Bilindiği gibi tüm ısıtma, soğutma sistemleri; borular, terminal üniteler, kritik devredeki basınç düşümü, kontrol vanaları, balans vanaları ve tesisattaki diğer ekipmanların (pislik tutucu, sayaç,vs.) %100 yükteki ihtiyaçları için tasarlanmaktalar. 

 

Sabit debili sistemlerde tüm yüklerde ayni debi ihtiyacı olacağı için manuel balans vanaları (bir diğer isimlendirmeyle statik tip) kullanılabilir. Bu vanalar bir kez ayarlanır ve bu ayarlanmalarından sonra çalışma ömürleri boyunca aynı pozisyonda dururlar.

 

Şekil 1’deki pompa grafiğinden de görüleceği gibi, değişken debili sistemlerde; kısmi yük durumunda- pompada frekans konvertörü de kullanılmış olsa; tesisat ekipmanlarında oluşan basınç kaybı azalacağı için sistemde artık bir fark basınç doğacak; çalışan devreler üzerindeki fark basınç (♦P) artacaktır. Bunun sonucu olarak da çalışan devreler aşırı debi ile çalışacaktır. Tam kapasite çalışma durumuda belli bir fark basınçta (♦P’de) çalışması tasarlanan devreler (dizayn P’si mavi renkli kısım kadar), kısmi yük durumunda çok daha yüksek bir ♦P de çalışır olacaklardır (oluşan ♦P sarı renkli kısım kadar). 

 

Bunun sonucu olarak da değişken debili sistemler kısmi yük durumunda sürekli olarak aşırı debide çalışacaklardır. (Bu süre de ortalama sistem çalışma ömrünün %85-90’ıdır)

 

Böyle bir çalışmanın sonuçları olarak da:  

1) Gereksiz aşırı pompalama maliyeti.

2) Sistemde dizayn edilen ♦T’ye ulaşılamama problemi. (Düşük ♦T Sendromu)

3) Düşük ♦T sendromunun sonuçları olarak kazan / soğutma grubunun düşük verimlilikte çalışması. 

4) Dönüş boru hatlarındaki ısı kayıplarının artması. 

5) Yüksek fark basınçta çalışan kontrol vanalarının kontrol ettikleri devreler üzerindeki otoritelerinin azalması, sıcaklık kontrolünün kötüleşmesi, sıcaklık dalgalanmasının artması. Mekan içindeki konforun bozulması.

6) Genel işletme maliyetlerinin artması (arıza, periyodik bakım, yedek parça maliyetlerinin artması).

 

Değişken debili HVAC tesisatlarında yukarıda bahsedilen sorunların bertaraf edilmesi için basınçtan bağımsız balans ve kontrol vanalarının (kombine diyaframlı balans ve kontrol vanaları) kullanılması doğru bir çözüm olacaktır.  

 

Şekil 3’teki çalışma prensibinden de görüleceği gibi, basınçtan bağımsız balans ve kontrol vanası, entegre ♦P kontrolörü sayesinde motorlu vana üzerinde fark basıncı sürekli olarak sabit tutmaktadırlar. Böylelikle kontrol vanası sistemdeki basınç dalgalanmalarından izole edilmiş olur ve tam yükte de kısmi yüklerde de balanslama ideal bir şekilde gerçekleştirilmiş olur. 

 

Şekil 4’te görüleceği gibi, kontrol vanası tüm yüklerde sabit ♦P’de çalışacaktır. Sıcaklık kontrol vanası üzerinden basıncın fonksiyonunu kaldırdığımız için bu kombine vana sıcaklık kontrolünde bize sürekli olarak %100 vana otoritesi sağlayacaktır. %100 vana otoritesi mükemmel bir sıcaklık kontrolünü sağlayacaktır. 

 

Basınçtan bağımsız kombine balans ve kontrol vanalarında tek bir vana gövdesi içine hem motorlu kontrol vanası hem de otomatik balans vanası entegre edilmiştir. Böylelikle iki vana yerine motorlu vana + balans vanası tek bir vana ile sistem çözülmekte bu da beraberinde bir çok avantajlar getirmektedir. Daha az adam saat, daha az sarf malzemesi (karşı flanş, redüksiyon, vs.) ve daha az malzeme maliyeti olarak dönmektedir.  

 

Bunun yanı sıra, HVAC tesisatlarında basınçtan bağımsız kombine balans ve kontrol vanaları kullanıldığında artık tesisatın başka hiçbir noktasında herhangi bir balanslama yapılmasına ihtiyaç kalmamakta, sadece terminal ünitelerde kombine vana kullanılarak tüm sistem balanslaması gerçekleştirilmiş olmaktadır. 

 

Yenileme ve geliştirme yapılmış birçok ısıtma / soğutma renovasyon projesinde yapılan ölçümler neticesinde görülmüştür ki, basınçtan bağımsız balans ve kontrol vanalarının yatırım geri dönüş süreleri 1-2 yıl arasındadır (Renovasyon projelerinde). 

 

R. Burak KOLSUK*