Sirkülasyon Pompası Nedir? Ne İşe Yarar, Nasıl Çalışır, Nerede Bulunur?

Sirkülasyon pompası nedir sorusunun tam cevabı şudur: sirkülasyon pompası, kapalı bir boru devresindeki suyu sürekli döndürerek ısıyı kaynaktan tüketiciye taşıyan, düşük basma yüksekliğinde yüksek debi üretmek için tasarlanmış küçük santrifüj pompadır. Görevi suyu yukarı kaldırmak değil, devrenin sürtünme direncini yenip akışı sürdürmektir.

Bu yazıda sırasıyla şunları bulacaksınız:

• Tanımın kelime kelime açılımı ve pompanın devrede üstlendiği tek görev
• Kalp ve damar benzetmesiyle sezgisel çalışma mantığı
• Suyu kaldırmak ile suyu döndürmek arasındaki temel fark ve kapalı devrede basıncın anlamı
• Islak rotor prensibi, suyun aynı anda yatak ve soğutucu olarak çalışması
• Kuru rotorlu pompa ile farkı, hangi ölçekte hangisinin kullanıldığı
• Pompanın nerede bulunduğu: kazan dairesi, kombi içi, kollektör, boyler resirkülasyon hattı
• Tek kolonlu ve çift kolonlu gövde farkı, yedeklilik mantığı
• Doğal sirkülasyonun fiziği ve modern sistemlerde neden yetmediği
• İki tam sayısal örnek: basit bir daire devresi ve orta ölçekli bir apartman kolonu
• Güç aralığı, elektrik tüketimi, ömür beklentisi, sık yapılan hatalar ve kontrol listesi

01Sirkülasyon pompası nedir ve devrede hangi görevi üstlenir?

Sirkülasyon pompası, ısıtma veya kullanım suyu devresinde suyu kapalı bir çevrim boyunca sabit debiyle dolaştıran, tek kademeli, radyal çarklı bir santrifüj pompadır. Devrede tek bir işi vardır: borularda, vanalarda, ısı eşanjörlerinde ve radyatörlerde oluşan sürtünme kaybını yenecek kadar basınç farkı üretmek. Ürettiği bu fark, emme ağzı ile basma ağzı arasındaki basınç farkıdır ve mSS ya da bar cinsinden ölçülür.

Adı yanıltıcı olabilir. Bir hidrofor suyu depodan alıp bina kotuna yükseltir; sirkülasyon pompası ise zaten dolu ve basınçlandırılmış bir devrede suyun yalnız hareketini sağlar. Bu yüzden tipik bir konut sirkülasyon pompası 1 ila 8 mSS basma yüksekliği üretirken 0,5 ila 3,5 m³/h debi verir. Aynı motor gücüyle bir hidrofor 40 ila 60 mSS üretir ama çok daha az debi geçirir. İki makinenin karakteri birbirinin tersidir: biri yüksek basınç-düşük debi, diğeri düşük basınç-yüksek debi.

Kapalı devre ısıtma sistemi içinde pompanın konumu da bu mantıktan gelir. Devre kapalı olduğu için su bir kez dolduruldu mu kaybolmaz; genleşme tankı hacim değişimini karşılar, pompa yalnız direnci yener. Su miktarı sabit, dolaşım hızı pompaya bağlıdır. Devrede taşınan ısı miktarı da doğrudan bu dolaşım hızıyla belirlenir.

02Sirkülasyon pompası ne işe yarar? Kalp ve damar benzetmesi

Sirkülasyon pompası ne işe yarar sorusunun en anlaşılır cevabı insan dolaşım sistemidir. Kalp kanı üretmez, kanı damarlarda döndürür; oksijeni akciğerden alıp dokuya taşır. Sirkülasyon pompası da ısı üretmez, ısıyı kazanda ya da kombide suya yüklenmiş halde alır ve radyatöre, fancoile ya da yerden ısıtma borusuna taşır. Isıyı üreten kazandır, dağıtan pompadır.

Benzetme sayısal olarak da tutar. Kalp yaklaşık 5 litre bölü dakika debiyle çalışır ve damar direncini yenmek için ortalama 100 mmHg mertebesinde basınç üretir. Bir konut sirkülasyon pompası 1500 litre bölü saat, yani 25 litre bölü dakika debiyle çalışır ve 3 mSS mertebesinde fark üretir. Her iki sistemde de darlık arttıkça, yani damar daraldıkça ya da vana kısıldıkça, aynı debiyi geçirmek için gereken basınç yükselir.

Isının taşınması tek bir denklemle özetlenir: taşınan güç, debi çarpı suyun özgül ısısı çarpı gidiş-dönüş sıcaklık farkıdır. Pratikte Q = P × 0,86 / ΔT bağıntısı kullanılır; burada P kilovat cinsinden ısı gücü, ΔT santigrat derece cinsinden sıcaklık farkı, Q ise m³/h cinsinden debidir. Bu bağıntı, pompanın neden sadece "su döndüren" değil, doğrudan "ısı taşıyan" bir eleman olduğunu gösterir: debi yarıya inerse aynı ısıyı taşımak için sıcaklık farkının iki katına çıkması gerekir.

03Sirkülasyon pompası su kaldırır mı, kapalı devrede basınç ne anlama gelir?

Sirkülasyon pompası su kaldırır mı sorusunun cevabı kapalı devrede hayırdır. Kapalı bir devrede su yukarı çıkarken kazandığı yükseklik enerjisini aşağı inerken geri verir; net kaldırma yükü sıfırdır. Otuz katlı bir binanın kolonunda pompa, 90 metrelik kotu kaldırmak zorunda değildir çünkü inen kolondaki su sütunu çıkan kolonu dengeler. Pompanın yenmesi gereken tek şey boru sürtünmesi ve armatür kayıplarıdır.

Bu, tesisatta en sık yanlış anlaşılan noktadır. Sahada "pompa 30 metre basmalı, bina 30 metre" mantığıyla seçim yapılırsa gereğinden büyük bir makine alınır. Büyük pompa aynı devreye fazla debi basar, ΔT çöker, akış hızları artar, vana ve dirseklerde ses başlar. Doğru yaklaşım, en uzun devre kolunun toplam basınç kaybını hesaplamaktır; bu değer konutta çoğu zaman 2 ila 4 mSS, orta ölçekli bir apartmanda 4 ila 8 mSS, büyük bir ticari tesiste 8 ila 20 mSS arasında kalır.

Açık devrede durum değişir. Açık genleşmeli eski sistemlerde ya da bir kuyudan emiş yapılan hatlarda gerçek bir statik yükseklik vardır ve o zaman kaldırma yükü hesaba girer. Ama günümüzde konut ve ticari ısıtma tesisatlarının neredeyse tamamı kapalı genleşme tankı ile çalışır. Kapalı devre ısıtma sistemi mantığını kavramadan yapılan her seçim büyütme yönünde hata verir.

04Sirkülasyon pompası nasıl çalışır, çarktan boruya enerji nasıl geçer?

Sirkülasyon pompası nasıl çalışır sorusunun cevabı santrifüj prensibidir. Elektrik motoru mile bağlı çarkı 1000 ila 4000 devir bölü dakika arasında döndürür. Çarkın merkezine emiş ağzından giren su, dönen kanatlar tarafından dışa doğru savrulur. Merkezden çevreye giderken suyun teğetsel hızı artar; salyangoz gövdede kesit genişledikçe bu hız yeniden basınca dönüşür. Çıkışta su, girişe göre daha yüksek basınçla devreye verilir.

Enerji aktarımı iki aşamalıdır. Birinci aşamada çark suya kinetik enerji verir: kanat çıkışındaki mutlak hız, çark çapı ve devirle doğru orantılıdır. İkinci aşamada difüzör görevi gören salyangoz kesit bu kinetik enerjinin büyük kısmını statik basınca çevirir. Dönüşümün mükemmel olmaması, pompanın hidrolik veriminin neden yüzde 100 olmadığını açıklar. Küçük ıslak rotorlu pompalarda toplam verim yüzde 20 ila 50, büyük elektronik modellerde yüzde 45 ila 70 aralığındadır.

Devir sayısı ile performans arasındaki ilişki benzerlik kanunlarıyla verilir. Debi devirle doğru orantılı, basma yüksekliği devrin karesiyle, güç ise devrin küpüyle değişir. Bu yüzden devri yüzde 20 düşüren bir elektronik pompa debiyi yüzde 20, basıncı yüzde 36, elektrik tüketimini ise yüzde 49 azaltır. Değişken devir teknolojisinin tasarruf iddiası bu küp kanunundan doğar, pazarlama abartısından değil.

05Islak rotor prensibi nedir ve su neden hem yatak hem soğutucu olur?

Islak rotorlu pompa, rotorun ve milin doğrudan pompalanan suyun içinde döndüğü, motor sargılarının ince bir paslanmaz kovan ile sudan ayrıldığı tasarımdır. Sargılar kuru kalır, rotor ıslaktır. Aralarındaki kovan tipik olarak 0,2 ila 0,4 milimetre kalınlığında paslanmaz çeliktir ve manyetik alanı geçirir. Bu tasarımda mil salmastrası yoktur; salmastra olmadığı için sızdırma noktası da yoktur.

Suyun iki ayrı işi vardır. Birincisi yataklama: mil, karbon veya seramik radyal yataklar içinde döner ve yatak filmini suyun kendisi oluşturur. Yağ ya da gres kullanılmaz. İkincisi soğutma: rotor boşluğundan geçen küçük bir yan akım, rotorun ve yatakların ürettiği ısıyı alıp ana akıma karıştırır. Bu yüzden ıslak rotorlu bir pompa asla susuz çalıştırılmamalıdır; su yoksa hem yatak filmi hem soğutma aynı anda kaybolur ve yatak dakikalar içinde tahrip olur.

Bu prensibin üç doğrudan sonucu vardır. Birincisi sessizliktir: fan yoktur, motor gövdesi su ile temas ettiği için titreşim sönümlenir, tipik konut pompalarında ses 32 ila 45 dB(A) aralığında kalır. İkincisi bakımsızlıktır: yağlama gerektirmez, salmastra değişimi yoktur. Üçüncüsü sıcaklık sınırıdır: su hem soğutucu olduğu için akışkan sıcaklığı çoğu modelde eksi 10 ila artı 110 santigrat derece aralığıyla sınırlıdır ve bu aralığın üstünde kuru rotorlu tasarıma geçilir.

06Kuru rotorlu pompa ile farkı nedir?

Kuru rotorlu pompa ile farkı, motorun akışkanla temas edip etmemesidir. Kuru rotorlu tasarımda motor tamamen hava ortamındadır, kendi fanıyla soğur ve pompadan bir mekanik salmastra ile ayrılır. Islak rotorda su motorun içinden geçer, kuru rotorda geçmez. Bu tek fark, iki ailenin bütün karakterini belirler.

Kuru rotorlu pompanın üstünlüğü verimdir. Motor bir kovanla ayrılmadığı için manyetik boşluk küçüktür ve elektrik verimi yüzde 80 ila 92 aralığına çıkar. Islak rotorda kovan kaybı ve rotorun su içinde döndürdüğü sürtünme kaybı verimi aşağı çeker. Bu yüzden 2,5 kW üstündeki güçlerde kuru rotorlu tasarım hem enerji hem de ısı atma açısından ekonomik hale gelir. Buna karşılık kuru rotorlu pompa mekanik salmastra taşır; salmastra aşınan bir parçadır ve 3 ila 8 yılda bir değişim ister.

Sınır çizgisi pratikte şöyledir: konut ve küçük ticari devrelerde, 5 ila 2500 watt aralığında ıslak rotor kullanılır. Bölge ısıtma, büyük soğutma grubu devresi ve endüstriyel proses hatlarında kuru rotorlu inline ya da monoblok pompalar tercih edilir. Ara bölgede, yani 1 ila 3 kW civarında, seçimi ses ve bakım erişimi belirler; kazan dairesi dar ve gürültüye duyarlıysa ıslak rotor, sürekli tam yükte çalışan bir devre söz konusuysa kuru rotor daha doğrudur.

07Bir sirkülasyon pompasının parçaları nelerdir?

Bir ıslak rotorlu pompa altı ana parçadan oluşur ve her parçanın tek bir görevi vardır. Gövde, giriş ve çıkış flanşlarını taşıyan ve salyangoz kanalı oluşturan dökme demir ya da paslanmaz parçadır. Çark, suya enerjiyi veren kanatlı elemandır; konut pompalarında çoğunlukla teknik plastik, ticari modellerde paslanmaz çelik ya da bronzdur. Mil ve yataklar, çarkı taşıyan seramik ya da karbon çiftidir.

Rotor kovanı ve stator sargıları elektriksel kısmı oluşturur. Kovan, sargıyı sudan ayıran ince paslanmaz tüptür; stator kovanın dışında kuru ortamda durur. Klemens kutusu ise besleme bağlantısını, kademe anahtarını ya da elektronik kartı barındırır. Elektronik modellerde bu kutu içinde fark basıncı algılayan sensör, sürücü katı ve ekran bulunur.

Yardımcı elemanlar da tanımın parçasıdır. Hava alma tapası rotor boşluğunun havasını almak içindir. Kontrol vidası ya da kilit somunu, gövdenin flanşa göre döndürülüp klemens kutusunun yukarı bakması için gevşetilir. Yalıtım kabukları, kapalı devre ısıtma sistemi sıcak hatlarında gövdeden olan ısı kaybını azaltır ve serpantin devrelerinde yoğuşmayı önler. Ürün seçenekleri /urunler/pompa-sistemleri/sirkulasyon-pompalari sayfasında listelenmiştir.

08Sirkülasyon pompası nerede bulunur?

Sirkülasyon pompası nerede bulunur sorusunun cevabı sistemin ölçeğine göre değişir. Konutta en yaygın konum kombinin içidir: cihazın gövdesini açtığınızda eşanjörün hemen altında, dönüş hattına bağlı küçük bir ıslak rotorlu pompa görürsünüz. Bu pompa kombiyle birlikte satılır, kombinin kartı tarafından sürülür ve tek başına tesisatın tamamını dolaştırmak üzere boyutlandırılmıştır.

Merkezi sistemlerde pompa kazan dairesindedir. Kazanın dönüş hattı üzerinde, kollektörden hemen önce ya da her gidiş kolonunun çıkışında bulunur. Kazan dairesi düzeninde genellikle üç pompa grubu görülür: kazan devresi pompası, ısıtma kolon pompaları ve boyler yükleme pompası. Kolektörlü dağıtımda her zonun kendi pompası olabilir; bu düzenlemede pompalar /urunler/yerden-isitma/kollektorler grubunun üzerine ya da hemen yanına monte edilir.

Üçüncü tipik konum kullanım suyu resirkülasyon hattıdır. Otel, hastane ve büyük konutlarda sıcak su borusunun ucundan boylere dönen ince bir hat vardır; bu hattın üzerindeki küçük pompa, musluk açıldığında sıcak suyun anında gelmesini sağlar. Bu uygulamada pompa gövdesi bronz ya da paslanmaz olmalıdır, çünkü içinden geçen su taze şebeke suyudur ve dökme demiri korozyona uğratır.

09Kombi sirkülasyon pompası ile harici pompa arasındaki fark nedir?

Kombi sirkülasyon pompası, kombinin gövdesi içine fabrikada monte edilmiş, cihazın elektronik kartıyla birlikte çalışan ve genellikle cihazın kendi eşanjör direncini de kapsayacak şekilde seçilmiş bir pompadır. Harici pompa ise tesisat üzerine ayrıca monte edilir, bağımsız beslenir ve yalnız kendi devresini dolaştırır. Fark yalnız konum değil, kontrol ve boyutlandırma sorumluluğudur.

Kombi içindeki pompa tipik olarak 5 ila 6 mSS basma yüksekliği ve 1,2 ila 1,5 m³/h debi için seçilir. Bu değer 120 ila 180 metrekarelik bir daire tesisatı için yeterlidir. Daire büyüdüğünde, kat sayısı arttığında ya da yerden ısıtma kollektörü eklendiğinde bu pompa yetmez; sahada tipik belirti uzak odaların ısınmaması ve kombinin sık sık yüksek sıcaklıkta kesmesidir. Çözüm kombiyi büyütmek değil, hidrolik denge kabı ile ayrılmış ikinci bir pompa eklemektir.

Harici pompa eklenirken en kritik nokta iki pompanın seri bağlanmamasıdır. İki pompa aynı hat üzerinde art arda çalıştırılırsa basma yükseklikleri toplanır, debi kontrolsüz artar ve kombinin akış sensörü hatalı okur. Doğru düzen, kombi ile tesisat arasına bir denge kabı ya da düşük kayıplı kollektör koymak, kombinin pompasını birincil devrede, harici pompayı ikincil devrede çalıştırmaktır. Bu ayrım yapıldığında iki pompa birbirinin çalışma noktasını bozmaz.

10Tek kolonlu ve çift kolonlu sirkülasyon pompası farkı nedir?

Tek kolonlu pompa, tek gövde içinde tek motor ve tek çark taşıyan standart üründür. Çift kolonlu sirkülasyon pompası ise ortak bir gövde içinde iki bağımsız motor-çark grubu ve aralarında otomatik bir klape barındıran ikiz tasarımdır. Çift kolonlu üründe her an bir motor çalışır, diğeri yedekte bekler; klape çalışmayan tarafı kapatarak kısa devre akışını engeller.

Çift kolonlu tasarımın iki kazancı vardır. Birincisi yedekliliktir: bir motor arızalandığında kontrol kartı diğerini devreye alır ve sistem durmaz. Hastane, veri merkezi ve otel gibi kesintiye tahammülü olmayan tesislerde bu bir tercih değil şarttır. İkincisi eşit yaşlandırmadır: kart 24 saatte ya da haftada bir motorları döndürerek her ikisinin de çalışma saatini dengeler ve yatakların oturmasını engeller.

Üçüncü bir kullanım biçimi tepe yükte iki motorun birlikte çalışmasıdır. Bu modda debi ihtiyacı tek motorun kapasitesini aştığında ikinci motor devreye girer. Ancak paralel çalışan iki pompanın debisi asla iki katına çıkmaz; sistem eğrisi dik olduğu için toplam debi tipik olarak yüzde 130 ila 160 seviyesinde kalır. Bu nedenle çift kolonlu ürün öncelikle yedeklilik çözümü olarak, ikincil olarak kapasite artışı olarak düşünülmelidir.

11Boyler resirkülasyon pompası ne yapar?

Boyler resirkülasyon pompası, kullanım sıcak suyu borusunun en uzak noktasından boylere dönen ince bir hat üzerinde çalışarak sıcak suyun boruda beklemesini önleyen küçük pompadır. Musluk açıldığında borudaki soğumuş suyun akıp gitmesini beklemek zorunda kalmazsınız; hat zaten sıcak durumdadır. Otelde konfor, hastanede hijyen, konutta su tasarrufu sağlar.

Hijyen tarafı teknik olarak önemlidir. Legionella bakterisi 20 ila 45 santigrat derece aralığında ürer; durgun ve ılık su bu aralıkta uzun süre kalır. Resirkülasyon hattı suyu sürekli hareketli tutar ve dönüş sıcaklığının 55 santigrat derecenin altına inmemesi hedeflenir. Bu yüzden resirkülasyon pompası genellikle bir termostat ya da zaman saati ile değil, dönüş sıcaklığını ölçen bir sensörle sürülür.

Boyutlandırma diğer pompalardan farklıdır. Burada taşınan ısı, tüketiciye enerji vermek için değil, hattın kendi kaybını karşılamak içindir. Debi, boru hattının saatlik ısı kaybı üzerinden hesaplanır ve tipik olarak 0,1 ila 0,8 m³/h gibi çok küçük değerler çıkar. Bu nedenle resirkülasyon pompaları 5 ila 60 watt bandındadır ve gövdeleri bronzdur. Boyler seçenekleri /urunler/isitma-sistemleri/boyler sayfasında yer alır.

12Doğal sirkülasyon neden yetmez?

Doğal sirkülasyon, sıcak suyun soğuk sudan daha az yoğun olmasından doğan kaldırma kuvvetiyle akışın kendiliğinden oluşmasıdır. Kazanda ısınan su hafifler ve yükselir, radyatörde soğuyan su ağırlaşır ve iner. Termosifon adı verilen bu düzen pompasız çalışır ve yüz yıl önceki tesisatların temeliydi. Fiziği doğrudur ama ürettiği itki modern tesisat için çok küçüktür.

Sayısal olarak bakalım. Kaldırma basıncı, yükseklik farkı çarpı yoğunluk farkı çarpı yerçekimi ivmesi ile hesaplanır. 80 santigrat derece suyun yoğunluğu 971,8 kg/m³, 60 derece suyunki 983,2 kg/m³ tir; fark 11,4 kg/m³. Kazan ile radyatör arasındaki yükseklik farkı 3 metre ise itki 11,4 × 9,81 × 3 = 335 Pa olur. Bu değer mSS cinsinden yaklaşık 0,034 mSS, yani 3,4 santimetre su sütunudur. Aynı devrede modern bir pompa 3 mSS üretir; arada yaklaşık 90 kat vardır.

Bu yüzden doğal sirkülasyon neden yetmez sorusunun cevabı üç maddededir. Birincisi çap: 0,034 mSS ile akış geçirmek için boruların çok kalın olması gerekir, eski sistemlerde 2 ve 3 inç dökme boruların sebebi budur. İkincisi kat sayısı: itki yükseklik farkına bağlı olduğu için üst katlar ısınırken alt katlar ısınmaz. Üçüncüsü modern cihaz direnci: yoğuşmalı kazan eşanjörü, fancoil serpantini ve yerden ısıtma borusu tek başına 1 ila 3 mSS direnç yaratır; doğal itki bunun yüzde birini bile karşılamaz.

13Sirkülasyon pompası olmazsa ne olur?

Sirkülasyon pompası olmazsa ne olur sorusunun cevabı sistemin kendini korumaya alması ve konforun bitmesidir. Pompa durduğunda kazan çalışmaya devam ederse eşanjörden ısı alınamaz; eşanjör suyu hızla ısınır, limit termostat ya da yüksek sıcaklık sensörü devreye girer ve cihaz kilitlenir. Yoğuşmalı kombilerde bu genellikle sıcaklık aşımı arıza koduyla görünür.

İkinci sonuç ısı dağılımının bozulmasıdır. Pompa durduğunda devrede yalnız zayıf doğal sirkülasyon kalır; kazana en yakın ve en yüksek kotta duran radyatörler ılıkken, uzak ve alçak kotta olanlar tamamen soğuk kalır. Sahada bu belirti çoğunlukla "kombi çalışıyor ama petekler ısınmıyor" olarak tarif edilir; nedenleri /blog/pompa-calisiyor-petekler-isinmiyor yazısında ayrıntılı ele alınmıştır.

Üçüncü ve en pahalı sonuç ekipman hasarıdır. Akışsız kalan bir eşanjörde yerel kaynama ve buhar cebi oluşur; bu, plaka eşanjörlerde deformasyona, dökme demir kazanlarda çatlamaya yol açabilir. Katı yakıtlı sistemlerde pompanın elektrik kesintisiyle durması özellikle tehlikelidir, çünkü kazandaki yakıt sönmez. Bu tesislerde termal boşaltma vanası ya da kesintisiz güç kaynağı bir güvenlik gereğidir, konfor detayı değil.

14Sayısal örnek 1: 120 metrekarelik bir dairede pompanın taşıdığı ısı

Basit bir örnekle başlayalım. 120 metrekarelik, ısı kaybı metrekare başına 70 watt hesaplanmış bir daire düşünelim. Toplam ısı ihtiyacı 120 × 70 = 8400 W, yani 8,4 kW olur. Radyatörlü sistem 70/50 santigrat derece rejiminde çalışıyor, dolayısıyla gidiş-dönüş farkı ΔT = 20 santigrat derecedir.

Gerekli debiyi bulalım. Q = P × 0,86 / ΔT bağıntısında P = 8,4 kW ve ΔT = 20 yerine konur: Q = 8,4 × 0,86 / 20 = 0,361 m³/h. Yani pompanın saatte yaklaşık 361 litre su döndürmesi yeterlidir. Bu, dakikada 6 litre demektir; bir mutfak musluğunun debisi mertebesinde çok küçük bir akıştır. Buradan çıkan ilk yorum, ısıtma pompalarının sanıldığının aksine büyük debilere ihtiyaç duymadığıdır.

Şimdi basma yüksekliğine bakalım. Dairedeki en uzun radyatör kolu toplam 55 metre gidiş-dönüş boru içeriyor, tesisat 16 milimetre plastik boru ile yapılmış ve metre başına ortalama basınç kaybı 12 mmSS mertebesinde. Boru kaybı 55 × 0,012 = 0,66 mSS olur. Vana, dirsek ve radyatör iç direnci için yüzde 30 ek koyarsak toplam 0,86 mSS eder. Kombinin kendi eşanjör direnci 1,5 mSS ise gereken toplam basma yüksekliği yaklaşık 2,4 mSS'dir.

Sonucun yorumu şudur: bu daire için 0,4 m³/h debide 2,4 mSS üretebilen bir pompa yeterlidir ve bu, standart bir kombi içi pompanın kapasitesinin çok altındadır. Aynı hesabı yerden ısıtmalı bir dairede yaparsanız ΔT genellikle 7 ila 10 santigrat dereceye indiği için debi iki üç katına çıkar; 8,4 kW ve ΔT = 8 için Q = 8,4 × 0,86 / 8 = 0,903 m³/h olur. Rejim değiştikçe pompa ihtiyacının nasıl değiştiğini gösteren en net örnek budur.

15Sayısal örnek 2: sekiz katlı bir apartman kolonunda debi, basınç ve güç

Orta seviye bir örneğe geçelim. Sekiz katlı, her katta iki daire bulunan bir apartmanın tek bir ısıtma kolonunu ele alalım. Daire başına ortalama ısı ihtiyacı 9 kW, toplam 16 daire için 144 kW eder. Eşzamanlılık katsayısı 0,85 uygulanırsa tasarım gücü 144 × 0,85 = 122,4 kW olur. Sistem 80/60 santigrat derece rejiminde, yani ΔT = 20 santigrat derecede çalışacaktır.

Debi hesabı: Q = 122,4 × 0,86 / 20 = 5,26 m³/h. Kolon borusu bu debide yaklaşık 1,0 metre bölü saniye hızda kalacak şekilde seçilir; DN65 çelik boru bu debide 0,44 metre bölü saniye, DN50 ise 0,74 metre bölü saniye verir. Ses ve erozyon açısından kabul edilen üst sınır 1,2 metre bölü saniye olduğu için DN50 uygundur ve daha ekonomiktir.

Basınç kaybını toplayalım. Kolon toplam boru uzunluğu gidiş-dönüş 62 metre, DN50 çelikte 5,26 m³/h debide metre başına kayıp yaklaşık 18 mmSS: 62 × 0,018 = 1,12 mSS. Kazan eşanjörü 1,8 mSS, plakalı eşanjör 2,5 mSS, balans vanaları ve pislik tutucu 1,2 mSS, en uzak daire tesisatı 2,4 mSS. Toplam 1,12 + 1,8 + 2,5 + 1,2 + 2,4 = 9,02 mSS. Emniyet payı yüzde 10 eklenirse tasarım noktası 5,26 m³/h ve 9,9 mSS olur.

Şimdi elektrik gücüne geçelim. Hidrolik güç, debi çarpı basma yüksekliği çarpı yoğunluk çarpı yerçekimi bölü 3600 ile bulunur: (5,26 × 9,9 × 1000 × 9,81) / 3600 = 141,9 W. Pompanın toplam verimi yüzde 52 ise şaft ve motor dahil çekilen güç 141,9 / 0,52 = 273 W olur. Yıllık 5000 saat çalışma ve kilovatsaat başına 3,20 lira birim fiyat varsayımıyla yıllık tüketim 273 × 5000 / 1000 = 1365 kWh, maliyeti yaklaşık 4368 liradır.

Yorum kritik noktadadır. Aynı devrede sabit devirli bir pompa kullanılsaydı, sezonun büyük kısmında kısmi yükte çalışılmasına rağmen tüketim sabit kalırdı. Fark basıncı kontrollü bir elektronik pompa, kısmi yüklerde devri düşürerek yıllık tüketimi tipik olarak yüzde 40 ila 60 azaltır; bu örnekte yıllık 550 ila 820 kWh tasarruf demektir. Karşılaştırmanın ayrıntısı /blog/elektronik-sirkulasyon-pompasi-mi-klasik-mi yazısındadır.

16Sirkülasyon pompası kaç watt çeker ve EEI ne anlama gelir?

Sirkülasyon pompası kaç watt çeker sorusunun cevabı 5 watt ile 2500 watt arasında geniş bir banttır. Küçük bir kullanım suyu resirkülasyon pompası 5 ila 25 W, kombi içi bir pompa 25 ila 90 W, tek daire yerden ısıtma pompası 20 ila 120 W, apartman kolon pompası 150 ila 800 W, büyük bir ticari devre pompası 800 ila 2500 W çeker. Bu değerlerin üstünde ıslak rotorlu tasarımdan kuru rotorluya geçilir.

Ancak etiketteki watt değeri her zaman gerçek tüketim değildir. Sabit devirli üç kademeli bir pompanın etiketinde en yüksek kademedeki güç yazar; ikinci kademede tüketim yüzde 30 ila 40 daha düşüktür. Elektronik pompalarda ise etiket maksimum gücü gösterir, gerçek tüketim çalışma noktasına göre değişir ve sezon ortalaması çoğu zaman etiket değerinin yüzde 25 ila 40'ı kadardır.

EEI, yani enerji verimlilik endeksi, bir pompanın referans bir pompa ile karşılaştırmalı tüketimini ifade eden boyutsuz sayıdır. ErP 641/2009 düzenlemesi, 2013'ten itibaren bağımsız ıslak rotorlu pompalar için EEI değerinin 0,27'nin, 2015'ten itibaren ise 0,23'ün altında olmasını zorunlu kılmıştır. Bugün piyasadaki iyi bir elektronik model 0,17 ila 0,20 aralığındadır. Sayı küçüldükçe pompa iyileşir; 0,20 EEI'li bir pompa, eski sabit devirli bir modele göre yaklaşık üçte bir enerji harcar.

17Sirkülasyon pompası ömrü kaç yıl ve ömrü ne belirler?

Sirkülasyon pompası ömrü kaç yıl sorusunun sahadaki cevabı 8 ila 15 yıldır. Islak rotorlu bir pompada aşınan tek grup mil ve yataklardır; yağlama ve soğutma suyla yapıldığı için ömür doğrudan su kalitesine bağlıdır. Temiz, oksijeni alınmış ve doğru şartlandırılmış bir devrede 15 yılı aşan örnekler yaygındır; kirli ve sürekli su takviyesi yapılan bir devrede aynı pompa 4 ila 6 yılda biter.

Ömrü kısaltan üç ana mekanizma vardır. Birincisi katı parçacıktır: kaynak curufu, kum ve korozyon ürünü rotor boşluğuna girip yatak yüzeyini çizer. İkincisi manyetit birikimidir; oksijenli suda oluşan siyah demir oksit tozu rotor ile kovan arasındaki dar boşlukta toplanır, sürtünmeyi artırır ve tipik olarak pompanın çalışmaya başlarken zorlanmasına yol açar. Üçüncüsü sık başlatma-durdurmadır; her kalkışta yatak filmi henüz oluşmadan yük biner.

Ömrü uzatan önlemler basittir ve ucuzdur. Pompa emişinden önce uygun göz açıklığında bir pislik tutucu ve mümkünse manyetik filtre bulunmalı, devre ilk dolumdan sonra en az bir kez basınçla yıkanmalı, su takviyesi ölçülüp kaydedilmeli, elektronik modellerde minimum devir sınırı fabrika değerinin altına indirilmemelidir. Yazın tamamen durdurulan sistemlerde ayda bir kez birkaç dakika çalıştırmak, yatağın oturmasını ve çarkın kireç ile kilitlenmesini önler.

18Sabit devirli, kademeli ve elektronik pompa arasındaki temel fark nedir?

Sabit devirli pompa tek bir devirde çalışır ve devre direnci ne olursa olsun eğrisi üzerindeki bir noktaya oturur. Kademeli pompa, genellikle üç sargı kademesi arasında seçim yaparak üç ayrı sabit eğri sunar; kademe seçimi elle yapılır ve mevsim boyunca değişmez. Elektronik pompa ise frekans konvertörü ile devri sürekli değiştirir ve devrenin anlık ihtiyacına göre çalışma noktasını kendi belirler.

Fark, kısmi yükte ortaya çıkar. Isıtma sezonunun yalnız yüzde 5 ila 10'u tasarım gününde geçer; kalan zamanda termostatik vanalar kısılır, devre direnci artar ve gerekli debi azalır. Sabit devirli pompa bu durumda aynı devirde dönmeye devam eder, fazla basıncı vanalarda ısı ve ses olarak harcar. Elektronik pompa devri düşürür ve güç küp kanununa göre azalır.

Elektronik modeller iki temel kontrol modu sunar. Sabit fark basıncı modunda pompa, debi değişse de aynı basınç farkını korur; kısa ve çok dallı devrelerde uygundur. Orantısal fark basıncı modunda debi azaldıkça hedef basınç da doğrusal olarak düşer; uzun boru hatlı, direncin büyük kısmının borularda olduğu sistemlerde daha çok tasarruf verir. Yanlış mod seçimi, iyi bir pompayı sabit devirli gibi çalıştırır ve beklenen tasarruf ortaya çıkmaz.

19Doğru büyüklük nasıl belirlenir?

Doğru büyüklük iki sayıyla belirlenir: tasarım debisi ve o debideki toplam basınç kaybı. Debi, ısı yükü ve rejim farkından hesaplanır. Basınç kaybı ise en dirençli devre kolunun boru, armatür ve cihaz kayıpları toplanarak bulunur. Bu iki değerin kesiştiği nokta pompa eğrisi üzerinde işaretlenir ve verimin en yüksek olduğu bölgeye yakın düşen model seçilir.

Sahada en sık yapılan hata, hesap yerine bina yüksekliğine ya da eski pompanın etiketine bakmaktır. Kapalı devrede yükseklik hesaba girmediği için bina kotuna göre seçim sistematik olarak büyütür. Eski pompanın etiketine bakmak da güvenilir değildir, çünkü tesisat o günden bu yana yalıtım, cihaz değişimi ya da termostatik vana eklenmesiyle değişmiş olabilir.

Seçim yöntemini adım adım, eğri okuma ve emniyet payı kurallarıyla birlikte /blog/sirkulasyon-pompasi-nasil-secilir yazısında ele aldık. Pompa etiketindeki 25/6 ya da 32/8 gibi kodların tam olarak ne anlattığı, hangi rakamın bağlantı çapı hangisinin basma yüksekliği olduğu ise /blog/25-4-25-6-25-8-sirkulasyon-pompasi-ne-demek yazısının konusudur. Isıtma ve pompa konularındaki diğer teknik yazıların tamamına /blog/konu/pompa-sistemleri sayfasından ulaşabilirsiniz.

20Sık yapılan 5 hata

Birinci hata, pompayı bina yüksekliğine göre seçmektir. Kapalı devrede statik yükseklik pompadan bir şey istemez; buna rağmen "on kat var, on metre basmalı" mantığıyla seçilen pompa devreye fazla debi basar. Sonuç yüksek akış hızı, vanalarda ıslık sesi, düşmüş ΔT ve yoğuşmalı kazanda verim kaybıdır. Doğrusu en dirençli kolun kaybını hesaplamaktır.

İkinci hata, mil eksenini dikey yerine yatay bırakmamaktır. Islak rotorlu pompalarda motor mili daima yatay olmalıdır; mil dikey konumda kalırsa rotor boşluğunda hava toplanır ve yatak kuru çalışır. Gövde hangi yönde olursa olsun, klemens kutusu yana bakacak ve mil yataya gelecek şekilde döndürülmelidir.

Üçüncü hata, pompayı akış yönü işaretine bakmadan monte etmektir. Gövde üzerindeki ok akış yönünü gösterir; ters monte edilen pompa döner, ses yapar, ısınır ama neredeyse hiç debi geçirmez. Belirti çoğu zaman "pompa çalışıyor ama sistem ısınmıyor" biçiminde tarif edilir ve arıza aranan yer yanlış olur.

Dördüncü hata, devreye pislik tutucu koymamak ya da ilk yıkamayı atlamaktır. Yeni tesisatta kalan kaynak curufu ve talaş, ilk çalıştırmada doğrudan rotor boşluğuna gider. Pompa emişinden önce bir süzgeç ve ilk sezon sonunda bir temizlik, ömrü yıllarca uzatır.

Beşinci hata, elektronik pompayı fabrika modunda bırakıp mod seçimini hiç yapmamaktır. Uzun hatlı bir binada sabit fark basıncı modunda bırakılan pompa, orantısal moda göre yıllık yüzde 15 ila 25 daha fazla elektrik harcar. Devreye alma sırasında beş dakikalık bir mod ayarı, cihazın satın alma bedelinin bir kısmını her sezon geri kazandırır.

21Devreye alma kontrol listesi

Aşağıdaki liste yeni monte edilmiş ya da değiştirilmiş bir pompanın ilk çalıştırılmasında sırayla uygulanır. Adımların atlanması, ilk sezonda ortaya çıkan arızaların büyük kısmının kaynağıdır.

• Tesisatın basınçla yıkandığını, kaynak curufu ve talaşın tahliye edildiğini doğrulayın.
• Pompa emişinden önce pislik tutucunun takılı ve süzgecinin temiz olduğunu kontrol edin.
• Gövde üzerindeki akış yönü okunun tesisatın gidiş yönüyle aynı olduğunu görün.
• Motor milinin yatay olduğunu, klemens kutusunun yana ya da yukarı baktığını doğrulayın.
• Devre statik basıncının soğukken üretici değerinde olduğunu manometreden okuyun; konutta tipik değer 1,2 ila 1,8 bardır.
• Genleşme tankı ön basıncını ölçün; sistem statik basıncının 0,2 ila 0,3 bar altında olmalıdır.
• Hava alma tapasını gevşetip rotor boşluğundan su gelene kadar bekleyin, ardından tapayı sıkın.
• Devrenin en yüksek noktalarındaki otomatik purjörlerin açık ve çalışır durumda olduğunu görün.
• Pompayı çalıştırıp gidiş ve dönüş sıcaklıklarını ölçün; ΔT hedef rejimin 2 santigrat derece yakınında olmalıdır.
• Çekilen akımı pens ampermetre ile ölçüp etiket değeriyle karşılaştırın; yüzde 10'dan büyük sapmayı araştırın.
• Elektronik modelde kontrol modunu ve hedef basıncı sisteme göre ayarlayın, fabrika değerinde bırakmayın.
• Balans vanalarını proje debilerine göre ayarlayın ve ayar konumlarını devreye alma raporuna yazın.
• İlk 48 saat sonunda hava alma işlemini tekrarlayın; çözünmüş gaz ilk ısınmada açığa çıkar.
• Ses seviyesini kazan dairesi kapısı kapalıyken ölçün; komşu mahalde 35 dB(A) üstü değerleri titreşim izolasyonu ile düşürün.
• Çift kolonlu modelde her iki motorun da tek tek çalıştığını ve otomatik değişim süresinin ayarlandığını doğrulayın.

22Sık Sorulan Sorular

Sirkülasyon pompası ile hidrofor aynı şey midir?

Hayır, ikisi farklı işler yapar. Hidrofor açık bir sistemde suyu depodan alıp bina kotuna yükseltir ve musluk basıncını kurar; 40 ila 60 mSS gibi yüksek basınçlarda düşük debi üretir. Sirkülasyon pompası kapalı bir devrede zaten var olan suyu döndürür, 1 ila 12 mSS aralığında çalışır ve yüksek debi geçirir. Biri basınç, diğeri akış makinesidir.

Sirkülasyon pompası sürekli mi çalışmalı, yoksa kapatılmalı mı?

Isıtma sezonunda pompanın sürekli çalışması, sık başlatıp durdurulmasından hem konfor hem ömür açısından daha iyidir. Elektronik modeller talep düştüğünde devri kendiliğinden azaltır ve tüketim düşer. Sezon dışında pompa kapatılabilir, ancak ayda bir kez birkaç dakika çalıştırılmalıdır. Konunun ayrıntısı /blog/sirkulasyon-pompasi-surekli-calismali-mi yazısındadır.

Kombi içindeki pompa bozulursa kombiyi değiştirmek gerekir mi?

Hayır. Kombi içindeki pompa çoğu markada bağımsız bir yedek parçadır ve tek başına değiştirilebilir. Değişimde bağlantı ölçüsü, elektriksel bağlantı tipi ve kart ile haberleşme biçimi aynı olmalıdır. Modülasyonlu kartla haberleşen pompaların yerine sabit devirli bir model takılırsa cihaz hata verebilir; yedek parça seçiminde cihaz üreticisinin listesi esas alınmalıdır.

Pompa çalışıyor ama radyatörler ısınmıyorsa sorun nedir?

Öncelikle akış yönü okunu ve rotorda hava olup olmadığını kontrol edin. Sonra pislik tutucu süzgecine ve kapalı kalmış bir vanaya bakın. Rotor kireç ya da manyetit ile kilitlenmiş olabilir; göbek tapası açılıp mil elle döndürülerek denenir. Bu adımlar sonuç vermezse pompa doğru olsa bile devre dengesizdir ve balans ayarı gerekir.

Sirkülasyon pompası ne kadar elektrik harcar?

Konutta bir kombi pompası sezon boyunca tipik olarak 80 ila 250 kilovatsaat harcar. Apartman kolon pompası 800 ila 3000 kilovatsaat bandındadır. Elektronik model kullanmak bu değerleri yüzde 40 ila 60 azaltır. Tüketimin nasıl hesaplandığı ve gerçek fatura etkisi /blog/sirkulasyon-pompasi-ne-kadar-elektrik-harcar yazısında sayısal olarak gösterilmiştir.

Pompa neden ses yapar, ses her zaman arıza mıdır?

Hayır, sesin en yaygın nedeni arıza değil hava ve fazla debidir. Rotor boşluğundaki hava metalik bir çıtırtı, devredeki fazla debi ise vanalarda ıslık ve akış uğultusu üretir. Yatak aşınması ise sürekli ve tiz bir uğultu verir. Ayırt etme yöntemi ve çözüm adımları /blog/sirkulasyon-pompasi-ses-yapiyor yazısındadır.

Islak rotorlu pompa susuz çalışırsa ne olur?

Yatak filmi ve soğutma aynı anda kaybolduğu için hasar hızlıdır. Karbon veya seramik yatak birkaç dakika içinde aşınır, mil boşluk yapar ve rotor kovana temas eder. Çoğu durumda pompa onarılamaz. Bu nedenle devre dolumu tamamlanmadan ve hava alma yapılmadan pompaya asla enerji verilmemelidir.

Sirkülasyon pompasında EEI değeri neden önemlidir?

EEI, pompanın referans bir cihaza göre tükettiği enerjiyi gösteren boyutsuz endekstir ve ErP 641/2009 kapsamında bağımsız ıslak rotorlu pompalarda 0,23'ün altında olması zorunludur. Bugün iyi bir model 0,17 ila 0,20 aralığındadır. Sayı küçüldükçe aynı hidrolik işi daha az elektrikle yapar; on beş yıllık ömür boyunca fark, satın alma bedelini kat kat aşar.

Yerden ısıtma devresinde farklı bir pompa mı gerekir?

Fiziksel prensip aynıdır ama çalışma noktası farklıdır. Yerden ısıtmada rejim farkı 7 ila 10 santigrat dereceye indiği için aynı ısı gücü için debi iki üç kat artar; buna karşılık kollektör ve boru direnci yüksektir. Bu nedenle yerden ısıtma pompaları daha yüksek debi ve orta basma yüksekliği için seçilir. Ayrıntı /blog/yerden-isitma-sirkulasyon-pompasi-secimi yazısındadır.

Hangi model hangi uygulamaya uygundur?

Konut ve daire ölçeğinde Grundfos Alpha1 ekonomik, Grundfos Alpha2 fark basıncı kontrollü ve otomatik gece modlu, Grundfos Alpha3 ise balans ölçüm işlevi olan modellerdir. Apartman kolonu ve ticari devrelerde Grundfos Magna1 sabit ayarlı, Grundfos Magna3 ise sensörlü ve haberleşme kartlı çözümdür. Kullanım suyu resirkülasyonunda Grundfos Comfort serisi bronz gövdeli küçük pompalar kullanılır.

Devreniz için doğru pompanın hangisi olduğundan emin değilseniz, ısı yükünü ve en dirençli kolun kaybını birlikte çıkaralım; ürün seçenekleri /urunler/pompa-sistemleri/sirkulasyon-pompalari sayfasındadır. Kazan, boyler ve kollektör tarafını da kapsayan bir proje varsa /urunler/isitma-sistemleri/kazan-sistemleri grubundaki ekipmanlarla birlikte tek bir hidrolik şema üzerinden değerlendiririz. Hesap dosyanızı ya da tesisat şemanızı /iletisim sayfasından gönderin, mühendislik ekibimiz aynı gün içinde bir öneri listesi hazırlasın.