Kısa Süreli (Gece) Donmaya Karşı Farklı Boru Malzemelerinde Kullanılabilecek Yalıtım Kalınlıkları
İngiliz standartlarına (Byelaw 49) göre 7 C akışkan suyun sıcaklığı, %50 buzlanmaya müsaade eder, -6 C dış ortam sıcaklığı ve 8 saat boyunca donmaya direnç göstermesi beklenir.
Donmaya Karşı Yalıtım Kalınlıkları
|Çelik Boru|
|Boru Çapı (inç)||1/2″||3/4″||1″||11/4″||11/2″||2″||21/2″||3″||4″|
|Yalıtım||25||19||9||9||9||9||9||9||9|
İngiliz standartlarına göre donmaya karşı gerekli kalınlıklar
|Bakır Boru||Plastik Boru|
|Boru Çapı (inç)||15||22||28||35||20||25||32||50|
|Yalıtım||25||19||19||9||25||19||19||9|
Kısa süreli (gece) donmaya karşı μ farklı değerlerine göre kullanılabilecek kauçuk köpü kalınlıkları (bakır borular)
|μ Boru Çapı (mm)||15||22||28||35||μ Boru Çapı (mm)||15||22||28||35|
|3000 Yalıtım||25||19||19||9||2000 Yalıtım||32||25||25||13|
Don yalıtımında kullanılan malzemelerde buhar geçirgenliği 0.05 g (s.MN)’den büyük olmamalıdır.
Esnek Isı Yayan Kablolar
Elektrikli ısı izleme sistemi, arıtma tesisleri, petrol taşıyan boru hatları, yangın hidrantları, su boruları ve vanaları, çatı ve yağmur iniş olukları, teras çatı süzgeçleri, kanalizasyon hatları, uçak ve helikopter pistleri gibi alanlar dona karşı yalıtım yapılabilecek yerlerdir. Bu sistemin en önemli avantajı ise yağışı ve donmayı algılayan sensörler sayesinde sadece ihtiyaç halinde devreye girmesi ve gereksiz enerji tüketmemesidir.
Kablolar üç ana grupta toplanır: Seri Rezistanslı Kablolar, Kendinden Sınırlı Kablolar ve Sabit Güç Kabloları. Kabloların ayrıca ıslak ve kuru yerler için özel tipleri vardır.
Su ve Donma
Su molekülleri gözükmeyen (latent) ısıya (radiative enerji) sahiptir. Su molekülleri bir oksijen ve iki hidrojen molekülleri içerir. Su molekülleri sıvı ve buz yapan hidrojen bağları oluşturarak kimyasal olarak birbirine bağlanır. Su, buz haline döndüğünde su molekülleri kristal haline dönüşür. Faz değişikliği sıvıdan buza ekzotermik reaksiyondur. Bu kimyasal enerji (gözükmeyen ısı) termometreyle ölçülebilen hissedilir ısıya dönüşür. Havanın toplam ısısı hissedilir ve gözükmeyen ısının toplamıdır.
Nemli havanın enerji içeriği kuru havaya göre daha yüksektir. Aynı hava sıcaklığında bir dondurma, nemli iklimde kuru iklime oranla daha çabuk erir. Su buza faz değiştirdiğinde, gözükmeyen ısı duyulabilir ısıya dönüşür ve sıcaklık yükselir. Buz suya döndüğünde, hissedilir ısı hidrojen bağları kırılarak havadan ayrılır. Hissedilir ısı su moleküllerini içeren kimyasal enerjiye dönüşür.
Donmaya Karşı Diğer Öneriler
Propilen glikol antifrizi yerine ısı transfer akışkanı kullanılabilir. Isı yayan bantlar ve polybutilen boru kullanılabilir. Soğuk havalarda mümkünse sistemin drene edilmesi gerekebilir. Donmuş boruya asla ılık su veya şaloma kullanılmması gerekir. Donmuş hattı açmak için saç kurutma makinesi daha emniyetlidir. (Sıcak hava sudan daha hızlı ısı transfer eder.)
Yalıtım Kalınlıklarına Göre Donma Süreleri ve Isıtıcı Kablo Seçim Abağı
Borularda donmaya karşı ısıtıcı kablolarla beraber yalıtım kullanılmalı. Yalıtım malzemeleri su taşıyan borularda yalıtımsız borulara göre yirmide bire kadar ısı kaybını azaltır. Yalıtım malzemesi kabloyla temasta olduğundan onun yaydığı ısının çevreye yayılmasını önleyip borudaki akışkana transfer olmasını sağlar. Yalıtım, kablonun dondan zarar görmesini engeller. Yalıtım malzemesinde yangın dayanımı, sudan etkilenmemesi, akışkan sıcaklığına uygun olması gibi kriterlere göre seçim yapılır. Bina içleri, bodrum katları ve diğer kuru alanlarda camyünü/taşyünü tercih edilmelidir. Dış ortamlar ve sudan etkilenebilecek yerlerde kauçuk köpüğü, polietilen köpüğü, poliüretan, ekstrüde polistren kullanılabilir. Yalnızca vinil köpüğü kullanılmamalıdır.
Borularda Suyun Donma Oranlarına Göre Donma Süreleri (saat, dakika)
Kablosuz, -20 C dış ortam/akışkan +5 C / 25 mm yalıtım
Dış yüzey film katsayısı: 9 W/m²K, rüzgar:10 m/sn.
Yalıtım Kalınlıklarına Göre Donma Süreleri
Kablosuz, -20 C dış ortam/akışkan -5 C / %0 buzlanma
Dış yüzey film katsayısı: 9 W/m²K, rüzgar:10 m/sn.
Prensip olarak ihtiyaca uygun olarak boyutlandırılan bir borunun içinde herhangi bir buzlanma olmamalıdır.
Ancak özel durumlarda ayrıcalık yapılabilir ve ihtiyaca uygun olarak buz oluşumuna izin verilebilir. CEN standartlarına göre pratikte %5’lik buz oluşumuna izin verilmektedir.
Kaynak:Faruk BİLAL, İnşaat Mühendisi, Himerpa A.Ş.