Sirkülasyon Pompası Nasıl Seçilir? Debi ve Basma Yüksekliği Hesabı

Sirkülasyon pompası seçimi iki sayıya iner: debi (Q) ve basma yüksekliği (H). Debi Q = P × 0,86 / ΔT ile ısı yükünden, basma yüksekliği ise devrenin en uzun hattındaki boru ve ekipman kayıplarının toplamından bulunur. Kapalı devrede bina yüksekliği hesaba girmez. Kalan iş, bu noktayı pompa eğrisine oturtmaktır.

Bu rehber, Vekron Mekanik mühendislik ekibinin ısıtma ve soğutma devrelerinde kullandığı hesap yöntemini adım adım açıyor. İçerik haritası:

• Q = P × 0,86 / ΔT formülünün nereden geldiği ve hangi akışkanda değiştiği
• Basma yüksekliği hesabı: sürtünme kaybı, yerel kayıplar, ekipman kayıpları
• Kapalı devrede statik yükseklik neden toplama girmez, açık devrede neden girer
• Sistem eğrisi çizimi ve çalışma noktasının pompa eğrisiyle kesişimi
• ΔT 10 K, 15 K ve 20 K senaryolarının debiye ve boru çapına etkisi
• Yerden ısıtma ile radyatör devresinin birbirinden ayrılan seçim kuralları
• İki tam sayısal örnek: 180 m² müstakil konut ve 24 daireli apartman
• Çift pompa, yedekleme ve devreye alma disiplini

01Sirkülasyon pompası nedir ve ne iş yapar?

Sirkülasyon pompası, kapalı bir ısıtma veya soğutma devresinde suyu üretici ile terminal üniteler arasında dolaştıran, devrenin sürtünme direncini yenmek üzere boyutlandırılmış düşük basma yüksekliğine sahip pompadır. Görevi suyu yukarı kaldırmak değil, halka boyunca döndürmektir. Bu ayrım seçimin tamamını belirler.

Devre kapalıysa su, kazandan çıkar, kolektörden dağılır, radyatör veya fancoil üzerinden ısısını bırakır, dönüş kolektöründen kazana geri gelir. Bu halkada su hiçbir noktada atmosfere açılmaz. Yukarı çıkan kolonda kazanılan potansiyel enerji, aşağı inen kolonda geri verilir. Dolayısıyla pompanın yenmesi gereken tek şey, borunun cidar sürtünmesi ve fittings, vana, eşanjör gibi elemanların yarattığı yerel kayıplardır.

Sirkülasyon pompaları ıslak rotorlu ve kuru rotorlu olmak üzere ikiye ayrılır. Islak rotorluda rotor bastığı suyun içinde döner, salmastra yoktur, ses seviyesi 32 ila 48 dB(A) bandındadır ve bakım kalemi neredeyse yoktur. Konut ve orta ölçekli ticari binaların hemen tamamı bu sınıftadır. Kuru rotorlu inline pompalar, tek ünitede 40 m³/h üstü debiye veya 15 mSS üstü basınca ihtiyaç duyulduğunda devreye girer. Ürün grubunu /urunler/pompa-sistemleri/sirkulasyon-pompalari sayfasında görebilirsiniz.

Modern ıslak rotorlu pompaların tamamı kalıcı mıknatıslı senkron motorla ve entegre frekans konvertörüyle üretilir. ErP 641/2009 yönetmeliği 2013'ten beri sabit devirli standart sirkülasyon pompalarının piyasaya sürülmesini fiilen sonlandırmıştır; bugün satılabilen bir ünite EEI ≤ 0,23 sınırını sağlamak zorundadır. Bu, hesabınızın çıktısının artık tek bir devir değil, bir kontrol eğrisi ailesi olduğu anlamına gelir.

02Sirkülasyon pompası seçimi hangi girdilerle başlar?

Seçim beş girdiyle başlar: devrenin ısı yükü (kW), tasarlanan gidiş-dönüş sıcaklık farkı ΔT (K), en kritik hattın boru güzergâhı ve çapı, devredeki ekipmanların basınç kaybı verileri ve akışkanın cinsi. Bu beşi yazılı sabitlemeden yapılan her hesap, sonradan değişen tek bir kalemde çöpe gider.

Isı yükü, mimari projeden ve ısı kaybı hesabından gelir. Kurulu kazan gücünden değil, hesaplanan yükten yürünür; kazan gücü emniyet payı ve DHW önceliği yüzünden çoğu zaman yükten yüzde 20-40 büyüktür. Pompayı kazan gücüne göre seçmek, aşırı boyutlandırmanın bir numaralı sebebidir.

ΔT bir tasarım kararıdır, verilen bir sabit değil. Radyatör devrelerinde 15 ila 20 K, fancoil ısıtma devrelerinde 10 ila 15 K, yerden ısıtmada 5 ila 8 K, soğutma devrelerinde ise 5 ila 7 K tipiktir. ΔT büyüdükçe aynı ısıyı taşımak için gereken debi küçülür; debi küçüldükçe hem boru çapı hem pompa gücü düşer.

Akışkan cinsi hesabı iki yerden değiştirir. Yüzde 30 etilen glikol karışımının özgül ısısı suyunkinden yaklaşık yüzde 10 düşük, viskozitesi ise 20 °C'de kabaca iki katıdır. Aynı ısıyı taşımak için debi yüzde 10-12 artar, sürtünme kaybı yüzde 15-20 artar, motor gücü yüzde 6-10 yükselir. Glikolü sonradan atmayı planlayan bir tesiste pompayı en baştan glikolle hesaplamak gerekir.

03Debi hesabı nasıl yapılır: Q = P × 0,86 / ΔT nereden geliyor?

Debi hesabı, kalorimetrenin temel denkleminden türetilir: P = ṁ × c × ΔT. Burada P ısı yükü (kW), ṁ kütlesel debi (kg/s), c suyun özgül ısısı (4,186 kJ/kgK), ΔT gidiş-dönüş farkıdır (K). Denklemi hacimsel debi Q (m³/h) için çözdüğünüzde Q = P × 0,86 / ΔT çıkar.

Türetmeyi adım adım yazalım. Adım 1: ṁ = P / (c × ΔT) → ṁ (kg/s) = P (kW) / (4,186 × ΔT). Adım 2: saatlik kütleye çevirelim, ṁ (kg/h) = 3600 × P / (4,186 × ΔT) = 860,0 × P / ΔT. Adım 3: suyun yoğunluğunu 1000 kg/m³ alarak hacme geçelim, Q (m³/h) = 0,860 × P / ΔT. Adım 4: yorum — 0,86 katsayısı bir emniyet payı ya da deneysel katsayı değildir; 3600/4,186/1000 sadeleşmesinin sonucudur.

Katsayının hangi koşulda değiştiğini bilmek önemlidir. Su 80 °C'de 971,8 kg/m³ yoğunluğa iner ve özgül ısısı 4,197 kJ/kgK'ya çıkar; bu durumda katsayı 0,860 yerine yaklaşık 0,883 olur, yani yüzde 2,7 fark eder. Bu fark hesabın hassasiyet bandının içindedir, pratikte 0,86 kullanılır. Yüzde 30 glikolde ise özgül ısı 3,75 kJ/kgK'ya düşer ve katsayı 0,96'ya çıkar; burada düzeltme yapmak zorunludur çünkü fark yüzde 11'dir.

Aynı formül soğutma tarafında da geçerlidir, yalnız ΔT daralır. 200 kW soğutma yükü ΔT = 6 K ile taşınacaksa Q = 200 × 0,86 / 6 = 28,7 m³/h olur; aynı yük ısıtmada ΔT = 20 K ile taşınsaydı 8,6 m³/h yeterdi. Soğutma devresi pompalarının neden hep daha büyük çıktığının cevabı budur.

04Basma yüksekliği hesabı nasıl yapılır?

Basma yüksekliği hesabı, en elverişsiz devrenin toplam basınç kaybını bulmaktır. Formül H = (R × L × 1,3 + Σ ekipman kayıpları) / 10.000 biçiminde kurulur; burada R metre başına sürtünme kaybı (Pa/m), L en uzun devrenin gidiş-dönüş toplam boru uzunluğu (m), 1,3 yerel kayıp çarpanı, bölen 10.000 ise Pa'yı mSS'ye çeviren katsayıdır.

Hesabın üç bileşeni vardır. Birincisi boru sürtünmesi: seçilen çapta ve debide birim uzunluk başına düşen basınç. Tasarım pratiğinde R değeri 100 ila 250 Pa/m aralığında tutulur; 250 Pa/m üstü hem gürültü hem pompa gücü demektir, 100 Pa/m altı ise gereğinden kalın boru demektir. İkincisi yerel kayıplar: dirsek, te, redüksiyon, vana. Ön hesapta bunlar boru kaybının yüzde 20-40'ı olarak (çarpan 1,2-1,4) alınır; kesin hesapta her elemanın ζ katsayısıyla tek tek toplanır.

Üçüncüsü ve çoğu zaman en büyüğü ekipman kayıplarıdır. Bunlar katalogdan okunur, tahmin edilmez: kazan eşanjörü 5-30 kPa, plakalı eşanjör 20-50 kPa, fancoil serpantini 10-25 kPa, yerden ısıtma kolektörü ve devresi 15-25 kPa, termostatik radyatör vanası 8-12 kPa, denge vanası 3-10 kPa, pislik tutucu 2-5 kPa, kalorimetre 15-25 kPa.

Kritik nokta hangi devrenin hesaplanacağıdır. Toplam kaybı bulmak için bütün devrelerin kaybı toplanmaz; yalnızca hidrolik olarak en elverişsiz devre, yani birim debi başına en yüksek direnci gösteren halka hesaplanır. Bu genellikle en uzak kolondaki en uzak terminaldir ama her zaman değil: kısa ama içinden yüksek dirençli bir eşanjör geçen bir devre, uzun ama boş bir halkadan daha kritik olabilir.

05Kapalı devrede statik yükseklik neden hesaba girmez?

Kapalı devrede statik yükseklik hesaba girmez çünkü sistem bir halkadır ve yukarı çıkan kolonda harcanan enerji, aşağı inen kolonda geri kazanılır. 12 katlı bir binanın çatı kotundaki radyatörle bodrum kotundaki kazanı bağlayan devrede pompa, 36 metrelik kolonu kaldırmaz; yalnızca o kolonun içindeki sürtünmeyi yener.

Bunu basınç dengesiyle görmek en kolayıdır. Gidiş kolonunda yukarı çıkarken her metrede 0,1 bar statik basınç kaybedersiniz, dönüş kolonunda aşağı inerken her metrede 0,1 bar geri kazanırsınız. Halka kapalı olduğu için iki terim tam olarak birbirini götürür. Geriye kalan tek net terim sürtünmedir. Bu yüzden 4 katlı bir villanın ve 20 katlı bir kulenin ısıtma pompaları, boru uzunlukları benzerse benzer basma yüksekliğinde olabilir.

Statik yükseklik başka bir işi belirler: devrenin doldurma basıncını ve genleşme tankı ön basıncını. En üst noktanın kazan üzerindeki kotu 36 m ise sistemin soğuk doldurma basıncı en az 3,6 bar + 0,3 bar emniyet payı olmalıdır ki en üst radyatör negatif basınca düşmesin. Bu bir pompa parametresi değil, tesisat parametresidir. Genleşme tankı grubu için /urunler/isitma-sistemleri/genlesme-tanki sayfasına bakabilirsiniz.

Statik yükseklik ancak devre açıksa hesaba girer. Açık genleşme depolu eski tesisatlarda, açık soğutma kulesi devrelerinde ve deponun serbest yüzeyinden emiş yapan transfer hatlarında pompa gerçekten su kaldırır ve kot farkı doğrudan H'ye eklenir. Bir sirkülasyon pompasını açık kule devresine koyup "kapalı devre mantığıyla" boyutlandırmak, sahada en sık görülen kavramsal hatadır.

06Boru ve ekipman basınç kaybı nasıl hesaplanır?

Boru basınç kaybı Darcy-Weisbach denkleminden hesaplanır: Δp = λ × (L/d) × (ρ × v²/2). Sahada bu denklem her seferinde çözülmez; belirli boru malzemesi, çap ve debi için hazırlanmış R (Pa/m) tablolarından okunur. Karar değişkeni akış hızıdır: kapalı devre çelik ve bakır borularda 0,5 ila 1,2 m/s, ana kolonlarda 1,0 ila 2,0 m/s, plastik yerden ısıtma devrelerinde 0,3 ila 0,7 m/s tutulur.

Hız sınırının iki gerekçesi vardır. Üst sınır ses ve erozyondur: bakır boruda 1,5 m/s üstü uzun vadede erozyon-korozyon riski, çelikte 2,0 m/s üstü akış gürültüsü getirir. Alt sınır hava taşımadır: 0,25 m/s altında akış, borudaki hava kabarcıklarını otomatik purjöre taşıyamaz ve devre kilitlenir.

Aşağıdaki tablo, DN çaplarına göre pratik debi bandını ve o banttaki tipik R değerini özetler. Tablo çelik boru ve 60-80 °C su içindir; PPRC ve PEX borularda iç çap daha küçük olduğu için aynı DN için debi bandı yaklaşık yüzde 20-30 daralır.

Ekipman kayıpları hesabın en riskli kalemidir çünkü tahminle doldurulmaya en müsait olanıdır. Kazan eşanjörünün kaybı üretici katalogunda debiye karşı verilir ve yoğuşmalı kazanlarda 15-30 kPa gibi yüksek değerlere çıkabilir. Termostatik radyatör vanası ve denge vanası kayıpları da benzer biçimde Kv değeri üzerinden hesaplanır: Δp (bar) = (Q / Kv)². Kv değeri 2,5 olan bir vanadan 1,8 m³/h geçirirseniz kayıp (1,8/2,5)² = 0,52 bar, yani 5,2 mSS olur — tek bir vana, bütün boru hattından fazla direnç yaratabilir. Kontrol ve denge vanası seçenekleri /urunler/vana-sistemleri/kontrol-vanalari sayfasındadır.

07Sistem eğrisi nedir ve çalışma noktası nasıl bulunur?

Sistem eğrisi, bir devrenin farklı debilerde gösterdiği direnci gösteren paraboldür. Kapalı devrede orijinden başlar ve H = k × Q² bağıntısına uyar; buradaki k, devrenin direnç katsayısıdır. Çalışma noktası ise bu parabolün pompa Q-H eğrisiyle kesiştiği tek noktadır; pompa fiziksel olarak başka bir noktada çalışamaz.

Sistem eğrisini çizmek için tek bir hesaplanmış nokta yeterlidir. Tasarım noktanız 8,6 m³/h ve 5,2 mSS ise k = 5,2 / 8,6² = 0,0703 olur. Bundan sonra istediğiniz debiye karşılık gelen direnci doğrudan bulursunuz: 6 m³/h'de H = 0,0703 × 36 = 2,53 mSS, 10 m³/h'de H = 0,0703 × 100 = 7,03 mSS. Debi yüzde 20 azaldığında direncin yüzde 36 düşmesi, kısmi yükte pompadan neden bu kadar enerji kazanıldığının cevabıdır.

Kare bağıntısının pratik sonucu şudur: pompayı gereğinden büyük seçtiğinizde çalışma noktası eğri üzerinde sağa kayar, debi artar, direnç kareyle büyür ve fazla enerji sese dönüşür. Vanayı kısarak debiyi düşürmek ise sistem eğrisini dikleştirir; pompa daha yüksek basınçta, daha düşük verimde çalışmaya başlar. Doğru çözüm devri düşürmektir, kısmak değil.

Sabit devirli bir pompada tek bir Q-H eğrisi vardır. Frekans konvertörlü bir pompada devir düştükçe eğri aşağı kayar ve benzerlik yasaları geçerli olur: Q ∝ n, H ∝ n², P ∝ n³. Devri yüzde 80'e indirmek debiyi yüzde 80'e, basıncı yüzde 64'e, gücü ise yüzde 51'e indirir. Termostatik vanaların kısmi yükte kapanmasıyla debinin doğal olarak düştüğü bir radyatör devresinde bu kübik ilişki, yıllık elektrik tüketiminin neden yarıya inebildiğini açıklar.

Oransal basınç (proportional pressure) kontrol modu, tam da sistem eğrisini takip etmek için vardır: pompa debi düştükçe basma yüksekliğini de düşürür. Sabit basınç modu ise debiden bağımsız sabit H tutar ve tek zonlu, kısa hatlı yerden ısıtma devrelerinde daha uygundur. Kontrol modu ayrıntıları için /blog/grundfos-pompa-secim-rehberi yazısına bakılabilir.

08ΔT 10 K, 15 K, 20 K senaryoları hangi sonucu doğurur?

ΔT seçimi debiyi ters orantılı değiştirir ve zincirleme olarak boru çapını, basınç kaybını ve pompa gücünü belirler. 100 kW'lık bir devre için ΔT = 10 K'de 8,6 m³/h, ΔT = 15 K'de 5,73 m³/h, ΔT = 20 K'de 4,3 m³/h debi gerekir. Aynı boru çapında debi yarıya inerse basınç kaybı dörtte bire iner.

Senaryoları aynı devre üzerinde karşılaştıralım. 100 kW yük, 140 m toplam boru uzunluğu, ekipman kaybı toplamı 4,0 mSS olsun. ΔT = 10 K senaryosunda 8,6 m³/h için DN50 gerekir, R ≈ 200 Pa/m, boru kaybı 140 × 200 × 1,3 = 36.400 Pa = 3,64 mSS; toplam H ≈ 7,6 mSS. ΔT = 20 K senaryosunda 4,3 m³/h için DN40 yeterlidir, R ≈ 150 Pa/m, boru kaybı 140 × 150 × 1,3 = 27.300 Pa = 2,73 mSS; toplam H ≈ 6,7 mSS. Hidrolik güç ise ilkinde P_h = ρ × g × Q × H = 1000 × 9,81 × (8,6/3600) × 7,6 ≈ 178 W, ikincisinde ≈ 78 W çıkar. Yüzde 56 fark.

Büyük ΔT bedava değildir. Radyatör tarafında dönüş sıcaklığını düşürmek radyatör yüzey sıcaklığını da düşürür; aynı ısıyı vermek için yüzey büyütmek gerekir. 75/65 rejimine göre seçilmiş bir radyatör 75/55 rejiminde yaklaşık yüzde 8-12 daha az ısı verir. Yoğuşmalı kazanda ise düşük dönüş sıcaklığı bir kazançtır: dönüş 55 °C'nin altına indiğinde baca gazı yoğuşmaya başlar ve verim yüzde 4-8 artar. Kazan grubu için /urunler/isitma-sistemleri/kazan-sistemleri sayfası incelenebilir.

Delta T kaç derece seçilmeli sorusunun tek cevabı yoktur; terminal ünitenin sıcaklık rejimi, üreticinin verim penceresi ve boru maliyeti birlikte değerlendirilir. Yoğuşmalı kazan + radyatör kombinasyonunda 20 K, ısı pompası + fancoil kombinasyonunda 5-7 K, ısı pompası + yerden ısıtmada 5 K tipik doğru cevaplardır.

09Sayısal örnek 1: 180 m² müstakil konut adım adım

Konut verileri: 180 m² kullanım alanı, hesaplanan ısı kaybı 14,8 kW, panel radyatör devresi, 70/50 °C rejimi (ΔT = 20 K), yoğuşmalı duvar tipi kazan, en uzak radyatöre kadar gidiş-dönüş toplam boru uzunluğu 96 m, ana hat DN32, branşmanlar DN20.

Adım 1 — debi. Q = P × 0,86 / ΔT = 14,8 × 0,86 / 20 = 12,73 / 20 = 0,636 m³/h. Tasarım debisi yaklaşık 0,64 m³/h'dir. Adım 2 — hız kontrolü. DN32 borunun iç çapı yaklaşık 37,2 mm, kesit alanı 0,001087 m². v = (0,636/3600) / 0,001087 = 0,163 m/s. Bu hız 0,25 m/s alt sınırının altındadır; DN32 bu debi için fazla kalındır. DN20'ye (iç çap ≈ 21,6 mm, alan 0,000366 m²) inildiğinde v = 0,000177 / 0,000366 = 0,48 m/s çıkar ve hız bandına oturur.

Adım 3 — boru kaybı. DN20'de 0,64 m³/h için R ≈ 130 Pa/m alınır. Δp_boru = 96 × 130 × 1,3 = 16.224 Pa = 1,62 mSS. Adım 4 — ekipman kayıpları. Kazan eşanjörü 12 kPa, pislik tutucu 3 kPa, kalorimetre yok, termostatik radyatör vanası 9 kPa, iki adet küresel vana 1 kPa, çekvalf 4 kPa. Toplam = 29 kPa = 2,96 mSS. Filtre ve pislik tutucu grubu /urunler/tesisat-ekipmanlari/pislik-tutucu sayfasında listelenir.

Adım 5 — toplam basma yüksekliği. H = 1,62 + 2,96 = 4,58 mSS. Adım 6 — emniyet payı. Hesaba yüzde 10 pay eklenir: H_tasarım = 5,04 mSS. Adım 7 — sonuç. Çalışma noktası Q = 0,64 m³/h ve H = 5,0 mSS'dir. Adım 8 — yorum. Bu nokta, 25-60 sınıfı bir konut sirkülasyon pompasının eğrisinin orta bölgesine düşer; Grundfos ALPHA2 25-60 veya bütçe tarafında Grundfos ALPHA1 aynı bandı karşılar. Pompa kazan içine entegre geliyorsa entegre ünitenin eğrisi kontrol edilir, çoğu duvar tipi kazanda 6 mSS civarında artık basınç vardır ve ayrı pompa gerekmez.

Adım 9 — kontrol modu. Termostatik vanalı bir radyatör devresinde oransal basınç modu seçilir; vanalar kapandıkça pompa basıncı da düşer ve vana gürültüsü oluşmaz. Adım 10 — enerji. P_h = 1000 × 9,81 × (0,64/3600) × 5,0 = 8,7 W hidrolik güç; yüzde 30 toplam verimle şaft+motor gücü yaklaşık 29 W. Isıtma sezonunda 4500 saat çalışmada 130 kWh eder. Buradan görülecek şey şudur: konut ölçeğinde pompa enerjisi zaten küçüktür, asıl kazanç doğru çalışma noktasının verdiği sessizlik ve dengeli ısınmadır.

10Sayısal örnek 2: 24 daireli apartman adım adım

Bina verileri: 24 daire, 8 kat, merkezi ısıtma, toplam hesaplanan ısı kaybı 268 kW, kazan dairesi bodrumda, ΔT = 15 K, kolon tipi dağıtım, en uzak dairenin girişine kadar gidiş-dönüş toplam boru uzunluğu 210 m, ana kolon DN80, kat hatları DN32.

Adım 1 — debi. Q = 268 × 0,86 / 15 = 230,5 / 15 = 15,4 m³/h. Adım 2 — hız kontrolü. DN80 iç çapı yaklaşık 82,5 mm, alan 0,005346 m². v = (15,4/3600) / 0,005346 = 0,80 m/s; kolon için ideal banttadır. Adım 3 — boru kaybı. DN80'de 15,4 m³/h için R ≈ 130 Pa/m. Δp_boru = 210 × 130 × 1,3 = 35.490 Pa = 3,55 mSS.

Adım 4 — ekipman kayıpları. Kazan eşanjörü 22 kPa, kazan dairesi kolektör-denge kabı 4 kPa, pislik tutucu 5 kPa, motorlu üç yollu karışım vanası 15 kPa, daire kalorimetresi 20 kPa, daire içi devre ve radyatör vanaları 14 kPa, çekvalf 5 kPa. Toplam = 85 kPa = 8,67 mSS.

Adım 5 — toplam. H = 3,55 + 8,67 = 12,22 mSS. Adım 6 — emniyet payı yüzde 10: H_tasarım = 13,4 mSS. Adım 7 — çalışma noktası: Q = 15,4 m³/h, H = 13,4 mSS. Adım 8 — pompa sınıfı. Bu nokta 40-120 veya 50-120 gövde sınıfına düşer; Grundfos MAGNA3 40-120 F tipi bir ünite bu noktayı eğrisinin verimli bölgesinde karşılar. Sabit devirli bir çözüm isteniyorsa Grundfos UPS2 ailesi yalnız küçük devrelerde geçerlidir, bu ölçekte frekans konvertörlü ünite şarttır.

Adım 9 — güç ve verim. P_h = 1000 × 9,81 × (15,4/3600) × 13,4 = 562 W. Toplam verimi yüzde 50 alırsak elektriksel güç yaklaşık 1,12 kW olur. Adım 10 — kısmi yük. Isıtma sezonunun ortalama yükü tasarım yükünün yüzde 45-55'idir. Debi yüzde 50'ye indiğinde H = 13,4 × 0,25 = 3,35 mSS'ye, güç ise kübik yasayla yaklaşık 140 W'a düşer. Oransal basınç modunda çalışan bir ünitede sezon ortalaması 300-400 W bandında oturur; sabit devirde ise sürekli 1,12 kW çekilir. 5000 saat üzerinden fark yaklaşık 3800 kWh/yıl eder.

Adım 11 — dengeleme kontrolü. 15,4 m³/h'nin 24 daireye dağılması demek, daire başına ortalama 0,64 m³/h demektir. Kolonlar arası basınç farkı dengelenmezse alt kattaki daireler tasarım debisinin yüzde 150'sini, üst kattakiler yüzde 60'ını alır. Bu, pompa seçiminin değil dengeleme vanalarının işidir; pompayı büyüterek çözülmez.

Adım 12 — yorum. İki örnek arasındaki fark yalnız ölçek değildir. Konut örneğinde toplam kaybın yüzde 65'i ekipmanlardan, apartman örneğinde yüzde 71'i ekipmanlardan gelmiştir. Basma yüksekliği hesabı pratikte bir boru hesabı değil, bir katalog toplama işidir.

11Yerden ısıtma ile radyatör devresinde seçim nasıl değişir?

Yerden ısıtmada sirkülasyon pompası seçimi radyatör devresinden üç noktada ayrılır: ΔT çok daha küçüktür (5-8 K), dolayısıyla debi büyüktür; devre direnci borudan değil kolektör ve devre uzunluğundan gelir; gidiş sıcaklığı 35-45 °C bandında tutulmak zorunda olduğu için karışım grubu bir zorunluluktur.

Sayısal olarak görelim. 12 kW yerden ısıtma yükü ΔT = 7 K ile taşınacaksa Q = 12 × 0,86 / 7 = 1,47 m³/h olur. Aynı 12 kW radyatörle ΔT = 20 K'de taşınsaydı 0,52 m³/h yeterdi. Yani aynı binada yerden ısıtma pompası kabaca üç kat debi ister. Buna karşılık gereken basma yüksekliği genelde daha düşüktür çünkü mesafeler kısadır: tipik bir konut yerden ısıtma devresinde 100 m'lik 16×2 PEX devre 12-18 kPa, kolektör ve debimetreler 6-10 kPa, karışım grubu 8-15 kPa kayıp yapar; toplam 3,0 ila 4,5 mSS bandına oturur.

Yerden ısıtmada devre uzunluğu eşitliği kritiktir. Kolektöre bağlı devrelerden birinin 60 m, diğerinin 110 m olması, kısa devrenin uzun devreden yüzde 60 fazla su çekmesine yol açar; debimetreli kolektörle bu fark kapatılır. Devre uzunlukları 80 ila 120 m bandında ve birbirine yakın tutulursa pompa küçülür. Kolektör grupları /urunler/yerden-isitma/kollektorler sayfasındadır.

Karma sistemlerde tek pompa hatası yaygındır. Aynı binada radyatör (70/50) ve yerden ısıtma (40/33) devreleri varsa bunlar farklı sıcaklık ve farklı direnç isteyen iki ayrı devredir; birincil-ikincil ayrımı yapılıp her devreye kendi pompası konur. Tek pompayla kısma vanası üzerinden yürütülen çözümlerde yerden ısıtma ya yetmez ya da şap üstü sıcaklık sınırı aşılır. Fancoil karışık devrelerde de aynı ilke geçerlidir; fancoil ürün grubu /urunler/havalandirma/fancoil-uniteleri sayfasında bulunur.

12Çift pompa mı tek pompa mı: yedekleme nasıl kurulur?

Çift pompa, aynı gövdede veya paralel iki gövdede kurulan, biri çalışırken diğeri bekleyen ve kontrol ünitesi tarafından periyodik olarak yer değiştiren pompa düzenidir. Amaç debiyi ikiye katlamak değil, kesintisizliği sağlamaktır. Paralel bağlı iki pompa aynı anda çalıştığında sistem eğrisinin dikliği yüzünden toplam debi tek pompanın yaklaşık 1,3-1,6 katına çıkar, iki katına değil.

Yedekleme kararı üç ölçütle verilir. Birincisi kesintinin sonucudur: hastane, veri merkezi, otel, üretim tesisi ve donma riski olan binalarda pompa arızası saatler içinde zarar üretir; konutta ise bir günlük kesinti tolere edilir. İkincisi tekil ünitenin gücüdür: 1,5 kW üstü tek pompaya bağımlı kalmak, yedek stoklamayı da zorlaştırır. Üçüncüsü çalışma rejimidir: yılda 6000 saat üstü çalışan bir devrede pompa ömrü hızlı tükenir, dönüşümlü çalışma her iki ünitenin de ömrünü uzatır.

Pratik kurulum kuralları nettir. Her pompanın önünde ve arkasında kesme vanası, çıkışında çekvalf bulunur; çekvalf olmazsa bekleyen pompa ters yönde döner ve yataklarına zarar verir. Dönüşüm periyodu 24 saat ile 7 gün arasında ayarlanır; hiç dönmeyen yedek pompa gerçek bir yedek değildir, çünkü rotorun kireçlenip sıkışması en sık yedek arızasıdır. Kontrol ünitesi arıza sinyalini bina otomasyonuna kuru kontak veya haberleşme üzerinden vermelidir.

Alternatif bir yedekleme yaklaşımı, tek büyük pompa yerine iki adet yüzde 60 kapasiteli pompayı paralel çalıştırmaktır. Bu düzende normal işletmede ikisi birden düşük devirde döner, biri arızalandığında diğeri devri artırıp yükün yaklaşık yüzde 60-70'ini tek başına taşır; kısmi yükte de iki küçük ünite tek büyük üniteden daha verimli çalışır. Çift pompa mı tek pompa mı sorusunun cevabı çoğu ticari binada bu ara çözümdür.

13Pompa büyük veya küçük seçilirse ne olur?

Büyük seçilen pompa debiyi artırır, direnci kareyle büyütür ve fazla enerjiyi sese ve aşınmaya çevirir. Küçük seçilen pompa ise tasarım debisini sağlayamaz; en uzak terminaller ısınmaz, dönüş sıcaklığı yükselir ve kazan sık sık devreye girip çıkar. İki hatanın maliyeti simetrik değildir: büyük seçim işletme boyunca para yakar, küçük seçim ilk gün konfor şikâyeti üretir.

Aşırı boyutlandırmanın somut zincirini görelim. 5 mSS hesaplanan bir devreye 8 mSS'lik pompa konduğunda çalışma noktası sağa kayar, debi yaklaşık yüzde 25 artar, ΔT ise ters orantılı olarak yüzde 20 daralır. ΔT'nin daralması yoğuşmalı kazanda dönüş sıcaklığını yükseltir ve yoğuşma verimini düşürür. Aynı anda termostatik vanalarda basınç farkı 0,3 barı aşarsa akış gürültüsü başlar. Yani tek bir yanlış seçim üç ayrı şikâyet kalemi üretir.

Küçük seçimin belirtileri de tanınabilir. En uzak radyatörün üst kısmı soğuk kalıyor ama havası boşsa, gidiş-dönüş farkı tasarım değerinin belirgin üstündeyse (20 K yerine 30 K ölçülüyorsa) ve pompa maksimum devirde sabit çalışıyorsa debi yetersizdir. Bu tabloda ilk yapılacak iş pompayı büyütmek değil, filtre tıkanıklığını, kapalı kalmış bir denge vanasını ve devrede hava olup olmadığını elemektir; vakaların önemli kısmı burada çözülür.

14Kontrol modu ve EEI seçim kararını nasıl etkiler?

Kontrol modu, pompanın debi değiştikçe basma yüksekliğini nasıl değiştireceğini belirler ve yıllık enerjinin büyük bölümünü tayin eder. Üç temel mod vardır: sabit basınç, oransal basınç ve sabit devir. Seçim, devrede değişken direnç yaratan eleman olup olmadığına bakılarak yapılır.

Termostatik radyatör vanası, zon vanası veya modülasyonlu kontrol vanası varsa devre direnci sürekli değişir; oransal basınç modu doğru seçimdir. Direnç sabitse — örneğin tek zonlu, vanasız bir birincil devre veya kazan koruma devresi — sabit devir veya sabit basınç modu daha uygundur. Yerden ısıtmada zon vanaları kapandıkça direnç arttığı için genellikle sabit basınç modu tercih edilir, çünkü açık kalan devrelerin debisi korunmalıdır.

EEI (Enerji Verimliliği Endeksi), pompanın referans bir profil altındaki ağırlıklı gücünü referans pompaya oranlayan boyutsuz sayıdır. ErP 641/2009 kapsamında bağımsız ıslak rotorlu sirkülasyon pompaları için sınır EEI ≤ 0,23'tür; iyi ürünler 0,17-0,20 bandındadır. EEI'nin hesap yöntemi, pompanın yılın büyük kısmını kısmi yükte geçirdiğini varsayar — yani düşük EEI, tam yükteki verimden çok kısmi yükteki davranışın iyi olduğunu söyler.

EEI'ye bakarken atlanmaması gereken nokta, endeksin yalnız doğru boyutlandırılmış pompa için anlamlı olmasıdır. EEI 0,18 olan ama iki kat büyük seçilmiş bir pompa, EEI 0,22 olan doğru boyutlu pompadan daha fazla elektrik harcar. Etiket, hesabın yerini tutmaz.

15Sık yapılan 5 hata

Sirkülasyon pompası seçiminde tekrar eden hatalar bellidir ve beşi toplam problemlerin büyük çoğunluğunu oluşturur. Her biri hesabın belirli bir adımının atlanmasından doğar.

• Kapalı devrede bina yüksekliğini basma yüksekliğine eklemek. 8 katlı bir binada hesaplanan 9 mSS'ye 24 metre ekleyip 33 mSS'lik pompa seçmek, hem gereksiz yatırım hem sürekli gürültü demektir. Kapalı halkada kot farkı kendini götürür.
• Debiyi kazan gücünden hesaplamak. 45 kW kazanla 31 kW yükü ısıtan bir binada pompa 45 kW üzerinden seçilirse debi yüzde 45 fazla çıkar; ΔT daralır ve yoğuşma verimi düşer.
• Ekipman kayıplarını tahmin etmek. Kalorimetre, üç yollu vana ve plakalı eşanjör kalemleri çoğu devrede toplam kaybın yarısından fazlasıdır; kataloğa bakılmadan yazılan "yaklaşık 2 mSS" değeri sonucu tamamen kaydırır.
• Emniyet payını iki kere uygulamak. Boru kaybına 1,3 yerel çarpanı, sonra toplam üzerine yüzde 30 pay, sonra bir üst gövde sınıfına yuvarlama yapıldığında hesaplanan 6 mSS gerçekte 12 mSS'lik pompaya döner. Tek pay yeter: yüzde 10.
• Dengeleme sorununu pompayla çözmeye çalışmak. Üst katlar ısınmıyorsa sebep genellikle debi eksikliği değil, alt katların fazla debi çekmesidir. Pompayı büyütmek alt katları daha da ısıtır, üst katı yine ısıtmaz.

16Devreye alma kontrol listesi

Devreye alma, pompanın hesaplanan çalışma noktasında çalıştığının sahada doğrulanmasıdır. Aşağıdaki adımlar sırayla uygulanır ve her biri yazılı kayda geçirilir.

• Devreyi doldurmadan önce yıkayın; montaj artığı, kaynak curufu ve talaş rotor boşluğunu kilitler. Pislik tutucu sepetini ilk 48 saatte bir kez daha sökün.
• Soğuk doldurma basıncını en üst noktanın kotuna göre kurun: kot farkı (m) / 10 + 0,3 bar. Genleşme tankı ön basıncını doldurma basıncından 0,2-0,3 bar düşük ayarlayın.
• Havayı tamamen atın. Otomatik purjörlerin kapaklarını açık bırakın, pompayı 30 saniyelik aralıklarla çalıştırıp durdurarak rotor boşluğundaki havayı süpürün. Kuru çalışan ıslak rotor yatağı dakikalar içinde zarar görür.
• Dönüş yönünü ve etiket verilerini doğrulayın; mil ekseninin yatay olduğundan, klemens kutusunun aşağı bakmadığından emin olun.
• Kontrol modunu ve ayar noktasını hesaba göre girin. Fabrika ayarı genellikle en yüksek eğridir; hesaplanan H değerine indirin.
• Tasarım koşuluna yakın bir günde gidiş-dönüş sıcaklık farkını ölçün. Ölçülen ΔT hesaplanandan küçükse debi fazladır, büyükse debi yetersizdir.
• Kolon ve daire denge vanalarını debi ölçerek ayarlayın; ayar değerlerini vana etiketine ve devreye alma raporuna yazın.
• Pompa güç çekişini ölçün ve katalog değeriyle karşılaştırın. Yüzde 20 üstü sapma, hesabın veya tesisatın bir yerinde hata olduğunu söyler.
• Ses seviyesini pompa 1 m mesafesinden dinleyerek kontrol edin; akış gürültüsü varsa devri düşürüp diferansiyel basıncı azaltın.
• Yedek pompa varsa dönüşüm periyodunu ayarlayın ve manuel olarak her iki üniteyi de çalıştırıp arıza sinyalini test edin.

17Hangi pompa ailesi hangi ölçekte kullanılır?

Ölçek büyüdükçe pompa ailesi değişir: daire içi ve müstakil konut devrelerinde küçük ıslak rotorlu üniteler, apartman ve orta ölçekli ticari binalarda flanşlı ıslak rotorlu üniteler, 40 m³/h üstü debilerde ise kuru rotorlu inline pompalar kullanılır. Aile seçimi hesabın sonucudur, başlangıcı değil.

Konut ölçeğinde Grundfos ALPHA2 ve Grundfos ALPHA1 aileleri 0,2 ila 3,5 m³/h debi, 4 ila 8 mSS basma yüksekliği bandını kapsar. Merkezi sistemlerde Grundfos MAGNA1 ve Grundfos MAGNA3 aileleri yaklaşık 60 m³/h ve 18 mSS'ye kadar çıkar. Sabit devirli ihtiyaçlar ve basit yedek hatlar için Grundfos UPS2 ailesi kullanılır. Debinin 40-60 m³/h'yi aştığı büyük birincil devrelerde ise Grundfos TPE gibi kuru rotorlu inline üniteler devreye girer. Bu ailelerin birbirine göre ayrıntılı kıyası ayrı yazıların konusudur; burada önemli olan hesap sonucunun hangi bant aralığına düştüğüdür.

Malzeme kararı da ölçekten bağımsız olarak akışkana bakar. Kapalı ve şartlandırılmış ısıtma devresinde dökme demir gövde standarttır. Kullanım sıcak suyu resirkülasyon hattında paslanmaz veya bronz gövde zorunludur; dökme demir gövdeli bir sirkülasyon pompasını kullanım suyu hattına koymak hem korozyon hem hijyen sorunudur. Soğutma ve şartlandırılmamış devrelerde ise yoğuşmaya karşı gövde yalıtımı ve klemens kutusu koruma sınıfı ayrıca kontrol edilir.

18Ölçüm ve doğrulama: hesabı sahada nasıl kontrol edersiniz?

Hesabın doğruluğu üç ölçümle kontrol edilir: gidiş-dönüş sıcaklık farkı, pompa diferansiyel basıncı ve çekilen elektriksel güç. Bu üçü birlikte, debiyi doğrudan ölçmeden çalışma noktasını yeterli doğrulukla belirler.

Sıcaklık farkı ölçümü en kolayıdır. Tasarım koşuluna yakın soğuk bir günde, sistem en az iki saat sürekli çalıştıktan sonra gidiş ve dönüş boruları üzerinden temaslı problu termometreyle ölçüm alın. Ölçülen ΔT tasarım değerinin ±2 K bandındaysa debi doğrudur. Ölçülen ΔT 20 K yerine 13 K çıkıyorsa debi yaklaşık yüzde 50 fazladır ve pompa devri düşürülmelidir.

Diferansiyel basınç ölçümü, pompanın emiş ve basma tarafındaki manometre farkından okunur. Okunan fark hesaplanan H değerinin belirgin altındaysa devre hesaptan daha düşük dirençlidir; üstündeyse bir filtre tıkalı veya bir vana kısıktır. Manometre grubu için /urunler/tesisat-ekipmanlari/manometre sayfası kullanılabilir.

Elektriksel güç ölçümü, çoğu frekans konvertörlü pompanın kendi ekranından okunur ve katalog eğrisiyle karşılaştırılır. Ekranda okunan güç ile katalogda o Q-H noktasına karşılık gelen güç arasında yüzde 20'den büyük sapma varsa, ya çalışma noktası tahmin ettiğiniz yerde değildir ya da akışkan yoğunluğu farklıdır (glikol karışımı unutulmuş olabilir). Bu üç ölçümün sonucu devreye alma raporuna yazılır; sonraki yıllarda bakım karşılaştırması bu referansa göre yapılır.

19Sık Sorulan Sorular

Sirkülasyon pompası nasıl seçilir?

Sirkülasyon pompası, devrenin tasarım debisi ve basma yüksekliği hesaplanarak seçilir. Debi Q = P × 0,86 / ΔT ile ısı yükünden bulunur; basma yüksekliği en elverişsiz hattın boru sürtünmesi, yerel kayıpları ve ekipman kayıplarının toplamıdır. Bulunan Q-H noktası pompa eğrisinin verimli bölgesine düşecek şekilde model seçilir.

Kapalı devrede statik yükseklik dikkate alınır mı?

Hayır. Kapalı devrede yukarı çıkan kolonda harcanan basınç, aşağı inen kolonda geri kazanılır ve iki terim birbirini götürür. Pompa yalnız sürtünme kaybını yener. Statik yükseklik yalnızca doldurma basıncını ve genleşme tankı ön basıncını belirler. Açık devrelerde ise kot farkı doğrudan basma yüksekliğine eklenir.

Sirkülasyon pompası kaç mSS basmalı?

Hesapla bulunur, ama tipik bantlar bellidir: daire içi devrelerde 2-4 mSS, müstakil konutta 4-6 mSS, apartman merkezi sisteminde 8-14 mSS, büyük bina ve kampüs devrelerinde 15-30 mSS. Hesabınız bu bandın belirgin dışına çıkıyorsa önce ekipman kayıplarını ve boru güzergâhı uzunluğunu kontrol edin.

Delta T kaç derece seçilmeli?

Terminal ünitenin rejimine göre belirlenir. Klasik radyatör devrelerinde 15-20 K, fancoil ısıtmada 10-15 K, yerden ısıtmada 5-8 K, soğutma devrelerinde 5-7 K tipiktir. Büyük ΔT debiyi ve pompa gücünü düşürür ama terminal yüzeyini büyütür; küçük ΔT tersini yapar. Yoğuşmalı kazanla çalışıyorsanız düşük dönüş sıcaklığı ayrıca verim kazandırır.

Sirkülasyon pompası çok büyük seçilirse ne olur?

Çalışma noktası sistem eğrisi üzerinde sağa kayar, debi artar, direnç kareyle büyür. Sonuçları şunlardır: gidiş-dönüş farkının daralması, yoğuşmalı kazan veriminin düşmesi, termostatik vanalarda akış gürültüsü, artan elektrik tüketimi ve hızlanan aşınma. Sessizlik ve verim açısından doğru boyutlandırma, bir üst modele yuvarlamaktan daha değerlidir.

Boru basınç kaybı nasıl hesaplanır?

Metre başına sürtünme kaybı R (Pa/m), seçilen çap ve debi için tablodan okunur; en uzun devrenin gidiş-dönüş toplam uzunluğuyla çarpılır ve yerel kayıplar için 1,2-1,4 çarpanı uygulanır. Sonuç Pa cinsindendir; 10.000'e bölerek mSS'ye çevrilir. Tasarımda R değeri 100-250 Pa/m bandında tutulur.

Yerden ısıtmada sirkülasyon pompası seçimi nasıl yapılır?

ΔT 5-8 K alınır, bu yüzden debi radyatör devresinin yaklaşık üç katı çıkar. Basma yüksekliği ise genelde daha düşüktür; kolektör, debimetreler ve karışım grubu toplam kaybın büyük kısmını oluşturur ve 3,0-4,5 mSS tipiktir. Devre uzunlukları 80-120 m bandında ve birbirine yakın tutulmalı, karışım grubu mutlaka kullanılmalıdır.

Çift pompa mı tek pompa mı seçmeli?

Kesintinin maliyeti yüksekse çift pompa seçilir: hastane, otel, veri merkezi, üretim tesisi ve donma riski olan binalar. Çift pompa debiyi ikiye katlamak için değil, yedeklilik ve dönüşümlü çalışma için vardır. Paralel çalıştıklarında toplam debi tek ünitenin 1,3-1,6 katına çıkar. Yedek ünitenin periyodik olarak döndürülmesi zorunludur.

Pompayı vana kısarak ayarlamak doğru mu?

Hayır. Vana kısmak sistem eğrisini dikleştirir; pompa daha yüksek basınçta, daha düşük verimde çalışır ve fazla enerji vanada ısıya ve gürültüye dönüşür. Frekans konvertörlü bir pompada doğru yöntem devri düşürmektir; benzerlik yasaları gereği güç devrin küpüyle azalır ve kazanç çok daha büyük olur.

Glikol kullanılan devrede hesap nasıl değişir?

Yüzde 30 etilen glikol karışımının özgül ısısı suyunkinden yaklaşık yüzde 10 düşük, viskozitesi ise belirgin yüksektir. Aynı ısıyı taşımak için debi yüzde 10-12 artar, sürtünme kaybı yüzde 15-20 büyür, motor gücü yüzde 6-10 yükselir. Hesabı en baştan glikol özellikleriyle yapın; sonradan katılan glikol, doğru seçilmiş bir pompayı yetersiz hale getirebilir.

Isı yükü hesabı olmadan pompa seçilebilir mi?

Sağlıklı biçimde seçilemez. Kazan gücünden yürümek debiyi yüzde 20-40 şişirir. Mevcut bir binada ısı kaybı hesabı yoksa, geçmiş yakıt tüketiminden ortalama yükü türetip tasarım yüküne çevirmek veya tasarım gününde ölçülen gerçek ΔT ile mevcut debiden geriye doğru yük hesaplamak daha doğru sonuç verir.

Projenizin debi ve basma yüksekliği hesabını birlikte gözden geçirmemizi isterseniz, ısı yükü ve boru güzergâhı bilgilerinizle /iletisim sayfasından bize ulaşabilirsiniz. Vekron Mekanik mühendislik ekibi, hesabınızı doğrulayıp uygun modeli ve kontrol modunu birlikte belirler. Islak ve kuru rotorlu ürün seçenekleri için /urunler/pompa-sistemleri/sirkulasyon-pompalari sayfasını, tüm portföy için /markalar sayfasını inceleyebilirsiniz.