Yerden Isıtma İçin Sirkülasyon Pompası Nasıl Seçilir?

Yerden ısıtma sirkülasyon pompası, düşük sıcaklık rejiminin doğurduğu yüksek debiyi düşük basma yüksekliğinde taşıyacak şekilde seçilir. Tipik bir konut devresinde çalışma noktası 0,8 ila 3,5 m³/h debi ve 2 ila 4,5 mSS basma yüksekliği aralığına düşer; belirleyici olan kollektördeki en uzun devrenin kaybıdır, kazan gücü değil.

• Yerden ısıtmanın hidroliği radyatör tesisatından hangi noktalarda ayrılır
• 35/30 °C rejiminin ve 5-7 K sıcaklık farkının debiye etkisi
• Kollektör devre sayısı, devre başına debi ve boru boyu sınırları
• PEX ve PE-RT boruda metre başına basınç kaybının okunması
• Debimetreli balans, karışım grubu ve hidrolik denge kabının pompaya yansıması
• Sabit fark basıncı modunun yerden ısıtmadaki üstünlüğü
• 140 m² daire ve 620 m² villa için adım adım iki sayısal örnek
• Devreye alma kontrol listesi ve sahada en sık yapılan hatalar

01Yerden ısıtma hidroliği radyatör tesisatından nerede ayrılır?

Yerden ısıtma, ısıyı 30 ila 40 °C arasındaki düşük gidiş sıcaklığıyla ve büyük yüzeye yayılmış uzun boru devreleriyle taşıyan bir düşük sıcaklık ısıtma sistemidir. Radyatör tesisatında aynı gücü 70/55 °C rejimiyle küçük debide taşırsınız; yerden ısıtmada aynı güç için debi büyür, basma yüksekliği ise beklenenden küçük kalır. Bu iki eğilim ters yönde çalıştığı için radyatör alışkanlığıyla seçilen pompa neredeyse her zaman yanlış tarafa kaçar: basma yüksekliği fazla, debi kapasitesi ise sınırda bir model çıkar. Sonuç, gürültülü kollektör, dengesiz oda sıcaklıkları ve gereksiz elektrik tüketimidir.

Farkın ikinci kaynağı direncin nerede toplandığıdır. Radyatör tesisatında kayıp; kolonlar, vanalar ve radyatör valfleri arasında dağılır. Yerden ısıtmada kaybın büyük bölümü tek bir yerde, kollektöre bağlı en uzun devrenin 80 ila 120 metrelik boru serpantininde toplanır. Kollektör, karışım grubu ve dağıtım borusu bu kaybın yanında ikinci plandadır. Dolayısıyla pompa seçimi "kazan kaç kW" sorusuyla değil, "en uzun devre kaç metre ve içinden kaç litre geçecek" sorusuyla başlar.

Üçüncü fark, sistemin sürekli değişken olmasıdır. Oda termostatları termik aktüatörleri kapattıkça açık devre sayısı sekizden ikiye inebilir. Radyatörde termostatik valf kısılır ama tam kapanmaz; yerden ısıtmada aktüatör devreyi tümüyle kapatır. Bu yüzden yerden ısıtma pompa seçimi sadece tam yük noktasını değil, kısmi yükte pompanın ne yapacağını da kapsamak zorundadır.

0235/30 °C rejimi debiyi neden 2-3 kat artırır?

Su tarafındaki debi, taşınan güç ile gidiş-dönüş sıcaklık farkının oranına bağlıdır: Q = P × 0,86 / ΔT. Formülün kendisi her ısıtma devresinde aynıdır, kritik olan ΔT değeridir. Radyatör tesisatı 70/55 °C ile 15 K fark üzerinden çalışırken yerden ısıtma 35/30 °C rejiminde yalnızca 5 K, en fazla 7 K fark üretir. Aynı payda üçte bire indiğinde debi üçe katlanır.

Sayıyla görmek en kısa yoldur. 10 kW ısı ihtiyacı için radyatör devresinde debi 10 × 0,86 / 15 = 0,57 m³/h çıkar. Aynı 10 kW yerden ısıtmada 6 K fark ile 10 × 0,86 / 6 = 1,43 m³/h olur. Aradaki oran 2,5 kattır. Bu debiyi taşımak için boru çapı büyümez; aynı 16x2 boru içinden 2,5 kat su geçirmeye çalışırsınız ve basınç kaybı hızın karesine yakın oranda arttığı için devre direnci de yükselir.

ΔT değerini keyfi seçemezsiniz. 5 K'nın altına inmek debiyi kontrolsüz büyütür, kollektörde akış sesi başlar ve pompa gereğinden büyük seçilir. 8 K'nın üzerine çıkmak ise döşeme yüzeyinde sıcaklık farkı yaratır; devrenin başı ile sonu arasındaki yüzey sıcaklığı ayırt edilecek kadar açılır ve konfor bozulur. Uygulamada 5 ila 7 K bandı, ısıl konfor ile pompa ekonomisi arasındaki dengedir.

Tablodaki son satır ısı pompası ile çalışan tesisatlarda kuraldır. Isı pompası verimi gidiş sıcaklığı düştükçe arttığı için tasarımcı 35 °C gidişi tercih eder; bunun bedeli debinin üç katına çıkmasıdır. Isı pompalı bir yerden ısıtma tesisatında pompa seçimini radyatör mantığıyla yapmak, cihazın minimum debi koruma eşiğinin altında kalmasına ve akış hatası kilitlemesine yol açar.

03Kollektör devre sayısı ve devre başına debi nasıl belirlenir?

Kollektör, yerden ısıtma devrelerini tek bir noktadan besleyip toplayan, gidiş kolunda debimetre, dönüş kolunda kapatma valfi bulunan dağıtım elemanıdır. Devre sayısı üç kısıtın en sıkısı tarafından belirlenir: oda başına bağımsız kontrol ihtiyacı, tek devrenin taşıyabileceği maksimum boru boyu ve devre başına kabul edilebilir debi bandı.

Pratikte devre başına debi 1,5 ila 3 l/dk, yani 90 ila 180 l/h aralığında tutulur. 1,5 l/dk'nın altında akış laminer bölgeye yaklaşır, ısı transfer katsayısı düşer ve devrenin sonu soğuk kalır. 3 l/dk'nın üzerinde akış hızı 0,5 m/s'yi aşar; 16x2 boruda akış sesi duyulmaya başlar ve devre kaybı hızla büyür. Devre sayısını bu banda oturtacak şekilde belirlemek, sonradan pompa büyütmeye gerek bırakmaz.

Hesap sırası şudur. Önce mahal ısı ihtiyacını döşeme yüzeyine bölüp yüzeysel yükü bulun; iyi yalıtılmış konutta 35 ila 55 W/m² tipiktir. Sonra boru aralığını seçin: yaşam alanlarında 15 cm, cam önü ve ıslak hacimlerde 10 cm, dolaplı alanlarda 20 cm. Boru aralığı 15 cm ise bir metrekare döşeme yaklaşık 6,7 metre boru ister. Bir devrenin taşıyabileceği pratik sınır 100 ila 120 metre olduğuna göre, 15 cm aralıkla tek devrenin kapsayacağı alan 15 ila 18 m² civarındadır. 10 cm aralıkta bu alan 10 ila 12 m²'ye iner.

Devre boylarını mümkün olduğunca birbirine yakın tutun. 60 metrelik bir devre ile 115 metrelik bir devreyi aynı kollektöre bağladığınızda, kısa devre suyu emer ve uzun devre aç kalır. Debimetre bu farkı kapatır ama bedeli, kısa devreyi kısarak sistem direncini yapay olarak yükseltmektir; bu da pompanın daha yüksek basınçta çalışmasına yol açar. En uzun ve en kısa devre arasındaki farkı yüzde 30'un altında tutmak, hem balansı kolaylaştırır hem de pompayı küçültür. Kollektör seçenekleri ve çıkış sayıları için /urunler/yerden-isitma/kollektorler sayfasına bakabilirsiniz.

04PEX ve PE-RT boruda metre başına basınç kaybı ne kadardır?

Yerden ısıtma borusu, oksijen bariyerli PEX veya PE-RT malzemeden üretilen, tipik olarak 16x2 veya 17x2 mm ölçüsünde esnek borudur. Basınç kaybını hesaplarken dış çapı değil iç çapı kullanın: 16x2 borunun iç çapı 12 mm, 17x2 borunun 13 mm, 20x2 borunun 16 mm'dir. İç çaptaki 1 mm fark, aynı debide kaybı yüzde 25 ila 30 değiştirir.

Metre başına kaybı hızlı okumak için aşağıdaki tabloyu kullanın. Değerler 40 °C ortalama su sıcaklığı ve temiz boru için geçerlidir; kirlenme payını hesaba katmak isterseniz yüzde 10 ekleyin.

Tablodan çıkan üç pratik sonuç vardır. Birincisi, kayıp debiyle doğrusal değil karesele yakın büyür: debiyi 100'den 180 l/h'ye çıkarmak kaybı 68'den 190 Pa/m'ye, yani 2,8 katına taşır. İkincisi, 16x2'den 20x2'ye geçmek aynı debide kaybı dörtte bire indirir; uzun devrelerde çap büyütmek pompa büyütmekten çok daha ucuzdur. Üçüncüsü, 220 l/h ve üzeri debiler 16x2 boruda kabul edilemez: hem 0,5 m/s ses sınırını aşarsınız hem de tek başına devre kaybı 3 mSS'yi geçer.

Devre kaybını bulmak için metre başına değeri devre boyuyla çarpın ve dönüş kolunu unutmayın; devre boyu zaten gidiş-dönüş toplamıdır çünkü serpantin kollektörden çıkıp aynı kollektöre döner. 110 metrelik bir devre 125 l/h debide 110 × 100 = 11.000 Pa, yani 1,1 mSS kaybeder. Buna kollektörün kendi kaybı, debimetre ve aktüatörlü valfin kaybı eklenir.

05En uzun devre neden pompanın basma yüksekliğini belirler?

Paralel bağlı devrelerde toplam direnç, en dirençli kolun direncine eşittir. Kollektöre bağlı sekiz devre birbirine paralel çalıştığı için pompanın yenmesi gereken kayıp, sekiz devrenin toplamı değil, içlerinden en yüksek kayba sahip olanın kaybıdır. Bu, yerden ısıtmada pompa seçiminin en çok yanlış anlaşılan noktasıdır: devre kayıpları toplanmaz.

Bu nedenle proje aşamasında yapılacak en değerli iş, en uzun devreyi 100 ila 120 metre sınırının altında tutmaktır. 120 metrenin üzerindeki bir devre iki şeyi birden bozar. Birincisi, devre kaybı tek başına 1,5 mSS'yi aşarak pompayı bir üst modele iter. İkincisi, gidiş ile dönüş arasındaki sıcaklık farkı büyür; devrenin son on metresi tasarım sıcaklığının altına düşer ve o bölgedeki döşeme belirgin şekilde soğuk kalır. Alan büyükse çözüm devreyi uzatmak değil, ikinci devre açmaktır.

Toplam basma yüksekliğini kurarken şu kalemleri sırayla toplayın: en uzun döşeme devresinin kaybı, kollektör gövdesi ve debimetre kaybı, aktüatörlü dönüş valfi kaybı, kollektöre giden dağıtım borusunun gidiş-dönüş kaybı, karışım grubu veya termostatik karışım vanası kaybı, varsa pislik tutucu ve ısı kaynağı eşanjörünün kaybı. Sonuca yüzde 10 emniyet payı ekleyin; yüzde 30'luk keyfi paylar pompayı bir sınıf büyütür ve tasarrufu yer.

06Kollektör debimetreleri ile hidrolik balans nasıl alınır?

Kollektör debimetre, gidiş kolundaki her devrenin geçirdiği debiyi litre/dakika ölçeğinde gösteren ve aynı hareketle kısarak ayarlanabilen şeffaf ölçüm elemanıdır. Balans işlemi, her devrenin hesapta kendisine ayrılan debiyi almasını sağlamak için bu debimetrelerin sırayla kısılmasıdır. Balans alınmamış bir yerden ısıtma tesisatında pompa doğru seçilmiş olsa bile odalar arasında 2 ila 3 °C fark kalır.

Doğru sıra şudur. Önce tüm devreleri tam açın, pompayı en yüksek kademede çalıştırın ve sistemi havasını alana kadar dolaştırın. Sonra oda termostatlarının hepsini ısı çağıracak konuma alın, yani bütün aktüatörleri açık tutun. Ardından en uzun devreyi referans alarak tam açık bırakın ve diğer devreleri hesaplanan debiye göre kısın. Her kısma işlemi diğer devrelerin debisini yükselttiği için turu en az iki kez tekrarlayın; üçüncü turda değerler oturur. Son olarak pompayı çalışma moduna alıp debileri bir kez daha okuyun.

Balansta okunacak hedef debi, devrenin ısı yükünden gelir. Devre 1,05 kW taşıyacaksa ve ΔT 6 K ise debi 1,05 × 0,86 / 6 = 0,15 m³/h, yani 150 l/h ya da 2,5 l/dk olur. Debimetre skalası genelde 0,5 ila 5 l/dk arasıdır ve bu değeri doğrudan gösterir; ayrı bir çeviri yapmanıza gerek yoktur.

Balans sonrası pompayı bir kademe düşürüp debileri tekrar okumak iyi bir alışkanlıktır. Debiler hedefin yüzde 90'ının üzerinde kalıyorsa pompayı o kademede bırakın; yılda yüzlerce kilovatsaat tasarruf edersiniz ve akış sesi tümüyle kaybolur.

07Karışım grubu ve termostatik karışım vanası pompayı nasıl etkiler?

Yerden ısıtma karışım grubu, kazandan gelen yüksek sıcaklıktaki suyu dönüş suyuyla karıştırarak döşeme devresine 30 ila 45 °C arasında sabit gidiş sıcaklığı veren, üzerinde pompa, termometre, çek valf ve karışım vanası bulunan hazır settir. Kazanın 70 °C ürettiği bir tesisatta döşemeyi korumanın tek yolu budur; şap ve zemin kaplaması 55 °C üzerindeki suya uzun süre dayanmaz.

Karışım grubunun pompa seçimine üç etkisi vardır. Birincisi, karışım vanası tesisata 0,2 ila 0,5 mSS ek direnç koyar ve bu direnç toplam basma yüksekliğine girer. İkincisi, karışım grubu yerden ısıtma devresini kazan devresinden hidrolik olarak ayırır; böylece pompanın gördüğü devre yalnızca kollektör tarafıdır, kazan tarafındaki kayıplar hesaba girmez. Üçüncüsü, grup üzerindeki by-pass hattı aktüatörler kapandığında pompaya minimum akış sağlar ve pompanın kuru kalmasını önler.

Termostatik karışım vanası, kapiler veya dahili sensörle gidiş sıcaklığını ölçüp karışım oranını mekanik olarak ayarlayan, ayar düğmesinden 20 ila 55 °C arasında değer verilen vanadır. Elektronik motorlu karışım vanasından farkı, dış hava kompanzasyonu yapamamasıdır: sabit değeri tutar, dışarısı ısınınca gidiş sıcaklığını düşürmez. Ucuz ve arızasızdır; ancak ısı pompalı tesisatlarda mutlaka motorlu vana veya modülasyonlu kontrol tercih edilmelidir çünkü ısı pompasının verimi gidiş sıcaklığının dış havaya göre kaydırılmasına bağlıdır. Motorlu vana seçenekleri /urunler/vana-sistemleri/motorlu-vanalar ve /urunler/vana-sistemleri/termostatik-vanalar sayfalarında listelenmiştir.

Termostatik karışım vanası seçerken Kvs değerini debinin üzerinden doğrulayın. Kayıp, Δp = (Q / Kvs)² bar bağıntısıyla bulunur. 3,0 m³/h debi Kvs 6,3 olan bir vanadan geçerse kayıp (3,0 / 6,3)² = 0,227 bar, yani 2,3 mSS olur ki bu kabul edilemez; aynı debi Kvs 12 olan vanadan geçtiğinde (3,0 / 12)² = 0,0625 bar, yani 0,63 mSS'ye iner. Vanayı küçük seçmek, pompayı iki kademe birden büyütmenin en hızlı yoludur.

08Hidrolik denge kabı ne zaman gerekir?

Hidrolik denge kabı, kazan devresi ile tesisat devrelerini basınç bakımından birbirinden ayıran, düşey konumlu ve geniş kesitli bir bağlantı kabıdır. Görevi, kazan pompası ile tesisat pompalarının birbirini itip çekmesini engellemek ve her devrenin kendi debisini bağımsız çekmesini sağlamaktır. İçindeki düşük hız aynı zamanda hava ayırıcı ve tortu toplayıcı olarak çalışır.

Denge kabı üç durumda gerekir. Birincisi, kazan devresinde sabit minimum debi şartı varsa; yoğuşmalı kazanların çoğu ve ısı pompalarının tamamı bu şartı koyar ve aktüatörler kapandığında tesisat tarafı debi çekmeyi kestiğinde cihaz kilitlenir. İkincisi, tesisatta ikiden fazla bağımsız pompalı devre varsa; yerden ısıtma, radyatör ve boyler devrelerinin bir arada olduğu villa tesisatları tipik örnektir. Üçüncüsü, tesisat pompalarının toplam debisi kazan pompasının debisini aşıyorsa. Yerden ısıtmanın yüksek debisi düşünüldüğünde bu üçüncü durum sanıldığından çok daha sık ortaya çıkar.

Denge kabı olan bir tesisatta pompa seçimi kolaylaşır. Yerden ısıtma pompası yalnızca kabın çıkışından kollektöre ve devreye kadar olan kısmın direncini yener; kazan, eşanjör ve kazan borulaması hesabın dışında kalır. Kabın kendi kaybı ihmal edilebilir düzeydedir, tipik olarak 0,05 mSS'nin altındadır. Buna karşılık kabın çapı doğru seçilmezse içindeki hız 0,2 m/s'yi aşar, hava ayırma özelliği kaybolur ve gidiş ile dönüş suyu istenmeden karışır.

09Sabit fark basıncı modu yerden ısıtmada neden tercih edilir?

Sabit fark basıncı, pompanın debi değişse de emme ile basma arasındaki basınç farkını sabit tutmaya çalıştığı kontrol modudur. Frekans konvertörlü ıslak rotorlu pompalarda menüde genellikle Δp-c veya "sabit basınç" olarak görünür. Yerden ısıtmada tercih edilmesinin nedeni, sistemdeki direncin büyük bölümünün pompanın kontrol edemediği sabit bir yerde, döşeme devresinde bulunmasıdır.

Orantılı fark basıncı modunda, yani Δp-v konumunda, pompa debi düştükçe basıncı da düşürür. Bu mantık radyatör tesisatında doğrudur çünkü orada kayıp büyük ölçüde uzun dağıtım kolonlarındadır ve debi azalınca o kayıp gerçekten azalır. Yerden ısıtmada ise aktüatörler kapanınca kalan açık devrelerin direnci azalmaz; aynı 110 metrelik serpantin aynı debiyi geçirmek için aynı basıncı ister. Pompa Δp-v modunda basıncı düşürünce açık kalan devrelerin debisi hedefin altına iner ve o odalar ısınmaz.

Uygulamada ayar noktasını hesaplanan tasarım basma yüksekliğinin yüzde 100'üne değil, balans sonrası ölçülen gerçek ihtiyaca kurun. 2,4 mSS hesaplanan bir tesisatta pompayı 2,4 mSS sabit fark basıncına ayarlayıp bütün debimetreleri okuyun; hedefin üzerindeyse ayar noktasını 0,2 mSS adımlarla düşürüp en düşük çalışan değeri bulun. Modern pompalarda ayrıca otomatik uyarlamalı mod bulunur; bu mod ilk haftalarda sistemi öğrenip ayar noktasını kendisi kaydırır ve balansı doğru alınmış tesisatlarda iyi sonuç verir.

10Sayısal örnek: 140 m² daire, 8 devre için Q ve H hesabı

Örnek konut, 140 m² kullanım alanına sahip, TS 825'e uygun yalıtımlı bir apartman dairesidir. Isı kaybı hesabı 50 W/m² yüzeysel yük vermiştir; ısıtılan döşeme alanı mobilya ve ıslak hacim düşüldükten sonra 128 m²'dir. Sistem yoğuşmalı kazandan besleniyor, karışım grubu ile 40/33 °C rejimine düşürülüyor, yani ΔT 7 K.

Adım 1 — Isı yükü. Toplam güç, yüzeysel yük ile alanın çarpımıdır: P = 50 W/m² × 140 m² = 7.000 W = 7,0 kW. Bu değer döşemenin vermesi gereken güçtür; kazan gücü sıcak su ihtiyacı nedeniyle daha büyük olabilir ama pompa hesabına giren değer 7,0 kW'tır.

Adım 2 — Toplam debi. Q = P × 0,86 / ΔT = 7,0 × 0,86 / 7 = 0,86 m³/h. Boru ve dağıtım kayıplarını karşılamak üzere yüzde 10 pay eklendiğinde tasarım debisi 0,95 m³/h, yuvarlanmış haliyle 1,0 m³/h olur.

Adım 3 — Devre sayısı ve devre debisi. 128 m² ısıtılan alan, 15 cm boru aralığıyla 128 × 6,7 = 858 metre boru ister. Devre başına 110 metre sınırı uygulandığında 858 / 110 = 7,8, yani 8 devre çıkar. Devre başına ortalama debi 1.000 / 8 = 125 l/h = 2,1 l/dk olur ve bu değer 1,5-3 l/dk hedef bandının tam ortasındadır. Devre boyları 92 ila 115 metre arasında dağılmıştır; en uzun devre 115 metredir.

Adım 4 — En uzun devrenin kaybı. Tablodan 125 l/h debide 16x2 boru için metre başına kayıp 100 Pa/m okunur. Devre kaybı 115 m × 100 Pa/m = 11.500 Pa = 1,15 mSS'dir. Kirlenme payı için yüzde 10 eklendiğinde 1,27 mSS bulunur.

Adım 5 — Diğer kalemler. Sekiz çıkışlı kollektör ve debimetre kaybı 0,25 mSS, aktüatörlü dönüş valfi 0,10 mSS, kazan dairesinden kollektöre 18 metrelik 26x3 dağıtım borusu gidiş-dönüş toplam 0,22 mSS, Kvs 6,3 termostatik karışım vanası (1,0 / 6,3)² = 0,025 bar yani 0,25 mSS, pislik tutucu 0,12 mSS verir.

Adım 6 — Toplam basma yüksekliği. H = 1,27 + 0,25 + 0,10 + 0,22 + 0,25 + 0,12 = 2,21 mSS. Yüzde 10 emniyet payıyla 2,43 mSS, tasarım için 2,5 mSS alınır.

Adım 7 — Pompa eşleştirme. 1,0 m³/h ve 2,5 mSS çalışma noktası, 25-60 gövdeli ıslak rotorlu bir pompanın eğrisinin orta bölgesine düşer. Grundfos ALPHA2 25-60 180 bu noktayı yaklaşık 12 ila 16 W güç çekişiyle karşılar; Grundfos ALPHA1 25-60 aynı noktayı biraz daha yüksek tüketimle verir ve elektronik kontrol seçenekleri daha sınırlıdır. Bütçe ve kontrol ihtiyacına göre Grundfos UPM3 tabanlı entegre karışım grubu pompaları da aynı bölgeye oturur. Rakip tarafta Wilo Yonos PICO 25/1-6 benzer bir eğri sunar; portföydeki seçenekler /urunler/pompa-sistemleri/sirkulasyon-pompalari sayfasında karşılaştırmalı olarak listelenmiştir.

Adım 8 — Doğrulama. Seçilen pompanın tasarım noktasındaki verimi ve gürültüsü kontrol edilmelidir. Bu sınıf pompalarda ses seviyesi 43 dB(A) altında kalır ve gövde üzerinden yapılan ölçüm devreye alma sırasında doğrulanır. Enerji tarafında EEI değeri 0,20'nin altında olmalıdır; ErP 641/2009 zaten 0,23 sınırını koymaktadır ve piyasadaki güncel modeller 0,15 ila 0,18 bandındadır.

11İkinci örnek: 620 m² villa, üç kollektörlü ana devre pompası

İkinci örnek, üç katlı ve toplam 620 m² ısıtılan alana sahip, hava kaynaklı ısı pompasıyla beslenen bir villadır. Yalıtım seviyesi yüksektir, yüzeysel yük 40 W/m² alınmıştır. Isı pompası 35/30 °C rejiminde çalıştığı için ΔT 5 K'dır ve bu, debiyi bilinçli olarak büyüten bir tercihtir.

Adım 1 — Isı yükü ve debi. P = 40 W/m² × 620 m² = 24.800 W = 24,8 kW. Q = 24,8 × 0,86 / 5 = 4,27 m³/h. Kat kollektörleri arasında eş zamanlılık faktörü 0,90 uygulandığında ana devre tasarım debisi 3,84 m³/h, yuvarlanmış haliyle 3,9 m³/h olur.

Adım 2 — Kollektör dağılımı. Üç kat için üç kollektör kurulmuştur: zemin katta 10 devre, birinci katta 9 devre, ikinci katta 7 devre olmak üzere toplam 26 devre. Toplam boru uzunluğu 2.640 metredir ve devre başına ortalama 101 metre düşmektedir. Devre başına ortalama debi 3.900 / 26 = 150 l/h, yani 2,5 l/dk olur.

Adım 3 — Kritik yol. En dirençli yol, en uzak kollektör olan ikinci kat kollektörüne giden hattır: ısı merkezi ile kollektör arası 42 metre, çift yönlü 84 metre eşdeğer uzunluk, 40x3,5 boruda 3,9 m³/h debide metre başına 95 Pa/m kayıp. Dağıtım kaybı 84 × 95 = 7.980 Pa = 0,80 mSS'dir. O kollektörün en uzun devresi 118 metredir ve 150 l/h debide 138 Pa/m ile 118 × 138 = 16.284 Pa = 1,63 mSS kaybeder.

Adım 4 — Toplam. Devre 1,63 + dağıtım 0,80 + kollektör ve debimetre 0,30 + aktüatörlü valf 0,12 + motorlu karışım vanası Kvs 16 için (3,9 / 16)² = 0,059 bar yani 0,59 mSS + pislik tutucu 0,18 mSS = 3,62 mSS. Yüzde 10 payla 3,98 mSS, tasarım için 4,0 mSS alınır. Isı pompası eşanjörü hidrolik denge kabının diğer tarafında kaldığı için bu hesaba girmez; onun debisini kendi dahili pompası sağlar.

Adım 5 — Pompa. 3,9 m³/h ve 4,0 mSS noktası, 32-80 gövdeli elektronik kontrollü bir pompanın eğrisine oturur. Grundfos MAGNA3 32-80 bu noktayı sabit fark basıncı modunda yaklaşık 95 ila 120 W ile karşılar ve dahili debi göstergesiyle balans doğrulamasını kolaylaştırır; Grundfos MAGNA1 32-80 aynı hidroliği daha sade bir kontrol arayüzüyle verir ve harici otomasyon gerekmiyorsa yeterlidir. Modülasyonlu kontrol mimarisi için /urunler/yerden-isitma/modulasyonlu-yerden-isitma sayfasındaki çözümler incelenebilir.

12Pompa modeli nasıl eşleştirilir ve gövde ölçüsü nasıl seçilir?

Model eşleştirme, hesaplanan çalışma noktasının pompa eğrisinin hangi bölgesine düştüğüne bakılarak yapılır. Doğru bölge, maksimum verim noktasının etrafındaki yüzde 70 ila 110 debi bandıdır. Noktanız eğrinin en sağ ucuna yakınsa pompa zorlanır ve kısmi yükte davranışı sertleşir; en sol ucuna yakınsa pompa gereksiz büyüktür ve düşük verimle çalışır.

Gövde ölçüsü, bağlantı çapı ile karıştırılmamalıdır. 25-60 gösteriminde 25 rakamı bağlantı çapını, 60 rakamı desilitre cinsinden değil desimetre cinsinden maksimum basma yüksekliğini, yani 6,0 mSS'yi ifade eder. Sondaki 130 veya 180 rakamı gövde boyudur ve mevcut tesisatta boru arası mesafeyle uyuşmalıdır; yenileme işlerinde en sık atlanan detay budur.

Elektronik kontrollü ıslak rotorlu pompalarda bir üst gövdeyi seçmek, sabit devirli pompalardaki kadar cezalandırıcı değildir; pompa kendini kısar. Ancak iki gövde birden büyütmek hem ilk yatırımı hem de minimum devirdeki debiyi yükseltir. Minimum devirde bile hedefin üzerinde debi veren bir pompa, tek oda ısı çağırdığında o odanın devresinde akış sesi yaratır.

13Termik aktüatörler kapandığında pompa ne yapmalı?

Termik aktüatör, oda termostatından gelen sinyalle mum elemanı ısıtıp kollektör dönüş valfini kapatan, tam kapanması 2 ila 4 dakika süren elektrotermik eleman­dır. Yerden ısıtmada oda kontrolü bu elemanla yapılır ve tasarım noktasında sekiz devrenin açık olduğu bir sistem, ara mevsimde iki devreyle çalışır. Debi yüzde 25'e indiğinde pompa ne yapacaktır?

Doğru davranış, pompanın basıncı koruyup debiyi düşürmesidir. Sabit fark basıncı modu bunu yapar ve açık kalan iki devre tasarım debisini almaya devam eder. Yanlış davranış, sabit devirli pompanın aynı eğri üzerinde çalışmayı sürdürmesidir; debi düşünce çalışma noktası eğri üzerinde sola kayar, basınç yükselir ve açık kalan devrelerden hedefin iki katı su geçer. Bunun görünen sonucu, ara mevsimde duyulan kollektör uğultusu ve hızlı aşırı ısınmadır.

Sistem tarafında iki koruma kurgulanır. Birincisi, en az bir devrenin daima açık kalmasını sağlamak; genellikle koridor veya hol devresi termostatsız bırakılır. İkincisi, kollektör üzerine ayarlanabilir fark basınçlı by-pass koymaktır. By-pass ayar değeri, pompanın kapalı vana basıncının biraz altına, tipik olarak tasarım basma yüksekliğinin 1,2 katına kurulur; erken açılan by-pass, dönüş suyunu ısıtarak yoğuşmalı kazanın verimini düşürür.

14Ses, hava ve akış hızı: sahada duyulan sorunların hidrolik karşılığı

Yerden ısıtmada duyulan seslerin neredeyse tamamı üç kaynaktan gelir: fazla akış hızı, sistemde kalan hava ve pompanın emiş tarafındaki yetersiz basınç. Üçünün de ölçülebilir bir karşılığı vardır ve seçim aşamasında önlenebilir.

Akış hızı sınırı döşeme devresinde 0,5 m/s, dağıtım borusunda 1,0 m/s'dir. 16x2 boruda 0,5 m/s, 200 l/h debiye karşılık gelir; devre debisini bu değerin altında tutmak akış sesini baştan keser. Hava sorunu, oksijen bariyerli boru kullanımı ve devreye alma sırasında devrelerin tek tek doldurulmasıyla çözülür; sekiz devreyi aynı anda doldurmak, hava ceplerinin devre ortasında hapsolmasının en bilinen nedenidir.

Emiş tarafı için NPSHa ve NPSHr karşılaştırması yapılır. NPSHa, pompa emişinde mevcut net pozitif emme yüküdür; NPSHr ise pompanın kavitasyonsuz çalışması için istediği en düşük değerdir. Kapalı devre ısıtma tesisatında genleşme tankı basıncı yeterliyse NPSHa geniş bir marjla NPSHr'nin üzerindedir; ancak çatı katındaki kollektörde statik basınç düşükse ve su sıcaklığı yüksekse marj daralır. Kural olarak NPSHa, NPSHr'nin en az 0,5 mSS üzerinde olmalıdır. Genleşme tankı ön basıncını bina yüksekliğine göre 1,0 ila 2,0 bar aralığında kurmak, en üst kollektörde de yeterli marjı bırakır. Tank seçenekleri /urunler/isitma-sistemleri/genlesme-tanki sayfasındadır.

15EEI, güç tüketimi ve ErP uyumu nasıl doğrulanır?

EEI, enerji verimlilik endeksidir ve bir sirkülasyon pompasının referans pompaya göre tükettiği enerjinin ölçüsüdür; küçük olması iyidir. ErP 641/2009 düzenlemesi, bağımsız ıslak rotorlu sirkülasyon pompaları için EEI değerinin 0,23'ün altında olmasını zorunlu kılar. Güncel elektronik kontrollü modeller 0,15 ila 0,20 bandındadır ve etiketleri üzerinde bu değeri taşır.

Yerden ısıtmada EEI'nin önemi radyatör tesisatından fazladır çünkü pompa sezon boyunca çok daha uzun süre çalışır. Düşük sıcaklık rejimi, kazanın veya ısı pompasının uzun ve yavaş çevrimler yapmasını gerektirir; pompa bu çevrimler boyunca dönmeye devam eder. Yıllık çalışma süresi 4.000 ila 5.500 saate ulaşır. 45 W çeken bir pompa ile 18 W çeken bir pompa arasındaki fark, 5.000 saatte 135 kWh'tır ve pompanın ömrü boyunca ilk yatırım farkını fazlasıyla karşılar.

Güç tüketimini doğrularken katalogdaki maksimum değere değil, tasarım noktasındaki değere bakın. Katalogda P1 maksimum 75 W yazan bir pompa, hesapladığınız 1,0 m³/h ve 2,5 mSS noktasında 16 W çekiyor olabilir. Elektronik kontrollü pompalarda ekran üzerinden anlık güç okunabildiği için devreye almada bu değeri kaydedin; sonraki sezonlarda aynı noktada artan tüketim, kirlenmiş filtre veya tıkanmış devre işaretidir.

16Karma tesisatta tek pompa mı, iki pompa mı?

Karma tesisat, aynı ısı kaynağından hem yerden ısıtma hem radyatör veya fancoil devrelerinin beslendiği sistemdir. Bu tesisatlarda tek pompayla iki rejimi birden yönetmeye çalışmak, hemen her zaman iki devrenin de bozuk çalışmasıyla sonuçlanır çünkü iki devrenin hem sıcaklık hem debi ihtiyacı farklıdır.

Doğru kurgu, her rejim için ayrı pompa ve ayrı kontroldür. Radyatör devresi kazan sıcaklığında ve küçük debide, yerden ısıtma devresi karışım grubunun arkasında düşük sıcaklıkta ve büyük debide çalışır. İki devre hidrolik denge kabının tesisat tarafına paralel bağlanır. Kazan tarafındaki dolaşımı kazan pompası sağlar. Bu düzende yerden ısıtma pompası kendi devresinin kaybını yener, radyatör devresinin varlığından etkilenmez.

Tek pompa yalnızca radyatör devresi çok küçükse, örneğin sadece bir banyo havlupanı besleniyorsa kabul edilebilir. Bu durumda havlupan yerden ısıtma rejiminde çalışacak biçimde büyük seçilmeli ve termostatik valfle debisi kısılmalıdır. Kazan sistemleri ve dağıtım kurgusu için /urunler/isitma-sistemleri/kazan-sistemleri sayfasındaki çözümler değerlendirilebilir.

17Boru markası ve sistem uyumu seçime nasıl girer?

Boru sistemi, borunun kendisiyle birlikte fitings, kollektör bağlantı rakoru ve oksijen bariyeri katmanının bir bütün olarak sertifikalandığı üründür. Farklı üreticilerin borusunu başka bir üreticinin rakoruyla birleştirmek, şap altında sızdırmazlık riski yaratır ve garanti kapsamını düşürür. Şap altında kalan bir bağlantının onarımı, tesisatın en pahalı arızasıdır.

Pompa seçimi açısından borunun markası değil iç çapı ve pürüzlülüğü belirleyicidir. PEX-a, PEX-b ve PE-RT borular arasındaki hidrolik fark yüzde 3'ün altındadır ve hesaba girmez. Fark, kıvrılma yarıçapında, şekil hafızasında ve montaj kolaylığındadır. Buna karşılık iç çap gerçekten önemlidir: bazı üreticilerin 16 mm borusu 2,0 mm, bazısınınki 2,2 mm et kalınlığındadır ve iç çap 12 mm yerine 11,6 mm'ye iner; bu, aynı debide kaybı yaklaşık yüzde 8 artırır. Rehau yerden ısıtma sistemleri gibi tam sistem çözümlerinde boru, rakor ve kollektör hidrolik verileri tek katalogda verildiği için hesap doğrulaması kolaylaşır; ürün grubu /urunler/yerden-isitma/rehau-sistemleri sayfasında yer alır.

18Sık yapılan 5 hata

Sahada tekrar eden hatalar bellidir ve beşi toplam sorunların büyük bölümünü açıklar. Her biri devreye alma aşamasında değil, proje aşamasında önlenebilir.

• Pompayı kazan gücüne göre seçmek. Kazan 35 kW diye 32-80 pompa koymak, kollektöre giden gerçek yükü göz ardı etmektir. Belirleyici olan yerden ısıtma devresinin kendi debisi ve en uzun devresinin kaybıdır; kazanın kendi dolaşımını kazan pompası sağlar.
• ΔT'yi radyatör alışkanlığıyla 15 K almak. Bu hata debiyi olması gerekenin üçte birine indirir. Şap yüzeyi hedef sıcaklığa çıkmaz, oda ısınmaz ve kullanıcı gidiş sıcaklığını yükselterek sorunu kapatmaya çalışır; sonuç, şapta gerilme ve kaplama deformasyonudur.
• Devre boylarını eşitlememek. 65 metrelik devre ile 130 metrelik devreyi aynı kollektöre bağlamak, balansı debimetreyi kısarak yapmayı zorunlu kılar. Kısılan her devre sistem direncini yükseltir ve pompayı bir sınıf büyütür.
• Orantılı fark basıncı modunda bırakmak. Fabrika çıkışı çoğu pompa Δp-v modundadır. Yerden ısıtmada bu mod, aktüatörler kapandıkça açık devrelerin debisini düşürür ve ara mevsimde belirli odalar ısınmaz. Devreye almada mod mutlaka sabit fark basıncına alınmalıdır.
• By-pass ve pompa kilitlemesini atlamak. Bütün aktüatörler kapandığında pompanın kapalı devreye basması, ses ve erken aşınma üretir. Kollektör klemens kutusundaki pompa rölesi çıkışını kullanmak ya da ayarlanabilir by-pass koymak, on dakikalık bir iştir.

19Devreye alma kontrol listesi

Devreye alma, tesisatın hidrolik olarak tasarım noktasında çalıştığının ölçümle kanıtlandığı aşamadır. Aşağıdaki listeyi sırayla uygulayın ve her adımın sonucunu yazılı olarak kaydedin; sonraki sezonda ortaya çıkacak sapmaları ancak bu kayıtla teşhis edebilirsiniz.

• Basınç testi. Şap dökülmeden önce devreleri 6 bar ile en az 24 saat basınçlı bırakın ve düşüş olup olmadığını kaydedin. Şap dökümü sırasında borular 3 bar basınç altında tutulmalıdır.
• Devre dolumu. Devreleri kollektörden tek tek doldurun ve her devreyi berrak su gelene kadar dışarı boşaltın. Toplu dolum, devre ortasında hava cebi bırakır.
• Sistem basıncı. Soğuk sistemde manometreyi okuyun; bina yüksekliğine göre 1,2 ila 2,0 bar aralığında olmalı ve genleşme tankı ön basıncı bu değerin 0,2 bar altında kurulmalıdır.
• Filtre ve pislik tutucu. İlk çalıştırmadan sonraki ilk hafta içinde eleği sökün ve temizleyin. Montaj artıkları ilk günlerde birikir; temizlenmeyen elek 0,5 mSS'ye varan ek kayıp yaratır.
• Gidiş sıcaklığı. Karışım vanasını 35 ila 40 °C aralığında ayarlayın, kollektör termometresinden doğrulayın ve şapın ilk ısıtma programına uygun olarak sıcaklığı kademeli yükseltin.
• Debi balansı. Tüm aktüatörler açıkken her devrenin debimetresini hedef l/dk değerine ayarlayın, turu iki kez tekrarlayın ve son değerleri kollektör kapağının içine yapıştırılan etikete yazın.
• Pompa modu. Kontrol modunu sabit fark basıncına alın, ayar noktasını hesaplanan basma yüksekliğine kurun, ardından debiler tutuyorsa 0,2 mSS adımlarla düşürerek en düşük çalışan değeri bulun.
• Güç ve ses. Pompa ekranından anlık gücü okuyup kaydedin, kollektör dolabı önünde ses seviyesini kontrol edin. Bu sınıf tesisatta 43 dB(A) üzeri okuma, debinin yüksek olduğunun işaretidir.
• Aktüatör testi. Her oda termostatını sırayla kapatıp ilgili aktüatörün 4 dakika içinde kapandığını ve doğru devrenin soğuduğunu doğrulayın. Kablolama karışıklığı en sık burada yakalanır.
• Kısmi yük denemesi. Tek devre açık kalacak biçimde tüm termostatları kapatın; pompanın devri düşmeli, by-pass açılmalı veya pompa rölesi devreyi kesmelidir. Bu adım atlanırsa ara mevsim sorunları bir sonraki kışa kalır.

20Sık Sorulan Sorular

Yerden ısıtma için pompa nasıl seçilir?

Seçim iki sayıya indirgenir: toplam debi ve en uzun devrenin belirlediği basma yüksekliği. Debiyi Q = P × 0,86 / ΔT ile bulun, ΔT'yi 5 ila 7 K alın. Basma yüksekliğini en uzun döşeme devresinin kaybına kollektör, dağıtım borusu ve karışım vanası kayıplarını ekleyerek kurun. Çıkan noktayı pompa eğrisinin orta bölgesine oturtun.

Yerden ısıtma delta t kaç olmalı?

Tasarım değeri 5 ila 7 K'dır. 5 K, ısı pompalı ve 35/30 °C rejimli tesisatlarda kullanılır ve en yüksek debiyi gerektirir. 7 K, kazanla beslenen ve 40/33 °C çalışan tesisatlarda pompayı küçültür. 8 K üzeri değerler devre sonunda soğuk bölge yaratır, 5 K altı ise pompayı gereksiz büyütür ve akış sesi üretir.

Yerden ısıtma devre başına debi ne kadar olmalı?

Devre başına 1,5 ila 3 l/dk, yani 90 ila 180 l/h hedeflenir. Bu bant, 16x2 boruda akış hızını 0,2 ila 0,45 m/s arasında tutar; ısı transferi yeterlidir ve akış sesi duyulmaz. Devre yükü daha büyükse debiyi artırmak yerine ikinci devre açmak doğru çözümdür.

Yerden ısıtma kaç metre boru bir devrede kalabilir?

Pratik sınır 100 ila 120 metredir ve 16x2 boru için geçerlidir. 120 metrenin üzerinde devre kaybı 1,5 mSS'yi aşar, gidiş-dönüş sıcaklık farkı büyür ve devrenin son bölümü belirgin şekilde soğuk kalır. 20x2 boruya geçilirse aynı kayıpla 150 metreye kadar çıkılabilir ancak kıvrılma yarıçapı büyür.

Yerden ısıtma basma yüksekliği hesabı için kazan kaybı eklenir mi?

Hidrolik denge kabı veya karışım grubu varsa eklenmez. Bu elemanlar yerden ısıtma devresini kazan devresinden ayırır; pompanın gördüğü direnç yalnızca kollektör tarafındaki kayıptır. Denge kabı yoksa ve tek pompa hem kazanı hem döşemeyi dolaştırıyorsa, kazan eşanjörünün katalog kaybı 0,1 ila 0,4 mSS olarak hesaba girer.

Yerden ısıtma pompası hangi kademede çalışmalı?

Elektronik kontrollü pompalarda kademe değil kontrol modu ayarlanır; doğru mod sabit fark basıncıdır ve ayar noktası hesaplanan basma yüksekliğine kurulur. Sabit devirli üç kademeli pompalarda balans sonrası bütün devreler hedef debiyi veriyorsa en düşük kademede bırakın; sadece en soğuk günlerde bir kademe yükseltin.

16x2 pex boru basınç kaybı nasıl hesaplanır?

İç çap 12 mm üzerinden hesaplanır ve pratikte tablo değeri kullanılır: 100 l/h debide 68 Pa/m, 125 l/h'de 100 Pa/m, 150 l/h'de 138 Pa/m. Bu değeri devre boyuyla çarpın, kirlenme için yüzde 10 ekleyin. 40 °C ortalama su sıcaklığı için geçerlidir; daha düşük sıcaklıkta kayıp bir miktar artar.

Yerden ısıtma karışım grubu şart mı?

Isı kaynağı 50 °C üzerinde su üretiyorsa şarttır. Kazan çıkışındaki su doğrudan döşemeye verilemez; şap ve zemin kaplaması zarar görür. Isı pompası zaten 35 ila 45 °C ürettiği için karışım grubu gerekmeyebilir, ancak radyatör devresi de varsa yine gerekir. Grup, pompayı ve karışım vanasını tek gövdede toplar.

Yerden ısıtma sirkülasyon pompası ne kadar elektrik tüketir?

Tipik bir dairede tasarım noktasında 12 ila 25 W, villada 80 ila 140 W çeker. Yıllık çalışma süresi 4.000 ila 5.500 saat olduğundan daire için yıllık tüketim 60 ila 120 kWh aralığındadır. EEI değeri 0,20'nin altındaki elektronik kontrollü modeller, sabit devirli eski pompalara göre yüzde 50 ila 70 daha az tüketir.

Debimetreler balanslıysa pompa büyük seçilse ne olur?

Fazla basma yüksekliği kısılan debimetrelerde ısıya dönüşür, akış sesi başlar ve kısmi yükte açık kalan devrelerin debisi hedefin üzerine çıkar. Ayrıca pompa eğrisinin sol ucunda çalıştığı için verim düşer. Elektronik pompalarda ayar noktasını indirerek durum düzeltilebilir; sabit devirli pompalarda çözüm pompayı değiştirmektir.

Yerden ısıtma pompa seçimi, hesabın doğru sırayla kurulduğu ve devreye almada ölçümle doğrulandığı bir mühendislik işidir. Projenizin kollektör şemasını, devre boylarını ve ısı kaybı hesabını paylaşırsanız Vekron Mekanik mühendislik ekibi çalışma noktanızı çıkarıp uygun pompa ve kollektör kombinasyonunu birlikte belirler. Ürün seçenekleri için /urunler/yerden-isitma/kollektorler ve /urunler/pompa-sistemleri/sirkulasyon-pompalari sayfalarına göz atabilir, proje bazlı teklif için /iletisim üzerinden ekibimize ulaşabilirsiniz.