Doğalgaz Tesisatı Hesaplama

Doğalgaz Bina İç Tesisat Elemanları

Doğalgaz Tesisatı Hesaplama, Binalarda doğal gaz tesisatı, gaz işletmesine ait dağıtım şebekesi borusuna yapılan bağlantı yerinden, doğal gaz tüketim cihazlarına kadar olan kısımda bulunan borular, ekleme parçaları ve donatılar ile yanmış gaz çıkış borusu ve bacaların bütünüdür. Gaz tesisatında kullanılan işaret ve semboller Tablo-5.5 de görülmektedir. şekil-5.3 de şematik olarak görülen iç tesisat elemanlarının tanımları aşağıda verilmiştir.

Servis kutusu

Servis hattı veya bağlantı hattının sonuna konulan, içinde basınç regülatörü ve vana bulunan kutudur. Servis kutusunun giriş basıncı 1/4 bar, çıkış basıncı 21 mbar veya 300 mbar olarak iki ayrı değerde olabilir. Çıkış basıncı, gerekli gaz debisi ve gaz basıncına göre belirlenir.

Bina bağlantı hattı

Şebeke borusu bağlantı yeri ile ana kapatma vanası arasındaki hattır. Binaya giren gazın tümünün geçeceği bu borunun bağlantısı, gaz dağıtım şirketi tarafından yapılmaktadır. Bina bağlantı hatlarında PE boru kullanılması halinde gaz teslim noktasından sonra toprak altına çekilecek doğalgaz boru hattının TS EN 1555 standardına uygun olmalıdır.

Ana kapatma vanası

Binaya gelen gazın tamamen kesilebilmesini sağlayan ve bina bağlantı hattı sonuna yerleştirilen küresel vanadır.

Basınç regülatörü

Şebeke gaz basıncının tüketim cihazları bağlantı basıncına düşürülmesini, ve montaj noktasından sonraki gaz hatlarının basıncını ayarlayan ve basınç çalkantılarının azaltılmasını sağlayan cihazdır. Regülatör çıkış basıncı 21mbar veya 300 mbar değerindedir. Büyük binalarda biri kazan dairesini diğeri iç tesisatı besleyecek şekilde iki regülatör bulunmalıdır. Regülatörler; TS 11390 EN 334, TS EN 88, TS 10624 standardlarına uygun olmalıdır.

Kolon Hattı

Ana kapatma vanasından sayaç giriş vanasına kadar olan tesisat bölümüdür.

Tüketim Hattı

Sayaçtan en son ayırım hattına kadar olan ana tesisat bölümüdür.

Ayırım Hattı

Tüketim hattı ile cihaz vanası arasındaki hattır.

Cihaz Bağlantı Hattı

Cihaz vanası ile cihaz arasındaki esnek bağlantı hattıdır.

Sayaçlar

Aboneler tarafından tüketilen gaz miktarının belirlenmesini sağlayan, bina girişine toplu olarak veya her katta her daire girişine yerleştirilebilen cihazdır. Her gaz sayacının önüne bir kapama vanası konulmalıdır. Sayaçlar; Körüklü (diyaframlı), Rotary ve Türbinli sayaç olmak üzere üç ana gruba ayrılır.

Körüklü sayaç Rotary sayaç Türbinli sayaç

Doğal gaz tesisatında; TS 5910 EN 1359‟a uygun körüklü tip, TS EN 12480, TS 5477 EN 12261 standardına uygun rotary veya türbin tip sayaçlar kullanılmalıdır. Bir sayacın seçiminde yakıcı cihazların tüketeceği maksimum ve minimum gaz debisi belirleyici olur.

Bir cihazın tüketeceği gaz debisi,

Q = Qk / (Hu x η) bağıntısı ile hesaplanır.

Q, cihaz tüketim debisi (Nm³/h); Qk, cihazın ısıl gücü (kcal/h veya kW); Hu, gazın alt ısıl değeri (8250 kcal/Nm³ veya 9.593 kWh/Nm³) ve η, yakıcı cihazın ısıl verimidir.

Yakıcı cihazların tükettiği gaz debisi biliniyor ise, sayaç numaratöründeki debi,

Qsayaç= Q / Pm

ile hesaplanır. Q, yakıcı cihazların tüketim debisi (Nm³/h); Pm= Patmosfer+PiĢletme, mutlak gaz basıncı (bar). Sayaç sınıfları ve debileri aşağıdaki tabloda verilmiştir.

Borular

Tüketim cihazlarına gaz akışını sağlayan yatay ve düşey olarak döşenebilen elemanlardır. Çelik, bakır ve polietilen malzemeden yapılırlar. Bina içinde dağıtım, kolon, tüketim ve ayırım hattı şeklinde gruplandırılırlar.

Bina iç tesisatında çelik borular TS 6047 EN 10208, dikişsiz bakır borular TS 9872 EN 1057 standardına uygun olmalıdır. Doğal gaz tüketim cihazlarıyla boruların birbiriyle bağlanmasında, TS 10670, TS 10878 standardına uygun esnek borular kullanılmalıdır. Bina iç tesisat hesabında çaplarının belirlenmesine çalışılan elemanlardır. Yeraltı (bina dışında) gaz boru tesisatında kullanılacak çelik borular, TS 6047 EN 10208, polietilen borular ise TS EN 1555 standardına uygun olmalıdır.

Ekleme parçaları

Redüksiyon, dirsek, T-parçası, dörtlü akış ayırıcıları, kapatma vanaları, köşe emniyet vanası, musluklar iç tesisatta kullanılan ekleme parçalarıdır. Yer altına döşenecek boru ekleme parçaları için, kaynak ağızlı çelik bağlantı elemanı TS 2649, PE bağlantı elemanı TS EN 1555–3, flanşlar (kaynak boyunlu) TS ISO 7005–1 ve contalık malzemeler TS EN 751–2 standardına uygun olmalıdır. Yer üstüne döşenecek boru ekleme parçaları için, kaynak ağızlı çelik bağlantı elemanı TS 2649, dişli bağlantı elemanı TS 11 EN 10242, flanşlar (kaynak boyunlu) TS ISO 7005–1, esnek borular ve bağlantı elemanları TS 11394, TS 10670, TS 10880, TS 10878, contalık malzemeler TS EN 751–2 standardına uygun olmalıdır. Tesisatta kullanılan tüm esnek bağlantı elemanları makaron kaplı olmalıdır [TS 7363].

Kaynaklı boru ekleme par. Vidalı boru ekleme par. Polietilen boru ekleme par.

Tüketim cihazları

Fırın, ocak, soba, şofben, kombi, termosifon, kat kaloriferi, kazanlar olarak sınıflandırılırlar. Konut içinde kullanılan bu cihazların kapasiteleri (ısıl güçleri) ve doğal gaz debileri Tablo-5.7 da, ticari cihazların ilgili değerleri de Tablo-5.8 de verilmiştir.

Doğal Gaz Bina İç Tesisatı Boru Çapı Hesaplama Yöntemi

Bina iç tesisatlarında boru çaplarının hesaplanması, TS 6565 ve TS 7363’e göre yapılacaktır. Sistemde gürültü ve titreşimi önlemek amacı ile orta basınç- ta (300 mbar) gaz hızı maksimum 15 m/s (Endüstriyel ve Büyük Ticari İşletmelerde max. 25 m/s) ve alçak basınçta (21 mbar) 6 m/s’yi geçmemelidir.

İlave ve tadilat projelerinde dairenin doğru katta olup olmadığının belirlenebilmesi için izometrik planda kolon hattının, daire branşmanlarına kadar tam olarak çizilmesi gerekir.

Bina ana kolon projesinde her bir bağımsız birimin branşman debisi en az 3,5 m3 /h alınmalıdır. Daire içinde (ocak + kombi) sistemine, soba veya şofben ilave edildiğinde bu cihaz/cihazların debisi toplama aritmetik olarak ilave edilir.

Daire içi tesisatlarda, toplam tüketim 5 m3 /h’i geçmiyorsa kolona debi ilave edilmesine gerek yoktur. Eğer geçiyorsa 5 m³/h’i aşan debi kolona eklenir. Aynı dairede sadece 2 kombi kullanılacaksa debi 5 m³/h alınır. Daire içi toplam debi değeri 6 m³/h olduğunda yine G 4 sayaç seçilir. Debi fazla olduğunda daha büyük sayılar kullanılır.

Kazan kapsamına girmeyen kombi ve kat kaloriferi gibi cihazlarda verim değeri hesaba katılmayacaktır. Bu tip cihazlar için kataloglarındaki tüketim değerleri hesaplamalarda kullanılabilir.

Eş zaman faktörü konut sayısına ve mevcutsuz tüketim cihazlarının kombinasyonuna bağlı olarak belirlenir. Ticari tesisatlarda birden fazla üretim amaçlı cihaz kullanılması durumunda eş zaman faktörü 1 olarak alınacaktır. Aynı kolon hattından beslenen ticari mahallere ait ısınma ve sıcak su amaçlı kullanımlarda eş zaman faktörü uygulaması konutlarda olduğu gibi değerlendirilmelidir.

Ticari mahallerde yedek kazan kullanımı olacak ise, sayaç seçimi toplam kapasiteye göre, diğer tüm hesaplamalar (havalandırma hesabı dahil) yedek olan cihaz hesaba katılmadan yapılacaktır.

Konutlarda ise binanın ısınma ve sıcak su ihtiyacına bakılarak kazanın yedek olduğuna Gaz Dağıtım Şirketi tarafından karar verilecek ve hesaplamalar ile sayaç seçiminde yedek olan cihaz hesaba katılmayacaktır.

Yedek olan kazan, asıl kazan ile aynı anda başka bir yakıtla kullanılamaz. Basınç kaybı ve hız hesapları sınır değerler içinde kalıyorsa, doğal gaz tesisatında iki çap birden düşme veya yükselme yapılabilir.

Birleştirilerek kullanılan dairelerin dubleks oldukları tapu ile kanıtlanabiliyorsa branşman istenmez. Tapu yoksa ve dubleksin her iki katı da ayrı daire hüviyetinde ise (ayrı mutfak, banyo vs. olması şeklinde) merdiven boşluğuna açılan kapı olsun ya da olmasın iki branşman istenir ve dubleks görünümlü daireye iki bağımsız daire gibi işlem yapılır.

Doğalgaz Tesisatı Hesaplama Yöntemi

1. 50 mbar basınç ve tüm debilerde (5.1 ve 2) formülle çaplar hesaplanır, V ≤ 6 m/s olmalıdır, basınç kayıplarına BAKILMAZ.

2. 21 mbar basınç ve 31 m3 /h’den büyük debilerde (5.1 ve 2) formülle çaplar hesaplanır, V ≤ 6 m/sn olmalıdır, basınç kayıplarına BAKILIR.

3. 21 mbar basınç ve 31 m3 /h ve daha düşük debilerde basınç kayıplarına BAKILIR, çaplar bu şekilde hesaplanır.

4. 50 mbar üzeri basınçlarda tüm debilerde (5.7 ve 8) formülle çaplar hesaplanır, V ≤ 15 m/sn olmalıdır, sadece 300 mbar’da sayaca kadar olan hatta basınç kayıplarına BAKILIR. Hesap diferansiyel yöntem ile yapılır;

a-Gerekli debi (Q)’ye göre; boru çapı tahmini olarak seçilir:

Gerekli debi; bireysel kullanım olan mahallerde eş zaman faktörü ve tüketim değerleri tablosundan, merkezi sistem, kazan v.b. cihaz kullanılan mahallerde ise cihaz kapasitesinin doğal gazın alt ısıl değerine (hesaplamalarda bu değer 8250 kcal/m3 alınacaktır) ve cihaz verimine bölünmesi ile bulunacaktır.

b- Akış hızı (V) ve özgül sürtünme basınç kaybı değerinin (pr/l) bulunması:

Debi (Q) ve boru çapı (D) değerlerine bağlı olarak “Özgül Sürtünme Basınç Kaybı Tablosu”ndan akış hızı (V) ve özgül sürtünme basınç kaybı değeri (PR / L) bulunur. Boru sürtünme kayıp değeri ile devredeki boru uzunluğu (L) çarpılarak; devre üzerindeki toplam boru sürtünme kaybı (PR) bulunur. 31 m3/h’i aşan debi (Q) değerlerinde akış hızı (V) ve toplam boru sürtünme kayıp (PR) değeri aşağıdaki formüllerden yararlanılarak bulunur. Bu denklemlere basitleştirilmiş Renouard Denklemleri adı verilir.

Doğalgaz Tesisatı Hesaplama – 50 mbarg’da tüm debilerde ve 50 mbarg’dan düşük basınçlarda 31 m³/h’den yüksek debiler için:

P1 – P2 = 23,2 x R x L x Q1,82 / D4,82 (5.1)

ΔP R = P1 –P2 (barg) (5.2)

P1 : Giriş basıncı (Mutlak basınç, bar)
P2 : Çıkış basıncı (Mutlak basınç, bar)
R: Gaz sabiti, izafi yoğunluk (R = 0.6 alınır)
Q: Gaz debisi (m³/h)
D: Boru anma çapı (mm)
L: Boru boyu (m)

V = 353,677 x Q / (D² x P2) (5.3) (5.3)

V: Hız (m/s) V ≤ 6 m/s olmalıdır.

c- ( ∑ξ ) Toplam sürtünme kayıp katsayısı:

“Boru Ekleme Parçaları Kayıp Değerleri Tablosu”ndan kullanılan bağlantı elemanlarına ait sürtünme kayıp katsayıları tespit edilerek; bağlantı elemanı adetleri ile çarpımlarının aritmetik toplamından toplam sürtünme kayıp katsayısı (∑ξ) bulunur.

d- ( ΔPZ ) Yerel basınç kaybı:

ΔPZ = 3,97*10-3 * ∑ξ * V2 (5.4)

Aynı değer, akış hızı (V) ve toplam sürtünme kayıp katsayısı ( ∑ξ ) değerlerinden yararlanılarak “Yerel Basınç Kayıpları Tablosu”ndan da bulunabilir.

e- ( ΔPH ) Yükseklik farkı basınç kaybı / kazancı:

ΔPH = 0,049*h (5.5)

Yükseklik (kot) farkı (h) yükselmelerde ( – ), düşmelerde ( + ) alınır. Birimi “metre”dir.

f- ( ΔPT ) Hat üzerindeki toplam basınç kaybı:

ΔPT = ΔPR + ΔPZ + ΔPH formülü ile hesaplanır. (5.6)

Deneme-yanılma metoduyla basınç kaybının en çok olabileceği nokta belirlenerek; o hat üzerinde uzanan devrelerin basınç kayıpları toplanarak kritik devre basınç kayıp ( ΔPKr ) hesabı yapılır.

Gaz teslim noktası ile cihaz arasındaki basınç kaybı ΔPKr ≤ 1,8 mbar olmalıdır. Shut off’lu regülatör kullanımı halinde regülatörden itibaren toplam basınç kaybı ΔPKr ≤ 1,8 mbar olmalıdır.

Projede daire içi tesisatı gösterilmeyen bağımsız birimler için gaz teslim noktası ile daire sayaç vanası arasındaki basınç kaybı ΔPKr ≤ 1,0 mbar olmalıdır.

Aynı kuraldan hareketle yalnızca daire içi tesisatının gösterildiği projelerde daire sayaç vanası ile cihaz arasındaki basınç kaybı ΔPKr ≤ 0,8 mbar olmalıdır. Doğalgaz Tesisatı Hesaplama

Merkezi sistem ısıtmalı binalarda, evsel kullanım için daire girişlerine vana + kör tapa bırakılıyorsa bu noktaya kadar olan basınç kaybı 0,7 mbar’ı geçmemelidir. Yukarıda belirtildiği gibi bulunan tüm değerler sırasıyla bir çizelge üzerine işlenir. (Boru Çapı Hesaplama Çizelgesi)

Doğalgaz Tesisatı Hesaplama – 50 mbarg üstü basınçlar için:

P1^2 – P2^2 = 29,16 x L x Q 1,82 / D 4,82 (5.7)

P1 : Giriş basıncı (Mutlak, bar)
P2 : Çıkış basıncı (Mutlak, bar)
L: Boru boyu (m) Q: Gaz debisi (m³/h)
D: Boru çapı (mm)

P1^2 = P1 in karesi demektir

V = 353,677 x Q / (D² x P2) (5.8)

V: Hız (m/s) V ≤ 15 m/s olmalıdır.

Endüstriyel ve büyük ticari tesislerde ise V ≤ 25 m/s olmalıdır.

Gaz sayacından geçen gaz basıncının 300 mbar olması durumunda; gaz teslim noktası ile sayaç arasındaki hat üzerinde oluşabilecek basınç kaybı en fazla 21 mbar olmalıdır.

Bunun dışındaki hatlar için yerel kayıplar göz önüne alınmaksızın sadece seçilen çaplara göre hız kontrolü yapılır. TS 6047’ye uygun olarak imal edilen doğal gaz borularının iç çapları alttaki tabloda yer almaktadır.Doğalgaz Tesisatı Hesaplama

Doğalgaz Tesisatı Hesaplama – Tüketim Debisi Hesabı ve Sayaç Seçimi

Qtüketim = Cihaz ısıl gücü (kcal/h) / (Alt Isıl Değer x Verim) [m³/h] (5.9)

Tüm proje işlemlerinde ve hesaplamalarda alt ısıl değer = 8250 kcal/m³ alı- nacaktır. Doğal gaz cihazlarında ve sıvı yakıttan doğal gaza dönüşüm yapılan cihazlarda verim değeri 0,9 alınmalıdır.

PMutlak = PAtmosfer + PEfektif (5.10)

Qtüketim = Pmutlak x Qsayaç (5.11)