Doğalgaz bina iç tesisatlarında boru çaplarının hesaplanması, TS 7363’e göre yapılacaktır. Sistemde gürültü ve titreşimi önlemek amacı ile orta basınçta (300 mbar) gaz hızı maksimum 15 m / s ve alçak basınçta (21 mbar) 6 m/s’yi geçmemelidir.
Bireysel 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. 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 aynı amaçlı (üretim) 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.
Birleştirilerek kullanılan dairelerin dubleks oldukları tapu ile kanıtlanabiliyorsa branşman istenmez. Dubleks tapusu yoksa ve her iki katı da ayrı daire hüviyetinde ise (ayrı mutfak, banyo vs. olması şeklinde) merdiven boşluğuna açılan kapı olsun yada olmasın iki branşman istenir ve dubleks görünümlü daireye iki bağımsız daire gibi işlem yapılır.
Doğalgaz Tesisatı Boru Çapı Hesabı
Gaz Tüketim Cihazlarının Tüketim Değerleri
Bina bağlantı hattı, kolon hattı, tüketim hattı, ayrım hattı ve cihaz bağlantı hatlarının boru çapları, tüketicilerin kullandıkları cihazların tüketim değerlerine göre hesaplanmalıdır. Debiler, kullanılan cihaz tüketimine (kapasitesine) uygun olarak hesaplanır. Doğalgaz ile çalışan bazı cihazların kapasitesi Tablo 11 ve Tablo 12‟de verilmiştir. Bu konuda tabloda gösterilmeyen tüketim değerlerinde imalatçıların verdiği tüketim değerleri de kullanılabilir.
Bireysel kullanım olan mahallerde gerekli debi, eşzaman faktörü ve tüketim değerleri çizelgesinden, kullanılan cihazlara ve konut (daire) sayısına göre (Tablo 13) bulunmalıdır. Merkezi sistem, kazan, ekmek fırını, vb. cihazlarda gerekli debi; cihaz kapasitesinin doğalgaz alt ısıl değerine (hesaplamalarda bu değer 8250 kcal/m3 alınacaktır) ve cihaz verimine bölünmesi ile bulunur veya cihaz imalatçılarının verdiği kataloglardan alınır.
| Cihaz Adı | Kapasite (kcal/h) | Debi (m³/h) |
| Ocak | Fırın ve 4 bekli | 1,6 |
| Kombi | 20000 | 2,5 |
| 24000 | 3,2 | |
| Şofben | 16400 | 2,2 |
| Soba | 5300 | 0,7 |
| 9000 | 1,2 |
Tablo 11 Çeşitli tüketim cihazlarının tüketim debileri
Kalorifer kazanı, buhar kazanları, sıcak hava üreteçleri gibi büyük cihazların debileri; doğalgaz alt ısıl değeri 8250 kcal/m³ ve % 90 verim alınarak kapasitelerine göre hesaplanır.
Debi (m³/h) = Kapasite(kcal/h) / (8250 (kcal/m³) x 0,9)
| Cinsi | Boyut (cm) | Kapasite (kcal/h) | Tüketim (m3 /h) |
| Bek | Ø12 | 10500 | 1,27 |
| Bek | Ø16 | 13500 | 1,64 |
| Bek | Ø18 | 15000 | 1,82 |
| Bek | Ø23 | 16000 | 1,94 |
| İkili Bek | Ø25 + Ø16 | 31000 | 3,76 |
| Kuzine altı fırın | – | 8000 | 0,97 |
| Pasta Fırını | – | 20000 | 2,4 |
| Benmari | 100 | 4000 | 0,5 |
| Boru Bek | 100 | 7000 | 0,85 |
| Radyant (döner) | 1 göz | 4000 | 0,48 |
Tablo 12 Sanayi ve ticari tip ocaklarda tüketim değerleri
Not: Boru bek üzerinde paralel olarak çift göz delinmiş ise kapasite 1,5 ile çarpılır.
Doğalgaz Boru Çaplarının Hesaplanması
Gaz teslim noktasından başlayarak gaz debisi, gaz basıncı ve boru çapı değerleri aynı olan kısımlara aynı, bu değerlerden birinin değişmesiyle oluşan yeni kısımlara yeni bir devre numarası verilmelidir. Bu şekilde bütün tesisat devre numaralarına ayrılır. Hesaplamalarda, her bir devreden geçen gazın debisi ve basıncı göz önüne alınmalıdır.
Servis kutusu çıkış basıncı 21 mbar olan tesisatların projelendirilmelerinde esas alınacak azami basınç kayıpları ile ilgili Kurallar;
– Servis kutusu cihaz bağlantıları arasında kabul edilebilen kritik devre toplam basınç kaybı (Sayaç basınç kaybı ihmal edilerek) ΔPΣ ≤1,8 mbar olmalıdır.
– Servis kutusu ile daire, kazan dairesi ve dükkan sayaç vanası arasındaki kritik devre toplam basınç kaybı ΔPΣ ≤ 1,0 mbar olmalıdır.
– Daire, kazan dairesi ve dükkân sayaç çıkışı ile cihaz arasındaki basınç kaybı ΔPΣ ≤ 0,8 mbar olmalıdır.
– Sistemde gürültü ve titreşimi önlemek amacı ile gaz hızı 6 m/s’ yi geçmemelidir.
Servis kutusu çıkış basıncı 300 mbar olan tesisatların projelendirilmelerinde esas alınacak azami basınç kayıpları ile ilgili Kurallar;
– Reglaj grubu ile basınç 21 mbar’a düşürülüyorsa reglaj grubu ile yakıcı cihaz arasında basınç kaybı ΔPΣ ≤ 1,8 mbar olmalıdır.
– Reglaj grubu çıkış basıncı 50 mbar’a veya daha düşük bir basınca düşürülüyorsa, reglaj grubu ile cihaz arasındaki toplam basınç kaybı, cihazın asgari çalışma basıncının altına düşmemelidir.
– Merkezi sistem ısıtmalı binalarda, 21 mbar evsel kullanım için vana + kör tapa bırakılıyorsa, servis kutusundan (300/21 mbar reglaj grubundan) bu noktaya kadar olan basınç kaybı ΔPΣ ≤ 0,7 mbar olmalıdır.
– Sistemde gürültü ve titreşimi önlemek amacı ile gaz hızı konutlarda ve ticari mahallerde 15 m/s’yi, endüstriyel veya büyük tüketimli tesislerde 25 m/s’yi geçmemelidir.
– Sayaçtan geçen basıncın 300 mbar olması halinde servis kutusu ile sayaç arasındaki basınç kaybı 21 mbar’ı geçmemelidir.
İçerisinden 50 mbar veya daha düşük basınçlarda gaz geçen ve gaz debisi 31 m³/h’den küçük tesisatlar
Bir devrenin toplam basınç kaybı aşağıdaki eşitliklerle hesaplanır.
ΔPΣ = ΔPR + ΔPZ + ΔPH
ΔPR = ΔP R/L * L
Burada;
ΔPΣ : Devrenin toplam basınç kaybı (mbar)
ΔP R/L : Bir metredeki boru sürtünme kaybı (mbar/m)
ΔPZ : Yerel direnç kaybı (mbar)
ΔPH : Yükseklik farkı basınç kaybı / kazancı (mbar) olarak alınmıştır.
Basınç kaybının en çok olabileceği nokta belirlenerek, o hat üzerinde bulunan devrelerin basınç kayıpları toplanarak kritik devre toplam basınç kayıp (ΔPΣ) hesabı yapılır.
Akış hızı (V) ve boru sürtünme kayıp değeri (PR /L)
Debi (Q) ve Boru Çapı (D) değerlerine bağlı olarak Tablo 14’ten; Akış Hızı (V) ve Boru Sürtünme Kayıp Değeri (PR / L) bulunur. Boru sürtünme kayıp değeri ile devredeki boru uzunluğu (L) çarpılarak; boru sürtünme kaybı (ΔPR) bulunur.
Özel direnç kaybı (ΔPZ)
Hat için kullanılan boru ekleme parçaları (fitting) tespit edilerek çelik borular için Tablo-16’da kullanılan boru ekleme parçalarına ait yerel kayıp katsayı değerleri tespit edilir. Bu değerin boru ekleme parçaları adetleri ile çarpımlarının aritmetik toplamından devredeki toplam yerel kayıp katsayısı (Σξ) bulunur. Bu değerlerin hepsi Tablo 29 üzerinde işaretlenir.
ΔPZ = 3,97*10-3 *Σξ *V2 eşitliğinden Özel Basınç Kaybı (ΔPZ) hesaplanır.
Yükseklik farkından doğan basınç kaybı / kazancı (ΔPH)
Yükseklik farkından (ΔPH=0,049*h) formülünden yükseklik farkı basınç kaybı / kazancı (ΔPH) bulunur.
ΔPH = 0,049 * h
Burada, h metre cinsinden devreye ait yükseklik farkıdır. Yükseklik farkı (h) yükselmelerde negatif (basınç kazancı), düşmelerde pozitif (basınç kaybı) alınır.
Toplam basınç kaybı (ΔPΣ)
ΔPR = ΔPR/L * L ΔPΣ = ΔPR + ΔPZ + ΔPH Bulunan ΔPR, ΔPZ, ΔPH değerleri toplanarak hattaki (devredeki) toplam basınç kaybı (ΔPΣ) hesaplanır. Deneme yanılma metoduyla basınç kaybının en yüksek olduğu nokta belirlenerek o güzergâhtaki tüm hatların basınç kayıpları (ΔPΣ) toplanarak kritik hat (devre) basınç kayıp (PKR) hesabı yapılır. Servis kutusundan sayaç vanasına kadar PKR ≤ 1,0 mbar; sayaç çıkışı ile yakıcı cihazlara kadar PKR ≤ 0,8 mbar ise; seçilen değerlerin uygunluğu kabul edilir.
Yukarıdaki değerlerden her ikisi birlikte sağlanmıyorsa seçilen boru çapı bir üst değerden (bir çap büyük) seçilerek yukarıdaki işlem sırası tekrarlanır.
İçerisinden 50 mbar veya daha düşük basınçlarda gaz geçen ve gaz debisi 31 m³/h’den büyük tesisatlar
31 m3 /h’i aşan debi (Q) değerlerinde akış hızı (V) ve boru sürtünme kayıp (PR/L) değeri aşağıdaki eşitliklerden yararlanılarak bulunur. Diğer işlemler ve formüller "İçerisinden 50 mbar veya daha düşük basınçlarda gaz geçen ve gaz debisi 31 m³/h’den küçük tesisatlar” ile aynıdır.
P1 – P2 = 23,2 x R x Q 1,82 / D 4,82 ; ΔP R/L = P1 –P2 (barg); V = 353,677 x Q / (D² x P2);
Burada;
P1 Giriş basıncı (bar) (mutlak)
P2 Çıkış basıncı (bar) (mutlak)
R Gaz sabitesi (R = 0,6 alınır)
Q Gaz debisi (m³/h)
D Boru iç çapı (mm.)
V Hız (m/s). olarak alınmıştır.
Not: V ≤ 6 m/s olmalıdır.
21 mbar için mutlak basınç 1,021 mbar, 50 mbar için mutlak basınç 1,05 mbar ve 300 mbar için mutlak basınç 1,3 mbar alınmalıdır.
İçerisinden 50 mbar üstü basınçlardaki gaz geçen tesisatlarda boru çapı hesabı
Yüksek basınçlı(300 mbarg) gaz teslim noktalarından sonra tesisatın herhangi bir noktasında ihtiyaca göre domestik regülatörle basıncı düşürülen tesisatlar mevcut olabilir.
P1 2 – P2 2 =29,160 x L x Q 1,82 / D 4,82; V = 353,677 x Q / (D² x P2)
Burada;
P1 Giriş basıncı (bar)(mutlak)
P2 Çıkış basıncı (bar)(mutlak)
L Eşdeğer boru boyu (m)
Q Gaz debisi (m³/h)
D Boru iç çapı (mm.)
V Hız (m/s) olarak alınmıştır.
Not: V ≤ 15 m/s veya V ≤ 25 m/s olmalıdır.
Bu hatlar için basınç kayıpları göz önüne alınmaksızın sadece seçilen çaplara göre hız kontrolü yapılır.
Genel Not: Bina tesisatlarında G4 sayaç sonrası boru çapı; maksimum basınç kaybı 0,8 mbar olmak şartıyla, imalat yöntemi kaynaklı ise, cihaz tüketim T hat ayrımına kadar minimum DN25, kombi, soba ve şofben hattında minimum DN20 ve ocak hattında (cihaz vanası dahil) minimum DN20 olarak seçilecektir. (Dişli tesisatlarda DN15 yapılmasında sakınca yoktur.)
Tablo 13 Kullanılan cihazlar, mahal sayısı ve eş zaman faktörlerine bağlı debi tablosu
Tablo 14 Çelik boru hattı için boru çapı ve gaz debisine bağlı basınç kaybı ve hız tablosu
Tablo 15 Bakır borular için max, debi ve çapa bağlı olarak akış hızı ( V ) ve özgül sürtünme basınç kaybı ( R )
Tablo 16 Yerel Basınç Kayıpları Z (mbar)
Örnek Doğalgaz Tesisatı Boru Çapı Hesabı
21 mbar hesabını şekil 1.1 de ki "izometrik tesisat şemasını” ve "boru çapı hesaplama çizelgesi belirleme formumuzu” kullanarak beraber yapalım. [2]
Şekil 1.1 – İzometrik Tesisat Şeması
Öncelikle 01 numaralı tüketim hattımızdaki değerleri boru çapı belirleme formumuza yerleştirelim. 01 nolu hattın tüketim değerini formuzun 2 numaralı sütununa, hattın metre cinsinden değerini 3 numaralı sütununa ve hattın boru çapını DN cinsinden 4 numaralı sütununa yazalım ( şekil 1.2 ). Bu değerleri girdiğimizde form otomatik olarak 5 numaralı sütuna; tesisattaki gaz hızını ( w ) , 6 numaralı sütuna; metredeki boru sürtünme kayıp değerini ( ΔPR/L ) ve 7 numaralı sütuna; hattın toplam boru sürtünme kayıp değerini ( ΔPR ) ( 6 numaralı sütundeki değer ile 3 numaları sütundaki değeri çarparak ) otomatik olarak hesaplayıp yazacaktır. ( şekil 1.3 )
Şekil 1.2
Şekil 1.3
8 numaralı sütunda ise formumuzun ksi hesabı sayfasını açarak kullanılan fittingleri ( tesisat parçaları ) ilgili sütuna yazmamız gerekmektedir. Şekil 1.1 deki izometrimizde ki 1 nolu hattımızda 5 adet Dirsek ve 1 adet redüksiyon ( boru çapı küçültme parçası ) kullanılmıştır. Böylelikle kullanılan fittinglerin kayıp katsayıları ile adetleri çarpımının aritmetik toplamıyla, hattın toplam sürtünme kaybını bulmuş oluruz. Bu değer 8 nolu sütüna form tarafından otomatik olarak yazılacaktır. ( şekil 1.4 )
Şekil 1.4
9 numaralı sütunumuzda da 8 numaralı sütunumuzdaki çıkan toplam sürtünme kaybı değerini kullanarak özel direnç kaybını bulmamız gerekmektedir.
Özel direnç kaydı ( Pz )
Pz = 3,97 * 103 – εξ * w2
ifadesi ile hesaplanır. ( hesap formumuz bu hesabı otomatik olarak yapmaktadır – şekil 1.5 ) Bu ifadede ;
Pz : Özel direnç kaybı ( mbar )
w : gaz hızı ( m/s )
εξ : Toplam fitting sürtünme kaybı dır.
Şekil 1.5
10 ve 11 numaralı sütunumuzda gaz ve hava arasındaki yoğunluk farkından dolayı ortaya çıkan basınç kaybını hesaplıyacağız. 10 numaralı sütunumuza eğer hattımızda yükselme yada alçalma varsa değeri metre cinsinden eğer hat yükseliyorsa; – ( negatif ), alçalıyorsa; +(pozitif) olarak yazmalıyız. ( doğalgaz 2 gaz ailesi içinde olduğundan havadan hafiftir ). Örneğin Şekil 1.1 deki izometrik şemamızda 1 nolu hattın değeri 20 cm yükseldiğinden; -0,2m dir. Daha sonra 10 numaralı sütunumuz daki pozitif yada negatif değeri 0,049 ile ( gazın hava ile arasındaki yoğunluk farkı ) çarparak çıkan değeri 11 numaralı sütunumuza yazmalıyız. ( 10 numaralı sütunu doldurduğunuzda hesap formumuz bu işlemi otomatik yapmaktadır ) ( şekil 1.6 )
Şekil 1.6
12 numaralı sütun bize boru sürtünme kaybını ( 7 numaralı sütun ), özel parça direnç kaybını ( 9 numaralı sütün ) ve gaz ve hava arasındaki yoğunluk farkından dolayı ortaya çıkan basınç kaybını ( 11 numaralı sütun ) toplayarak hattın toplam basınç kaybını verir. ( şekil 1.7 )
Şekil 1.7
Şekil 1.1 deki izometrik tesisatta ki tüm hatların hesabı aşağıdaki gibidir.
Doğalgaz Tesisatı Boru Çapı Hesabı için Kullanılan Programlar
| Doğalgaz Tesisatı Boru Çapı Hesabı Hesap Programları | |
| Açıklama | İndirme Linki |
| 1- 21 Mbar Boru Çapı Hesabı |  21 Mbar Boru Çapı Hesabı.xls |
| 2- Ugetam 21 Mbar ve 300 Mbar Boru Çapı Hesabı | Ugetam 21 Mbar ve 300 Mbar Boru Çapı Hesabı.xls |
| 3-21 mbar dogalgaz hesabı | 3-21 mbar dogalgaz hesabı.xls |
| 4-Doğalgaz Tesisatı Boru Çapı Hesabı | Doğalgaz Tesisatı Boru Çapı Hesabı.xls |
| 5-Doğalgaz Boru Çapı Hesabı | Doğalgaz Boru Çapı Hesabı.xls |
| 6-Doğalgaz Hesabı | Doğalgaz Hesabı.xls |
| 7-Doğalgaz Tesisatı Hesabı | Doğalgaz Tesisatı Hesabı.xls |
| 8-Doğalgaz Emniyetli Boru Çapı Tablosu | Doğalgaz Emniyetli Boru Çapı Tablosu.xls |
| 9- Doğalgaz Boru Çapı Hesap Formu | Doğalgaz Boru Çapı Hesap Formu.xls |