ISITMA HAVALANDIRMA VE KLİMA SİSTEMLERİNDE ENERJİ EKONOMİSİ

Tesisatta ısı yalıtımı, sıcak hatlarda ısı kayıplarını azaltmak amacıyla yapılmaktadır. Soğuk hatlarda ise ısı kazancını önlemek amacıyla yapılmaktadır. Tesisat ve endüstriyel uygulamalarda yaygın olarak kullanılan ısı yalıtım malzemeleri polietilen köpük, kauçuk köpüğü, cam yünü, poliüretan, cam köpüğü ve kalsiyumsilikattır. Doğru cevap E'dir.

Isı iletim katsayısı, ısı yalıtım malzemesinin seçimindeki en önemli özelliktir. (l), ısı iletim katsayısının birimi W/mK olup yalıtım malzemesinin 1 metresinden, iki ortam arasındaki sıcaklık farkı 1K olması durumunda geçirdiği ısı miktarı olarak tanımlanmaktadır. Bazı malzemelerin ısı iletim katsayıları, karşılaştırma amacıyla aşağıda verilmiştir. 

Verilen malzemelerden poliüretan en düşük ısı iletim katsayısına sahiptir. Doğru cevap A'dır.

Malzemeden su buharı tamamen geçiyorsa µ=1 olarak alınır. Malzemeden su buharı hiç geçmiyorsa µ=sonsuz olarak alınmaktadır. Bazı maddelerin su buharı difüzyon direnç katsayıları aşağıda verilmiştir.

Doğru cevap D'dir.

Alman Yangın Standardı DIN 4102, malzemeleri A sınıfı ve B sınıfı olmak üzere ikiye ayırmaktadır. A sınıfı malzemeler yanmaz, B sınıfı malzemeler ise yanıcı malzemelerdir. A sınıfı malzemeler ise A1 sınıfı ve A2 sınıfı olmak üzere iki alt sınıfta değerlendirilmektedir. A1 sınıfı malzemeler bünyesinde yanıcı madde bulundurmayan malzemeler olup; kum, çakıl, beton, tuğla ve taş yünü bu sınıftadır. A2 sınıfı malzemeler bünyesinde az da olsa yanıcı madde bulunduran malzemeler olup cam yünü ve bazı tip taş yünü bu sınıfa girmektedir. B sınıfı malzemeler ise B1, B2 ve B3 sınıfı olmak üzere üç alt sınıfta değerlendirilmektedir. B1 tipi malzemeler zor yanıcı olup; alçı ve XPS bu sınıfa giren malzemelerdir. B2 tipi malzemeler normal yanıcı olup; ahşap ve EPS bu sınıfa giren malzemelerdir. B3 tipi malzemeler kolay yanıcı olup; kağıt ve talaş bu sınıfa giren malzemelerdir. Doğru cevap B'dir.

Isı yalıtımı amacıyla kullanılan malzemeler genelde dört ana başlıkta toplanmaktadır. Bunlar; mineral lifli malzemeler (cam yünü, taş yünü, seramik yünü), sert plastik köpükler (Expanded Polistiren (EPS), Extruded Polistiren (XPS), fenol köpüğü, polüretan), yumuşak köpükler ve cam köpüğü kalsiyumsilikat türü malzemelerdir. Doğru cevap D'dir.

Polistren sert köpük yapay bir organik ısı yalıtım malzemesi olup ülkemizde yaygın olarak strafor olarak bilinmektedir. Strafor ilk olarak 1952 yılında Alman BASF firması tarafından üretilmiştir. Strafor Türkiye’de 1960’lı yılların başında buzdolabı üreticilerinin ihtiyacını karşılamak üzere üretilmeye başlanmıştır. 1980’li yıllara kadar da sadece bu alanda kullanılmıştır. Doğru cevap C'dir.

Kalsiyum silikat, genel olarak bakıldığında, mineral esaslı bir yalıtım malzemesi olup, boru, levha, sprey veya form verilmiş özel parçalar olarak kullanılmaktadır. Kalsiyum silikatın su ilavesi ile sertleşen toz halinde olan şekilleri de bulunmaktadır. Kalsiyum silikat tesisatta özellikle yüksek sıcaklık yalıtımlarında kullanılmakta olup 1100°C’ye kadar dayanan tipleri bulunmaktadır. Kalsiyum silikat yangın yalıtımı için de elverişli bir malzeme olup ısı iletim katsayısı değeri oldukça düşüktür. Doğru cevap A'dır.

Soğuk hatlarda buhar kesicinin kullanılması gerektiği durumlarda bu yalıtım malzemelerinin üzeri alüminyum folyo ile kaplanmalıdır. Son yıllarda ülkemizde soğuk su hatlarının yalıtımında sentetik kauçuk esaslı ısı yalıtım malzemelerinin kullanımı yaygın olarak görülmektedir. Doğru cevap B'dir.

Klima kanallarında kullanılacak ısı yalıtım malzemeleri genellikle elastomerik kauçuk köpüğü, folyo kaplı polietilen köpük ve folyo kaplı cam yünüdür. Alüminyum folyo kaplı olan bu malzemelerin ek yerleri alüminyum folyo bant ile yapıştırılır. 0,8 mm’lik galvaniz tellerle yaklaşık olarak 1 metrede bir bağlanarak sağlamlaştırılır. Doğru cevap E'dir.

Endüstride kazan ve tank gibi ekipmanların yanı sıra yüksek sıcaklıklarda çalışan fırın, ocak ve etüv gibi cihazlar da bulunmaktadır. Bu tür fırınlar uyguladıkları proses gereği çok yüksek sıcaklıklarda çalıştırılmaktadır. Buna örnek olarak seramik sanayinden kullanılan tünel fırınlar gösterilebilir. Bu kadar yüksek sıcaklıkta çalışmaları nedeniyle çok ciddi enerji kayıpları ile karşı karşıya kalınmaktadır. Bu nedenle bu tür fırınların yalıtımı enerji tasarrufu açısından büyük bir önem arz etmektedir. Sanayide kullanılan fırın ve ocakların duvarlarında l ısı iletim katsayısı düşük olan tuğlalar kullanılmaktadır. Bu tuğlaların üzerinde de yüksek sıcaklıklara dayanıklı olan taş yünü ve seramik yünü gibi yalıtım malzemelerinin kullanımı önerilmektedir. Doğru cevap A'dır.

Isıtma sistemlerinde yalıtım olmayışının ortaya çıkardığı sorunlar şu şekilde sıralanabilir:

Yalıtım yapılırken dikkat edilmesi gereken önemli bir nokta, hangi durumda, hangi yalıtım malzemesinin, hangi uygulama ile kullanılacağıdır. Uygulamada akışkan sıcaklığının da önemi bulunmaktadır. Uygulamada kullanılacak malzeme ve kalınlıkta yapılan hatalar başta yoğuşma olmak üzere pek çok ciddi problemi ortaya çıkarabilmektedir. Tesisatta yalıtım uygulamalarında genelde borularda yapılan yalıtım yaygın olarak kullanılmaktadır. Yalıtım sadece borularda değil vana ve çeşitli armatürlerde kullanılmaktadır. Özellikle yüksek sıcaklıkta çalışan çeşitli cihazlarda yapılan yalıtım, ciddi parasal kazançların yanında çeşitli işletme sorunlarının da ortadan kaldırılmasını sağlayabilmektedir. Özellikle borularda yalıtım kalınlığının tespiti büyük önem arz etmektedir. Yalıtım kalınlığı arttıkça tasarruf da buna bağlı olarak artmaktadır. Ancak bu arada yalıtımın maliyeti de artmaktadır. Borularda yalıtım yapılırken optimum yalıtım kalınlığı hesabı mutlaka yapılmalıdır. Optimum yalıtım kalınlığı, ısı kaybının en aza indirilmesinin yanı sıra yalıtım maliyetinin de olabildiğince düşük olduğu bir yalıtım kalınlığı olarak adlandırılmaktadır. Optimum yalıtım kalınlığı hesabı sonucunda yalıtım malzemesinin cinsi ya da kalınlığı değiştirilerek en iyi durum ortaya çıkartılmaktadır.

Tesisatta kullanılan ısı yalıtım malzemesi seçilirken aranan temel özellikler; ısı iletim katsayısı, su buharı difüzyon direnç katsayısı, yangın dayanımı, korozyon riskinin az oluşu, uygulama kolaylığı ve ekonomikliktir.

Isı iletim katsayısı, ısı yalıtım malzemesinin seçimindeki en önemli özelliktir. (λ), ısı iletim katsayısının birimi W/mK olup yalıtım malzemesinin 1 metresinden, iki ortam arasındaki sıcaklık farkı 1K olması durumunda geçirdiği ısı miktarı olarak tanımlanmaktadır.

Tesisat yalıtımında kullanılan yalıtım malzemelerinden birisi de seramik yünüdür. Özellikle taş yününün kullanılamadığı 1200°C-1400°C gibi yüksek sıcaklıklarda seramik yünü kullanılabilmektedir. Seramik yünü de cam yünü ve taş yünü gibi lifli bir malzemedir. Seramik yünü beyaz renkli olup rulo levha ve dökme olarak pazarlanmaktadır. Yoğunluğu malzemenin şekline göre 100-150 kg/m3 arasında değişmektedir. Seramik yünü yumuşak bir malzeme olup levha tiplerinde dahi basınç dayanımı düşüktür.

Poliüretan köpük genel karakteristikleri açısından incelenirse, poliol ve izosiyonat olarak adlandırılan iki kimyasal maddenin karıştırılması esnasında havanın da yardımıyla köpürüp sertleşmesiyle elde edilmektedir. Poliüretan köpük genel olarak bakıldığında plastik esaslı olup levha halinde üretilmekle birlikte, özellikle tesisat yalıtımı amacıyla boru şeklinde form verilmiş şekilde de üretilebilmektedir.

PVC köpük genel karakteristik özellikleri açısından incelendiğinde polivinilklorid esaslı termoplastik bir malzeme olup sert, yarı sert veya yumuşak olarak üretilebilmektedir. Gözenek yapısına göre üretim yöntemi değişebilmektedir.

Polietilen köpüğe genel özellikleri itibariyle baktığımızda; etilen ve propilenden hazırlanan polimerlerden imal edildiğini belirtebiliriz. Ayrıca esnek ve yarı esnek gözenekli olup plastik esaslı bir malzeme olduğu kaydedilmektedir. Polietlen köpük, ekstrüzyon yöntemiyle, boru ya da levha şeklinde imal edilmekte olup dış yüzeyi oldukça düzgün olarak elde edilmektedir.

Tesisatta ısı yalıtımı yapılabilecek yerler sıralanırsa borulardaki yalıtım ilk sırada görülebilir. Borulardaki yalıtım içinden geçen suyun sıcaklığına göre üç alt başlıkta incelenmektedir. Bunlar; soğuk hatlarda soğuk su borularının yalıtımı, ılık hatlarda sıcak su ve kalorifer borularının yalıtımı, sıcak hatlarda ise buhar, kızgın su borularının yalıtımı olarak ortaya çıkmaktadır. Ayrıca vana ve armatür yalıtımı ve endüstriyel ekipmanlarda yalıtım yapılabilecek yerler arasındadır.

Sıcak hatlarda buhar ve kızgın su borularının yalıtımı, boru içerisinden geçen akışkan sıcaklığının yüksek olması nedeniyle daha büyük önem arz etmektedir. Bu hatlardaki akışkan sıcaklığı 250°C ile 500°C’ye kadar çıkabilmektedir. Borulardaki sıcaklık 250°C’yi geçmiyorsa prefabrik cam yünü kullanımı önerilmektedir. Akışkan sıcaklığının 250°C ile 500°C arasında olması durumunda galvanizli telle dikilmiş olan beyaz cam yünü veya taş yünü kullanılmalıdır.