Basit ancak bir o kadar da önemli bir ekipman olan genleşme tankının standartlarda, kaynak kitaplarda ve imalatçı kullanım kılavuzlarındaki büyük hataları ve yanlış anlaşılmaları birçoğunuz görmüşsünüzdür. Makalede bu konulara açıklık getirmek istedim.
Genleşme tankları aşağıdaki amaçları sağlamak için kapalı hidronik sistemlere bağlanmıştır:
- Sistemdeki su hacminde sıcaklıkla su yoğunluğu değişimleri oldukça, sistem basıncını, ekipman ve tesisat sistemi bileşenlerinin anma basınç limitlerinin altında tutmak için değişimleri dengeleme.
- Havanın sistemin içine sızmasını engellemek için sistemin bütün parçalarında pozitif bir gösterge basıncını sürdürme.
- Sistem tüm parçalarında, kontrol valfleri ve benzeri daralmalarda kavitasyon da dahil olmak üzere önlemek için yeterli basıncın sağlanması.
- Pompaların emişlerinde gerekli net pozitif emme yüksekliğini (NPSHR) sağlama.
Son iki nokta genellikle yalnızca yüksek sıcaklık (yaklaşık olarak 99°C’den büyük) sıcak su sistemlerinde uygulanmaktadır. HVAC uygulamalarının birçoğu için sadece ilk iki nokta düşünülmelidir.
Genleşme tanklarının dört temel tipi bulunmaktadır:
- Açık çelik tanklar: Havalandırıldıkları için açık tanklar, sistemin en üst noktasına yerleştirilmelidir. Su sıcaklıkları 100°C’nin üstüne çıkamaz ve açık hava/su teması havanın sistemde sürekli çözünmesini sağlar, bu da korozyon meydana getirir. Bu sebeple bu tasarım artık neredeyse hiç kullanılmamaktadır.
- Bazı üreticiler tarafından “düz çelik tanklar” veya “sıkıştırmalı tanklar” olarak da bilinen kapalı çelik tanklar: Bu tank yapısı havalandırmalı tank ile aynı yapıya sahiptir fakat havalandırma noktası kapatılmıştır. Bu durum, tankın sistemde herhangi bir yere yerleştirilmesine ve daha yüksek sıcaklıklarda çalışmasına olanak sağlar. Fakat halen hava/su teması olması nedeni ile korozyona açıktır ve bazen tanktan kademeli bir hava kaybı, hava suyun içinde absorbe edildikçe ortaya çıkar. Bu tip tanklar ön gaz basınçlı tanklara göre daha büyük olmak zorundadır. Bu sebeple bu tasarım artık neredeyse hiç kullanılmaktadır.
- Diyafram tanklar: Bu tanklar, bir hava/su bariyeri (hava geçişini engellemek için bir esnek membran) içeren sıkıştırmalı bir tankın ilk tasarımıdır ve ön gaz basınçlı olarak tasarlanmıştır (tank boyutunu düşürmek için). Esnek diyafram, genellikle tankın yan yüzünde ortaya yakın bir bölgeye bağlanır ve kullanım yerinde değiştirilebilir değildir; eğer diyafram zedelenirse tank değiştirilmek zorundadır.
- Membranlı tanklar: Membranlı tanklar genleşen suyu içine almak için bir balon benzeri yapı kullanmaktadır. Membranlar, membranın suyla dolu olması durumunda membranın zarar görmemesi için tüm tank hacmi için boyutlandırılabilir. Membranlar genellikle kullanım yerinde değiştirilebilir. Bu, şu anda büyük ticari genleşme tanklarının en yaygın tipidir.
Yukarıda anlatılan kapalı tip üç genleşme tankı, suyun artan sıcaklıkla genleşmesi sonucunda havanın su tarafından bir odada sıkıştırılması temeline dayanmaktadır. Sistem soğuk olduğunda ve tankın içindeki su minimum seviyede iken (belki de hiç su olmayabilir) tank basıncı ilk basıncında veya ön dolum basıncındadır, (Pi). Sıcaklıkta bir artışa bağlı olarak sistemdeki su genleşir, genleşen su tankın içine akar ve hava cebi sıkıştırılır, böylece hem hava hem de suyun sistem basıncı artırılır. Sistem en yüksek sıcaklığına geldiğinde ve tank su hacmi tasarım kapasitesine geldiğinde, ortaya çıkan hava ve su sistemi basıncı, maksimum tasarım basıncına (Pmax) eşit veya daha az olacaktır. Hem Pi hem de Pmax tasarımcı tarafından tank seçim sürecinin bir parçası olarak önceden belirlenmelidir.
Doğru genleşme tankı seçimi özellikle aşağıdakilerini içermelidir:
- Boru boyutları ve uzunluğuna göre tesisattaki toplam su hacminin hesaplanması
- Ekipman sınıflarına ve yüksekliğine göre kritik basınç noktasının belirlenmesi
- Basınç tahliye valfi ayar noktasının belirlenmesi
- Akışkan sıcaklığına göre buhar basıncı değerlerinin belirlenmesi
- Uygulamaya göre yüksek ve düşük sıcaklık değerlerinin önerilmesi
- Genleşen su hacminin ve toplam tank boyutunun hesaplanması
Genleşme tankının son seçiminin yapılması için üretici kataloğu ya da belirtilmiş olan veriler gerekmektedir.
Sonuç olarak genleşme tankları, tüm sistemde hem minimum hem de maksimum basıncı kontrol etmek için kapalı hidronik sistemlerin gerekli bir parçasıdır. Bunlar, basit parçalardan oluşan ekipmanlardır ancak Basınçlı Ekipmanlar Yönetmeliğine (PED 2014/68/EU) uygun olmayan ürünlerin; 25 bar basınçlara kadar üretildiğini düşünürsek, çevresinde bulunan insanlara ve yapılara çok ciddi zararlar verecek kadar patlama riskinin olduğu ve ciddi tehlikeler içerdiği unutulmamalıdır. Bu nedenle genleşme tankı satın alırken, üreticinin güvenilirliği ve standartlara uygunluğu birinci kriter olmalıdır. Kişiler ve işletmeler insanların hayatını ve ticari itibarlarını riske atmamalıdır.
Winkelmann Türkiye İş Geliştirme Müdürü
