Kapalı Genleşme Tankı Hesabı Nasıl Yapılır?

Kapalı Genleşme Tankı Hesabı Nasıl Yapılır?

Isıtma sistemlerinin en kilit yardımcı ekipmanları arasında genleşme tanklarını saymak mümkündür. Temel olarak genleşme tankları olarak ifade edilen materyaller basınç kontrolünü sağlar ve su desteği sunar. Bir tür “tesisat ekipmanı” şeklinde kategorize edilen ürünler, ısıtma konusunda yüksek verim alınmasını sağlar. Kapasite, çalışma prensiplerine ya da modellerine göre farklı genleşme tankları söz konusudur. Genleşme tankları son derece yüksek sıcaklık aralıklarından çalışırlar. Bu nedenle de ısıtma ya da sıhhi su tesisatı gibi alanlar için oldukça gereklidir.

Tesisatta bulunan suyun ısınması sonrasında oluşan genleşmeyi tam olarak genleşme tankları kontrol altına alır. Sıcaklığın etkisi ile iyice genleşmeye başlayan su, ısıtma sistemlerinde basıncın artmasına yol açar Basınç arttıkça ısıtma sistemlerine zarar vermeye başlar. Bu bakımdan basıncı kontrol altına almak oldukça kritiktir. Aksi takdirde ısıtma sistemlerinden verim alabilmek olanaksız bir hal alır. Kapasite açısından oldukça geniş bir aralıkta işlev görebilirler. Örneğin 50 lt ya da 500 lt gibi kapasite seçenekleri ile karşılaşılabilir.

Kapalı Genleşme Tanklarının Özellikleri

Genleşme tankları içinde özel bir yerde duran kapalı genleşme tankları, kullanım ömrü ve dayanıklılık açısından son derece caziptir. Açık genleşme tanklarında yaşanan bazı yerleştirme sorunlarından dolayı özellikle de son dönemlerde kapalı genleşme tanklarının popülerliği ciddi düzeyde artmaya başladı. Bu tip ürünler membranlar ile tam anlamıyla uyumludur. Kapalı genleşme tanklarında sular, doğrudan membranın içerisinde yer alır ve tankla temas etmez. İşte bu nedenle kapalı genleşme tankları hem ısıtma hem de soğutma ya da sıhhi tesisat süreçlerinde kullanılır. Kapalı genleşme ürünleri arasında tercihte bulunurken kapasiteye göre aksiyon almak daha ideal bir yoldur. Örneğin 200 lt civarında bir genleşme tankı için dikey ayaklı modeller ön plana çıkabilir. Küçük ebatlar içinse küre ayaksız tanklara yönelmek daha doğru bir seçim olacaktır.

Modellerine bağlı olarak boyutlarının da değiştiğini görmek olasıdır. Aynı şekilde boyut ve performans potansiyeline göre kapalı genleşme tanklarının fiyatlarında değişiklikler gözlemlenebilir. Kullanım alanına ve ihtiyaca göre bir tercihte bulunmak maliyeti yönetmek açısından son derece önemlidir.  Kapalı genleşme tankları sayesinde ısıtma sistemlerinizde aşır basınç odaklı oluşabilecek sorunları ortadan kaldırabilirsiniz. Hem ısıtma sisteminizdeki verimliliği artırabilir hem de olası arızaların önüne geçebilirsiniz. Bu faydaları sayesinde kapalı genleşme tankları büyük ilgi görür. Bugün baktığımız zaman yıkama sistemlerinden su ya da basınç sistemlerine kadar pek çok alanda kapalı genleşme tanklarının aktif şekilde kullanıldığını görüyoruz.

Kapalı genleşme tanklarının en bilindik teknik özelliği sistem suyunun sac tankla temas etmemesidir. Ayrıca bu tanklardaki membranlar körüklüdür. Tanklar elektrostatik toz boyalarla kaplıdır. Kapalı genleşme tanklarında ön gaz basıncını temin etmek amacıyla azottan yararlanılır. Basınç ayarlaması esnasında azotun yerine doğrudan hava tercih edilebilir.

Kapalı Genleşme Tanklarında Bakım

Kapalı genleşme tanklarının periyodik bakımları ise es geçilmemeli ve mutlaka belli periyotlarla gerçekleştirilmelidir. Çünkü hava eksilmesine bağlı bazı rutin problemler ortaya çıkabilir. Bu bakımdan ortalama 2-3 ayda bir rutin bakıma sokulması gerekir. Bu bakımlar kullanım ömrünü önemli ölçüde artıracaktır. Bakım gerektiren diğer bir konu ise sızdırma sorunlarıdır. Kapalı genleşmede hava olmadığında su birikmeye başlar. Bu durum tankın bir noktadan sonra su sızdırmasına yol açar. Tankın delindiği durumlarda tamir söz konusu olmaz, bu tip arızalarda değişimden başka opsiyon bulunmaz. Bu da kullanıcılar için epey yüklü bir maliyet demek.

Isıtma sistemleri kadar hidrofor tesisatlarının da standart bir safhasını oluşturması, kapalı genleşme tanklarının popüler bir şekilde kullanılmasını sağlıyor. Kapalı genleşme tankları diyafram membranlı olacak şekilde tasarlanır. Bu tip tanklar yalnızca kapalı devre ısıtma sistemleri özelinde kullanılır. Bunun dışında balon membranlı kapalı genleşme tanklarına da rastlanılır. Bu membranlarda ise su hiçbir şekilde saç ile temasa girmez. Her daim membranların içerisinde konumlanır. Doğru şekilde tercih edilmiş bir kapalı genleşme tankı anlık basınç değişimlerini mutlaka engeller. Bu da aynı zamanda pompanın kullanım ömrüne ciddi bir katkı sağlar.

Kapalı genleşme deposu boruların ısın kaybını önler. Bütün radyatörlerin ısınma süreçleri daha dengeli olur. İşçilik tasarrufu oluşturmak mümkün hale gelir. Aynı zamanda da korozyon düzeyinde ciddi bir azalma meydana gelecektir.

Kapalı Genleşme Tanklarında Hesaplama Süreçleri

Kapalı genleşme tankları sağladığı fayda kadar üstün performansı ve verimliliğiyle de dikkat çeker. Kapalı genleşme tankları son derece hassas ekipmanlardır. Bu nedenle kapalı genleşme hesaplaması yapılırken son derece dikkatli bir şekilde yaklaşmak gerekir. Genleşme tankı hesabı yapılırken bazı kriterlere özel olarak dikkat etmek gerekir.

Unutulmamalıdır ki pompa sistemlerinin kendi niteliklerine bağlı olarak değişik boyutlarda genleşme tankı bulunur. Bunlar 2 litre ya da 5 bin litre gibi bir değere sahip olabilir. Bu tanklar yatay, dikey veya küre şeklindedir. Hesaplama öncesinde kullanılacak olan mekanın ya da alanın yükseklik ölçüsü önemli bir detaydır. Basınç karşısındaki dayanıklılığı bu noktada önemlidir. Ortamın nemli olması durumunda paslanmaz tankların tercih edilmesi gerekir. Hesaplamada basınç sınıfı, ön gaz basıncı ya da hacim gibi değerler ön plandadır. Basınç sınıfı hesabı ve hacim hesabı ayrı formüller içerir. Örneğin su hacmini tespit etmek için VS = Q x f formülü kullanılır.

Sistemde yer alan toplam su miktarı litre cinsinden hesaplanır ve Vs ile ifade edilir. Genleşen su hacmi Vg olarak ifade edilir.  Kazanın nominal ısıtma düzeyi O, ısıtıcılara ait olan ısı yayma kuvveti ise f ile aktarılır. Genleşecek olan su hacmini hesaplamak adına Vg = Vs x n formülüne ihtiyaç duyulur.

Kapalı genleşme tankları sistemin korunabilmesi adına son derece önemlidir. Genleşme tanklarının yetmediği pik anlarda belli oranda su tahliyesine gidilebilir. Bu sayede de sistemde yer alan basınç belli ölçüde azaltılır.  Isınmakta olan suyun hacimsel değişimlerine yanıt verme işlevi olan kapalı genleşme tankları debide ortaya çıkan değişimleri bir bakıma kompanse eder. Tüm tasarımı ve hesaplamaları buna odaklanır.

Isıtma sistemlerinde ya da bazı tesisat uygulamalarında sorunsuz şekilde çalışır. İyi tercih edilmiş, hesaplamaları doğru yapılmış bir kapalı genleşme tankı diğer tesisat materyallerinin de uzun ömürlü olmasına neden olur. Bu durum pompa ömrü için de elbette geçerlidir. Kapalı genleşmenin varlığı korozyonun azalmasını engeller. Çünkü kapalı sistemle beraber hava teması ortadan kalkacaktır. Bu sayede su eksilmesinin de önüne geçilir.

Borularda yer alan ısı kayıpları da kapalı genleşme tanklarıyla beraber ciddi düzeyde azaltılır. Kapalı genleşme tanklarının hesaplanmasında farklı parametrelerden yararlanıldığı için oldukça kapsamlı ve hassas bir süreç olduğu söylenebilir. Kapalı genleşme tanklarının hesaplanmasına geçmeden önce toplam su hacminin saptanması önemlidir. Su hacmine; ısıtma kazanları, ısıtıcılar ile boruların içinde bulunan sular dahildir. Üretici firmaların kataloglarından bakılarak da bu hacimleri net şekilde saptamak mümkündür. 

Kapalı genleşme depolarının hacim hesaplamalarında “Vgd,k = Vd + Vs.E [(Ptü + 1) / (Ptü – Pgö)]” denklemine başvurulur. Bu denklem içinde yer alan sembollerin karşılıkları şu şekildedir:

Vgd: Litre cinsinden depo hacmi

Vs: Tesisatta yer alan su hacmi

E: Suyun genleşme oranı

Ptü: Tesisat işletmesinin üst basıncı

Pgö: Deponun ön basıncı

Vd: Sistemin soğuk olduğu esnada depoda yer alan suyun düzeyi

Kapalı genleşme depolarındaki nominal hacimler için ise; Vn= Vv + Ve formülünden yararlanılır. Hesaplama esnasında söz konusu parametreler ne denli doğru yapılırsa genleşme tankının çalışması da o düzeyde sorunsuz olur. Hesaplama esnasında gözden kaçırılmaması gereken bazı detaylar söz konusudur. Örneğin sistemde yer alan vana, radyatör ya da pompa gibi bölümlerin işletme basıncı, emniyet ventili açma basıncından minimum %10 daha çok olmak durumundadır. Genleşme tanklarında ilk doldurmalarda bazı yerlerde kalan hava, kaçak ya da sızıntı gibi nedenlere bağlı olarak küçük su eksilmeleri olabilir.

Bazı Avrupa ülkelerinde su eksilmelerine karşı presostat ya da selenoid vana gibi çözümler söz konusu olsa da Türkiye için bu seçenek riskli olarak yorumlanır. Bunun nedeni de büyük şehirlerde yaşanan ani su kesintilerinin yoğun olmasıdır. Sistemde genleşen su miktarı;

Ve= n.Va (lt) olarak hesaplanabilir.

           100

“Va” sistemdeki su hacmini, n ise sıcaklıkla doğru orantılı genleşme katsayısını ifade eder. Diğer yandan kapalı genleşme tanklarındaki ön basınç; Po = Ps + Pd biçiminde olmalıdır. Ps doğrudan statik basıncı yansıtır. Pd ise su buharlaşma efektif basıncı anlamına gelir.

Genleşme tankı hesaplarında klasik olarak iki ayrı yöntem öne çıkar. Bunlardan birincisi sistem içinde yer alan su düzeyini boru ya da cihazlardakini hesapladıktan sonra genleşme katsayısıyla çarpmak üzerine geliştirilmiştir. Diğer yöntemse sistemin ihtiyacını yaklaşık olarak bulup emniyet katsayısıyla saptamak şeklindedir. İlk yöntem genelde çok uzun ve detaylı olduğu için genelde ikinci yönteme yönelmek idealdir. Buna rağmen eğer sistem oldukça büyükse bu durumda birinci yöntemle hesaplamak çok daha doğru olacaktır.

Sistemde dolaşan su düzeyinin hesabı, sabit basınç ile emniyet ventili hesabı, suyun normal hacmi, genleşme deposunun normal hacmi, ayrı ayrı formüllerle hesaplanır. Kapalı genleşme tanklarında hesaplama süreçleri profesyonel bir şekilde gerçekleştirilmelidir.