et kalınlığı=2 mm İç çap=13 mm Dış çap=18 mm Et kalınlığı=2 mm İç çap=14 mm Dış çap=20 mm Et kalınlığı=2,3 mm İç çap=15,4 mm Q(W) u(m/s) Q(W) u(m/s) Q(W) u(m/s) Q(W) u(m/s) Q(W) u(m/s) ,9 0,06 335,7 0,07 419,2 0,08 514,8 0, , ,7 0,09 504,9 0,11 629,7 0,12 772,4 0, , ,9 0,12 639,9 0,14 797,5 0,15 977,5 0, , ,9 0,14 756,3 0,16 942,2 0, , , ,5 0,16 860,7 0, , , , ,8 0,18 956,3 0, , , , ,1 0, , , , , , , , , , ,3 0, , , , , ,3 0, , , , , ,3 0, , , , , ,5 0, , , , , ,3 0, , , , , ,7 0, , , , , ,9 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,72 30 Ç.Ü.Müh.Mim.Fak.Dergisi, 30(2), Aralık 2015

7 Tuncay YILMAZ, Mehmet Tahir ERDİNÇ, Alper YILMAZ Çizelge 1. Devam Ç.Ü.Müh.Mim.Fak.Dergisi, 30(2), Aralık

8 Isıtma Tesisatında Kullanılan Plastik Borular için Sürtünme Basınç Kaybı Gradyanı Çizelgesinin Hazırlanması ve Çizelge 1. Devam R (Pa/m) Dış çap=75 mm Et kalınlığı=12,5 mm İç çap=50 mm Dış çap=90 mm Et kalınlığı=15 mm İç çap=60 mm Dış çap=110 mm Et kalınlığı=18,3 mm İç çap=73,4 mm Dış çap=125 mm Et kalınlığı=20,8 mm İç çap=83,4 mm Dış çap=160 mm Et kalınlığı=26,6 mm İç çap=106,8 mm Q(W) u(m/s) Q(W) u(m/s) Q(W) u(m/s) Q(W) u(m/s) Q(W) u(m/s) , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,59 32 Ç.Ü.Müh.Mim.Fak.Dergisi, 30(2), Aralık 2015

9 Tuncay YILMAZ, Mehmet Tahir ERDİNÇ, Alper YILMAZ Çizelge 2. Çelik borularda T = 10 için pompalı tesisatta SBKG R çizelgesi Vidalı Yarı Ağır Borular DIN 2440 R (Pa/m) =, =, = =, =, Q(W) u(m/s) Q(W) u(m/s) Q(W) u(m/s) Q(W) u(m/s) Q(W) u(m/s) ,7 0, , , , , ,8 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,22 Ç.Ü.Müh.Mim.Fak.Dergisi, 30(2), Aralık

10 Isıtma Tesisatında Kullanılan Plastik Borular için Sürtünme Basınç Kaybı Gradyanı Çizelgesinin Hazırlanması ve Çizelge 2. devamı Dikişsiz Çelik Borular DIN 2449 R (Pa/m) =, =, = = =, =, Q(W) u(m/s) Q(W) u(m/s) Q(W) u(m/s) Q(W) u(m/s) Q(W) u(m/s) Q(W) u(m/s) , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,16 34 Ç.Ü.Müh.Mim.Fak.Dergisi, 30(2), Aralık 2015

11 Tuncay YILMAZ, Mehmet Tahir ERDİNÇ, Alper YILMAZ Çizelge 2. devamı Dikişsiz Çelik Borular DIN 2449 R (Pa/m) = = = = = = = Q(W) u(m/s) Q(W) u(m/s) Q(W) u(m/s) Q(W) u(m/s) Q(W) u(m/s) Q(W) u(m/s) Q(W) u(m/s) , ,2 0, ,7 0, ,8 0, ,4 0, ,2 0, , , ,4 0, ,3 0, ,2 0, ,8 0, , , , ,3 0, ,6 0, , , , , , ,4 0, ,5 0, ,8 0, , , , , ,6 0, ,2 0, , , , , , ,8 0, ,9 1, , , , , , ,8 1, ,9 1, , , , , , ,6 1, ,2 1, , , , , , ,3 1, ,2 1, , , , , , ,8 1, ,2 1, , , , , , ,1 1, , , , , , , ,5 1, , , , , , , ,9 1, , , , , , , ,8 1, , , , , , , ,3 1, , , , , , , ,6 1, , , , , , , ,4 1, , , , , , , ,2 1, , , , , , , ,3 1, , , , , , , ,4 1, , , , , , , ,1 1, , , , , , , ,7 1, , , , , , , ,2 1, , , , , , , ,7 1, , , , , , , ,2 1, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,84 ve toplam su debisi de V = Q ρc p T = 4,182( kj kg 238 kw 10( 985(kg V = 5, m3 s m3 = 20,79 h olarak elde edilir. Pompa seçilirken yine pompa karakteristik eğrisi ve pompa verim eğrisi dikkate alınmalıdır. Ç.Ü.Müh.Mim.Fak.Dergisi, 30(2), Aralık

12 ı Sayacı İVEN İVEN İRE Isıtma Tesisatında Kullanılan Plastik Borular için Sürtünme Basınç Kaybı Gradyanı Çizelgesinin Hazırlanması ve Şekil 3. Örnek tesisatın kolon şeması ve daire kat planı 36 Ç.Ü.Müh.Mim.Fak.Dergisi, 30(2), Aralık 2015

13 Parçalar Isı miktarı Sıcaklık farkı...8c olduğuna göre miktarı boru parçası uzunluğu Parça No: Boru Çapı(İç çap) mm Kazan veya Radyatör Kollektör giriş ve çıkışı Pantolon Parçası S Parçası Çift Dirsek(Geniş) Çift Dirsek(Dar) T-Birleştirme T-Ayırma T-Karşıt Akım T-Geçiş (ayırma) T-Geçiş (birleştirme) Boru Çapları Deve Boynu 90 Dirsek Şiber Vana Kolon Vanası(dik) Kolon Vanası(eğik) Radyatör Vanası(düz) Radyatör Vanası(köşe) Tuncay YILMAZ, Mehmet Tahir ERDİNÇ, Alper YILMAZ Çizelge 3. Plastik boru için ζ değerleri ζ DEĞERLERİNİ HESAPLAMA ÇİZELGESİ Sayfa: Toplam 1/2'' 1, ,5 8,5 4 3/4'' 1,1 1,5 0, '' 0,9 1,5 0, /4'' 0,5 1 0,3 5 2, /2'' 0,4 1 0,3 5 2, '' 0,3 1 0, ,5 0,5 1,5 0,5 0, , ,5 1/24 100,5 2,5 0,5 3 7, ,0 2/23 100,5 6 6,0 3/22 82,5 6 6,0 4/21 82,5 6 6,0 5/ ,0 6/19 51,5 6 6,0 7/18 41,25 6 6,0 8/17 35,75 0 0,5 0,6 1,1 9/ ,5 1,0 1,5 10/15 21,25 0 0,5 3 3,5 11/14 21,25 0 0,5 0,5 12/13 15,75 2,5 4,0 8 14,5 Çizelge 4. Plastik boru için boru hesap cetveli Boru Hesabı Cetveli...Binası....Binası Sahife: Kat: a b c d e f g h ı k l m n o p q r s Takribi boru Çapına Göre Değiştirilmiş Boru Çapına Fark Göre d u R LR Sj Z d u R LR v j LR Z No kw Watt m mm m/s Pa/m Pa Pa m/b Pa/m Pa Pa Pa Pa 1/ ,8 0,64 30,88 99,30 23, / ,8 0,55 23,33 139,98 6,0 907,5 3/ ,4 0,75 55,42 332,52 6, / ,4 0,77 68,50 411,00 6, / ,4 0,58 40,67 244,02 6, / ,58 51,70 310,20 6, / ,59 82,70 496,20 6, / ,2 0,47 73,90 295,60 1,1 121,5 9/ ,8 0,45 96, ,00 1,5 151,9 10/ ,8 0,35 61,70 370,20 3,5 214,4 11/ ,4 0,32 74,30 594,40 0,5 25,6 12/ ,31 104,30 625,80 14,5 696,7 TOPLAM LR = 5.463,22 TOPLAM Z = ,87 GENEL TOPLAM = 18820,09 Pa Ç.Ü.Müh.Mim.Fak.Dergisi, 30(2), Aralık

14 Parça No: Boru Çapı(İç çap) mm Kazan veya Radyatör Kollektör giriş ve çıkışı Pantolon Parçası S Parçası Çift Dirsek(Geniş) Çift Dirsek(Dar) T-Birleştirme T-Ayırma T-Karşıt Akım T-Geçiş (ayırma) T-Geçiş (birleştirme) Boru Çapları Deve Boynu 90 Dirsek Şiber Vana Kolon Vanası(dik) Kolon Vanası(eğik) Radyatör Vanası(düz) Radyatör Vanası(köşe) 1,48 Isıtma Tesisatında Kullanılan Plastik Borular için Sürtünme Basınç Kaybı Gradyanı Çizelgesinin Hazırlanması ve 0,085 Şekil 4. Isı pay ölçer basınç kaybı grafiği [12] (Plastik ve çelik borular için) Çizelge 5. Çelik boru için ζ değerleri ζ DEĞERLERİNİ HESAPLAMA ÇİZELGESİ Sayfa: Toplam 1/2'' 1, ,5 8,5 4 3/4'' 1,1 1,5 0, '' 0,9 1,5 0, /4'' 0,5 1 0,3 5 2, /2'' 0,4 1 0,3 5 2, '' 0,3 1 0, ,5 0,5 1,5 0,5 0, , ,5 1/ ,5 0,5 3 7, ,0 2/ ,0 3/22 82,5 6 6,0 4/21 82,5 6 6,0 5/ ,0 6/19 51,5 6 6,0 7/18 41,3 6 6,0 8/17 35,8 0 0,5 0,6 1,1 9/ ,5 1,0 1,5 10/15 21,3 0 0,5 3 3,5 11/14 21,3 0 0,5 0,5 12/13 15,8 2,5 4,0 8 14,5 38 Ç.Ü.Müh.Mim.Fak.Dergisi, 30(2), Aralık 2015

15 Parçalar Isı miktarı Sıcaklık farkı...8c olduğuna göre miktarı boru parçası uzunluğu Tuncay YILMAZ, Mehmet Tahir ERDİNÇ, Alper YILMAZ Çizelge 6. Çelik boru için boru hesap cetveli Boru Hesabı Cetveli...Binası....Binası Sahife: Kat: a b c d e f g h ı k l m n o p q r s Takribi boru Çapına Göre Değiştirilmiş Boru Fark Çapına Göre d u R LR Sj Z d W R LR v j LR Z No kw Watt m mm m/s Pa/m Pa Pa m/b Pa/m Pa Pa Pa Pa 1/ ,5 0,72 49,90 499, / ,5 0,62 37,80 226, / ,5 0,77 71,04 426, / ,5 0,61 46,71 280, / ,76 96,60 579, / ,5 0,79 133,70 802, / ,25 0,62 110,50 663, / ,75 0,41 62,20 248,80 1,1 93,81 9/ ,37 77, ,40 1,5 102,7 10/ ,25 0,47 159,60 957,60 3,5 386,6 11/ ,5 0,27 57,40 459,20 0,5 18,23 12/ ,75 0,25 71,45 428,70 14,5 453,1 TOPLAM LR = 6809,8 TOPLAM Z = ,51 GENEL TOPLAM = ,31 Pa 7. SONUÇ Bu çalışmada ısıtma tesisatında kullanılan plastik borular için sürtünme basınç kaybı gradyanı (SBKG) çizelgesi T = 10 için hesaplanmıştır. Diğer sıcaklık farklarında Eşitlik (12) ye göre sanal bir Q s tarif edilerek verilen çizelgeler aynen kullanılabilir. Bu çizelge kullanılarak örnek bir tesisatta kritik devre boru çapları belirlenmiş ve basınç kayıpları hesaplanmıştır. Hesaplamalar çelik boru için de yapılmıştır. Verilen sonuçlardan görüleceği gibi plastik boru kullanılarak basınç kaybı yaklaşık %12 oranında azalmaktadır. Bu çalışmada ayrıca sistem analizinde ısı pay ölçer de dahil edilmiştir. Maliyet açısından incelendiğinde plastik boru fiyatlarının 30 mm iç çaplarından sonra, çelik borulara göre arttığı görülmektedir. Ancak işçilik bakımından plastik boruların daha avantajlı olduğu da bilinmektedir. 8. KAYNAKLAR Sayılı Resmi Gazete, Merkezi Isıtma ve Sıhhi Sıcak Su Sistemlerinde Isınma ve Sıhhi Sıcak Su Giderlerinin Paylaştırılmasına İlişkin Yönetmelik, Bayındırlık ve İskan Bakanlığı, Sayılı Resmi Gazete, T., Yılmaz, Isıtma Sistemleri ve Elemanları, ÇÜ MMF yayınları, Adana, 3. TMMO, Kalorifer Tesisatı, MMO Yayınları/352/7 Ç.Ü.Müh.Mim.Fak.Dergisi, 30(2), Aralık

16 Isıtma Tesisatında Kullanılan Plastik Borular için Sürtünme Basınç Kaybı Gradyanı Çizelgesinin Hazırlanması ve 4. Isısan Çalışmaları, Borular, Vanalar, Pompa ve Boru Çapı Hesabı, Isıtma Tesisatı, Böl:7. 5. A.Akar, er/60320be12a1c050_ek.pdf?dergi=149, erişim tarihi: İ., Çakmanus, H., İman, Mekanik Tesisat Sistemlerinde Kullanılan Borular, TTMD Dergisi, Sayı: ASHRAE HVAC Systems and Equipment Handbook, Pipes, Tubes and Fittings, Part 41, H., Bulgurcu, G., Özmen, Yaygın Olarak Kullanılan Bazı Sıhhi Tesisat Elemanlarındaki Basınç Kayıplarının Kuramsal ve Deneysel Olarak Hesaplaması, X. Ulusal Tesisat Kongresi, İzmir, M. H., Zgoul, S. M., Habali, An Investigation Into Plastic Pipes as Hot Water Transporters in Domestic and Industrial Applications Jordan Journal of Mechanical and Industrial Engineering, Vol.2, No:4, ASHRAE Handbook-Fundamentals, Pipe Sizing, Chapter C. F., Colebrook, Turbulent Flow in Pipes, with Particular Reference to the Transition Between the Smooth and Rough Pipe Laws, Journal of the Institute of Civil Engineers London, 11, Techem Isı Sayaçları, (Erişim tarihi: ). 40 Ç.Ü.Müh.Mim.Fak.Dergisi, 30(2), Aralık 2015