Yerden Isıtma Sistemi Çalışma Tarzı ve Uygulama Tekniği

Transkript

1 Yerden Isıtma Sistemi Çalışma Tarzı ve Uygulama Tekniği Yerden Isıtma Sistemi Çalışma Tarzı: Diğer sıcak sulu ısıtma sistemlerinin birçoğunda olduğu gibi yerden ısıtma da kapalı devre yöntemi ile çalışır yani uygulama hazırlandıktan sonra sisteme bir kez su alınır ve aynı su sistem içinde ısı kaynağı ( kombi, kazan, güneş enerjisi, ısı pompası v.s.) ve zemin arasında sirküle edilir, ısı kaynağında ısınan su zeminde dolaşarak ısısını zemine dolayısı ile mekana verir, sonra ısı kaynağına yönlenir ve kaybettiği ısıyı tekrar kazanır, bu dönence sürekli devam eder. Devir dayım için su şebekesinden sürekli su alınmaz, sadece ısısal etkileşimler neticesinde önemsiz derecedeki buharlaşma gibi kayıplar sistem tarafından şebekeden su alınarak karşılanır. Yerden Isıtma Sistemi Uygulama Tekniği: vardır. Yerden ısıtma uygulamalarında dikkat edilecek hususları başlıklar halinde incelemekte yarar 1- Proje 2- İzolasyon Yalıtım bandı Strafor ( EPS ) Naylon branda ( PE ) veya NP Sistemi Demir ızgara ( Mukavemet için gerekli görüldüğünde ) 3- Sistem boruları 4- Kollektör 5- Koruyucu şap katmanı 6- Döşeme 1.Yerden Isıtma Hesabı ve Proje Bildiğiniz gibi herhangi bir mekana ısıtma veya soğutma sistemi yaptırılmak istendiğinde yapılacak en önemli iş yerden ısıtma hesap tekniği ve proje aşamasıdır. Sistem; uzman kadrolarca doğru hesap yöntemleri ile oluşturulup, uygulamaya geçildiği zaman, ihtiyaçların istenilen boyutta karşılanması sağlanacaktır. Yerden ısıtma sisteminde proje ve hesap detaylarına her zamankinden daha fazla dikkat edilmeli ve sisteme hakim kurumlara yaptırılmalıdır aksi halde hem istenilen konfor ve enerji tasarrufu sağlanamayacak hem de herhangi bir aksilik durumunda, uygulama zemin altında olacağından telafisi güç ve masraflı sorunlara neden olacaktır. 2.Yerden Isıtma İzolasyon Proje uygulanırken öncelikle zemindeki ısı kayıplarını önleyecek bir izolasyon yapılır. İzolasyon genelde üç aşamadır, zemin mukavemetini artırmak için gerekli durumlarda dördüncü aşama olarak demir ızgara uygulaması yapılabilir. 1 YALITIM BANDI : Öncelikle zemin çevresine yalıtım bandı uygulanır. Çevre yalıtım bandı uygulaması çok önem arz etmektedir. Yalıtım bandı zemin ısısının diğer yapı elemanlarına geçişini azaltarak zemindeki ısı verimini yükseltecek ve özellikle zemine uygulanacak şapta ısı neticesinde oluşan germe ve çekme kuvvetlerini tolare ederek şapın çatlamasının engellenmesine yardımcı olacaktır. Genel olarak bütün

2 uygulamalarda elastometrik kauçuktan yapılmış 10 cm genişliğinde ve uygulama zeminine göre 5 10 mm kalınlığında yalıtım bantları kullanmaktadır. 2 STRAFOR : Yalıtım bandı uygulaması tamamlandıktan sonra bütün zemine strafor döşenir. Strafor EPS den yapılmış ( Expanded Polistiren Sert Köpük: Petrolden elde edilen, köpük halindeki, termoplastik, kapalı gözenekli, tipik olarak beyaz renkli ) bir ısı yalıtım malzemesidir. Burada dikkat edilmesi gereken husus kullanılan EPS lerin min 3 cm kalınlık ve 30 kg/m³ yoğunluğun altında olmamasıdır. Aksi halde izolasyon daha borular döşenirken yıpranacak hem ısı yalıtımı düşecek hemde boru tutucuları yeterince kavramayarak serme işlemini zorlaştıracaktır. Genel olarak bütün uygulamalarda zemin niteliğine göre 3-5 cm kalınlığında ve min. 30 kg/m³ yoğunluğunda EPS kullanılır.. 3 NAYLON BRANDA VEYA NP SİSTEMİ : Strafor döşeme işlemi tamamlandıktan sonra üzerine naylon branda serilir. Serilen naylon branda straforu koruyacağı gibi ısı ve özellikle katlar arası ses yalıtımı yapmaktadır. Kullanılan naylon branda PE den yapılmıştır ve min 0,2 mm kalınlıgında olmalıdır. Bazı uygulamalarda naylon branda yerıne kabartmalı straforlar kullanılarak uzerıne NP (noppensystem) plakalar gecirilir. NP Plakalar PS folyodan yapılmıştır. Strafora geçerek kayma yapmasını önler. Isı yalıtım ve mukavemet değeri cok yüksek olduğu gibi en önemli avantajı tutucu yapısı ile boru sabitleştirici aparatların kullanımını ortadan kaldırarak zaman ve işçilikten tasarruf sağlamasıdır. 4 DEMİR IZGARA : Eğer uygulama yapılacak zemin alanı çok geniş ve ağır yükler altında kalacaksa Örn : Araç parkı, alışveriş merkezi, okul, hastane, fabrika v.b. izolasyon üzerine demir ızgara da döşenmelidir. Demir ızgara borular üzerine dökülecek olan şap mukavemetini artıracak ve oluşabilecek kırılmaları engelleyecektir. 3.Yerden Isıtma Boruları İzolasyon tamamlandıktan sonra daha önce projesi hazırlanan boruların seçilmiş olan bir başlangıç noktasından itibaren guruplar halinde döşenebilmesi için boru tutucu aparatlar plan dahilinde strafora monte edilir (Eğer NP plaka kullanılmış ise ek aparata gerek kalmaz) ve boru serme işlemine başlanır. Zemine uygulanacak olan boruların boyları başlangıç noktasına monte edilecek olan, su dağıtım ve toplama ünitesi görevini yapan kollektorde sirküle pompası olup olmama durumuna göre m arası sınırlı kalacağından borular zemine tek bir gurup halinde uygulanmaz. Başlangıç noktasından itibaren uygun metraj tamamlanana kadar boru rezistand gibi döşenir ve başlangıç noktasına tekrar dönülür, bu gidiş dönüş işlemine bir gurup denir. Burada dikkat edilmesi gereken en önemli husus gurupta kesinlikle ek yapılmamalı bir gurupta kullanılacak boru tek parça olmalıdır. Yerden ısıtma sektöründe kullanılan borular özellikleri bakımından çeşit arzettiği için aşağıda ayrıntılı olarak incelenmiştir.

3 Plastik sektöründeki hızlı gelişmeler neticesinde yüksek ısı ve basınca dayanıklı plastik borular üretilmiş ve tesisatlarda demir ve bakır boruların yerini almaya başlamıştır. Kullanılan plastik borular demir borulardaki gibi pas yapmamakta ve daha esnek bir yapıya sahip olduğundan gerek uygulama ve taşıma kolaylığı sağlamakta gerekse bakır borulara nazaran çok daha az maliyetlere sahip olmaktadır. Artık bina içi sıcak sulu ısıtma ve temiz su sistemlerinde tesisatların tamamına yakınında PPRC (Polipropilen Random Co-Polimer) borular kullanıldığını görmekteyiz. Özellikle yerden ısıtma sistemlerinin sıcak sulu uygulamalarının tamamında uzun omurlu yapısı ile iki tip plastik boru kullanılmaktadır. Bunlardan biri PE-X (Polietilen cross-linked) diğeri de PE-RT (Polietilen Raised Temperature Resistant) dir. PE-X ve PE-RT borularının her ikiside kimyasal olarak polietilen den üretilmekte fakat üretim teknikleri ve kaliteleri birbirinden farklıdır. PE-X borular çok amaçlı üretildiği için bir kaç tane alt sınıfı vardır; bunlar PE-Xa, PE-Xb, PE-Xc ve PE- Xd dir. Buradaki a.b.c.d harfleri üretim aşamasında polietilende birbirinden farklı zincirler içindeki karbon atomlarının birbirlerine çapraz bağlanmaları yöntemindeki bağ yoğunluğunu göstermektedir ve yoğunluk, a dan d ye doğru azalmaktadır. Bağ yoğunluğu arttıkça basınca ve ısıya dayanım da artmaktadır ancak esneklik özelliği azalmaktadır. Buda yerden ısıtma uygulamalarında zorluk çıkarmakta ve boruların esneklik kazanması için ısıtılarak döşenmesi gibi zaman ve işçilik kaybına neden olmaktadır. PE-RT borularda ise PE-X deki gibi karmaşık bir yapı yoktur, geliştirilen özel yöntemler sayesinde tamamen yerden ısıtmada kullanım icin tasarlanmış ve en yüksek esnek yapı yakalanırken basınc ve ısıya dayanımı da aynı derecede yüksektir. PE-RT borular -10 C ortam sıcaklığında dahi ek bir ısıtma uygulamadan 10 ar cm dönüş aralıklarıyla rahatlıkla döşenebilir. Yerden ısıtma sisteminde boru aralıkları ısıl verime dolayısı ile konfora direkt etki edeceğinden hesap ve uygulamalarına dikkat edilmesi şarttır. Borularda dikkat edilmesi gereken en önemli husus oksıdasyonu önleyen asıl faktör olan oksijen bariyeridir. Oksijen bariyeri borulara ek bir katman olarak uygulanır, yanı boruların üretim aşamasında bağ işlemleri tamamlandıktan sonra oksijen bariyeri tabakası boru üzerine yapıştırılır. Böylece oksijen bariyerli borular bünyesine havadaki oksijen atomlarını almayacağından boru ıcınde oksitlenme, kıreclenme tortulaşma ve yosunlama olmayacak ve ısıtma sisteminin metal aksamına serbest oksijen taşınmayacağından, sistemde paslanma olmayacaktır. PE-X borularında oksijen bariyeri opsıyoneldır ve bazılarında uygulanırken, bazılarında uygulanmamaktadır. Ancak tarafımızdan Hollanda dan temin edilen PE-RT borular istisnasız oksijen bariyerlidir. Yerden ısıtma sistemlerinde kullanılan boru çapları ve et kalınlıklarının incelenmesinde de yarar vardır. Boru çapına bağlı olarak taşınan su kapasitesi değişeceğinden ısıl verimde değişiklik arz etmekte ve et kalınlıkları boruların ısı iletim katsayılarında etkili olmaktadır. Bünyemizde 12, 14, 15, 16, 17, 20, 26, 32 mm çaplarında, 1,8 3 mm et kalınlıklarında PE-Xb ve PE-RT borular yer almaktadır. Örnek olarak yerden ısıtmanın 1 m2 de ne kadar ısı vereceğine bir bakalım. 16 mm çapında ve 2 mm et kalınlığındaki borunun 1 metresinde litre su taşınmakta ve 45 C su verilerek 10 ar cm aralıkla seramik altına 4 cm şapa gömülerek döşendiğinde metrekarede 152 W ısı vermektedir.

4 Aşağıdaki tablolarda PE-X ve PE-RT boruların teknik özellikleri verilmiştir. PE-X Yerden Isıtma Borusu Çap (mm) Et Kalınlıgı ( mm ) Ağırlık ( kg/m ) 0,078 0,091 0,098 0,104 0,120 0,220 0,260 Su taşıma kapasitesi (l/m) 0,079 0,113 0,133 0,154 0,201 0,314 0,531 Rulo/ Boyu (m) Koli Boyu (m) PE-RT Yerden Isıtma Borusu Çap (mm) Et Kalınlıgı ( mm ) Ağırlık ( kg/m ) 0,064 0,077 0,090 0,096 0,104 0,115 0,220 Su taşıma kapasitesi (l/m) 0,050 0,079 0,113 0,133 0,154 0,201 0,314 Rulo/ Boyu (m) Koli Boyu (m) PE-RT / PE-X Yerden Isıtma Boruları Özellikler PE-X (Oksijen bariyerli ise!) PE-RT Maximum sıcak su dayanım kapasitesi 95 C 95 C 50 yıl dayanım gücü ( PE-RT de 100 yıl ) 10 bar / 70 C 6,8 bar / 70 C Isı iletim katsayısı (16 mm çap ve 2 mm et kalınlıgında) 0,40 W/mK 0,46 W/mK Uzama Katsayısı 0,2 mm/mk 0,2 mm/mk Yüzey düzgünlüğü 0,007 mm 0,007 mm Oksijen geçirgenliği < 0,1 mg/l d < 0,1 mg/l d Dönüş açısı 5 dn (ısıtma gerektirir) 5 dn (ısıtma gerektirmez)

5 4.Yerden Isıtma Kollektör Boru döşeme ve guruplandırma işlemleri tamamlandıktan sonra seçilen başlangıç noktasına kolektör monte edilecek ve boru ağızları kolektöre bağlanacaktır. Seçilen kolektördeki gidiş ve dönüş vanaları uygulanan yerdeki boru gurubu kadardır. Kolektör mevsimine göre ısı kaynağından ve soğutma ünitesinden gelen sıcak veya soğuk suyun döşenen borulara dağıtılması ve toplanarak tekrar ısı kaynağına gönderilmesi işlevini yapar. Yerden ısıtma sektöründe ürün ömrü ve enerji tasarrufu açısından dikkat edilmesi gereken en önemli kalemlerden bir tanesi de kolektördür. Kolektör ısı kaynağından bağımsız olarak gidiş-dönüş sularının debilerine, basınçlarına ve ısılarına müdahale ile de mükellef olmalıdır. Yerden ısıtma kolektörleri, üzerine yerleştirilen elektrik otomasyonlu sirküle pompası, termostatik vana, kapalı genleşme tankı ve karışım vanası ile hem tam fonksiyonlu olarak çalışmakta ve istenilen konforu sağlamakta, hem de ısı kaynağında oluşabilecek ısı ve basınç değişikliklerinden meydana gelebilecek sorunları ortadan kaldırmaktadır. Üzerinde bulunan gösterge sayesinde basınç ve sıcaklık her an kontrol altındadır ve istenildiğinde müdahale yapılarak gerektiğinde değişiklik yapılabilmektedir. Basınç denge kabı sayesinde yüksek basınç otomatik olarak dengelenebilmektedir. Böylece yerden ısıtma borularının yüksek basınç altında patlama yapma ihtimali ortadan kaldırılmıştır. Termostatik vana ve karışım vanası sayesinde ısı kaynağından istenilenden yüksek dereceli su geldiğinde de ortam ısısının öngörülen değerin üzerine çıkması engellenmekte; karışım vanası vasıtası ile sıcak su tekrar ısı kaynağına gönderilerek hem ortam ısısı dengelenmekte hem de ısı kaynağının sık sık devreye girerek boş yere enerji sarf etmesi durdurulmaktadır. Elektrik otomasyonlu sirküle pompası sayesinde yerden ısıtma borularının gurup boyları 120 m ye kadar uzatılabilmekte böylece mekanın ısı kontrolü örneğin 10 gurupla halledilmek yerine 6-7 gurupla aynı görev yerine getirilmekte bu da işçilik ve malzeme tasarrufu sağlamaktadır. Yine pompa sayesinde borularda devir daim yapan suyun basınç kayıpları telafi edilerek tüm guruplarda eşit debi (akım hızı) sağlanarak homojen ısı dağılımı gerçekleştirilmektedir. Elektrik otomasyonu ortam istenilen ısıya ulaştığında devir daimi kontrol ederek gerektiğinde akım kesilip suyun tekrar ısı kaynağına giderek tekrar ısıtılması engellenmekte bu işlevde yine enerji tasarrufu ve ortam ısısının dengede tutulmasını sağlamaktadır. Görüldüğü üzere axem yerden ısıtma kolektörleri gerek enerji tasarrufu gerekse güvenlik açısından çift etki ile maksimum konfor ve verimde çalışmaktadır.

6 İstenildiğinde mekân içerisindeki bölümlerdeki ısılar örn. Odalar gurup vanaları sayesinde ayrı ayrı kontrol edilebilmekte kimi bölüm çok ısıtılırken kimi bölüm daha az ısıtılabilmekte ve kimi bölüm ise tamamen kapatılma şansına sahiptir. Ancak zaten hesaplarımızda mekan içindeki bölümlere döşenecek boruların verecekleri ısılar tespit edilerek ortamı istenilen seviyede ısıtacak şekilde döşendiği için bu müdahaleye gerek kalmamaktadır. Mekan içindeki herhangi bir bölümün tamamen kapatılması eşit ısı dağılımını bozacağı ve ortamda çok az da olsa sıcak soğuk hava akımı yaratacağından tavsiye edilmemektedir. Bu şikayet özellikle petekli sistemlerde görülmekte peteğe yakın yerler sıcak uzak bölgeler daha soğuk olmaktadır. Yerden ısıtma sisteminde ısı her yerde istenilen seviyededir. 5.Yerden Isıtma Koruyucu Şap Katmanı Serim işlemi tamamlanan ve kolektörü bağlanan borular öncelikle su veya hava kompresörü ile teste tabi tutulur. Herhangi bir sızdırma ve basınç kaybı olmadığı gösterge sayesinde gözlemlenir ve bir sorun varsa duzeltilir. İşlem tamamlandıktan sonra zemin artık şap tabakasının uygulanmasına hazırdır. Koruyucu şap katmanı standartlara uygun olarak ( D30 beton / mm2 ye 30N basınca dayanıklı olmalıdır ) uygulama zeminine göre 3-6 cm kalınlığında atılır. Burada dikkat edilmesi gereken en önemli husus yapılan ısı hesapları neticesinde şap katmanının kalınlık değerlerinin aşılmaması ve düzgün bir kodlamadır. Eğer anılan limitler aşılırsa ısı iletimi azalacaktır. Düzgün bir kodlama ısının homojen dağılımında etkili olacağı gibi koruyucu şap katmanı üzerine döşenecek malzemenin (fayans,seramik,parke v.s.) düzgün uygulanması açısından çok önemlidir.

7 6.Yerden Isıtmadan sonra yapılacak Döşeme Şap katmanı tamamlandıktan sonra zemin üzerine istenilen döşeme yapılır. Yerden ısıtma ve soğutma uygulamalarında sanılanın aksine herhangi bir kısıtlama yoktur. Doğal taşlar, parkeler, seramik ve fayans çeşitleri, tahtalama uygulamaları ve mermerler kullanılabilir. Burada dikkat edilmesi gereken husus proje aşamasında hangi zemine hangi uygulamanın yapılacağının bilinmesidir. Örn: ıslak zeminler fayans, odalar parke veya tahta, koridorlar mermer, kuru zeminlerde döşeme üzerine halı v.s. Her malzemenin kendine has ısı iletim katsayıları olacağından projelendirme aşamasında seçilecek malzemelere göre zemine uygulanacak boruların çapları, döşeme sıklıkları ve zemin derinlikleri belirlenir. Yine uygulama tekniği zemine döşenecek malzemenin çeşitliliğine göre değişecektir. Örnek olarak doğal taşlar, fayanslar, seramikler ve parke uygulamalarında tabla beton üzerine izolasyon yapılıp borular serildikten sonra şap dökülerek, şap katmanı üzerine döşeme yapılırken; tahtalama uygulanırken önce tahtaların ızgaraları tabla beton üzerine uygulanmakta, ızgara aralarına izolasyon ve boru seriminin gerçekleştirilmesine müteakip ızgara yüksekliği kadar koruyucu şap katmanı ve üzerine tahtalama yapılmaktadır. Görüleceği gibi uygulama esnasında gerekli önlem alınarak döşeme esnasında boruların zarar görmesi engellenmektedir. Döşemelerde parke gibi yapıştırıcılarla uygulanacak malzemelerde de sanılanın aksine herhangi bir kısıtlama yoktur. Zeminde dolaşacak su sıcaklığı ortalama değeri 45 C olacağından günümüzde uygulanan yapıştırıcıların mukavemetini azaltacak bir etkisi bulunmamaktadır. Kaynak