Isı Kaybı Hesabı

Günümüzde enerji ve bunun verimli kullanılması en önemli unsurlardan olup, ön izolasyonlu boruların en temel kullanım amacı ısı kaybını olabilecek en düşük seviyede tutarak enerjiden en yüksek verimin alınmasıdır. Teorik olarak ısı kaybının hesaplanması için aşağıdaki hesap yöntemi kullanılabilir.

İlk olarak, ortalama akışkan sıcaklığı hesaplanır;

Tm (˚C) : Akışkanın ortalama sıcaklığı

Tg (˚C) : Gidiş yönündeki suyun sıcaklığı

Td (˚C) : Dönüş yönündeki suyun sıcaklığı

Tt (˚C) : Dış ortam sıcaklığı

Ön yalıtımlı boru sisteminin toplam ısıl iletkenlik direncinin hesaplanabilmesi için öncelikle sistemin her katmanının ayrı ayrı dirençlerinin hesaplanması gerekir.

Taşıyıcı Boru Isıl İletkenlik Direnci;

Rtbi(m.°C / W) : Taşıyıcı boru ısıl iletkenlik direnci

D (m) : Taşıyıcı boru iç çapı

Ddış(m) : Taşıyıcı boru dış çapı

λtb(W / m.°C) : Taşıyıcı boru ısıl iletkenlik katsayısı (Tablo 1)

Servis Borusunun Cinsi

Isıl İletkenlik Katsayısı (W/m.˚C)

Siyah Çelik

76

Paslanmaz Çelik

16

PP-R

0,15

Bakır

400

CTP

0,31

Polietilen

0,43

Tablo 1: Taşıyıcı Boru Cinslerine Göre Isı İletkenlik Katsayısı

Poliüretan İzolasyon Isıl İletkenlik Direnci;

Rpur(m.°C / W) : PUR izolasyon ısıl iletkenlik direnci

Dkbiç(m): Kılıf boru iç çapı

λpur(W / m.°C): PUR izolasyon ısıl iletkenlik katsayısı (0,026 W / m.°C alınabilir)

HDPE Kılıf Borusu Isıl İletkenlik Direnci;

Rkb(m.°C / W) : Kılıf borusu ısıl iletkenlik direnci

Dkbdış(m): Kılıf borusu dış çapı

Dkbiç(m) : Kılıf borusu dış çapı

λkb(W / m.°C): Kılıf borusu ısıl iletkenlik katsayısı

Dış Ortam Isıl İletkenlik Direnci;

  • Yer Altı Montaj

Rt(m.°C / W) : Toprak ısıl iletkenlik direnci

Z(m) : Toprak dolgu yüksekliği

λt(W / m.°C): Toprağın ısıl iletkenlik katsayısı [Tablo 2]

Cinsi

Yoğunluk

(kg/m3)

Hacimsel Nem Oranı %

Isıl İletkenlik Katsayısı

(W/m.˚C)

Kum

1500

4

1,04

1800

14

1,7

Killi Toprak

1500

23

1,5

2000

28

2,6

Tablo 2: Toprağın Isıl İletkenlik Katsayısı

  • Yer Üstü Montaj

Rtddış(m.°C / W): Kılıf borusu dış taşınım direnci

hhava(W / m².°C): Hava taşınım katsayısı

Gidiş – Dönüş Boruları Arasındaki Isıl İletkenlik Direnci;

Rtbiç(m.°C / W): Gidiş – dönüş borularının arasındaki ısıl iletkenlik direnci

C (m) : Gidiş – dönüş borularının eksenleri arasındaki mesafe

Tüm direnç faktörleri hesaplandıktan sonra, ön izolasyonlu boru sisteminin toplam ısıl iletkenlik direnç değeri aşağıdaki formüllerden hesaplanabilir;

  • Yer altında ise;

  • Yer üstünde ise;

U (W/m.˚C) : Toplam ısı iletkenlik katsayısı

Ön izolasyonlu borularda metre başına toplam ısı kaybı;

Q (W / m) : Metre başına toplam ısı kaybı

Tüm hesaplamalara göre hattın sonundaki akışkan sıcaklığını hesaplamak için aşağıdaki formülden yararlanılabilir.

L (m) : Hattın uzunluğu

m (kg/ sn) : Su debisi

Cp(J / kg.°C) : Akışkan özgül ısısı [Tablo 3]

Tson(°C) : Akışkanın son sıcaklığı

Sıcaklık

(˚C)

Yoğunluk

(kg/m3)

Özgül Isı

(Kj/kg ˚C)

0

1000

4210

5

1000

4204

10

1000

4193

20

998

4183

30

996,02

4179

40

992,06

4179

50

988,14

4182

60

983,28

4185

70

977,52

4191

80

971,82

4198

90

965,25

4208

100

957,85

4219

Tablo 3: Suyun Fiziksel Özellikleri