Kat İstasyonu Kapasitesi Nasıl Hesaplanır?

Kat İstasyonu Kapasitesi Nasıl Hesaplanır?

Kat istasyonu kapasitesi, ısıtma yükü ile kullanım suyu yükünün ayrı hesaplanıp büyük olanın esas alınmasıyla belirlenir; temel bağıntı Q = m × c × Δt'dir. Bu iki yükü toplamak en sık yapılan hatadır: kat istasyonlarında kullanım suyu çekildiği anda ısıtma devresi geri plana alındığı için istasyon iki yükü aynı anda karşılamak zorunda değildir.

Aşağıda iki yükün ayrı hesabı, eş zamanlılık katsayısı, gidiş suyu sıcaklığının etkisi ve örnek hesap var.

Kapasite neden tek bir yükten çıkmaz

Kat istasyonunun içinde iki farklı iş yapılır. Birincisi, merkezi kaynaktan gelen sıcak suyun daire içindeki ısıtma devresine (radyatör veya yerden ısıtma) dağıtılmasıdır. İkincisi, aynı primer suyun plakalı eşanjör üzerinden kullanım suyunu anlık ısıtmasıdır. Bu iki işin yük karakteri birbirine hiç benzemez.

Isıtma yükü süreklidir ama küçüktür: bir dairenin ısı kaybı saatler boyunca aynı mertebede kalır. Kullanım suyu yükü ise kısa ama büyüktür: bir duş açıldığı anda gereken güç, ısıtma yükünün birkaç katına çıkabilir ve birkaç dakika sonra sıfırlanır.

Bu yüzden iki yük ayrı hesaplanıp karşılaştırılır. Konutlarda belirleyici olan hemen her zaman kullanım suyu yüküdür; ısıtma yükü, kullanım suyu için seçilen kapasitenin içinde kalır. Kümenin genel çerçevesi kat istasyonu sayfasında, cihaz tipleri arasındaki fark ise çift eşanjörlü kat istasyonu sayfasında ele alınıyor.

Isıtma yükü: dairenin ısı kaybı

Isıtma yükü kat istasyonuna özgü bir hesap değildir; dairenin ısı kaybı hesabından gelir. Dış duvar, pencere, çatı ve döşeme üzerinden kaybedilen ısı ile havalandırma kaybı toplanır. Girdileri daire alanı değil, yapı elemanlarının ısı geçirme katsayıları, cam alanı, kaçıncı katta olduğu ve komşu daire durumudur.

Pratikte daire alanı bir ön gösterge olarak kullanılır, ancak bağlayıcı olan binanın mekanik projesindeki değerdir. Aynı metrekarede, ara kattaki bir daire ile çatı katındaki köşe dairenin ısıtma yükü belirgin biçimde farklı çıkar.

Isıtma devresinin gidiş sıcaklığı da burada belirlenir: radyatörlü sistem yüksek, yerden ısıtma düşük gidiş sıcaklığı ister. İkisinin kat istasyonundaki karşılığı radyatörlü mü yerden ısıtmalı mı sayfasında karşılaştırılıyor.

Kullanım suyu yükü: anlık debi ve sıcaklık artışı

Kullanım suyu tarafında depo yoktur; su, musluk açıldığı anda eşanjörden geçerken ısıtılır. Dolayısıyla hesap litre/gün değil litre/dakika üzerinden yapılır. İki girdi yeterlidir: istenen anlık debi ve istenen sıcaklık artışı.

KULLANIM SUYU ANLIK ISI YÜKÜ

Genel bağıntı:   Q = m × c × Δt

  Q   : Isı yükü
  m   : Su kütlesi / kütlesel debi (1 litre su ≈ 1 kg)
  c   : Suyun özgül ısısı ≈ 4,18 kJ/kg·°C  (= 1 kcal/kg·°C)
  Δt  : İstenen su sıcaklığı − şebeke suyu sıcaklığı (°C)

Anlık debi için kullanılabilir hâli:

  Q (kW) = debi (L/dk) × 4,18 × Δt ÷ 60

Birim karşılığı:  1 kW = 860 kcal/h

Δt'nin soğuk su tarafı mevsimle değişir. Kışın şebeke suyu sıcaklığı düştüğü için aynı debide gereken güç artar; bu yüzden boyutlandırmada yılın en düşük şebeke suyu sıcaklığı esas alınır. Yaz değeriyle yapılan hesap, kış ortasında sıcak suyun yetmemesi olarak geri döner.

Daire büyüklüğünden çok musluk sayısı ve tipi belirleyicidir. Tasarım pratiğinde yaygın olarak kullanılan referans debi aralıkları şöyledir:

Bu aralıklar tasarım pratiğinde referans alınan değerlerdir, bir ölçüm sonucu değildir. Projenizde geçerli debi, armatür üreticisinin verdiği değer ve mekanik proje müellifinin kabulüyle belirlenir.

Eş zamanlılık katsayısı hangi hesapta kullanılır

Eş zamanlılık, bütün alma noktalarının aynı anda açık olmayacağı gerçeğini hesaba katan bir azaltma katsayısıdır. Kat istasyonu boyutlandırmasında iki ayrı yerde karşımıza çıkar ve bu ikisi karıştırılmamalıdır:

Daire içinde katsayı tipik olarak küçük bir azaltma sağlar: iki banyolu bir dairede iki duşun aynı anda açık olması mümkündür, ama bütün muslukların birlikte açılması pratikte beklenmez. Bina tarafında ise azaltma çok daha büyüktür; kırk daireli bir binanın ısı kaynağı, kırk istasyonun kapasitesinin toplamına göre seçilmez. Kat istasyonlu binada istasyon kapasitesinin toplamı ile kazan kapasitesi arasındaki fark bu katsayıdan doğar.

Gidiş suyu sıcaklığı, eşanjör plaka sayısı ve primer debi

Eşanjörün aktarabileceği güç üç şeye bağlıdır: plaka alanı, ısı geçiş katsayısı ve iki akışkan arasındaki sıcaklık farkı. Bu üçüncü kalem doğrudan primer gidiş suyu sıcaklığıdır ve kapasiteyi en hızlı değiştiren değişkendir.

Primer gidiş sıcaklığı düştükçe kullanım suyu ile arasındaki fark daralır. Aynı kapasiteyi daralmış bir sıcaklık farkıyla aktarmak için daha fazla ısı transfer alanı, yani daha fazla plaka gerekir. Pratik sonuçları şöyle görünür:

Plaka sayısını artırmak bedelsiz değildir: eşanjörün basınç kaybı ve dolayısıyla pompanın karşılaması gereken direnç artar. Bu yüzden kapasite yalnız istasyon üzerinden değil, kolon sıcaklığıyla birlikte seçilir. Primer debi şu bağıntıdan çıkar:

PRİMER (KOLON) DEBİSİ

           Q × 3600
  m =  ─────────────────
          c × Δt_primer

  m          : Primer kütlesel debi (kg/h) — 1 kg ≈ 1 litre
  Q          : İstasyon kapasitesi (kW)
  c          : 4,18 kJ/kg·°C
  Δt_primer  : Kolon gidiş − dönüş sıcaklığı (°C)

Not: Δt_primer büyüdükçe gereken debi küçülür.
     Dönüş sıcaklığı yükselirse debi ihtiyacı artar.

Örnek hesap

ÖRNEK DAİRE (uydurma değerler)
  Alan                                : 120 m², ara kat
  Isıtma sistemi                      : radyatör
  Banyo / mutfak                      : 2 banyo + 1 mutfak
  Isı kaybı hesabından ısıtma yükü    : 8,5 kW
  Şebeke suyu sıcaklığı (kış)         : 10 °C
  İstenen kullanım suyu sıcaklığı     : 45 °C
  Kolon gidiş / dönüş                 : 70 / 40 °C

ADIM 1 — Eş zamanlı kullanım suyu debisi

  1 duş (10 L/dk) + 1 lavabo (5 L/dk)  →  15 L/dk ham toplam
  Daire içi eş zamanlılık katsayısı (kabul) : 0,80
  Hesaba giren debi = 15 × 0,80 = 12 L/dk

ADIM 2 — Kullanım suyu ısı yükü

  Δt = 45 − 10 = 35 °C

  Q = 12 × 4,18 × 35 ÷ 60
    = 1.755,6 ÷ 60
    = 29,3 kW

ADIM 3 — İki yükün karşılaştırılması

  Isıtma yükü          :  8,5 kW
  Kullanım suyu yükü   : 29,3 kW   ← belirleyici

  Toplama YAPILMAZ. Kullanım suyu çekilirken ısıtma
  devresi geri plana alınır. Seçim 29,3 kW üzerinden
  yapılır; 8,5 kW bu kapasitenin içinde kalır.

ADIM 4 — Primer debi ihtiyacı

  m = (29,3 × 3600) ÷ (4,18 × 30)
    = 105.480 ÷ 125,4
    ≈ 841 kg/h  ≈ 0,84 m³/h

ADIM 5 — Kolon sıcaklığı düşerse ne olur?

  Kolon 60 / 35 °C olsaydı (Δt_primer = 25 °C):

  m = (29,3 × 3600) ÷ (4,18 × 25)
    = 105.480 ÷ 104,5
    ≈ 1.009 kg/h  ≈ 1,01 m³/h

  → Aynı kapasite, yaklaşık %20 daha yüksek debi
  → Eşanjörde daha fazla plaka, kolonda daha yüksek
    hız ve basınç kaybı

Beşinci adım, kapasitenin tek başına yetmediğini gösterir: aynı daire ve aynı 29,3 kW, farklı kolon sıcaklığında farklı bir istasyon ve farklı bir kolon çapı gerektirir. Seçim ölçütlerinin tamamı kat istasyonu seçimi sayfasında derli toplu duruyor.

Kapasite hesabında sık yapılan hatalar

Kapasite doğru seçildiğinde sıra ölçüme gelir: kat istasyonlu binada her dairenin tükettiği ısı kalorimetre ile ayrı ölçülür. Cihazın kendisi kalorimetre nedir sayfasında, ölçülen değerin faturaya nasıl döndüğü ısı gider paylaşımı sayfasında anlatılıyor. Kullanım suyu tarafının merkezi sistemdeki karşılığı için merkezi sistemde sıcak su hesabı sayfasına bakabilirsiniz.

Sık Sorulan Sorular

Kat istasyonu kapasitesi nasıl hesaplanır?

Isıtma yükü ile kullanım suyu yükü ayrı ayrı hesaplanır ve büyük olan esas alınır. Isıtma yükü dairenin ısı kaybı hesabından gelir. Kullanım suyu yükü Q = m × c × Δt bağıntısından, anlık debi (L/dk) ve istenen sıcaklık artışı üzerinden bulunur. Konutlarda belirleyici olan hemen her zaman kullanım suyu yüküdür.

Isıtma yükü ile kullanım suyu yükü toplanır mı?

Toplanmaz. Kat istasyonlarında kullanım suyu çekildiği anda ısıtma devresi geri plana alındığı için istasyon iki yükü aynı anda karşılamak zorunda değildir. Bu nedenle kapasite iki yükün toplamı değil, büyük olanı üzerinden seçilir. İkisini toplamak gereksiz büyük bir istasyon seçilmesine yol açar.

Kullanım suyu ısı yükünü hangi formülle bulurum?

Genel bağıntı Q = m × c × Δt'dir. Anlık debi ile kullanılabilir hâli Q (kW) = debi (L/dk) × 4,18 × Δt ÷ 60 şeklindedir. Burada 4,18 suyun özgül ısısı (kJ/kg·°C), Δt ise istenen kullanım suyu sıcaklığı ile şebeke suyu sıcaklığı arasındaki farktır. 1 kW 860 kcal/h'a karşılık gelir.

Eş zamanlılık katsayısı nedir, nerede kullanılır?

Bütün alma noktalarının aynı anda açık olmayacağını hesaba katan azaltma katsayısıdır. İki ayrı yerde kullanılır: daire içinde muslukların toplam debisini azaltır ve kat istasyonunun kapasitesini belirler; bina genelinde ise aynı anda sıcak su çeken daire sayısını azaltır ve ısı kaynağı ile kolon çapını belirler. Bina tarafındaki azaltma daire içindekinden çok daha büyüktür.

Gidiş suyu sıcaklığı kat istasyonu kapasitesini nasıl etkiler?

Primer gidiş sıcaklığı düştükçe primer su ile kullanım suyu arasındaki sıcaklık farkı daralır. Aynı kapasiteyi daralmış bir sıcaklık farkıyla aktarmak için daha fazla ısı transfer alanı, yani daha fazla eşanjör plakası ve daha yüksek primer debi gerekir. Bu da eşanjörde ve kolonda basınç kaybının artması anlamına gelir.

Eşanjör plaka sayısı kapasiteyle nasıl ilişkili?

Eşanjörün aktardığı güç plaka alanı, ısı geçiş katsayısı ve iki akışkan arasındaki sıcaklık farkının birlikte belirlediği bir değerdir. Plaka sayısı arttıkça ısı transfer alanı büyür ve kapasite artar; ancak basınç kaybı da artar. Bu yüzden plaka sayısı tek başına değil, kolon sıcaklığı ve pompa basıncı ile birlikte değerlendirilir.

Daire büyüklüğü mü musluk sayısı mı daha belirleyici?

Kapasiteyi belirleyen kullanım suyu yükü olduğu için musluk sayısı ve tipi daha belirleyicidir. Aynı metrekarede tek banyolu bir daire ile iki banyolu ve küvetli bir daire farklı anlık debi gerektirir. Daire alanı ısıtma yükünün bir göstergesidir; ısıtma yükü ise genellikle kullanım suyu için seçilen kapasitenin içinde kalır.

Şebeke suyu sıcaklığı olarak hangi değeri almalıyım?

Boyutlandırmada yılın en düşük şebeke suyu sıcaklığı esas alınır. Şebeke suyu sıcaklığı mevsimle değiştiği için yaz değeriyle yapılan hesap kışın yetersiz kalır: aynı debide sıcaklık farkı büyüdüğünde gereken güç de artar. Bu değer bulunduğunuz ile ve şebekeye göre değişir.