M 324 YAPI DONATIMI Kazanlar ve Kazan Daireleri Dr. Salih KARAASLAN Gazi Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü Gazi Üniversitesi Mimarlık Fakültesi Mimarlık Bölümü
Kazanların Sınıflandırılması Isıtma sistemlerinde kullanılan bütün ısı üreticiler kazan olarak isimlendirilirler. Döküm Kazanlar Çelik Kazanlar Atmosferik Brülörlü Üflemeli Brülörlü Düşük Sıcaklık Kazanları Yoğuşmalı Kazanlar
Döküm Kazanlar Döküm kazanların korozyona dayanıklılıkları yüksektir. Döküm kazanların çalışma şartlarına iyi bir uyumu vardır. Yeni dilimler ilavesiyle dökme demir kazanın ısı gücü kolaylıkla artırılabilir. Döküm kazanlar dilimleri ayrı ayrı taşınarak kullanma yerinde monte edildikleri için taşımaları kolaydır. Hatta kazanın çatı arasına yerleştirilmesi gereken hallerde bu fayda çok belirgin şekilde ortaya çıkmaktadır. Döküm kazanların dilimli olarak bal peteğine benzer şekilde yanyana ufak hacimler şeklinde yapısının olması sebebiyle gürültüyü yutucu özelliği vardır ve sessiz çalışırlar. Uzun ömürlüdürler.
Döküm Kazanlar
Çelik Kazanlar Döküm kazanlardan daha ucuza imal edilebilirler. Döküm kazanlardan daha hafiftirler. Yüksek basınçlara uygun yapılabilirler. Isıtma yüzeylerindeki ısı akışı fazladır. Kaynak yapılarak onarılmaları kolaydır. Kompakt konstrüksiyon yapılabilir. Yüksek ısı güçlerinde yapılabilir.
Atmosferik Brülörlü Kazanlar Bu kazanlarda yanma olayı düşey doğrultuda gerçekleşir ve göreceli olarak daha küçük bir yanma odası yeterlidir. Yanma için gerekli hava doğal baca çekişi ile sağlanır. Gaz ile hava karışımının yakılması atmosferik yakıcılarda gerçekleşir. Bu kazanlarda yanma odası altı açıktır. Atmosferik brülörlü kazanlar 700 kw güce kadar kullanılabilmektedir.
Üflemeli Brülörlü Kazanlar Üflemeli brülörlü kazanlarda su ile çevrili kapalı bir yanma odası söz konusudur. Gerekli hava cebri olarak fanla temin edilir ve yüksek basınçlı brülör kullanıldığında ocakta karşı basınç adı da verilen artı bir basınç oluşur. Brülör ve yanma odası birbirine uygun olmalıdır.
Üflemeli Brülörlü Kazanlar
Düşük Sıcaklık Kazanları Modern sıcak su kazanlarında yıllık yakıt tüketiminin ve çevreye verilen zararın en aza indirilmesi temel tasarım hedefleridir. Yıllık yakıt giderinin azaltılması acısından asıl Önemli olan kısmi yüklerde de kazan veriminin yüksek olmasıdır. Buna göre düşük sıcaklık kazanlarında aranan özellikler özetle: Düşük baca sıcaklığı, Aralıklı çalışma kaybının az olması, Düşük su sıcaklıkları ile çalışma, Yanma veriminin yüksek olması, Düşük emisyon değerleridir. Kazanda su sıcaklığını mümkün olduğu kadar düşürmek için sistemden dönen düşük sıcaklıktaki suyun kazana zarar vermemesi gerekmektedir. Bu söz konusu zarar, hem duman gazlarının kondensasyonu sonucu korozyon biçiminde ve hem de soğuk suyun sıcak yüzeylerle teması sonucu kazanda ısıl şoklar biçiminde olacaktır. Dolayısı ile kazan tasarımında en düşük su geri dönüş sıcaklığı sınırı vardır.
Yoğuşmalı Kazanlar Yoğuşmalı kazanlarda esas, baca gazlarının sıcaklığı çok düşürülerek baca gazı içindeki su buharının Yoğuşması ile gizli ısısının geri kazanılmasıdır. Bu kazanlarda yakıtta hidrojenin yüksek oranda bulunması esastır. Hidrojen oranı ne kadar yüksek olursa su buharının yoğuşmasıyla geri kazanılacak enerji de o kadar yüksek olur. Yoğuşmalı kazanlarda baca gazı sıcaklığı brülörün cinsi ile kazan konstrüksiyonuna göre 25 C ye kadar düşebilir. Bu kazanlar da baca önemli olup rutubete dayanıklı malzeme kullanılması gerekmektedir. 44 kw ısı gücüne kadar olan üst ısıl değer kazanlarında baca uzmanının görüşü alınarak dış duvardan da baca gazı havaya atılabilir. Baca gazlarının çok soğuması halinde bacada üst basınç hakim olup brülör basıncı baca gazlarının atılmasına yetmez. Brülör fanının yetersiz olması halinde baca gazı fanı kullanılır.
Yoğuşmalı Kazanlar Kazan dönüş sıcaklığı ve kazan ısı gücü ile konstrüksiyonu da yoğuşan su miktarını etkiler. Pratik olarak 75/60 C çalışma şartlarında 60gr/kWh, 40/30 C çalışma şartlarında ise 90gr/kWh yoğuşma olur. 20kW yani 17200kcal/h ısı gücündeki bir kazan 75/60 C şartlarında ve yılda 1700 saat çalışırsa yoğuşan su miktarı senede 2040kg olur. Kazanlarda yoğuşan suyun doğrudan doğruya kanalizasyona akıtılması yasak olup filtre kullanılması mecburiyeti vardır.
Kazan Daireleri ve Boyutları Kazan dairelerinin projelendirilmesinde Kurulacak kazanlar, Yakıt deposu, Kalorifer bacası, Duman kanalları, Tesisat elemanları (pompalar, boyler, eşanjör, su deposu, su temizleme cihazı, hidrofor, kolektörler, fanlar vb.) için ayrılması gereken hacim göz önünde bulundurulmalıdır. Kazan ve tesisat yapısının çeşitliliği nedeniyle kazan dairesi boyutlarının tesisat projelendirilmesinden önce belirlenebilmesi mümkün olmamaktadır. Ancak pratikte takribi ısı ihtiyacına göre, her 46W 'lık ısı ihtiyacı için 1metreküp kazan dairesi hacmi bırakmak yeterli olacaktır.
Kazan Daireleri için Yer Seçimi Kazan dairesinin yerinin tespitinde aşağıdaki kriterlere dikkat edilmesi gerekir. Baca gerek inşaat ve gerekse yanma tekniği bakımından istenilen şartları sağlamalıdır. Yakıtın getirilmesi ve atıkların atılması binanın diğer kısımlarını rahatsız etmemelidir. Kafi miktarda gün ışığı girmeli ve yeteri miktarda havalandırma sağlanabilmelidir. Kolaylıkla binanın içerisinden kazan dairesine geçilebilmelidir. Kazan dairesinde oluşan gürültü ve titreşimin binanın diğer kısımlarını rahatsız etmesi önlenmelidir. Kazan dairesinde kullanılan malzemelerin (yalıtım vb. amaçlı) yangına dayanıklı olması gerekmektedir. Yakıt depoları kazan dairesinden duvar ile ayrılmış ve kendi havalandırma sistemine sahip olmalıdır.
Kazan Dairelerinin Planlaması Kazanlar döşeme rutubetinden ve çevre yıkama sularından korunmak üzere bitmiş döşemeden 10-15 cm yükseklikte bir kaide üzerine oturtulmalıdır. Beton kaide yüksekliği ayrıca brülör kazana monte edildiğinde, brülör fanının yerden toz emmemesi için, brülörün altı yerden en az 30 cm yukarıda olacak şekilde yapılmalıdır. Kazan dairesinde çevre sularını toplayan büyük boy bir döşeme süzgeci bulunmalıdır. Ayrıca kazan dairelerinde 15x15 cm boyutlarında bir çevre kanalı (su toplama kanalı) yapılmalıdır. Büyük boy kazan dairelerinde kanalizasyon hattı kurtarmıyorsa 50x50x60 cm ölçülerinde toplama çukuru bulunmalıdır. Kazan daireleri biri bina içine, biri dış ortama acılan iki adet kapısı olacak şekilde düzenlenmelidir. Kazan dairesinin kapıları ateşe karsı dayanıklı olmalı ve içeriden dışarı doğru açılmalıdır. Kazan dairesi kapısı doğrudan merdiven boşluğuna açılmamalıdır.
Kazan Dairelerinin Planlaması Kazan dairesine küçük bir giriş odasından geçilmeli ve bu odanın kapıları sızdırmaz olmalıdır. Böylece kalorifer dairesindeki kokuların ve yangın halinde dumanın merdiven boşluğunu doldurması önlenmiş olur. Eğer kazan dairesinden doğrudan bina dışına bir kapı açılması mümkün ise, bu en uygun çözümü oluşturur. Kazan dairesinden bina içine açılan kapılarda en az 10 cm yükseklikte bir esik bulunmalıdır. Kazan dairesinin doğal olarak aydınlatılması mümkün ise, aydınlatma açıklıklarının, binanın diğer pencerelerinin altına rastlamamasına dikkat edilmelidir. Yapay aydınlatma yapılıyorsa, göz kamaştırmayan fakat daireyi iyice aydınlatan bir sistem kurulmalıdır. Kazan dairesine ait ana şalter giriş kapısı dolaylarına yerleştirilmeli ve sızdırmaz tip olmalıdır. Kazan dairelerinde yangın tüpü bulundurulmalıdır. < ' - 4 ~ < r= -E -O O* O
Kazan Dairelerinin Havalandırılması Bina altındaki kazan dairelerine taze havanın serbestçe girebilmesi için boşluk bırakılmalı ve çatıya kadar çıkan bir havalandırma bacası yapılmalıdır. Temiz hava giriş kesiti, baça kesitinin %50'sinden küçük olmamalıdır. Yine bu kesit 50 kw güce kadar en az 300cm2 olmalı bunun üzerindeki güçlerde her kw için minimum kesite 2,5cm2 ilave edilmelidir. Pis hava bacası kesiti en az 200cm2 olmalı ve baça kesitinin %25 'inden az olmamalıdır. Ancak en uygun pis hava baça kesiti, en az kalorifer bacası kesitinin yarısı olmasıdır. Kalorifer kazanlarının etrafında oluşacak ısının (daha çok kazanların arka kısmındaki duman sandığı ve baça civarında oluşur) dışarıya atılması için havalandırma menfezi kazan sonuna yakın yerde bırakılmalıdır. Kazan dairelerindeki cihazların dışarıya çıkarılabilmesi için en büyük cihaz boyutunda (kazan boyler, hidrofor vb.) bir servis boşluğu bırakıp, bunu havalandırma için de kullanmak daha iyi çözüm olabilir. Bu durumda servis boşluğunun altında cihaz olmamasına dikkat edilmelidir. Genellikle kazanların ön tarafı servis boşluğu olarak bırakıldığı için, doğal aydınlatma feneri ve cihazların dışarıya alınmasını sağlayacak boşluk da bu kısımda bırakılır. < ' - 4 ~ < r= -E -O O O