Ülkemizde 1990’lı yıllardan itibaren, yapılarımızda hidrofor kullanımı yaygınlaşmaya başlamıştır. Şehirleşmenin getirdiği yüksek yapı ve su depolama alanın ihtiyacından dolayı yapılarımızda, hidrofor daireleri tasarlaması mimari açıdan zorunlu hale dönüşmüştür. Hidrofor dairesi tasarımı, mimari müelliflerin binayı tasarlarken hidrofor dairesi için verdikleri hacimler, bizlerin mahalleri tasarlamasında etken rol oynamaktadır. Böylelikle hidrofor seçim kriterleri, bu açıdan önemi yassılamaz hale gelmiştir.
21. yüzyılda ihtiyaç ve gereksinimlerin artmasıyla, yapılarda daha kapsamlı makine daireleri tasarlanması kaçınılmaz hale gelmiştir. Doğru tasarımla birlikte, doğru komponentlerin kullanılması elzemdir. Bu olgu ise mesleki bir realite olarak karşımıza çıkmaktadır.
Hidrofor Nedir?
Yapılarda, yüksek binalarda, yaygın binalarda, endüstriyel tesislerde temiz suyu yeterli basınçta ve miktarda istenilen kullanma yerine çıkarmak için, bir su kaynağından pompa vasıtası ile emilen suyu, basınca dayanıklı kapalı bir kaba basarak ve burada hava ile yastıklayarak havanın suyu bir yay gibi itmesi ile birlikte suyu basınçlandırarak, istediğimiz basınca çıkaran cihazlara hidrofor veya paket hidrofor diyoruz.
Hidrofor tankının üst bölümünde bulunan yastıklama havası suda eriyerek, kısmen de hava kaçakları (hava tarafında bulunan basınç şalteri, manometre, emniyet ventili vs.nin bağlandığı yerler nedeni ile zamanla) azalmaktadır. Eksilen hava miktarının değişik sistemlerden biri ile tamamlanması gerekmektedir. Sistem seçimi hidroforun kapasitesine, kullanım yerine bağlıdır.
Kullanım amaçlarına göre hidroforlar genelde aşağıdaki şekilde sınıflandırılırlar;
- Kullanım suyu hidroforları
- Bahçe sulama hidroforları
- Proses suyu hidroforları
- Yangın suyu pompaları
DIN, VdS, NFPA 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 tip pompalı olanlar
- Yatay tip pompalı olanlar
- Normal emişli olanlar
- Kendinden emişli olanlar gibi yapısal ve işletim tarzını belirleyici bir gruplandırmaya tabi tutulmaktadır.
Hidrofor Setinin Tesisat Montajı:
Hidrofor Sistemi Seçimi Hangi Standarda Göre Yapılmalıdır?
Bugüne kadar Avrupa da genel kabul görmüş basınçlandırma sistemlerini en kapsamlı anlatan standart DIN 1988 dir. Kullanım suyu hidroforları DIN1988-5 te tanımlanmış olup, nasıl ve hangi şartlarda seçilip kullanılacağı tarif edilmiştir. Avrupa Birliği EN 806 standardı Avrupa Birliği üyeleri ülkesinde geçerlilik kazanmıştır. Fakat bazı durumlarda yine DIN1988 normuna atıflarda bulunulmaktadır. O yüzden seçim ve hesaplarımızda DIN1988 standardını esas almamızda bir sakınca yoktur.
Hidrofor üreticilerinin kataloglarında, seçim ve hesap yöntemleri DIN1988-5, EN806 ve TS1258 standartlarından alınmaktadır.
Hidrofor Seçimi Öncesi Hangi Parametreler Belirlenmelidir?
Seçilecek hidroforun uzun süre sağlıklı bir şekilde çalışabilmesinin ilk şartı uygun işletme ve çevre şartlarına göre seçilmesi ve pompa kapasitelerinin doğru olarak belirlenebilmesidir.
Hidrofor tipinin seçiminde;
- Kullanıcı sayısı ve eş zaman faktörünün doğru seçilmesi
- Su deposunun hidrofora göre konumu (su kendi cazibesi ile mi geliyor? yoksa emiş yapması gerekiyor mu?)
- Basınçlandırılacak suyun özelliği (sertlik, sıcaklık)
- Hidroforun yerleştirileceği mekânın özellikleri (yeterli alan ve hava sirkülasyonu var mı?)
- Gerekli basma yüksekliği
- Gerekli olan debi
- Seçilecek olan genleşme tankının hacmi gibi hususlar doğru analiz edilerek malzeme ve fonksiyonel özellikleri bunlara uygun olan pompa ve ekipmanları seçildiği takdirde, uzun yıllar sorunsuz çalışabilecek doğru hidrofor tipi belirlenmiş olur.
Hidrofor Sisteminin Çalışma Basınç Aralığı Nasıl Belirlenir?
Hidroforun çıkış kollektöründeki basınç, hidroforun emiş kollektöründeki giriş basıncı ile hidroforun kendi oluşturduğu basıncın toplamıdır. Ancak Türkiye’de hidroforlar genelde hidroforla aynı seviyedeki atmosfere açık bir su deposundan beslendikleri için hidrofor girişindeki basınç ihmal edilecek seviyelerdedir.
Hidroforun çalışma basıncı tayin edilirken;
- Binanın statik yüksekliği,
- En üst katlardaki minimum akış basıncı,
- Borularda oluşan sürtünme kayıpları,
- Su sayacında oluşan kayıplar,
- Filtreler ve diğer ekipmanlardaki kayıplarının toplamı hesaplanmalıdır.
Hidroforun oluşturacağı minimum basınç, kullanıcı tarafından belirtilmiş özel bir durum yoksa yerleşim alanındaki en yüksek veya tesisat olarak en kritik kullanıcıda yaklaşık 10-15 mSS kadar bir minimum akma basıncı gerçekleştirebilecek kadar olmalıdır.
Buna göre EN806 standardında belirtilen formül:
Halt = DPe + Pmin fl + S ( l x R + DpF) + DPwm + DPap – SPLN
Halt: Hidrofor alt basıncı
DPe: Bina yüksekliği (mSS)
Pmin fl : Minimum akış basıncı (10-15 mSS)
S ( l x R + DpF) : Borulardaki sürtünme kayıpları (mSS)
DPwm: Su sayacında oluşan kayıplar (mSS)
DPap : Filtreler ve diğer ekipmanlardaki kayıplar biliniyorsa hesaba katın (mSS)
SPLN : Hidrofor girişindeki minimum basınç (mSS)
Hidroforun bir depodan beslendiği uygulamalarda SPLN genellikle ihmal edilir.
Hidroforun çalışma basınç aralığı diye isimlendirilen (Hüst – Halt) basınç farkı esas itibariyle mümkün olduğunca küçük olmalı ve hidroforun 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 – 2 barlık bir fark genelde yeterli bir fark olarak değerlendirilmekte ve uygulanmaya çalışmaktadır. Bu fark 2,5 barı geçmemelidir.
Hüst= Halt+ 15 mSS
Dikkat edilmesi gereken en önemli husus, ideal kullanma suyu basıncı 3 bar’dır.
Evsel kullanım basıncı genelde; 3 bar ve laminer akış olması dikkat etmemiz gerekir. Bunun sağlaması için güvenilir markaların basınç düşürücüsünü kullanırız.
Böylelikle son kullanıcıya kullanma temiz suyunda, konforlu bir kullanım sağlamış oluruz.
Re= U.D / υ
Bir akışın laminer ya da türbülanslı olduğunun saptanması, Reynolds sayısının hesaplanması ile mümkündür.
Re= U.D / υ
Burada;
U: Ortalama hız (m/s)
D: Boru çapı (m)
υ: Kinematik Viskozite (m/s²)
Dünya’mızda ve Türkiye’mizde Akışkan Gücü Kullanımının Tarihçesi:
Biz hidrolik ve pnömatik sistemlerin tümüne akışkan gücü sistemleri diyoruz. Burada hidrolik ve pnömatik sistemlerin tarihsel geçmişi ile ilgili olarak bazı notları aşağıda sunuyoruz.
Hidrolik, genel anlamda basınçlı sıvılar ile gücün üretimi, kontrolü ve iletimi ile ilgili teknolojileri ifade etmek üzere kullanılır. Etimolojik olarak Yunanca su anlamına gelen Hydor sözcüğünden türetilmiştir. Tarihin ilk çağlarından itibaren akarsulardan su değirmenleri aracılığı ile güç elde etmek için kullanılmıştır.
İlerleyen teknoloji ile hidroliğin ifade ettiği anlamda biraz değişmiş ve daha çok istenilen debi ve basınçlarla gücün elde edilmesi, kontrolü ve iletilmesini ifade eder hale gelmiştir. Teorik ve tarihi açıdan modern hidroliğin temelleri 17.yüzyılın ortalarında Fransız Fizikçi Pascal tarafından, kendi adı ile anılan Pascal Yasası ile atılmıştır. Bundan yaklaşık 100 yıl sonra İsviçre’li Fizikçi Bernoulli yine kendi adı ile anılan Bernoulli denklemini bularak, boru içinde akan bir akışkanın enerji tanımlamasını yapılabilir hale getirmiştir. Bütün bunlar yine yaklaşık bir yüzyıl daha sonra (1850) İngiliz Sanayi Devrimi ile uygulama alanı bulmuş ve bir çok sanayi uygulamalarında kullanılmaya başlanmıştır.
Bugün anladığımız anlamda modern ilk hidrolik uygulaması için 1906 yılında Amerikan savaş gemisi USS Virginia’nın top namlusu yönlendirmesinde basınçlı yağ kullanılması ile başladığını söylemek doğru olacaktır. Daha sonra sızdırmazlık elemanları konusunda ortaya çıkan teknolojik gelişmeler ile hidrolik hızla gelişmeye başlamış ve 1926 yılında ABD’de ilk hidrolik güç ünitesi imal edilmiştir. 1926 yılında Harry Vickers’in pilot kumandalı emniyet valfini icadı ile devam eden gelişmeler 2. Dünya Savaşı ile çok önemli gelişmeler kaydetmiş, 1950 yılında Mercier Hidrolik aküyü, Moog MIT de 1958 yılında elektrohidrolik servovalfi icat ederek bugün bildiğimiz tüm hidrolik devre elemanları kullanılmaya başlanmıştır.
Hidrolik sistemler esas olarak; yüksek güç yoğunluğu, nispeten düşük enerji sarfiyatı, enerji depolama kabiliyeti, hassas hareket, yumuşak ve kademesiz hareket kabiliyeti, aşırı yüklere karşı güvenli, darbesiz, kuvvet ve torku sabit tutma kabiliyeti ve genelde kapalı ve korunmuş bir sistem olmaları dolayısıyla makine imalat sanayiinde halen çok önemli görevler üstlenmeye devam etmektedirler.
Pnömatik sistemlerin geçmişi ise biraz daha eskilere uzanmakta, MÖ 2500 yıllarında madencilik ve metallurji sektöründe kullanılan hava körüğünü ilk pnömatik uygulama olarak ifade edebiliriz. Pnömatik, eski Yunancada rüzgar veya nefes alma anlamlarına gelen Pnuema kelimesinden türetilmiştir.
Endüstriyel tanım olarak gaz basıncı ile çalışan sistemlerin hareket ve kontrolünü sağlayan sanayi dalı olarak ifade edebiliriz. İlk pnömatik uygulamalar 19. Yüzyılın ortalarında başlamış olmakla beraber, bugün anladığımız anlamda geniş çaplı uygulamalar 20. Yüzyılın ortalarında itibaren başlamıştır.
Türkiye’de ise 1960’lı yıllara kadar yedek parça temini ve tamiratı olarak yürüyen bu sektör, 1970’li yıllardan sonra hidrolik ve pnömatik elemanların üretilmesi olarak da gelişmeye başlamış ve bugün üretimle birlikte büyük ölçüde proje hizmeti veren bir yapıya bürünmüştür.