Bölge Isıtması (Uzaktan Isıtma) Nedir ?
Bölge ısıtması, endüstri tesisleri, toplu konut uygulamaları, mahalle ve şehir ısıtmaları gibi büyük ölçekli ısıtma olarak tanımlanabilir.
Bölge ısıtmasında çeşitli sistemler oluşturulabilir. Klasik bölge ısıtmasında bir ısı merkezinde üretilen ısı , boru şebekesi ile primer devre akışkanı tarafından ısıtılacak binalara taşınır.
Her binanın altındaki ısı değiştirgecinde sekonder devrede dolaştırılan ısıtıcı akışkan ısıtılır. Primer devrede sıcak su, kızgın su veya buhar; sekonder devrede ise genellikle 90/70° C sıcak su dolaşır.
Sekonder devre daha önce üzerinde durulan sıcak sulu merkezi ısıtma sistemidir. Bölge ısıtmasında kullanılan diğer bir sistemde ise; Primer devrede üretilen sıcak su veya kızgın su doğrudan bloklara verilir. Burada her blok altında bir otomatik karıştırma vanası vardır. Bu vanada primer devreden alınan yüksek sıcaklıktaki su ile bloktan dönen düşük sıcaklıktaki su istenen oranda karıştırılarak bloktaki ısıtıcılara gönderilir.
Daha küçük boyutlu uygulamalarda ise bir merkezde üretilen sıcak su ile doğrudan blokları ısıtmak mümkündür.
Sıcak Sulu Bölge Isıtması
Prensip olarak su sıcaklığı 120 °C nin altındadır. Ancak uygulamada genellikle 90/70 °C sistemler kullanılır. 90/70 °C sıcak su kullanıldığında sistemi tek devreli yapmak mümkündür. Bu durumda blok altındaki eşanjörler ortadan kalkar. Ayrıca basınç düşük olduğundan kullanılan cihaz ve elemanlar daha ucuz, sistem daha basit ve güvenlidir. Buna karşılık düşük sıcaklık ve düşük sıcaklık farkı nedeniyle boru çapları büyük ve ısıtıcı yüzey miktarları fazladır. Bir diğer dezavantajda sistemdeki su miktarının fazlalığıdır. Yarı çapı 500 m’ den küçük olan bölgelerde sıcak su genellikle teknik ve ekonomik açıdan avantajlı olmaktadır.
Bu sistem konut sitelerinde, iş merkezlerinde, hastanelerde, büyük otellerde, askeri tesislerde, buhar üretimi olmayan endüstri tesislerinde başarı ile uygulanabilir.
Kızgın Sulu Bölge Isıtması
100 °C üzerindeki sıcaklıktaki suya kızgın su adı verilir. Ancak ısıtma tesisatında 120 °C ve üzerindeki sıcaklıktaki suya kızgın su denilmektedir.
Kızgın su tesisatında sistem atmosfere kapalıdır. Basınçlandırma bir pompa veya denge kabı denilen bir basınçlı kap ile gerçekleştirilir. Denge kabı bir genleşme kabı olarak da düşünülebilir.
Kızgın su büyük kapasiteli bölge ve şehir ısıtması amacı ile kullanılacaksa, su gidiş sıcaklığı 180 °C ye kadar çıkabilir. Sıcaklığın yüksek olması nedeniyle kızgın sulu tesislerde kullanılacak vana ve armatürler en az PN 16 serisi olmalıdır. Gidiş ve dönüş suyu arasındaki fark ise 80 °C ye kadar büyütülebilir. Kullanılan sıcaklıklar arasında 160/80 °C, 150/90 °C, 150/70 °C gibi örnekler verilebilir. Primer kızgın su şebekesinin döşenmesinde en üst noktalarda havalandırma ve en alt noktalarda da boşaltma olanağı bulunmalıdır.
Buhar ile Bölge Isıtması
Buhar ile bölge ısıtması sadece endüstriyel tesisler için geçerlidir. Eğer sistemde, başka amaçlarla buhar üretiliyorsa, ısıtma içinde aynı buhardan yararlanılabilir. Tesisatta mevcut buhar yoksa ; sadece ısıtma amacı ile buharlı bölge ısıtması günümüzde kullanılmamaktadır.
Tek Merkezli Bölge Isıtması
Şehir ısıtmaları hariç genellikle bölge ısıtmaları tek ısı merkezli sistemlerdir. Bu sistemde
dallanan tip şebeke kullanılır. Dallanan tip şebekede, bütün kullanma yerleri bir tek kol ile beslenir. Dolayısıyla bu sistem tamir ve boru patlamaları halinde zorluklar yaratır. Sadece problem olan noktada değil, bu noktadan sonraki bütün kullanma yerlerinde besleme kesilir. Boru şebekesini bir, iki, üç veya dört borulu yapmak mümkündür. Bir borulu sistem sadece buharlı tesisat için geçerlidir. Bu sistemde tek borudan kullanıcıya buhar ulaştırılır. Ancak kondens geri gönderilmez. Pahalı bir işletme sistemi olup, çok özel durumlarda kullanılır.
İki borulu sistem en yaygın kullanılan sistemdir. Bir boru buhar veya kızgın su gidiş, diğer
boru kondens veya kızgın su dönüş borusudur.
İki borulu ısıtma sistemlerini ;
- Düz geri dönüşlü
- Ters geri dönüşlü (Tichelmann sistemi veya eşit direnç sistemi) olarak düzenlemek mümkündür.
Şekil 2.13 ve şekil 2.14’ de bu sistemler şematik olarak görülmektedir. Düz geri dönüşlü
sistemlerde paralel gidiş ve dönüş boruları aynı çaplıdır. Bu sistemlerin tasarımı ve yapımı kolaydır. Ayrıca boru çaplarından dolayı daha ucuz ve ekonomiktir. Ancak ayar veya reglaj problemi vardır. İlk ulaşılan blokta gidişle dönüş hattı arasında basınç farkı çok fazladır. Bu fark en son blokta ise çok azalır. Dolayısıyla eğer önlem alınmazsa ilk blokta su dolaşır ve bu blok iyi ısınırken son blokta az su dolaşır ve bu blok iyi ısınmaz.
Ters geri dönüşlü sistemde ise basınç farkı dağılımı düzgündür. Dolayısıyla reglaj
gereksinimi minimumdadır. Eğer mümkün oluyorsa çift borulu tesisat Tichelmann sistemine (eşit direnç sistemi) göre tasarlanmalıdır.
Çok Merkezli Bölge Isıtması
Büyük şehir ısıtmalarında sistemin kullanım güvenliği açısından aynı kullanım noktasına farklı santrallerden besleme yapabilmek esastır. Çok merkezli bölge ısıtması boru dağıtım şebekesi olarak iki ana tiptir.
a-Ring şebeke
b-Luplu (Alt bölgeli) şebeke
Her iki tip şebeke de Şekil 2.15’ de şematik olarak gösterilmiştir. Ring şebeke daha büyük sistemler için uygun olup, özellikle birden fazla ısı santralı bulunduğunda kullanılır. Herhangi bir arıza halinde, kullanım yerlerinin başka koldan beslenebilme imkanı bulunmaktadır.
Luplu şebekede ise pik yük ısı santralleri ve boylerler bulunmaktadır. Bu sistem en büyük şebekelerde kullanılır. Sistemin çalışma güvencesi artırılmış ve her kullanıcıya en az iki noktadan ulaşılabilme olanağı getirilmiştir.
Bölge Isıtmasının Merkezi Isıtmaya Göre Avantajları
1 – Baca maliyeti çok daha azdır.
2 – Kazanlar daha az yer kaplar.
3 – Binalara yakıt ve kül taşıma problemi yoktur.
4 -Temiz ve kolaydır.
5 – Çevreyi daha az kirletir.
6 – İşletme maliyeti daha düşüktür.
7 – Otomatik kontrol maliyeti çok daha azdır.
8 – Daha tehlikesizdir.
9 – Daha sağlıklı ve konforlu bir ısıtma yöntemidir.
Bölge Isıtmasının Merkezi Isıtmaya Göre Dezavantajları
1-Galerilerin, galerilerdeki boruların, izolasyonların ve konsolların kuruluş maliyeti yüksektir.
2-Galerilerdeki borulardan ısı kaybı olur. Rutubet, izolasyonları farelerin yemesi, kontrol zorlukları nedeniyle izolasyonlar zamanla bozulur. Bunun sonucu olarak uzun vadede galerideki boruların ısı kayıpları çok ciddi boyutlara ulaşır.
3-Galerideki boruların su hacmi, sistemin ısınma sürecini geciktirecek, kesintili işletmede yakıt giderini artıracaktır.
4-Galerideki borular zamanla çürüyecektir. Kuruluştan bir süre sonra (ortalama 5 yıl sonra) sistem sık sık kesintiye uğrayacaktır.
5-Sistemin arıza yapması durumunda tonlarca su harcanacak, sistemin kireç bağlama riski artacaktır.
Sonuç olarak her apartman bloğunun altına bir kazan dairesi yapılmasının işletmede daha ekonomik ve zaman içinde daha problemsiz olacağı söylenebilir.
Kaynak: Akdeniz Üniversitesi, Teknik Bilimler Yüksekokulu, İklimlendirme ve Soğutma Teknolojisi, Isıtma Sistemleri Ders Notları. KISA, Orhan
