Yoğuşmalı Kazan Nedir? Nasıl Çalışır?

Yoğuşan tip kazan, baca gazındaki su buharını yoğuşturarak içindeki gizli ısıyı da geri kazanan, bu sayede geleneksel cihazdan belirgin biçimde yüksek verim veren bir ısıtma cihazıdır. Klasik kazan bu buharı bacadan atarken, yoğuşan tip onu suya dönüştürüp barındırdığı ısıyı sisteme katar. Böylece aynı yakıttan daha fazla ısı elde edilir ve fatura düşer.

Bu yazıda sırasıyla şunları bulacaksınız:

• Yoğuşmalı kazan nedir, hangi fiziksel olayla çalışır ve klasik cihazdan farkı nedir
• Baca gazı gizli ısısı, buharlaşma gizli ısısı ve yoğuşmanın enerji dengesi
• Alt ısıl değer ve üst ısıl değer farkı, verimin neden yüzde 100'ün üzerinde okunduğu
• Yoğuşmanın gerçekleşmesi için gereken düşük dönüş suyu sıcaklığı ve çiy noktası
• Yoğuşma suyu, asitliği, tahliyesi ve nötralizasyon gereği
• Paslanmaz ve alüminyum eşanjörlü yanma hücresi ile modülasyon mantığı
• Sık yapılan hatalar, devreye alma kontrol listesi ve sık sorulan sorular

01Yoğuşmalı kazan nedir?

Yoğuşmalı kazan nedir sorusunun kısa cevabı şudur: doğal gaz veya sıvı yakıtın yanmasıyla oluşan baca gazındaki su buharını soğutup yoğuşturan ve bu yoğuşma sırasında açığa çıkan gizli ısıyı ısıtma suyuna aktaran bir cihazdır. Geleneksel kazan yanma gazını 150 ila 200 santigrat derece sıcaklıkta bacadan atar; yoğuşan tip aynı gazı 40 ila 60 santigrat dereceye kadar soğutarak içindeki buharı suya çevirir ve bu dönüşümün enerjisini geri kazanır.

Farkı bir cümlede özetlemek gerekirse: klasik kazan yalnızca yakıtın yanma ısısını kullanır, yoğuşan cihaz bunun üzerine bir de baca gazındaki nemin yoğuşma ısısını ekler. Doğal gazın yanmasında yaklaşık her metreküp gaz başına 1,5 kilogram su buharı üretilir; bu buharın bacadan sıcak sıcak atılması, klasik sistemde yakıt enerjisinin bir bölümünün doğrudan kaybı demektir. Yoğuşan tip işte bu kaybı kapatan cihazdır ve bu yüzden aynı ısıyı daha az yakıtla verir.

Cihazın adının "yoğuşmalı" olması, çalışma noktası doğru kurulduğunda baca gazının içindeki buharın yoğuşabildiği anlamına gelir; yanlış tesisatta aynı cihaz hiç yoğuşmadan, yani klasik verimle çalışır. Bu ayrım kritiktir: yoğuşma bir donanım özelliği değil, bir çalışma koşuludur. Doğru koşul sağlanmadıkça pahalı cihaz, ucuz kazanın verimini verir.

02Yoğuşmalı kazan nasıl çalışır?

Yoğuşmalı kazan nasıl çalışır sorusunun cevabı iki aşamalıdır: önce yakıt yanar ve gazın duyulur ısısı ısıtma suyuna geçer, ardından soğuyan baca gazı çiy noktasının altına inince içindeki su buharı eşanjör yüzeyinde yoğuşur ve gizli ısısını da suya bırakır. İkinci aşama, klasik cihazda hiç gerçekleşmeyen kısımdır ve verimin sıçramasını sağlar. Yani çalışma, bir değil iki ayrı ısı hasadına dayanır.

Sürecin fiziği şudur. Yakıt yandığında karbondioksit ve su buharı içeren sıcak bir gaz açığa çıkar. Bu gazın sıcaklığından kaynaklanan ısıya duyulur ısı denir; klasik kazan bu ısının büyük bölümünü suya aktarır ama gazı hâlâ 150 derecenin üzerinde bacaya verir. Yoğuşan tipte ise eşanjör yüzeyi geniş ve dönüş suyu soğuk olduğu için gaz çok daha fazla soğutulur. Sıcaklık yaklaşık 55 santigrat derecenin altına, doğal gaz için çiy noktasının altına indiğinde gazdaki su buharı damlacıklara dönüşür.

İşte bu dönüşüm anahtardır. Su, buhar halinden sıvı hale geçerken buharlaşma sırasında aldığı enerjinin tamamını geri verir; buna buharlaşma gizli ısısı denir ve suda kilogram başına yaklaşık 2.257 kJ'dür. Yoğuşan her kilogram su buharı, bu miktarda ısıyı doğrudan eşanjöre, oradan da ısıtma suyuna bırakır. Baca gazı gizli ısısı olarak adlandırılan bu enerji, geleneksel cihazda bacadan uçup giderken yoğuşan tipte sisteme geri kazanılır. Yoğuşmalı kazan eşanjörü bu yüzden yoğuşan sıvıya ve onun asitliğine dayanacak malzemeden yapılır.

03Alt ısıl değer ve üst ısıl değer nedir?

Alt ısıl değer (Hu), yakıt yanarken oluşan su buharının buhar halinde kaldığı, yani yoğuşma ısısının hesaba katılmadığı yanma enerjisidir; üst ısıl değer (Ho) ise bu buharın yoğuştuğu ve gizli ısısının da eklendiği toplam enerjidir. İki değer arasındaki fark, tam olarak baca gazındaki su buharının yoğuşma ısısı kadardır ve yoğuşan cihazın kazandığı ekstra enerji budur.

Doğal gaz için alt ısıl değer ile üst ısıl değer arasındaki fark yaklaşık yüzde 11'dir. Yani üst ısıl değer, alt ısıl değerin yaklaşık 1,11 katıdır. Sıvı yakıtlarda bu fark daha düşük, yaklaşık yüzde 6 civarındadır çünkü yanma sonucu oluşan su buharı daha azdır. Bu oran doğrudan yakıtın hidrojen içeriğine bağlıdır; hidrojen ne kadar çoksa yanmada o kadar çok su buharı oluşur ve yoğuşmadan kazanılacak potansiyel o kadar büyür. Bu yüzden yoğuşmanın getirisi en çok doğal gazda yüksektir.

Verimin hangi ısıl değere göre verildiği kritik bir ayrımdır. Türkiye ve Avrupa'da kazan verimi geleneksel olarak alt ısıl değere göre ifade edilir. Yoğuşan cihaz buhardaki ekstra ısıyı da geri kazandığı için, alt ısıl değer bazında hesaplanan verimi yüzde 100'ü aşabilir. Aynı cihaz, üst ısıl değere göre hesaplandığında verimi her zaman yüzde 100'ün altındadır; çünkü üst ısıl değer zaten mümkün olan tüm enerjiyi içerir. Bu iki referansı karıştırmamak, cihazları adil karşılaştırmanın ön koşuludur.

04Yoğuşmalı kazan verimi neden yüzde 100'ün üzerinde okunur?

Yoğuşmalı kazan verimi neden yüksek ve neden yüzde 100'ün üzerinde çıkar sorusunun cevabı, verimin alt ısıl değere göre hesaplanmasında yatar. Alt ısıl değer, yakıt enerjisinin yoğuşma ısısı hariç kısmını temsil eder; yoğuşan cihaz ise bu ısıya ek olarak buharın yoğuşma ısısını da geri kazandığı için, çıkan faydalı ısı referans olarak alınan alt ısıl değerden büyük olabilir. Bu bir mucize değil, bir referans seçimi meselesidir.

Somut sayısal bir örnekle bakalım. Bir cihaza saatte 10 metreküp doğal gaz verildiğini varsayalım. Doğal gazın alt ısıl değeri yaklaşık 9,59 kWh/m³, üst ısıl değeri yaklaşık 10,64 kWh/m³ kabul edilirse; giren enerji alt ısıl değer bazında 10 × 9,59 = 95,9 kWh/h, üst ısıl değer bazında ise 10 × 10,64 = 106,4 kWh/h olur. Cihaz üst ısıl değerin yüzde 97'sini faydalı ısıya çevirebiliyorsa, çıkan ısı 0,97 × 106,4 = 103,2 kWh/h olur.

Şimdi bu faydalı ısıyı alt ısıl değere bölerek verim hesaplayalım. Alt ısıl değer bazında verim = 103,2 ÷ 95,9 = 1,076, yani yüzde 107,6. Görüldüğü gibi cihaz aslında girenin yüzde 97'sini kullanmaktadır; ama alt ısıl değer daha küçük bir sayı olduğu için ona bölünce sonuç yüzde 100'ü aşar. Aynı 103,2 kWh üst ısıl değere bölünürse 103,2 ÷ 106,4 = yüzde 97 çıkar. İki sayı da aynı cihazı tarif eder; farklı olan yalnız payda. Bu yüzden verim rakamı okurken hangi ısıl değerin kullanıldığı, sayının kendisinden daha önemlidir.

05Yoğuşma ne zaman gerçekleşir? Çiy noktası ve dönüş suyu

Yoğuşma, baca gazının sıcaklığı çiy noktasının altına düştüğünde gerçekleşir; doğal gaz yanma ürünleri için bu çiy noktası yaklaşık 55 santigrat derecedir. Eşanjör yüzeyi bu sıcaklığın altında olduğunda gazdaki buhar yüzeyde yoğuşur. Eşanjör yüzeyinin sıcaklığını belirleyen ise ısıtma devresinin dönüş suyu sıcaklığıdır; bu yüzden yoğuşmanın tek gerçek koşulu yeterince düşük dönen sudur.

Dönüş suyu sıcaklığı 55 santigrat derecenin altına indikçe eşanjörün alt bölümü çiy noktasının altına iner ve yoğuşma başlar. Su ne kadar soğuk dönerse yoğuşma o kadar yaygınlaşır ve verim o kadar yükselir; en yüksek verim, dönüş suyu 30 santigrat derece civarındayken alınır. Bu yüzden bu tip kazan, düşük sıcaklık rejimi ile çalışan sistemlerle en iyi eşleşir. Yerden ısıtma (35/30) ve düşük sıcaklıklı fan coil (45/35) devreleri idealdir; klasik yüksek sıcaklık radyatör rejimi (90/70) ise yoğuşmayı hiç tetiklemeyebilir.

Pratik kural şudur: dönüş suyu sıcaklığı çiy noktasından ne kadar düşükse yoğuşma o kadar çoktur, verim o kadar yüksektir. Radyatörlü bir binada bile dış hava sıcaklığına göre gidiş suyunu düşüren bir dış hava kompanzasyonu (hava kontrollü çalışma) uygulanırsa, ılıman günlerde dönüş suyu çiy noktasının altına iner ve cihaz yılın büyük bölümünde yoğuşur. Sabit yüksek sıcaklıkta çalıştırılan bir cihaz ise satın alma bedelini geri ödemez; yatırım ancak düşük sıcaklık rejimiyle anlam kazanır.

06Buharlaşma gizli ısısı ile ne kadar enerji geri kazanılır?

Buharlaşma gizli ısısı, suyun sıvı halden buhar haline geçerken aldığı ve tersine yoğuşurken geri verdiği enerjidir; su için kilogram başına yaklaşık 2.257 kJ, yani 0,627 kWh'tir. Geri kazanılan enerji, yoğuşan su buharı miktarı ile bu gizli ısının çarpımına eşittir. Ne kadar çok buhar yoğuşursa, o kadar çok ısı sisteme döner ve verim o kadar yükselir.

İkinci sayısal örnekle miktarı görelim. Saatte 10 metreküp doğal gaz yakan bir cihaz düşünelim. Doğal gazın yanmasında yaklaşık her metreküp başına 1,5 kg su buharı oluşur; 10 metreküp için bu 15 kg/h buhar demektir. Bu buharın tamamı yoğuşabilseydi geri kazanılacak gizli ısı: 15 kg/h × 0,627 kWh/kg = 9,4 kWh/h olurdu. Bu, giren alt ısıl değer enerjisinin (95,9 kWh/h) yaklaşık yüzde 9,8'ine karşılık gelir ve tam olarak alt ısıl değer ile üst ısıl değer arasındaki farkı doğrular.

Uygulamada buharın tamamı yoğuşmaz; dönüş suyu sıcaklığına bağlı olarak bir bölümü yoğuşur. Dönüş suyu 30 derecedeyken buharın büyük kısmı yoğuşurken, 50 derecede yalnızca bir kısmı yoğuşur; 55 derecenin üzerinde ise pratikte hiç yoğuşma olmaz. Bu yüzden sahadaki gerçek verim, laboratuvardaki tepe verimin altında, ama yine de klasik cihazdan belirgin biçimde yüksek çıkar. Yoğuşan sıvı miktarı, cihazın gerçekten yoğuşup yoğuşmadığının en somut kanıtıdır; yoğuşmayan bir cihazın tahliyesinden su akmaz.

07Yoğuşma suyu nedir ve neden nötralizasyon gerekir?

Yoğuşma suyu, baca gazındaki buharın eşanjörde yoğuşmasıyla oluşan asidik sıvıdır; içinde karbondioksit ve az miktarda azot-kükürt oksitlerinin suda çözünmesinden gelen asitler bulunduğu için pH değeri düşüktür. Doğal gazlı bir cihazda yoğuşma suyunun pH değeri tipik olarak 3,5 ila 5 arasındadır; sıvı yakıtta kükürt yüzünden daha da asidik olabilir. Bu asidik su doğrudan kanalizasyona verilemeyeceği durumlarda nötralizasyon gerekir.

Yoğuşma suyu miktarı azımsanmayacak düzeydedir. Tam yoğuşan bir cihazda geri kazanılan her kWh yoğuşma ısısı, karşılığında sıvı su üretir; orta ölçekli bir konut cihazı ısıtma sezonunda günde 10 ila 30 litre, büyük ticari bir cihaz çok daha fazla yoğuşma suyu tahliye eder. Bu suyun tahliye hattı kesintisiz eğimli, dona karşı korunmuş ve tıkanmaya karşı sifonlu olmalıdır; tahliye tıkanırsa su eşanjörde birikir ve cihaz arızaya geçer.

Yoğuşmalı kazan nötralizasyon gereği, yerel atık su yönetmeliğine ve cihazın gücüne bağlıdır. Küçük konut cihazlarında asidik yoğuşma suyu evsel atık suyla seyrelerek çoğu belediyede doğrudan tahliye edilebilir; ancak büyük güçlü ticari cihazlarda ve doğrudan bir çukura veya dereye deşarj durumunda nötralizasyon ünitesi zorunlu olur. Nötralizasyon ünitesi, asidik suyu granül halindeki bazik bir dolgu maddesinden (genellikle kalsiyum-magnezyum karbonat) geçirerek pH'ı yaklaşık 6,5 ila 9 aralığına, yani deşarj sınırlarına çeker. Dolgu maddesi zamanla tükendiği için periyodik olarak yenilenir.

08Yoğuşmalı kazan eşanjörü hangi malzemeden yapılır?

Yoğuşmalı kazan eşanjörü, asidik yoğuşma suyuna sürekli maruz kaldığı için korozyona dayanıklı malzemeden yapılır; iki yaygın seçenek paslanmaz eşanjör ve alüminyum-silisyum alaşımlı eşanjördür. Klasik cihazların döküm veya çelik eşanjörü bu asidik ortamda kısa sürede delinir; bu yüzden yoğuşan hücre özel olarak seçilir. Malzeme seçimi cihazın ömrünü ve bakım gereğini doğrudan belirler.

Paslanmaz eşanjör (genellikle AISI 316L veya benzeri asit dayanımı yüksek kalite), asidik yoğuşma suyuna karşı yüksek direnç gösterir ve geniş su kalitesi aralığında güvenle çalışır. Alüminyum eşanjörlü kazan ise ısı iletkenliği çok yüksek bir alüminyum-silisyum alaşımı kullanır; bu sayede daha kompakt ve hafif bir hücre elde edilir, ama alüminyum yüzeyin ince koruyucu oksit tabakası korunmalı, sistem suyunun pH'ı üretici sınırında (tipik 6,5-8,5) tutulmalıdır. İki teknoloji de doğru işletildiğinde uzun ömürlüdür; yanlış su kimyasında ikisi de zarar görür.

Eşanjör tasarımı yoğuşmayı destekleyecek şekilde geniş yüzeyli ve gaz akışını yavaşlatacak geometridedir; amaç gazı çiy noktasının altına kadar soğutabilmektir. Bu ısı geçişi mantığı, plakalı ısı değiştiricilerdeki yüzey-verim ilişkisiyle akrabadır; eşanjör seçiminin genel prensipleri için /blog/tanpera-plakali-esanjor-nedir ve /blog/isi-pompasi-esanjor-secimi yazıları da yol gösterir. Kazan tarafı ekipmanları /urunler/isitma-sistemleri/kazan-sistemleri kategorisinde toplanmıştır.

09Modülasyonlu kazan ne demek ve neden önemli?

Modülasyonlu kazan, ısı ihtiyacına göre brülör gücünü ve gaz debisini sürekli ayarlayabilen, yani tek bir açık-kapalı çalışmak yerine yükü izleyen cihazdır. Modülasyon oranı, cihazın inebileceği en düşük gücün en yüksek güce oranıdır; örneğin 1:10 modülasyon, 100 kW'lık bir cihazın gerektiğinde 10 kW'a kadar kısılabildiği anlamına gelir. Yüksek modülasyon oranı, hem yoğuşma verimini hem konforu artırır.

Modülasyonun yoğuşmayla doğrudan ilişkisi vardır. Cihaz az yüklendiğinde alevi kısar, baca gazı eşanjörde daha uzun süre kalır ve daha çok soğur; bu da dönüş suyunun çiy noktasının altına inmesini kolaylaştırır. Yani düşük yükte çalışan modülasyonlu bir cihaz, tam yükte çalışan aynı cihazdan daha çok yoğuşur ve daha verimli olur. Kışın en soğuk birkaç günü dışında bina çoğu zaman kısmi yükte ısındığı için, modülasyon aralığı geniş bir cihaz sezon boyunca ortalama verimi belirgin biçimde yükseltir.

Modülasyon aynı zamanda kısa devri (sık yanıp sönmeyi) önler. Gücü sabit bir cihaz, ihtiyaç düştüğünde termostatla sürekli açılıp kapanır; her kalkışta bir miktar yakıt ve verim kaybı olur, eşanjör termal yorulur. Modülasyonlu cihaz ise alevini kısarak ihtiyaca oturur ve sürekli çalışır; bu hem verimi hem cihaz ömrünü artırır. Kaskad sistemlerde birden çok cihazın kademeli devreye girmesi de aynı amaca hizmet eder; kaskad mantığı /blog/kaskad-kazan-sistemi-nedir yazısında ayrıntılıdır. Tek büyük cihaz ile kaskad arasındaki tercih ise /blog/tek-kazan-mi-kaskad-mi yazısında ele alınır.

10Yoğuşmalı kazan ile klasik kazan arasındaki fark nedir?

Yoğuşan cihaz ile klasik cihaz arasındaki temel fark, baca gazının içindeki su buharının yoğuşturulup yoğuşturulmadığıdır; yoğuşan tip bu buharı yoğuşturarak gizli ısıyı geri kazanırken, klasik tip gazı sıcak sıcak bacadan atar ve bu ısıyı kaybeder. Buradan verim, baca sistemi, eşanjör malzemesi ve tesisat gereksinimlerinde bir dizi somut fark doğar.

Klasik kazan baca gazını 150 derecenin üzerinde attığı için doğal çekişli, ısıya dayanıklı bir bacaya bağlanır ve yoğuşma suyu üretmez. Yoğuşan tip ise gazı 40-60 dereceye kadar soğuttuğu için baca çekişi zayıflar; bu yüzden fanla zorlanmış çekiş ve plastik (PP) veya paslanmaz, yoğuşmaya dayanıklı, eğimli baca gerekir. Ayrıca soğuk gazın içinde baca içinde yoğuşabilecek su bulunduğundan baca, yoğuşma suyunu cihaza geri toplayacak biçimde monte edilir. Bu farklar, klasik bir bacaya yoğuşan cihazı doğrudan bağlamayı çoğu zaman imkânsız kılar; baca ya yenilenir ya iç boru geçirilir.

11Yoğuşmanın yıllık getirisi nasıl hesaplanır?

Yoğuşmanın yıllık getirisi, klasik ve yoğuşan cihazın mevsimsel verim farkının yıllık yakıt tüketimiyle çarpılmasıyla hesaplanır. Mevsimsel verim, sadece tepe verim değil, sezon boyunca değişen yükte ortalama verimdir; bu yüzden getiri hesabı laboratuvar rakamıyla değil, sahadaki çalışma rejimiyle yapılır. Doğru rejim kurulmuş bir sistemde fark, yakıt faturasına doğrudan yansır.

Üçüncü bir sayısal örnekle bakalım. Yıllık 20.000 kWh ısı ihtiyacı olan bir konut düşünelim. Klasik cihazın mevsimsel verimi yüzde 90, düşük sıcaklık rejiminde çalışan yoğuşan cihazın mevsimsel verimi yüzde 105 (alt ısıl değer bazında) olsun. Klasik cihazın harcadığı yakıt enerjisi: 20.000 ÷ 0,90 = 22.222 kWh. Yoğuşan cihazın harcadığı: 20.000 ÷ 1,05 = 19.048 kWh. Fark 3.174 kWh, yani yıllık ısı ihtiyacının yaklaşık yüzde 16'sı kadar yakıt tasarrufudur.

Bu tasarrufun tamamı yoğuşmanın gerçekleşmesine bağlıdır. Aynı cihaz yüksek sıcaklık rejiminde çalıştırılıp mevsimsel verimi yüzde 93'e düşerse, tasarruf yüzde 16'dan yüzde 3'e iner ve yatırımın geri ödeme süresi katlanır. Bu yüzden getiri hesabı yapılırken cihazın etiket verimi değil, tesisatın izin verdiği gerçek çalışma rejimi esas alınmalıdır. Kapasite ve rejim hesabının ayrıntısı için /blog/kazan-kapasitesi-hesabi ve /blog/kazan-gidis-donus-sicakligi yazıları izlenebilir.

Geri ödeme süresi bu tasarrufla doğrudan ilişkilidir. Yukarıdaki örnekte düşük rejimli çalışmada yıllık 3.174 kWh yakıt tasarrufu, güncel gaz fiyatına göre parasal bir yıllık kazanca dönüşür; cihazın klasik bir kazana göre ek maliyeti bu yıllık kazanca bölündüğünde geri ödeme süresi çıkar. Düşük sıcaklık rejiminde çalışan bir sistemde bu süre çoğunlukla birkaç yıl ile sınırlı kalır ve cihazın 12-20 yıllık ömrü boyunca net kazanç büyür. Yüksek rejimde çalıştırılan aynı cihazda ise tasarruf yüzde 3'e indiği için geri ödeme süresi katlanır ve yatırım anlamını yitirir. Bu yüzden yoğuşma yatırımının geri ödeme hesabı, cihaz fiyatından çok tesisatın izin verdiği çalışma rejimine bakılarak yapılır; rejim düşürülemiyorsa yoğuşan cihazın ek maliyeti kolay kolay geri gelmez.

12ErP ve enerji etiketi yoğuşmayı nasıl zorunlu kıldı?

ErP direktifi (2009/125/EC ve onu tamamlayan ürün yönetmelikleri), ısıtma cihazlarına asgari mevsimsel verim ve sınırlı emisyon şartı getirerek pratikte klasik atmosferik kazanların yerini yoğuşan cihazlara bıraktığı bir dönüşümü başlatmıştır. Bu düzenlemeyle birlikte, belirli güç sınırının altındaki gaz yakıtlı cihazların çoğunun ancak yoğuşma teknolojisiyle karşılayabileceği mevsimsel verim eşikleri konmuştur. Yani yoğuşma artık yalnızca bir tercih değil, çoğu üründe zorunlu bir standarttır.

ErP kapsamında cihaza bir enerji etiketi ve mevsimsel oda ısıtma verimi (ηs) değeri atanır. Bu değer, tepe verimi değil, kısmi yükleri de içeren mevsimsel ortalamayı yansıttığı için gerçek işletmeye çok daha yakındır. Etikette yüksek sınıf almış bir cihaz, düşük sıcaklık rejiminde çalıştırıldığında etiketteki verime yaklaşır; yüksek rejimde çalıştırılırsa aynı cihaz kâğıt üstündeki sınıfının çok altında performans verir. Bu yüzden etiket, cihazın potansiyelini gösterir; o potansiyeli sahaya geçiren şey tesisat rejimidir.

Emisyon tarafında da yoğuşma teknolojisi avantaj sağlar. Modülasyonlu ve ön karışımlı brülörler, azot oksit (NOx) emisyonunu düşürür; ErP'nin emisyon sınırları da bu düşük NOx'lu yanmayı teşvik eder. Böylece yoğuşma hem enerji hem çevre boyutunda çift kazanç sunar: daha az yakıt, daha az baca gazı ve daha düşük emisyon. Bu düzenleyici çerçeve, eski atmosferik kazanların yenilenmesini de hızlandırmıştır.

13Yoğuşan cihaz her projede mantıklı mı?

Yoğuşan bir cihaz, dönüş suyunun düşük tutulabildiği her projede mantıklıdır; buna karşılık dönüş suyunun teknik olarak yüksek kalmak zorunda olduğu birkaç özel durumda getirisi sınırlı kalır. Karar, cihazın kendisinden çok sistemin çalışma sıcaklığına bağlıdır. Bu yüzden "yoğuşma her zaman en iyisi mi" sorusunun cevabı, projenin sıcaklık rejimiyle verilir.

Yoğuşmanın en yüksek getiri sağladığı yerler, düşük sıcaklık devreleridir: yerden ısıtma, düşük rejimli fan coil, iyi boyutlanmış radyatörlü modern binalar ve dış hava kompanzasyonuyla çalışan sistemler. Buralarda dönüş suyu sürekli veya çoğu zaman çiy noktasının altında kaldığı için cihaz sezon boyu yoğuşur ve yatırımı hızlı geri öder. Yeni yapılan hemen her binada bu koşul sağlanabildiği için yoğuşma teknolojisi varsayılan seçim olmuştur.

Getirisinin sınırlı kaldığı durumlar da vardır. Yüksek sıcaklıkta proses buharı ya da 80-90 derece sabit sıcak su isteyen bazı endüstriyel uygulamalarda dönüş suyu hiçbir zaman çiy noktasının altına inmez; burada yoğuşma gerçekleşmez ve cihaz klasik verimle çalışır. Yine de bu durumda bile modülasyon ve düşük NOx yanma gibi yan avantajlar korunur. Kısacası yoğuşma teknolojisi çoğu projede kazançlıdır; sınırlı kaldığı yerlerde bile modern yanma özellikleri sayesinde eski atmosferik kazandan geride değildir.

14Yoğuşmalı kazan hangi markalarda bulunur?

Yoğuşan tip cihaz; ısıtma sektörünün yerleşik markalarının hemen tamamında, hem konut kombisi hem ticari kazan sınıfında bulunur. Vekron Mekanik portföyünde Buderus, Viessmann ve Baymak markaları bu sınıfta yer alır; her marka konut, ticari ve endüstriyel güç aralığında yoğuşan ürün sunar. Doğru seçim marka adından çok, güç, sıcaklık rejimi ve modülasyon aralığının projeye uydurulmasıyla yapılır.

Buderus yoğuşmalı kazan çözümleri, konut kombisinden büyük ticari kaskad sistemlere kadar geniş bir yelpazede sunulur ve genellikle paslanmaz veya alüminyum-silisyum eşanjörlü hücre kullanır. Viessmann yoğuşmalı kazan ürünleri de benzer şekilde konut ve ticari sınıfta paslanmaz eşanjörlü hücreleriyle bilinir; yüksek modülasyon oranlarıyla kısmi yükte verim korunur. Baymak yoğuşmalı kazan seçenekleri ise özellikle konut ve küçük ticari ölçekte yaygındır. Hangi markanın hangi projeye uygun olduğu, marka değil ihtiyaç analiziyle belirlenir; marka portföyü /markalar sayfasında listelenir.

Bu yazı bilinçli olarak model kodu vermez; çünkü doğru cihaz, güç ihtiyacı ve tesisat rejimi netleşmeden seçilemez ve model serileri sık güncellenir. Buderus ve Viessmann karşılaştırmasını arayanlar için /blog/buderus-mu-viessmann-mi yazısı ticari sınıfta iki markayı yan yana koyar; her marka için ayrı seçim rehberleri de kardeş yazılarda ele alınır. Marka seçimi, bu yazıdaki teknik temeli kurduktan sonra yapılacak ikinci adımdır.

15Yoğuşmalı kazan seçiminde hangi veriler gerekir?

Yoğuşan cihaz seçiminde ısı yükü (kW), ısıtma devresinin gidiş-dönüş sıcaklık rejimi, kullanma sıcak suyu ihtiyacı, yakıt cinsi ve modülasyon aralığı gerekir. Bu beş veri olmadan cihaz ne küçük ne büyük seçilir; büyük seçilen cihaz sık yanıp söner ve az yoğuşur, küçük seçilen cihaz en soğuk günde yetmez. Doğru boyutlandırma, yükün gerçek hesabına dayanır.

Isı yükü, binanın ısı kaybı hesabından çıkar; yaklaşık değerlerle değil, projeyle belirlenir. Sıcaklık rejimi ise yoğuşmanın anahtarıdır: rejim ne kadar düşükse yoğuşma o kadar çok olur, dolayısıyla düşük sıcaklık rejimi hedeflenen sistemlerde bu cihazın getirisi en yüksektir. Kullanma sıcak suyu ihtiyacı, kombide anlık gücü, ticari sistemde ayrı boyler kapasitesini belirler. Boyler tarafı /urunler/isitma-sistemleri/boyler kategorisiyle, sistemin genleşme kontrolü /urunler/isitma-sistemleri/genlesme-tanki ile birlikte planlanır.

Sistem tarafında ise doğru sirkülasyon debisi ve genleşme kontrolü cihazın yoğuşmasını doğrudan etkiler. Debisi yanlış ayarlanmış bir devrede dönüş suyu yeterince soğumaz ve yoğuşma azalır; bu yüzden sirkülasyon pompası kazan debisine göre seçilir. Uygun pompa seçenekleri /urunler/pompa-sistemleri/sirkulasyon-pompalari kategorisinde, ısıtma sistemleriyle ilgili tüm yazılar ise /blog/konu/isitma-sistemleri sayfasında toplanmıştır.

16Yoğuşan cihazın güvenlik ve genleşme donanımı nedir?

Cihazın güvenlik donanımı, her kapalı ısıtma sisteminde olduğu gibi emniyet ventili, genleşme tankı, manometre ve termostatik/limit kontrollerinden oluşur; bunlara ek olarak yoğuşma suyu sifonu ve tahliye hattı gelir. Bu donanım cihazı aşırı basınç, aşırı sıcaklık ve susuz çalışmaya karşı korur. Eksik veya yanlış seçilmiş bir güvenlik grubu, cihazı ve tesisatı riske atar.

Emniyet ventili, sistemin izin verilen üst basıncına (konutta genellikle 3 bar, ticaride tasarıma göre) ayarlanır ve basınç bu değeri aştığında suyu boşaltarak patlamayı önler. Emniyet vanası seçenekleri /urunler/vana-sistemleri/emniyet-vanalari kategorisindedir. Genleşme tankı, ısınan suyun hacim artışını karşılar; hacmi sistem su hacmine ve sıcaklık farkına göre hesaplanır ve yetersizse basınç emniyet ventilini sürekli açtırır. Manometre ise sistem basıncını izlemeyi sağlar; doğru çalışma basıncının korunması, hem konfor hem güvenlik için gereklidir.

Yoğuşma suyu sifonu, baca gazının tahliye hattından geri kaçmasını önleyen su dolu bir tıkaçtır; ilk çalıştırmada mutlaka suyla doldurulmalıdır. Kuru bir sifon, yanma gazının tahliye hattından ortama sızmasına yol açar ki bu ciddi bir güvenlik riskidir. Tahliye hattı dona karşı korunmalı ve kesintisiz eğimli olmalıdır; kış donunda tıkanan bir tahliye, cihazı arızaya sokar.

17Sık yapılan 5 hata

Uygulamada en sık görülen hatalar, cihazın kendisinden çok tesisatın ve işletmenin kararlarından doğar. Aşağıdaki beş hata, sahada beklenen yakıt tasarrufunun gerçekleşmemesi, korozyon ve erken arıza olarak geri döner.

• Cihazı yüksek sıcaklık rejiminde çalıştırmak. Dönüş suyu 55 santigrat derecenin üzerinde tutulursa cihaz hiç yoğuşmaz ve klasik verimle çalışır; pahalı ekipman, ucuz kazan gibi davranır. Rejim düşürülmeli veya dış hava kompanzasyonu kurulmalıdır.
• Klasik bacaya doğrudan bağlamak. Soğuk ve nemli baca gazı, ısıya dayanıklı klasik bacayı korozyona uğratır ve çekiş yetmez; PP veya paslanmaz, eğimli, yoğuşmaya dayanıklı baca gerekir.
• Yoğuşma suyu sifonunu doldurmadan çalıştırmak. Kuru sifondan yanma gazı ortama sızar; ilk devreye almada sifon mutlaka suyla doldurulur ve tahliye hattının açık olduğu doğrulanır.
• Nötralizasyonu ve tahliyeyi ihmal etmek. Asidik yoğuşma suyu (pH 3,5-5) uygun tahliye ve gerektiğinde nötralizasyon olmadan atılırsa hem mevzuata aykırı olur hem tesisatı aşındırır; büyük cihazlarda nötralizasyon ünitesi kurulur.
• Cihazı ısı yükünden büyük seçmek. Büyük seçilen cihaz sık yanıp söner, kısmi yükte az yoğuşur ve verimi düşer; doğru yol, ısı kaybı hesabına göre boyutlamak ve geniş modülasyon aralıklı bir cihaz seçmektir.

18Devreye alma kontrol listesi

Cihazı devreye almadan önce gaz, su, baca, tahliye ve kontrol sistemleri tek tek doğrulanmalıdır. Aşağıdaki liste, ilk çalıştırmada verim ve güvenlik sorunlarını önlemek için sırayla uygulanır.

• Gaz bağlantısının sızdırmazlığını ve gaz basıncının üretici değerinde olduğunu doğrulayın; gaz cinsine (doğal gaz/LPG) uygun ayar yapıldığını kontrol edin.
• Sistemin doldurulup havasının tam alındığını, çalışma basıncının doğru (konutta genellikle 1,2-1,5 bar) olduğunu manometreden kontrol edin.
• Yoğuşma suyu sifonunu suyla doldurun; tahliye hattının kesintisiz eğimli, dona korunmuş ve açık olduğunu doğrulayın.
• Baca sisteminin yoğuşmalı tip (PP/paslanmaz, eğimli) olduğunu ve baca çekiş/emniyet tertibatının çalıştığını doğrulayın.
• Emniyet ventilinin doğru basınca ayarlı, genleşme tankı ön basıncının sistem basıncına uygun olduğunu kontrol edin.
• Isıtma devresi sıcaklık rejimini ve varsa dış hava kompanzasyonunu, dönüş suyunun çiy noktasının altına inebileceği şekilde ayarlayın.
• Modülasyon aralığını ve pompa debisini cihaz gücüne göre eşitleyin; kısa devir (sık yanıp sönme) olmadığını gözlemleyin.
• İlk ısınmadan sonra yoğuşma suyu tahliyesinden su geldiğini, yani cihazın gerçekten yoğuştuğunu doğrulayın; su gelmiyorsa dönüş sıcaklığını gözden geçirin.

19Sık Sorulan Sorular

Yoğuşmalı kazan gerçekten yakıt tasarrufu sağlar mı?

Yoğuşmalı kazan, doğru kurulan bir sistemde klasik cihaza göre yüzde 10 ila 15 daha az yakıt tüketir. Ancak bu tasarruf yoğuşmaya, yani düşük dönüş suyu sıcaklığına bağlıdır. Yüksek sıcaklık rejiminde çalıştırılan bir cihaz hiç yoğuşmaz ve tasarruf ortadan kalkar. Tasarruf cihazın değil, cihaz artı doğru tesisatın sonucudur.

Yoğuşan cihazı eski radyatör tesisatıma takabilir miyim?

Takabilirsiniz, ama yoğuşmadan tam verim almak için dönüş suyu sıcaklığını düşürmek gerekir. Radyatör yüzeyleri yeterliyse gidiş suyu düşürülüp dış hava kompanzasyonu eklenerek ılıman günlerde yoğuşma sağlanır. Radyatörler küçükse ya yüzey artırılır ya da yalnızca kısmi yoğuşmayla yetinilir; yine de klasik kazandan verimlidir.

Verim neden yüzde 100'ün üzerinde gösteriliyor?

Verim, alt ısıl değere (Hu) göre hesaplandığı için yüzde 100'ü aşabilir. Alt ısıl değer, baca gazındaki buharın yoğuşma ısısını içermez; yoğuşan cihaz bu ısıyı da geri kazandığından, çıkan faydalı ısı referans alınan alt ısıl değerden büyük olur. Aynı cihaz üst ısıl değere (Ho) göre her zaman yüzde 100'ün altındadır.

Yoğuşma suyu tehlikeli mi, nereye akıtılır?

Yoğuşma suyu asidiktir; pH değeri doğal gazda 3,5 ila 5 arasındadır. Küçük konut cihazlarında evsel atık suyla seyrelerek çoğu belediyede doğrudan tahliye edilebilir. Büyük ticari cihazlarda ve doğrudan deşarjda nötralizasyon ünitesi zorunludur; asidik su, granül bazik dolgudan geçirilerek pH 6,5-9 aralığına çekilir.

Bu cihaz için özel baca şart mı?

Şarttır. Baca gazı 40-60 dereceye kadar soğuduğu için doğal çekiş yetmez ve gaz içinde yoğuşabilecek su bulunur. Bu yüzden fanla zorlanmış çekişli, PP veya paslanmaz, yoğuşmaya dayanıklı ve yoğuşma suyunu cihaza toplayacak eğimli bir baca gerekir. Klasik ısıya dayanıklı baca çoğu zaman uygun değildir; yenilenir veya iç boru geçirilir.

Paslanmaz eşanjör mü alüminyum eşanjör mü daha iyi?

İkisi de doğru işletildiğinde uzun ömürlüdür. Paslanmaz eşanjör geniş su kalitesi aralığında güvenlidir; alüminyum eşanjörlü kazan daha kompakt ve yüksek ısı iletir ama sistem suyunun pH ve iletkenliğini üretici sınırında tutmayı ister. Seçim, su kalitesi ve marka teknolojisine göre yapılır; her ikisinde de su analizi ve gerekiyorsa yumuşatma ömrü belirler.

Modülasyon oranının yüksek olması neden iyidir?

Yüksek modülasyon oranı, cihazın kısmi yükte alevini kısarak sürekli çalışmasını sağlar; böylece kısa devir (sık yanıp sönme) azalır, kısmi yükte yoğuşma artar ve sezon boyu ortalama verim yükselir. Bina çoğu zaman kısmi yükte ısındığı için, geniş modülasyon aralığı en soğuk birkaç gün dışında sürekli avantaj sağlar ve cihaz ömrünü uzatır.

Kombi ile yoğuşmalı kazan aynı şey mi?

Yoğuşmalı kombi, konutlarda kullanılan, ısıtmayla birlikte kullanma sıcak suyunu da hazırlayan duvar tipi bir cihazdır. Yani yoğuşmalı kombi, yoğuşan kazan ailesinin konut ölçekli bir üyesidir. Ticari ve endüstriyel ölçekte ise ayrı boylerle çalışan, yalnız ısıtmaya odaklı yerden veya asma tip cihazlar kullanılır.

Bu cihaz kaç yıl ömürlüdür?

Doğru su kimyası, düzenli bakım ve uygun tahliyeyle bir cihaz tipik olarak 12 ila 20 yıl hizmet verir. Ömrü belirleyen ana etken eşanjörün korozyona karşı korunmasıdır; yanlış dolum suyu, ihmal edilen tahliye veya sürekli yüksek sıcaklıkta çalıştırma ömrü kısaltır. Yıllık bakım ve su analizi, cihazın ilk günkü verimini korur.

Yoğuşmalı kazan ile yerden ısıtma neden iyi eşleşir?

Yerden ısıtma 35/30 gibi çok düşük bir sıcaklık rejiminde çalışır; dönüş suyu 30 santigrat derece civarında olduğu için eşanjör sürekli çiy noktasının altındadır ve cihaz kesintisiz yoğuşur. Bu, mümkün olan en yüksek mevsimsel verimi verir. Bu yüzden yoğuşan tip ile yerden ısıtma, verim açısından en verimli ısıtma ikililerinden biri kabul edilir.

20Yakıt cinsi yoğuşma performansını nasıl etkiler?

Yakıt cinsi, yoğuşmadan elde edilecek getirinin büyüklüğünü ve yoğuşma suyunun asitliğini doğrudan belirler. Doğal gazda yoğuşma potansiyeli en yüksek olduğu için getiri de en büyüktür; LPG'de fark biraz azalır, sıvı yakıtta ise hidrojen içeriği düşük olduğundan yoğuşma payı küçülür. Bu yüzden aynı teknoloji, yakıta göre farklı düzeyde kazanç sağlar.

Sıvı yakıtta ek bir zorluk daha vardır: yakıttaki kükürt, yanma sonucu kükürt oksitlerine dönüşür ve yoğuşma suyunu doğal gaza kıyasla daha asidik yapar. Bu, hem eşanjör malzemesinin hem tahliye hattının korozyona daha dayanıklı seçilmesini gerektirir; nötralizasyon ihtiyacı da artar. Doğal gazlı sistemlerde yoğuşma suyunun pH değeri 3,5-5 bandındayken, kükürtlü sıvı yakıtta daha düşük değerler görülebilir. Bu yüzden yakıt cinsi netleşmeden nihai cihaz, eşanjör ve tahliye çözümü kesinleştirilmemelidir. Yakıt kararı, projenin daha ilk adımında verilmesi gereken bir tercihtir; sonradan değiştirilmesi baca, tahliye ve malzeme seçimini baştan gözden geçirmeyi gerektirir.

21Doğru yoğuşmalı kazan seçimi için mühendislik desteği

Yoğuşan bir kazan, doğru güç, doğru sıcaklık rejimi ve doğru baca-tahliye kurgusuyla eşleştiğinde yatırımını yakıt tasarrufuyla geri öder; yanlış boyutlandırma veya yüksek sıcaklık rejimi ise pahalı cihazı klasik kazan verimine düşürür. Vekron Mekanik mühendislik ekibi, ısı yükü hesabından sıcaklık rejimine, eşanjör malzemesinden nötralizasyon ihtiyacına kadar sistemi bir bütün olarak değerlendirir.

İhtiyacınıza uygun cihazın belirlenmesi, kapasite hesabı ve marka seçimi için /iletisim üzerinden bize ulaşın; kazan, boyler ve pompa tarafını /urunler/isitma-sistemleri/kazan-sistemleri ve /urunler/pompa-sistemleri/sirkulasyon-pompalari kategorileriyle birlikte planlayalım. Sık merak edilen konular için /sss sayfamız da yol gösterir.