Kombi ve kazan sistemlerindeki plakalı Eşanjörler

Isı Transferinin Kalbi: Kombi ve Kazan Sistemleri İçin Plakalı Eşanjör Rehberi

Günümüzde ev ve iş yerlerimizin vazgeçilmez bir parçası haline gelen kombi ve kazan sistemleri, konforlu bir ısınma ve kesintisiz sıcak su ihtiyacımızı karşılamaktadır. Bu karmaşık sistemlerin verimli ve sorunsuz çalışmasında ise birçok kritik bileşen rol oynar. İşte bu bileşenlerin en önemlilerinden biri de şüphesiz plakalı eşanjör üniteleridir. Isı transferini yüksek verimlilikle gerçekleştiren bu kompakt yapılar, sistemin genel performansını doğrudan etkiler. Bu yazımızda, plakalı eşanjörlerin kombi ve kazan sistemlerindeki hayati rolünü, çalışma prensiplerini, seçim kriterlerini ve bakım süreçlerini detaylı bir şekilde ele alacağız.

Kombi Sistemlerinde Plakalı Eşanjörün Görevi

Kombi sistemleri, hem ortam ısıtması hem de kullanım sıcak suyu (musluk suyu) sağlamak üzere tasarlanmıştır. Bu iki farklı su devresinin birbirine karışmadan, ancak aralarında etkin bir ısı alışverişi yaparak çalışması gerekir. İşte tam da bu noktada plakalı eşanjör devreye girer.

Modern kombilerde, özellikle kullanım sıcak suyu üretiminde plakalı eşanjörler yaygın olarak kullanılır. Görevleri şunlardır:

• Devre Ayrımı: Isıtma devresindeki (kalorifer) kapalı devre su ile şebekeden gelen temiz kullanım suyunun fiziksel olarak birbirine karışmasını engeller. Bu, hem hijyen açısından hem de ısıtma devresindeki suyun kirlenmesini önlemek adına kritik öneme sahiptir.

• Hızlı Isı Transferi: Kalorifer devresinden aldığı ısıyı, ince metal plakalar aracılığıyla hızlı ve verimli bir şekilde kullanım suyuna aktarır. Bu sayede musluk açıldığında kısa sürede sıcak suya ulaşılması sağlanır.

• Kompakt Tasarım: Geleneksel boylerli sistemlere kıyasla çok daha az yer kaplarlar, bu da kombilerin daha kompakt tasarlanabilmesine olanak tanır.

Bir kombide genellikle iki ana eşanjör bulunur: biri yanma odasındaki ısıyı doğrudan ısıtma suyuna aktaran ana eşanjör, diğeri ise bu ısıtma suyundaki ısıyı kullanım suyuna aktaran ikincil (plakalı) eşanjördür. Bazı kombi tasarımlarında ise tek bir eşanjör her iki görevi de yerine getirebilir (bitermik eşanjör), ancak yaygın ve daha stabil çözüm çift eşanjörlü sistemlerdir.

Kazanlarda Sıcaklık Transferi ve Enerji Verimliliği

Daha büyük kapasiteli ısıtma ihtiyaçları için kullanılan kazan sistemlerinde de plakalı eşanjörlerin rolü büyüktür. Özellikle merkezi sistemlerde, farklı ısıtma zonları arasında veya kazan devresi ile kullanım sıcak suyu hazırlama boyleri arasında ısı transferi için tercih edilirler.

Plakalı eşanjörlerin enerji verimliliğine katkısı şu şekildedir:

• Yüksek Isı Geçirgenliği: Kullanılan ince metal plakalar (genellikle paslanmaz çelik) ve bu plakaların özel geometrisi, ısı transfer katsayısını maksimize eder.

• Düşük Sıcaklık Farkları ile Çalışabilme: Etkin ısı transferi sayesinde, sıcak ve soğuk akışkanlar arasında çok küçük sıcaklık farklarında bile verimli çalışabilirler. Bu, özellikle yoğuşmalı kazan teknolojileri gibi düşük dönüş suyu sıcaklıkları hedeflenen sistemlerde avantaj sağlar.

• Türbülanslı Akış: Plakaların özel dalgalı (koruge) yapısı, akışkanların türbülanslı bir şekilde akmasını teşvik eder. Türbülans, ısı transfer yüzeyindeki sınır tabakasını incelterek ısı transferini artırır.

• Hızlı Tepki Süresi: Düşük iç hacimleri sayesinde sistemdeki sıcaklık değişimlerine hızlı yanıt verirler, bu da enerji tasarrufuna katkıda bulunur.

Unutulmamalıdır ki, bir ısıtma sisteminin genel verimliliği, sadece kazanın verimliliğine değil, aynı zamanda ısıyı doğru ve kayıpsız bir şekilde taşıyan plakalı eşanjör gibi bileşenlerin performansına da bağlıdır.

Plaka Yapısı ve Malzeme Türlerinin Önemi

Plakalı eşanjörlerin kalbi, adından da anlaşılacağı gibi, ısı transferini gerçekleştiren plakalardır. Bu plakaların tasarımı ve yapıldığı malzeme, eşanjörün performansını, ömrünü ve uygulama alanını doğrudan etkiler.

• Plaka Tasarımı:

  • Koruge (Dalgalı) Yapı: Plakalar düz değildir; üzerlerinde balıksırtı, zikzak veya farklı açılarda oluklar bulunur. Bu koruge yapı, plaka mukavemetini artırır, akışkanlar için türbülanslı akış kanalları oluşturur ve en önemlisi ısı transfer yüzey alanını genişletir.

  • Akış Dağılımı: Plakaların giriş ve çıkış portları, akışkanın tüm plaka yüzeyine homojen bir şekilde dağılmasını sağlayacak şekilde tasarlanır.

• Malzeme Türleri:

  • Paslanmaz Çelik (AISI 304, AISI 316): En yaygın kullanılan malzemedir. Korozyon direnci yüksektir, gıda ve içme suyu uygulamalarına uygundur. AISI 316, klorür içeren akışkanlara karşı AISI 304’e göre daha dirençlidir. Kombi ve standart ısıtma uygulamalarında genellikle bu malzemeler tercih edilir.

  • Titanyum: Deniz suyu gibi yüksek klorür içeren veya agresif kimyasalların olduğu uygulamalarda kullanılır. Maliyeti paslanmaz çeliğe göre daha yüksektir.

  • Nikel Alaşımları (Hastelloy vb.): Çok yüksek sıcaklık ve aşırı korozif ortamlar için özel alaşımlardır.

• Conta Malzemeleri (Gasketed PHE için):

  • Lehimli (Brazed) plakalı eşanjörler kombilerde daha yaygındır ve conta gerektirmezler, plakalar bakır veya nikel ile birbirine lehimlenir.

  • Ancak daha büyük endüstriyel tip gasketli (contalı) plakalı eşanjörlerde contalar sızdırmazlığı sağlar ve plaka paketini bir arada tutar. Yaygın conta malzemeleri:

    • NBR (Nitril Kauçuk): Yağ ve su bazlı akışkanlar için uygundur. Genellikle 110-130°C sıcaklık dayanımına sahiptir.

    • EPDM (Etilen Propilen Dien Monomer): Su, buhar ve bazı kimyasallar için idealdir. Genellikle 150-160°C sıcaklık dayanımına sahiptir. Kombi ve ısıtma sistemlerinde sıkça tercih edilir.

    • Viton (FKM): Yüksek sıcaklıklar, agresif kimyasallar ve yağlar için mükemmel direnç sunar.

Malzeme seçimi, akışkanın türü, çalışma sıcaklığı, basınç ve korozyon potansiyeli gibi faktörlere bağlı olarak dikkatle yapılmalıdır. Yanlış malzeme seçimi, eşanjör ömrünü kısaltabilir ve sistem arızalarına yol açabilir.

Eşanjör Seçimi Yaparken Dikkat Edilmesi Gerekenler

Doğru plakalı eşanjör seçimi, sistemin verimli ve sorunsuz çalışması için hayati önem taşır. Seçim yapılırken aşağıdaki kriterler göz önünde bulundurulmalıdır:

1. Isıl Kapasite (kW veya kcal/h): Aktarılması gereken ısı miktarı.

2. Akışkan Türleri: Birincil (ısıtan) ve ikincil (ısıtılan) devredeki akışkanların özellikleri (su, glikol, yağ vb.).

3. Giriş ve Çıkış Sıcaklıkları: Her iki devredeki akışkanların hedeflenen giriş ve çıkış sıcaklıkları. Bu, logaritmik ortalama sıcaklık farkını (LMTD) belirler.

4. Debiler (m³/h veya lt/dk): Her iki devredeki akışkanların akış hızları.

5. Maksimum Çalışma Basıncı ve Sıcaklığı: Sistemin dayanması gereken en yüksek basınç ve sıcaklık değerleri.

6. İzin Verilen Basınç Kaybı: Eşanjörün sistemdeki pompalara ekleyeceği direnç. Düşük basınç kaybı, pompa enerji tüketimini azaltır.

7. Kirlenme Faktörü (Fouling Factor): Akışkanların zamanla plaka yüzeylerinde oluşturabileceği tortu ve kireç tabakasının ısı transferine direncini hesaba katan bir güvenlik faktörüdür. Özellikle sert su bölgelerinde önemlidir.

8. Malzeme Uygunluğu: Akışkanların kimyasal özelliklerine uygun plaka ve (varsa) conta malzemesi seçimi.

9. Bağlantı Çapları ve Tipleri: Mevcut tesisata uygun bağlantıların seçilmesi.

Bu parametreler, eşanjör üreticilerinin seçim yazılımları veya katalogları kullanılarak doğru modelin belirlenmesinde kullanılır. Plakalı eşanjörlerin çalışma prensibi hakkında detaylı bilgi için bu yazımıza göz atabilirsiniz. (İç bağlantı: https://www.maxwor.com/makaleler/plakali-esanjor)

Uyarı Kutucuğu: Eşanjör seçiminde sadece fiyat odaklı olmak yerine, yukarıdaki teknik kriterlere ve ürün kalitesine öncelik verilmelidir. Yanlış seçilmiş bir eşanjör, düşük verimlilik, sık arızalar ve yüksek işletme maliyetlerine yol açabilir.

Plakalı Eşanjör Arızaları ve Belirtileri

Her mekanik sistem gibi plakalı eşanjörler de zamanla çeşitli arızalarla karşılaşabilir. En sık rastlanan arızalar ve belirtileri şunlardır:

• Kireçlenme ve Tortu Birikimi:

  • Belirtileri: Kullanım sıcak suyunun yeterince ısınmaması, sıcak su debisinde azalma, kombinin sık sık devreye girip çıkması, eşanjörden ses gelmesi (tıkanıklık nedeniyle suyun zorlanması).

  • Nedenleri: Özellikle sert su bölgelerinde sudaki kalsiyum ve magnezyum iyonlarının yüksek sıcaklıkla birleşerek plaka yüzeylerinde birikmesi.

• Delinme veya Çatlama (İç Kaçak):

  • Belirtileri: Kalorifer tesisatındaki su basıncının sık sık düşmesi (kullanım suyu devresine kaçak varsa) veya tam tersi, kullanım suyu kapalıyken bile tesisat basıncının artması (şebeke basıncı kalorifer devresine sızıyorsa). Musluk suyunda renk veya koku değişimi (paslı su vb.).

  • Nedenleri: Korozyon, donma, aşırı basınç veya imalat hatası.

• Contalarda Deformasyon veya Yıpranma (Gasketli PHE’lerde Dış Kaçak):

  • Belirtileri: Eşanjörün dışından su sızıntısı.

  • Nedenleri: Contaların ömrünü tamamlaması, yanlış montaj, aşırı sıcaklık veya kimyasal etki. (Kombilerdeki lehimli eşanjörlerde bu tip bir arıza olmaz, kaçak genellikle lehim noktalarından veya plaka delinmesinden kaynaklanır.)

• Tıkanıklık (Yabancı Cisimler):

  • Belirtileri: Kireçlenmeye benzer şekilde yetersiz ısı transferi, debi düşüşü.

  • Nedenleri: Tesisattan gelen pas, kum, çapak gibi partiküllerin eşanjörün dar akış kanallarını tıkaması. Bu nedenle sistem girişlerinde filtre kullanılması önemlidir.

Bu belirtilerden herhangi biriyle karşılaşıldığında, yetkili bir teknik servise başvurmak en doğru yaklaşımdır.

Servis ve Bakım Kolaylığı Açısından Değerlendirme

Plakalı eşanjörlerin uzun ömürlü ve verimli çalışabilmesi için düzenli bakım kritik öneme sahiptir.

• Periyodik Kontrol: Özellikle kireçlenme riski olan bölgelerde, yılda bir kez veya en geç iki yılda bir plakalı eşanjör kontrol edilmelidir.

• Kimyasal Temizleme: Kireç ve tortu birikintileri, özel kireç çözücü kimyasallar ve bir sirkülasyon pompası yardımıyla temizlenebilir. Bu işlem, eşanjörün sökülerek veya yerinde (sistemden ayırarak) yapılabilir. Kimyasal temizlik, uzman kişiler tarafından yapılmalıdır, zira yanlış kimyasal kullanımı veya uygulama süresi eşanjöre zarar verebilir.

• Mekanik Temizleme (Gasketli PHE’lerde): Contalı tip büyük eşanjörler sökülerek plakaları tek tek fırça veya düşük basınçlı su ile temizlenebilir.

• Filtre Kontrolü ve Temizliği: Eşanjör girişlerindeki filtreler düzenli olarak kontrol edilmeli ve temizlenmelidir. Bu, eşanjörün partiküllerden tıkanmasını önler.

• Conta Değişimi (Gasketli PHE’lerde): Contalar zamanla sertleşebilir veya deforme olabilir. Belirli periyotlarda veya sızıntı tespit edildiğinde değiştirilmelidir.

Kombilerde kullanılan lehimli plakalı eşanjörlerin tamiri genellikle mümkün değildir veya ekonomik olmaz. Ciddi kireçlenme veya delinme durumlarında genellikle yenisi ile değiştirilirler. Ancak düzenli bakım ve uygun su şartlandırması ile bu tür sorunların önüne geçilebilir. Daha fazla teknik detay için RSR Enerji’nin hazırladığı içeriğe ulaşabilirsiniz. (Dış bağlantı: https://rsrenerji.com/blog/plakali-esanjor)

Özet ve Öneri:

Kombi ve kazan sistemlerinizin kalbi olan plakalı eşanjör, ısıtma ve sıcak su konforunuzun temelini oluşturur. Yüksek verimlilikleri, kompakt yapıları ve hızlı ısı transfer kabiliyetleri sayesinde modern ısıtma teknolojilerinin ayrılmaz bir parçasıdırlar. Doğru eşanjör seçimi, düzenli bakım ve olası arıza belirtilerine karşı dikkatli olmak, sisteminizin ömrünü uzatacak ve enerji maliyetlerinizi optimize edecektir.

Kombi ve kazan sistemlerinizde verimlilik, doğru plakalı eşanjör seçimiyle doğrudan ilişkilidir. Sistem tasarımı ve bakım aşamalarında profesyonel destek alınması önerilir. Unutmayın, küçük bir bileşen gibi görünse de, plakalı eşanjörün performansı tüm sistemin performansını etkiler.