HİDROFOR NEDİR?

HİDROFOR NEDİR ? HİDROFOR HESABI VE SEÇİMİ NASIL YAPILIR?

 

HİDROFOR NEDİR ?

Halk arasında “su basınçlandırma pompası, su motoru , sıralı pompalar  ” olarak bilinen hidroforlar; Basıncı düşük bir akışkanı (genellikle su) direk şehir şebekesinden yahut  belli bir rezervuardan (kuyu , depo vs.) alarak gereken basınç ve debide kullanıma sunan ve işletimini kullanım şartlarına göre kendisi tamamen otomatik olarak gerçekleştiren pompa sistemlerine tesisat mühendisliği terminolojisinde hidrofor denilmektedir.

Binalarda, dairelerde, müstakil villalarda, site ya da yüksek katlı binalarda şebeke su basıncının yeterli gelmediği durumlarda, basınçlı su ihtiyacının karşılanması amacıyla kullanılır.

Özellikle Yüksek katlı binalarda bir genleşme tankı yardımı ile şebeke suyunun yetmediği yerlerde yüksek katlarda bulunan dairelere su basmak amacı ile kullanılır.   Yüksek katlı binalarda daire sayısından dolayı amaç pompalar paralel bağlanarak, sıralı pompalar ile basıncı sabit tutup debiyi artırmaktır.

Hidrofor direkt şebeke suyuna bağlanabilir. Yanı sıra direkt olarak şebeke hattına da bağlanabilir. Ancak şebeke hattına bağlanması durumunda sular kesildiği zaman hidroforun bir faydası olmaz.

Bu amacın yanı sıra bir başka işe yaradığı nokta; tek katlı ya da 2-3 katlı müstakil yapılarda, villalarda ,yazlıklarda  ya da su kesintisinin sık görüldüğü noktalarda su deposundan hane içerisindeki lavabo, musluk ve banyolarına suyu basmaktır. Bu villa pompaları veya yazlık için kullanılan yazlık pompaları diye bilinen hidroforlar basit bir yapıda olup ufak bir genleşme deposuyla  veya Grundfos markasında ki gibi Grundfosun özel bir serisi olan; SCALA ve MQ 3-45 hidroforları kendi teknolojisi ile pompa içindeki tankı ile kompakt ve sessiz ve bir çalışma sağlamaktadır.

Grundfos MQ 3-45 Hidrofor

Tankın, hidrofor sistemindeki görevi su ve havayı bir araya getirerek suya istenilen basınçlandırmayı vermektir. Bir kısım hidrofor tanklarında hava temini için kompresör yerine hava subabı veya hava enjektörü kullanılır.

Otomatik hava sağlayan hidrofor, havayı kendi temin eder. Daha çok apartmanlarda ya da küçük sanayi tesislerinde kullanılan bir hidrofor çeşididir.

Hava kompresörlü hidrofor, genelde hava şarj cihazları ile yeterli hava temin edilemeyen büyük tesislerde kullanılır. Örneğin endüstriyel tesisler ya da çok büyük siteler diyebiliriz.

 

Daha çok kullanılan su hidrofor tanklarında ise su ve hava bölgesi bir membranla ayrılır. Membran olarak basınca dayanıklı ve biçimlendirilmiş lastik kullanılır. Kapalı depo bir hava haznesi görevi yapar. İçine su basıldığında suyun hacmi ile orantılı olarak hava basıncı da artar ve sıkışan hava suyun yüzeyine basınç yapar. Düşük su ihtiyaçlarında hidrofor  içerisindeki pompalar ve sıralı pompalar devreye girmeden direkt tank içerisindeki su mebran vasıtasıyla basınçlandırılarak  hem enerji tasarrufu sağlanmış olup hem de pompanın şalt sayısı azaltılarak pompanın ömrü uzamış olur.

Paket tip hidroforların bünyesinde bulunan küçük hacimli membranlı basınçlı tanklar, 24 litre ve 50 litre çeşitli hacimlerde kullanılmaktadır. Bu tankların amacı aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi su 1 numaralı bölümden membranı şişirerek 2 numaralı bölmedeki gaz hacmini devreyi kesme basıncına kadar sıkıştırarak elektrik motor devresini açarak sistemi durdurur. Su tüketimine rağmen sistem devreye girme basıncına kadar pompa çalışmayacaktır.

ETNA JET 200-50 Kendinden Emişli Jet Pompalı Hidrofor

Hidrofor kullanım amaçlarına göre;

 

* Kullanma suyu hidroforları

 

* Bahçe sulama hidroforları

 

* Yangın söndürme suyu hidroforları

 

* Sulama suyu hidroforları

 

* Bahçe sulama hidroforları

 

* Proses suyu hidroforları

 

gibi çeşitli gruplar altında, içerdikleri teknik özellikler dikkate alınarak örneğin;

 

* DIN

 

* TSE

 

* VdS

 

* NFPA (Yangın Hidroforu İçin)

 

* UL/FM (Yangın Hidroforu İçin)

 

Gibi ilgili norm ve standartlara uygunlukları itibariyle sınıflandırılmakta.

 

Kullanılan pompa sayısına göre de;

 

* Tek pompalı hidroforlar

 

* Çok pompalı hidroforlar

 

olarak isimlendirilmektedir.

 

Ayrıca kullanılan pompaların konstrüktif veya fonksiyonel özellikleri itibariyle hidroforlar;

 

* Dikey Hidroforlar (Dikey tip pompalı olanlar )

 

* Yatay Hidroforlar (Yatay tip pompalı olanlar , Açık çarklı  pompalar , Periferikal Sürtme Fanlı pompalar , Yatay milli kademeli basınçlandırma pompaları )

 

* Normal emişli olanlar

 

* Kendinden emişli olanlar

 

* Jet Pompalar

 

gibi yapısal ve işletim tarzını belirleyici bir gruplandırmaya tabi tutulmaktadır.

 

Pompa Dışında Hidroforu Oluşturan Yardımcı Ekipmanlar;

Denge tankı (genleşme tankı) ve bağlantı fleksi

Seviye Flatörü veya Şamandıra

Elektronik kontrol paneli

Basınç şalteri

Manometre

Küresel vana

Çekvalf

Birden fazla pompa için emiş ve basma kollektörü.

 

 

HİDROFOR HESABI VE SEÇİMİ

Hidrofor kullanımının başarılı olabilmesinin ilk şartı işletim ve çevre şartlarına uygun olan hidrofor tipinin seçilebilmesi ve pompa kapasitelerinin doğru olarak belirlenebilmesidir. Hidrofor tipinin seçiminde;

 

* Ana su deposunun hidroforlara göre konumu (emiş yapılması gerekiyor mu, yoksa su kendi ağırlığıyla pompaya akabiliyor mu?)

 

* Hidroforun yerleştirileceği mekanın özellikleri (yeterli alan ve hava sirkülasyonu var mı?)

 

* Kullanıcı sayısı ve eşzaman kullanım beklentileri (şalt sayısının doğru tahmin edilerek buna uygun şalt sayısı sınırlama tekniğinin seçimi?)

 

* Transferi yapılacak suyun özellikleri (özellikle suyun sertliği, agresivitesi, kirlilik derecesi ve sıcaklığı)

 

* Elektrik şebekesinin özellikleri (gerilim tolerans değerleri uygun mu, fazlar arasında gerilim farklılıkları var mı, kesinti ve şoklar oluşuyor mu?)

 

* Hidroforun işletiminde sorumlu olacak olan personelin özellikleri (yeterli teknik bilgi ve cihaz kullanımı kültürü var mı?)

 

* Hidroforun yakın çevresiyle olan konumu (örneğin çalışma sesi çevre için rahatsız edici olabilir mi?) gibi hususlar analiz edilerek malzeme ve fonksiyonel özellikleri bunlara uygun olan pompa ve diğer ekipmanların kullanıldığı hidrofor tercih edilmelidir.

 

Hidrofor kapasitelerinin belirlenmesinde;

 

* Gereken debi Q (m3 /h)

 

* Gereken basma yüksekliği H (mSS) , basınç değeri (bar)

Çalışmaya başlama basıncı Halt (mSS) ve Çalışmayı durdurma basıncı Hüst (mSS)

 

* Pompa sayısı

 

* Seçilecek membranlı tankın nominal hacmi V (litre) Önemli rol oynamaktadır. Bu değerler yerleşim alanının boyutları, kullanıcıların ve tesisat malzemelerinin teknik özellikleri dikkate alınarak hesaplanabilmektedir.

 

 

Hidrofor Debisinin Q (m3 /h) Hesaplanması:

Debi hesabı kullanıcı özelliklerine göre değişiktir. Örneğin bir hastane ile otele veya bir iş merkezi ile bir apartmana su basacak olan hidroforların debi hesabı farklıdır. Hidroforun kullanım amacı da debi hesabında dikkate alınan diğer önemli bir husustur. Örneğin çok kullanıcılı bir apartmana ait kullanma suyu hidroforunun debi hesabıyla, bir üretim hattının proses suyunu basınçlandıran hidroforun debi hesabı birbirinden çok farklıdır.

 

Debi hesabında iki ana kriter vardır. Bunlardan ilki birim zamanda tüketilmesi öngörülen su hacmi, diğeri de çok kullanıcılı sistemlerdeki eşzaman faktörüdür. Bu iki kriterin birleşimi, kullanımın en fazla olduğu bir anda gerekli olan su debisini ifade eder ki, hidroforun debi kapasitesi bunu karşılayabilecek şekilde seçilmelidir.

 

Yangın hidroforlarında (hidrantlı kuru sistem veya springlerli ıslak sistem) debi belirlemesi için bölgesel itfaiye yönetmeliği kuralları belirleyicidir. Ancak sistemdeki hidrant veya springler sayısı, bunlardan kaç tanesinin aynı anda çalışacağının öngörülmüş olması, hidrant veya springlerlerin çıkış çapları, çıkış ağızlarından olması gereken asgari akma basınçları yangın hidroforlarının debisinin belirlenmesinde rol oynayan kriterlerdir. Ayrıca bazı durumlarda sigorta şirketlerinin yangın sigortası için öngördükleri asgari sistem kriterlerinin dikkate alınması da gerekebilir.

 

Örnek: 160 ailenin yaşadığı bir yerleşim biriminin kullanma suyu hidroforunun debisinin belirlenmesinde,

 

Q = A x B x T x q (m3 / h olarak)

 

A = Aile sayısı (Daire veya bağımsız ev sayısı)

 

B = Birey sayısı / Aile

 

T = Bireyin günlük ortalama su tüketimi (Litre / gün)

 

k = Eş zaman kullanım faktörü

 

Formülü kullanılarak aşağıdaki değerlendirme yapılabilir. Türkiye’de aile başına 4 veya 5 bireyin yaşadığı ve bireylerin de günlük ortalama su tüketiminin 100 – 150 litre/gün kadar olduğu kabul edilmektedir. Eş zaman kullanım faktörünün seçiminde hidroforu kullanan konut (aile) sayısı baz alınır.Çizelgeden yapılacak bir seçim tecrübelere göre genelde doğru olmaktadır.

 

Bu açıklamalardan sonra 160 aile için; Q= 160 x 4 x 100 x 0.25 = 16 m3 /h Hidrofor debisinin gerekli olduğu hesaplanabilir. Hidrofor debisi kullanan insanların yaşam standartlarına ve alışkanlıklarına bağlıdır. Hidroforların kullanılacağı yerin özellikleri hakkında daha detaylı bilgilerin olmadığı durumlarda, deneysel verilere dayanan diyagramlardan seçim yapmak, debi belirlenmesinde sıkça kullanılan bir yöntemdir.

 

 

 

 

 

Hidrofor Basıncının H (mSS) Hesaplanması

Hidroforun basınç kollektöründe bulunan basınç, hidroforun emiş kollektörüne gelen suyun ön basıncı ile hidroforun kendi oluşturduğu basıncın toplamıdır. Ancak Türkiye’de hidroforlar genelde hidroforla aynı seviyedeki atmosfere açık bir su deposundan beslendikleri için suyun ön basıncı ihmal edilecek seviyelerdedir.

Hidroforun basınç çalışma aralığı diye isimlendirilen (Hüst – Halt) basınç farkı, esas itibariyle mümkün olduğunca küçük olmalı ve hidroforun mümkün olduğunca sabit bir basınç vermesi amaçlanmalıdır. Bu değer büyüdükçe tesisattaki basınç dalgalanması artmakta ve kullanım konforu azalmaktadır. Bu nedenle Hüst – Halt çalışma aralığı olarak 1,5 barlık bir fark, genelde yeterli bir fark olarak değerlendirilmekte ve uygulanmaya çalışılmaktadır.

Tesisattaki toplam dirençlerin Σ∆p hesaplanması her zaman kolay olmayabilir. Bunun için tesisatı oluşturan her türlü armatür, vana, boru ve bağlantı malzemelerinin tip, miktar ve ölçülerini bilmek ve bunların içinden geçecek olan su debisinde oluşan dirençleri hesaplayabilmek gereklidir. Bu tür hesaplama genelde mümkün olmadığından, Σ∆p olarak normal şartlarda (örneğin apartman tipi yapılarda) statik bina yüksekliğinin %20 – %25 arası bir değer, tesisattaki toplam basınç kayıpları olarak kabul edilmeli ve sistemdeki bilinen direnç kayıpları (örneğin su sayaçları ve basınç düşürücüler) varsa, buna ayrıca eklenmelidir.

Eş Zamanlı Su Tüketim Faktörü / Simultaneous Water Consumption Factor

Mekan Tipi Type of Placement		"K" Faktörü "K" Factor
Konutlar / Tenements	1 – 5 Daire 6 – 10 Daire 11 – 20 Daire 21 – 50 Daire 51 – 100 Daire > 10 Daire	0,66 0,45 0,40 0,35 0,30 0,25
Oteller / Hotels	1 – 20 Yataklı / Bed 21 – 50  Yataklı / Bed > 50  Yataklı / Bed	0,40 0,40 - 0,30 0,30 - 0,20
Hastaneler / Hospitals	50 – 500 Yataklı / Bed 501 – 1000 Yataklı / Bed 1001 – 2000 Yataklı / Bed	0,30 - 0,20 0,20 - 0,15 0,15 - 0,10
Okullar / Schools Çocuk Yuvalar / Kindergarden's Kışlalar / Barracks İş Merkezleri / Working Centers		0,30 0,40 0,40 - 0,30 0,30

 

 

 

Mekan Tipi Type of Placement		Kişi Başı Günlük Tüketim (lt/kişi) Per Capita Daily Consumption (lt/person)
Konut / Tenement	Lavabo / WC Duşlu / Shower Küvetli / Bathtub	60 - 80 80 - 115 120 - 200
Otel  / Hotel	Duşlu / Shower Küvetli / Bathtub	100 150-200

Hastane / Hospital Okul / School Çocuk Yuvası / Kindergarden Kreş / Nursery Kışla / Barrack Lokanta / Restaurant Bahçe Sulama / Garden watering Araba Yıkama / Car wash

200 - 500 5 80 - 100 100 - 150 60 - 80 20 1,5 lt/m2 bir seferde / 1,5 lt/m2 once 100 lt/gün / 100 lt daily

 

 

Örnek : (VANSAN POMPANIN KATALOĞUNDAN ALINMIŞTIR)

 

Hmin ( mSS ) = "H" + "Hk" + "Hc" H Hidroforun yerleştirildiği yer ile binanın su basılacak en üst noktası arasındaki kot farkı 'metre' ("kat sayısı" x "kat yüksekliği") Hk Tesisattaki vana, dirsek, su sayacı, boru vs. kayıpları toplamı 'metre' (Genellikle toplam "h" yüksekliğinin %20'si olarak alınır.) Hc Binanın üst seviyesinde olması istenen çıkış basıncıdır. Genellikle 10 - 15 m arası alınır.

Hidrofor Debisi:

Qmin (m3/h) = "Daire sayısı" x "Dairedeki kişi sayısı" x "Kişi başına tüketim" x "K/1000

8 katlı, 21 daireli ve her dairesinde 5 kişi yaşayan bir konutta hidrofor seçimi için gerekli basınç ve debi ne olmalıdır?

 

h = 8 kat x 2,8 m (1 kat yüksekliği) = 22,4 m

Hk = h x 0,20 =22,4 x 0,20 = 4,48 m

Gerekli minimum basınç "Hmin (mSS)" = 22,4 + 4,48 + 15 = 41,88 mSS = 4,1 bar

Gerekli debi "Q" = 21 x 5 x 100 x 0,35/1000 = 3,675 m3/saat

 

 

Hidroforun sağlaması gereken basınç hesaplanırken ve genel tesisattaki basınç dağılımı incelenirken dikkat edilmesi gereken diğer bir nokta da, statik su basıncının tesisatın hiçbir noktasında 5 bar (50 mSS) değerini geçmemesinin temin edilmesidir. DIN 1988 normunda konforlu bir su kullanımının sağlanabilmesi ve armatürlerin sağlıklı çalışabilmesi için 4 bar giriş basıncı tavsiye edilmekte ve giriş basıncının 5 bar’ı geçmesi durumunda basınç düşürücü kullanılması veya tesisatta zonlamaya gidilmesi (bölgesel basınçlandırma) şart koşulmaktadır. Hidroforların çıkışına basınç sabit tutucu monte edilmelidir. Bu durumda hidroforun, alt ve üst çalışma basıncı arasındaki değişen basıncını, kullanıcı hissetmeyecektir. Basınç sabit tutucunun veya basınç düşürücünün olmadığı binalarda kullanma suyu tüketimi daha fazla olacaktır. Hidrofor çıkışındaki basıncın değişimi kullanım yerindeki (duş, lavabo vs.) debinin artması veya azalması demektir. Bu da fazla su tüketimi ve eksik konfor doğurur.

 

Hidrofor yardımcı elemanları (ekipmanları); Şiber veya küresel vana, çek valf, güvenlik vanası, hava temin elemanı (hava enjektörü, hava subabı veya kompresör) basınç şalteri, manometre, selenoid vana ve seviye elektrotundan oluşur.

– Şiber veya küresel vana, gerektiğinde su akışını kesmek için kullanılır.

 

– Çek valf, takılı bulunduğu yerin gerisinde basıncın azalması durumunda, su akışının ters yöne kaçmasını engeller.

 

– Güvenlik vanası, sistemdeki fazla basıncı dışarı atarak sistemin güvenliğini sağlar.

 

– Sistem içindeki basınç manometreden okunur ve hava bölgesine bağlanır.

 

– Selenoid vana hava bölgesine takılarak su seviyesine göre tankın hava emişini sağlar.

 

– Seviye elektrodu ise su seviyesini kontrol eder ve su bölgesine takılır.

 

– Hidrofor tankı basıncına göre pompanın çalışmasını basınç şalteri düzenler.

 

– Hidrofor sistemi elemanları birbirine bağlı ve tamamlayıcı nitelikte çalışır.

 

Piyasada aşağıdaki farklı seçenekleri ile Grundfos, Wılo, Vansan, Baymak, Star Mas-Daf, Etna gibi markaların farklı hidrofor modelleri vardır.

 

• Muhtelif debi ve basınç taleplerinde uygun paketler,
• Debi değerine göre tekli ve çok pompalı paket hidroforlar,
• Noryl, pik döküm, Periferikal Sürtme Fanlı, Jet Pompalı  AISI304 ve AISI316 komple paslanmaz seçenekler,
• Sabit devir, Frekans İnvertörlü sistemler,
• 600 metrekip/saat’e kadar kapasite imkanı,900 mt.ye kadar basma yüksekliği,
• Endüstriyel ve viskoz uygulamalarına mekanik salmastra seçenekleri,
• Basılacak sıvı cinsi ve sıcaklığına göre geniş ürün yelpazesi,
• Komple akuple paket sistemler,
• Yüksek verim düşük işletme maliyeti
• Bakım kolaylığı ve yaygın servis ağı,
• İsteğe bağlı olarak 6-8 pompalı sistemler,
• Kompakt, fonksiyonel ve güvenilir kumanda panolar

 

 

 

 

KAYNAK: ISISAN SIHHİ TESİSAT SY: 53-59