Tesisat
Isıtma devrelerinde glikol kullanımının uzun vadede faydaları nelerdir?
Glikol çoğu zaman yalnızca bir antifriz olarak düşünülür. Oysa ısı transferi için üretilmiş inhibitörlü glikol, tesisatı dondan korurken korozyonu da büyük ölçüde azaltır. Korozyon azaldıkça suda çamur oluşmaz, pompalar ve eşanjörler temiz kalır, arıza ihtimali düşer. Doğru oran ve düzenli kontrolle bu koruma yıllarca sürer.
Glikol tesisata ne kazandırır?
1. Korozyona karşı güçlü koruma. Kapalı devrelerdeki çelik radyatörler, dökme demir gövdeler ve lehimli bağlantılar zamanla korozyona uğrar. İnhibitörlü glikol bu süreci neredeyse durdurur. Dow'un ASTM D1384 laboratuvar testinde ölçülen yıllık aşınma değerleri farkı açıkça gösteriyor:
| Metal | Su | İnhibitörsüz propilen glikol | İnhibitörlü propilen glikol |
|---|---|---|---|
| Çelik | 246 µm | 249 µm | 1 µm |
| Dökme demir | 536 µm | 411 µm | 3,8 µm |
| Lehim | 80 µm | 881 µm | 0,8 µm |
| Alüminyum | 335 µm | 46 µm | Aşınma yok (hafif ağırlık artışı) |
| Bakır | 2 µm | 4 µm | 5 µm |
| Pirinç | 5,6 µm | 5,1 µm | 4,1 µm |
Değerler yıllık aşınma derinliğidir; kaynakta mil/yıl olarak verilen sonuçlar mikrometreye çevrildi. İnhibitörlü ürün olarak Dow'un DOWFROST akışkanı test edilmiştir. Sonuçlar laboratuvar koşullarında karşılaştırma amacıyla ölçülmüştür. İnhibitörlü üründe çelikteki aşınma suya göre yaklaşık 250 kat, dökme demirde yaklaşık 140 kat daha azdır. Tablo aynı zamanda önemli bir noktayı da gösteriyor: koruma glikolün kendisinden değil, içindeki inhibitörlerden gelir. İnhibitörsüz glikol, özellikle lehimde, sudan bile daha fazla aşınmaya yol açabilir. Bu yüzden her zaman ısı transferi için formüle edilmiş inhibitörlü ürün seçilmelidir.
2. Daha temiz su, daha uzun pompa ömrü. Çelik ve dökme demir paslandıkça suya manyetit adı verilen ince demir oksit parçacıkları karışır. Bu siyah çamur, pompalar için en büyük tehlikelerden biridir. Yüksek verimli sirkülatörlerin önemli bir kısmı, örneğin Calio Pro Plus, sabit mıknatıslı senkron motorla çalışır. Mıknatıslı rotor, sudaki manyetiti kendine doğru çeker. Parçacıklar birikerek rotoru frenler, pompayı sıkıştırır ve verimini düşürür.
Sorunun boyutu küçük değil. Sektör yayını PHC News'teki bir makaleye göre üreticilere iade edilen sirkülasyon pompalarının yaklaşık %70'i demir oksit kaynaklı hasar nedeniyle arızalanıyor. Pompa üreticisi Xylem, ağır manyetit birikiminin sistem verimini %10 ile %50 arasında düşürebildiğini belirtiyor ve önlem olarak sistemin yıkanmasını, inhibitör kullanılmasını ve manyetik pislik tutucu takılmasını öneriyor.
İnhibitörlü glikol korozyonu kaynağında azalttığı için manyetit oluşumunu da azaltır. Sonuç, daha az pompa arızası, daha uzun pompa ömrü ve tıkanmayan eşanjörlerdir.
3. Don hasarına karşı sigorta. Patlayan bir boru veya eşanjör, tek başına parça maliyetinden ibaret değildir. Su hasarı ve ısıtma kesintisi de maliyete eklenir. Dış hatlarda don koruması yalnızca pompanın çalışmasına bağlıysa, bir elektrik kesintisi tesisatı savunmasız bırakır. Glikol, enerji kesildiğinde veya bina boş kaldığında da korumayı sürdürür.
4. Kontrollü ve öngörülebilir işletme. Glikollu sistemlerde akışkan düzenli olarak ölçülür. Bu alışkanlık tesisatın sağlığını görünür kılar: konsantrasyondaki düşüş, gözden kaçan sızıntıları erkenden gösterir.
Hangi tesisatlarda kullanılmalı?
Korozyon ve çamur her kapalı devrede oluşabileceği için inhibitörlü glikolün koruması her ısıtma ve soğutma tesisatına fayda sağlar. Özellikle şu tesisatlarda glikol güçlü bir şekilde önerilir:
- Bina dışından veya ısıtılmayan alanlardan geçen hatlar
- Dış ünitesi dışarıda olan ısı pompası ve soğutma grubu devreleri
- Güneş kolektörü ve kar eritme devreleri
- Yazlıklar ve kışın uzun süre kullanılmayan yapılar
- Çelik radyatör, dökme demir ve farklı metallerin bir arada bulunduğu tesisatlar
- Yüksek verimli, mıknatıslı motorlu sirkülatör kullanılan tesisatlar
Don riskinin düşük olduğu iç tesisatlarda daha düşük oran yeterlidir. Burada amaç donma korumasından çok korozyon korumasıdır. Dow, %20'nin altındaki çözeltilerde inhibitör seviyesinin ayrıca ayarlanmasını istediği için %20 pratik alt sınır kabul edilebilir.
Tasarımda hesaba katılacaklar
Glikollu karışımın fiziksel özellikleri sudan biraz farklıdır. Bu farklar tasarım aşamasında hesaba katıldığında sistem sorunsuz çalışır:
| Özellik | Veri | Tasarımda ne yapılır? |
|---|---|---|
| Isı taşıma | %20 propilen glikolde 0,97; %50'de 0,90 (82 °C, aynı debide, suya göre) | Debi buna göre biraz artırılır |
| Viskozite | %40 karışım: 65 °C'de 1,18; 10 °C'de 7,2; −20 °C'de 48,9 mPa·s | Basınç kaybı karışıma göre hesaplanır |
| Pompa gücü | Yoğunlukla orantılı değişir | Motor yükü kontrol edilir |
| Genleşme | Su sistemine göre 1,2 kat tank önerisi | Genleşme tankı buna göre seçilir |
Düzeltme değerleri ürüne ve sıcaklığa göre değişir. Örneğin aynı üretici belgesi, %50 etilen glikol için basma yüksekliği düzeltmesini 82 °C'de 1,23 ve 38 °C'de 1,49 olarak verir. Bu yüzden karışımın gerçek çalışma sıcaklığıyla hesap yapılmalıdır.
Oranı nasıl seçmeli?
Önce korumayı tanımlayın. Dow'un tablosu iki farklı ihtiyacı ayırır:
- Donma koruması: Akışkan buz kristali oluşmadan pompalanabilir kalır. Sistem soğukta çalışacaksa bu gerekir.
- Patlama koruması: Akışkan bulamaç kıvamına gelebilir ama genleşme hacmi varsa boruyu patlatmaz. Sistem soğukta devreye girmeyecekse bu yeterli olabilir.
| En düşük sıcaklık | Donma koruması (hacimce ürün) | Patlama koruması (hacimce ürün) |
|---|---|---|
| −7 °C | %19,1 | %12,8 |
| −12 °C | %30,9 | %21,3 |
| −18 °C | %38,3 | %25,5 |
| −23 °C | %44,7 | %29,8 |
| −29 °C | %48,9 | %31,9 |
Tablo DOWFROST HD teknik belgesinden alındı ve yalnızca o ürün için tipik değerdir. Kullandığınız ürünün kendi tablosuna bakın. Dow, beklenen en düşük sıcaklığın en az 3 °C altını esas almayı öneriyor.
İhtiyaçtan çok yüksek oran gerekmez; ısı transferini ve pompayı boşuna zorlar. Kazan üreticileri çoğu zaman %50'yi, bazı yüksek verimli uygulamalarda %35'i üst sınır kabul eder. Korozyon koruması için ise yukarıda belirtildiği gibi %20 pratik alt sınırdır.
Pompa açısından ne kontrol edilmeli?
KSB'nin 2019 tarihli Calio kılavuzu 1:1 oranına kadar su-glikol karışımını izinli akışkanlar arasında sayar. KSB'nin diğer kılavuzlarında da glikol oranına göre çalışma verilerinin daha yüksek viskoziteye uyarlanması gerektiği belirtilir.
Dört kontrol yapın:
- Seçilen modelin güncel belgesinde izin verilen glikol oranını doğrulayın.
- Debi ve basma yüksekliğini suya göre değil, karışıma göre hesaplayın.
- Modelin belgesindeki izin verilen en yüksek viskoziteyi kontrol edin. Yukarıdaki tabloda −20 °C için verilen değer, sirkülatörlerin kabul ettiği sınırların çok üzerinde olabilir.
- Pompanın minimum akışkan sıcaklığını kontrol edin. Calio, Calio Pro ve Calio Pro Plus serilerinde alt sınır −10 °C'dir; diğer modellerde farklı olabilir.
Korumayı uzun süre korumak
İnhibitörler zamanla tükenir; korumanın yıllarca sürmesi düzenli kontrole bağlıdır. Glikolün ömrü ürüne ve şartlara göre değişir. Bir kaynağa göre ekonomik ürünlerin tasarım ömrü 3-5 yıl, üst seviye ürünlerin 15 yıla kadar çıkabilir. Başka bir üretici 20 yılı aşan ömürlerden söz eder; temiz ve iyi bakılan bir sistem bu ömrü uzatır.
Noble'ın kılavuzu şu izlemeyi öneriyor:
- İlk ölçüm: Dolumdan 2-4 hafta sonra bir başlangıç analizi yapın.
- Yıllık ölçüm: En az yılda bir konsantrasyon, pH ve genel akışkan durumuna bakın.
- Refraktömetre: Giderek düşen oran, sızıntıya işaret edebilir.
- pH 8,0'ın altı: İnhibitörün önemli kısmı tükenmiş olabilir; takviye için ürün üreticisine danışın.
- pH 7,0'ın altı: Glikol oksitlenmiş olabilir; sistemi yıkayıp akışkanı yenilemek gerekir.
Bu eşikler ürüne göre farklılaşabilir. Kendi ürününüzün belgesini esas alın.
En sık yapılan hatalar
- Otomotiv antifrizi kullanmak. Bu ürünlerdeki silikatlar jelleşebilir ve ısı transferini düşürebilir.
- İnhibitörsüz glikol kullanmak. Yukarıdaki tabloda görüldüğü gibi koruma inhibitörden gelir.
- Sert suyla karıştırmak. Noble, 100 ppm'in altında toplam sertlik, 25 ppm'in altında klorür ve sülfat öneriyor. Saf suyla hazırlanmış hazır karışım ürünler bu riski azaltır.
- Kirli sisteme doldurmak. Glikol tek başına mevcut manyetiti temizlemez. Dolumdan önce sistem yıkanmalı; mümkünse manyetik pislik tutucu da takılmalıdır.
- Otomatik su besleme açık bırakmak. Fark edilmeyen sulanma, don ve korozyon korumasını sessizce azaltır.
- Malzeme uyumunu atlamak. Standart propilen glikol, alüminyum eşanjör veya galvanizli boru için uygun olmayabilir. Kazan ve eşanjör üreticisine sorun.
- Devrenin bir bölümünü hapsetmek. Bir bölümü tamamen ayıran çek valf veya kapalı vana, genleşmeyi engelleyerek don hasarına yol açabilir.
Kullanım suyu veya şebeke bağlantısı varsa yerel koşulları da kontrol edin. Bazı durumlarda geri akış önleyici ya da fiziksel ayırma gerekir.
Örnek karar: Dış hattı olan bir tesisat
Kurgusal bir örnek olarak beklenen en düşük sıcaklığın −15 °C olduğunu varsayalım. Dow'un önerdiği 3 °C payla tablodaki −18 °C satırı seçilir.
Sistem bu sıcaklıkta çalışmaya devam edecekse donma koruması için yaklaşık %38,3 ürün gerekir. Sistem bu koşulda çalışmayacak ve yalnızca patlamaya karşı korunacaksa bu oran yaklaşık %25,5'e iner. Her iki oran da %20'nin üzerinde olduğu için korozyon koruması da sağlanır. Daha düşük oran, yıllarca daha az viskozite ve daha yüksek ısı taşıma anlamına gelir; ancak akışkan bulamaç halindeyken pompanın çalıştırılmaması gibi işletme kuralları gerektirir.
Sonuç
İnhibitörlü glikol, tesisatı aynı anda dondan ve korozyondan koruyan bir yatırımdır. Korozyonun azalması manyetit çamurunu da azaltır; bu da sirkülasyon pompalarının daha uzun ömürlü olması ve daha az arıza yapması demektir. Doğru oran, uygun ürün ve yıllık kontrolle bu fayda tesisatın ömrü boyunca sürer.
Sık sorulan sorular
Glikol pompa ömrünü uzatır mı?
İnhibitörlü glikol korozyonu azalttığı için suda manyetit çamuru oluşmasını da azaltır. Manyetit, mıknatıslı motorlu yüksek verimli sirkülatörlerin en sık arıza sebeplerinden biridir. Temiz kalan su, pompanın daha uzun ve sorunsuz çalışmasını sağlar.
Glikol verimi düşürür mü?
Karışım sudan biraz daha az ısı taşır; örneğin %20 propilen glikolde fark yaklaşık %3'tür. Bu fark doğru pompa seçimi ve debi ayarıyla karşılanır. Buna karşılık glikol, korozyon ve çamur kaynaklı verim kayıplarının önüne geçer.
Sisteme sonradan glikol eklenebilir mi?
Eklenebilir. Önce sistem hacmi, malzeme uyumu, genleşme tankı ve pompa kontrol edilmelidir. Mevcut su temiz değilse sistem önce yıkanmalıdır.
Hangi glikol tercih edilmeli?
Bina tesisatlarında ısı transferi için formüle edilmiş, inhibitörlü propilen glikol tercih edilir. Otomotiv antifrizi ve inhibitörsüz glikol kullanılmamalıdır. Son kararı üretici belgeleri ve yerel kurallar belirlemelidir.
Kaynaklar
- chempoint.com
- ksb.com
- phcppros.com
- modbs.co.uk
- Noble: Su kalitesi ve glikol bakımı
- DOWFROST HD teknik belgesi
- manualslib.com
- PHCPPros: Glikol soruları
- KSB Calio S kılavuzu
Örnek hesaplar ve kurgusal senaryolar metinde ayrıca belirtilmiştir. Bu yazı genel bilgilendirme amaçlıdır; projenize özel kararlar için bir tesisat mühendisine danışın.