Pompa Debisi Nasıl Hesaplanır? m³/h, L/dk ve Basınç Hesaplama

Pompa debisi, pompanın birim zamanda bastığı akışkan hacmidir ve Q simgesiyle gösterilir. Mekanik tesisatta standart birimi m³/h, yani metreküp bölü saattir. Bu tercihin nedeni ölçek uyumudur: bir konut hidroforu 1-6 m³/h, bir apartman sistemi 5-25 m³/h, bir yangın pompası 30-180 m³/h bandında çalışır. Aynı değerleri L/s ile yazmak virgülden sonra fazla hane, L/dk ile yazmak ise dört haneli sayılar üretir.

İki farklı debi kavramı vardır ve karıştırılmamalıdır. Hacimsel debi, birim zamanda geçen hacimdir ve m³/h ile ölçülür. Kütlesel debi ise birim zamanda geçen kütledir, kg/h ile ölçülür ve hacimsel debinin yoğunlukla çarpımına eşittir. Su için 20 °C'de yoğunluk 998 kg/m³, 80 °C'de yaklaşık 972 kg/m³'tür. Isıtma hesaplarında bu fark yüzde 3 mertebesindedir ve konut ölçeğinde ihmal edilir; kızgın su ve buhar sistemlerinde ihmal edilmez.

Katalogda üç ayrı debi değeri görürsünüz. Anma debisi, pompanın etiketinde yazan ve gam adlandırmasında kullanılan referans değerdir. Maksimum debi, basma yüksekliğinin sıfıra yaklaştığı uç noktadır ve pratikte kullanılmaz. En yüksek verim debisi, yani BEP noktası, pompanın hidrolik veriminin tepe yaptığı debidir. Doğru seçim, hesaplanan işletme debisinin BEP değerinin yüzde 70 ile yüzde 110 bandına düşmesidir.

Bu bandın dışına çıkmak iki farklı arıza tipi üretir. BEP'in yüzde 50'sinin altında sürekli çalışan bir santrifüj pompada çark girişinde geri akım halkaları oluşur, radyal yük artar ve salmastra ile yatak ömrü kısalır. BEP'in yüzde 120'sinin üzerinde çalışan bir pompada ise emiş tarafındaki basınç düşüşü büyür ve kavitasyon eşiğine yaklaşılır. Santrifüj pompanın çalışma mantığı ve çark davranışı için ayrı rehberimize bakabilirsiniz. (Detay: Santrifüj Pompa Nedir? Çalışma Prensibi ve Kullanım Alanları)

Debinin doğru hesaplanması aynı zamanda bir maliyet kalemi meselesidir. Gerekenden yüzde 50 büyük seçilmiş bir pompa, aynı işi yaparken kısma vanası ardında çalışır; harcanan fazla enerji ısıya dönüşür ve hiçbir işe yaramaz. Pompa gamı ve boyutlandırma desteği için ürün grubumuzu inceleyebilirsiniz. (Detay: Pompa Sistemleri)

Debi birimleri arasındaki dönüşüm tek bir zincire dayanır: 1 m³ eşittir 1000 L ve 1 saat eşittir 60 dakika eşittir 3600 saniyedir. Buradan 1 m³/h eşittir 1000 bölü 60 eşittir 16,67 L/dk, aynı şekilde 1 m³/h eşittir 1000 bölü 3600 eşittir 0,278 L/s çıkar. Ters yönde 1 L/s eşittir 3,6 m³/h'dir ve bu katsayı sahada en çok kullanılan dönüşümdür.

Aşağıdaki liste, tesisat pratiğinde ihtiyaç duyulan tüm dönüşümleri tek yerde toplar. Her madde bir birimden diğerine geçiş çarpanını verir.

• m³/h'den L/dk'ya — Değeri 16,67 ile çarpın; örnek olarak 4,5 m³/h eşittir 75 L/dk
• m³/h'den L/s'ye — Değeri 0,278 ile çarpın ya da 3,6'ya bölün; örnek olarak 18 m³/h eşittir 5,0 L/s
• L/dk'dan m³/h'ye — Değeri 16,67'ye bölün ya da 0,06 ile çarpın; örnek olarak 25 L/dk eşittir 1,5 m³/h
• L/s'den m³/h'ye — Değeri 3,6 ile çarpın; örnek olarak 2,5 L/s eşittir 9,0 m³/h
• L/dk'dan L/s'ye — Değeri 60'a bölün; örnek olarak 90 L/dk eşittir 1,5 L/s
• m³/h'den m³/s'ye — Değeri 3600'e bölün; örnek olarak 7,2 m³/h eşittir 0,002 m³/s
• m³/h'den galon bölü dakikaya — Değeri 4,403 ile çarpın; örnek olarak 10 m³/h eşittir 44,0 gpm
• m³/h'den kg/h'ye — Soğuk su için değeri 1000 ile çarpın; örnek olarak 3 m³/h eşittir yaklaşık 3000 kg/h

Birinci çözümlü örnek bir dalgıç pompa etiketinden gelir. Etikette maksimum debi 60 L/dk yazıyor ve siz bunu bir hidrofor katalogundaki m³/h değeriyle karşılaştırmak istiyorsunuz. Hesap şudur: Q eşittir 60 bölü 16,67 eşittir 3,6 m³/h. Aynı değeri L/s cinsinden yazmak isterseniz 60 bölü 60 eşittir 1,0 L/s bulunur. Üç birim de aynı fiziksel akışı anlatır; yalnızca ölçek değişir.

İkinci çözümlü örnek ters yöndedir. Bir ısıtma projesinde devre debisi 6,88 m³/h hesaplanmıştır ve sahadaki debimetre L/dk gösteriyor. Karşılığı 6,88 çarpı 16,67 eşittir 114,7 L/dk'dır. Debimetrede 95 L/dk okuyorsanız gerçek debi 95 bölü 16,67 eşittir 5,70 m³/h'dir ve hedefin yaklaşık yüzde 17 altındasınız. Bu fark, uzak devrelerin ısınmaması olarak kendini gösterir.

Bar ile m³/h'yi birbirine çeviren bir katsayı yoktur ve bu, en sık sorulan yanlış sorulardan biridir. Bar basınç birimidir, m³/h debi birimidir; ikisi ayrı fiziksel büyüklüklerdir. Aralarındaki ilişki ancak belirli bir tesisat için, sistem eğrisi üzerinden kurulur. Basma yüksekliği ve mSS kavramı için ilgili rehberimize bakabilirsiniz. (Detay: Pompalarda mSS Nedir? 10 mSS Kaç Bar Eder?)

Debinin en temel tanımı Q eşittir V bölü t'dir: geçen hacim bölü geçen süre. Bu bağıntı hiçbir varsayım içermez, doğrudan tanımdır ve doğru ölçüldüğü sürece her zaman doğru sonuç verir. Bu yüzden hem sahada ölçümün hem de laboratuvar kalibrasyonunun temeli aynı formüldür. Formülün tek şartı, hacmin ve sürenin aynı akış rejimi boyunca ölçülmesidir.

Üçüncü çözümlü örnek bir depo doldurmadır. Hacmi 5 m³ olan bir su deposu, pompa çalışırken 1 saat 15 dakikada dolmaktadır. Süreyi saate çeviririz: 1 saat 15 dakika eşittir 1,25 saattir. Hesap: Q eşittir 5 bölü 1,25 eşittir 4,0 m³/h. L/dk karşılığı 4,0 çarpı 16,67 eşittir 66,7 L/dk'dır. Depoya aynı anda başka bir tüketim yoksa bu değer pompanın o çalışma noktasındaki gerçek debisidir.

Aynı yöntem seviye farkıyla da uygulanır ve deponun tamamının dolmasını beklemek gerekmez. Taban alanı 2,0 m çarpı 1,5 m eşittir 3,0 m² olan bir depoda su seviyesi 12 dakikada 40 cm yükselmişse, dolan hacim 3,0 çarpı 0,40 eşittir 1,2 m³'tür. Süre 12 bölü 60 eşittir 0,2 saattir. Sonuç: Q eşittir 1,2 bölü 0,2 eşittir 6,0 m³/h. Bu yöntem, dalgıç pompa debisi nasıl hesaplanır sorusunun sahadaki en pratik cevabıdır.

İkinci temel bağıntı Q eşittir A çarpı v'dir: debi, boru iç kesit alanı çarpı ortalama akış hızıdır. Burada A metrekare, v metre bölü saniye ve Q metreküp bölü saniye cinsindendir. m³/h istiyorsanız sonucu 3600 ile çarparsınız. Bu bağıntı, akışı durdurmadan ve hiçbir şey doldurmadan debi tahmini yapmayı sağlar; karşılığında akış hızının bilinmesini ya da kabul edilmesini ister.

Kesit alanı hesabı A eşittir pi çarpı d karesi bölü 4 formülüyle yapılır ve buradaki d dış çap değil iç çaptır. Bu ayrım en sık atlanan noktadır. DN 25 çelik boruda dış çap 33,7 mm iken iç çap yaklaşık 27,3 mm'dir; alanı dış çapla hesaplamak debiyi yüzde 52 fazla gösterir. PPRC ve PEX borularda fark daha da büyüktür, çünkü et kalınlığı basınç sınıfıyla değişir ve aynı anma çapında farklı iç çaplar bulunur.

Dördüncü çözümlü örnek DN 32 çelik boru üzerinedir. İç çap yaklaşık 36,0 mm, yani 0,036 m'dir. Alan: A eşittir 3,1416 çarpı 0,036 karesi bölü 4 eşittir 3,1416 çarpı 0,001296 bölü 4 eşittir 0,001018 m². Ortalama akış hızı 1,5 m/s kabul edilirse debi: Q eşittir 0,001018 çarpı 1,5 eşittir 0,001527 m³/s olur. Saate çevirmek için 3600 ile çarparız: 0,001527 çarpı 3600 eşittir 5,50 m³/h.

Aynı boruda hız 1,0 m/s'ye indirilirse debi 3,66 m³/h'ye, 2,0 m/s'ye çıkarılırsa 7,33 m³/h'ye ulaşır. Debi ile hız doğrusal ilişkilidir; hızı iki katına çıkarmak debiyi iki katına çıkarır. Ancak sürtünme kaybı hızın karesiyle büyür, yani hızı iki katına çıkarmak basınç kaybını yaklaşık dört katına çıkarır. Bu yüzden boru çapına göre debi hesabı yaparken hız serbest bir değişken değil, sınırlı bir banttır.

Temiz suda kabul edilen hız bantları uygulamaya göre değişir. İçme suyu ve hidrofor kolonlarında 1,0-2,0 m/s, emiş hatlarında 0,7-1,2 m/s, kapalı devre ısıtma hatlarında 0,5-1,0 m/s, yangın ana hatlarında 3,0-6,0 m/s tipik bantlardır. Emiş tarafında hızın düşük tutulmasının nedeni kavitasyon riskidir; emiş hattındaki her ek sürtünme kaybı NPSHa değerini doğrudan düşürür. (Detay: Pompa Kavitasyonu Nedir? Pompayı Sessizce Öldüren Sorun)

Bir borunun taşıyabileceği debi, iç kesit alanı ile kabul edilen hız sınırının çarpımıdır. Aşağıdaki liste, yaygın çelik boru anma çapları için üç farklı hızda karşılık gelen debiyi verir. Değerler standart çelik boru iç çaplarına göre hesaplanmıştır ve temiz su içindir; kirli su, glikol karışımı veya PPRC boru kullanımında iç çap ve viskozite farkı nedeniyle yeniden hesap gerekir.

• DN 20 boru — İç çap yaklaşık 21,7 mm, alan 0,00037 m²; 1,0 m/s'de 1,33 m³/h, 1,5 m/s'de 2,00 m³/h, 2,0 m/s'de 2,66 m³/h
• DN 25 boru — İç çap yaklaşık 27,3 mm, alan 0,000585 m²; 1,0 m/s'de 2,11 m³/h, 1,5 m/s'de 3,16 m³/h, 2,0 m/s'de 4,21 m³/h
• DN 32 boru — İç çap yaklaşık 36,0 mm, alan 0,001018 m²; 1,0 m/s'de 3,66 m³/h, 1,5 m/s'de 5,50 m³/h, 2,0 m/s'de 7,33 m³/h
• DN 40 boru — İç çap yaklaşık 41,9 mm, alan 0,001379 m²; 1,0 m/s'de 4,96 m³/h, 1,5 m/s'de 7,45 m³/h, 2,0 m/s'de 9,93 m³/h
• DN 50 boru — İç çap yaklaşık 53,1 mm, alan 0,002214 m²; 1,0 m/s'de 7,97 m³/h, 1,5 m/s'de 11,96 m³/h, 2,0 m/s'de 15,94 m³/h
• DN 65 boru — İç çap yaklaşık 68,9 mm, alan 0,003728 m²; 1,0 m/s'de 13,4 m³/h, 1,5 m/s'de 20,1 m³/h, 2,0 m/s'de 26,8 m³/h
• DN 80 boru — İç çap yaklaşık 80,9 mm, alan 0,005140 m²; 1,0 m/s'de 18,5 m³/h, 1,5 m/s'de 27,8 m³/h, 2,0 m/s'de 37,0 m³/h
• DN 100 boru — İç çap yaklaşık 105,3 mm, alan 0,008708 m²; 1,0 m/s'de 31,3 m³/h, 1,5 m/s'de 47,0 m³/h, 2,0 m/s'de 62,7 m³/h

Bu liste iki yönde okunur. Birinci yön çap seçimidir: hesapladığınız debiyi listede bulur, 1,0-2,0 m/s bandında kalan en küçük çapı seçersiniz. 6,0 m³/h taşıyacak bir kolon için DN 40 uygundur, çünkü hız 6,0 bölü 4,96 çarpı 1,0 eşittir yaklaşık 1,21 m/s çıkar. Aynı debiyi DN 32 ile taşımak hızı 1,64 m/s'ye çıkarır; kabul edilebilir ama gürültü sınırına yaklaşır.

Kirli su ve foseptik uygulamalarında hız bandının alt sınırı ayrıca kritiktir. Katı taşıyan hatlarda hız 0,7 m/s'nin altına indiğinde katılar çöker ve boru zamanla tıkanır. Bu yüzden foseptik hatlarında çap büyütmek her zaman iyi bir fikir değildir; taşıma hızını korumak için çap bilinçli olarak küçük tutulur. Tesisat ve borulama elemanları için ürün grubumuza bakabilirsiniz. (Detay: Tesisat)

Konut ve apartman için pompa debisi, tüm armatürlerin anma debileri toplanıp bir eşzamanlılık bağıntısıyla indirgenerek belirlenir. Mantık şudur: bir binadaki tüm musluklar aynı anda açılmaz. DIN 1988-300, konut kullanımı için toplam anma debisini hesap debisine çeviren bir bağıntı verir ve bu bağıntı, daire sayısı arttıkça indirgeme oranını büyütür. Kaba toplama yapmak, apartman hidroforlarında en yaygın aşırı boyutlandırma nedenidir.

İlk adım armatür yük birimlerinin, yani LU değerlerinin toplanmasıdır. Yaygın kabul edilen anma debileri şöyledir: lavabo bataryası 0,07 L/s, mutfak eviyesi 0,07 L/s, duş 0,15 L/s, küvet 0,15 L/s, WC rezervuarı 0,13 L/s, çamaşır makinesi 0,15 L/s, bulaşık makinesi 0,07 L/s, bahçe musluğu 0,50 L/s. Bir daire için tipik toplam, iki banyolu bir konutta 0,60-0,90 L/s bandına düşer.

Beşinci çözümlü örnek 24 daireli bir apartmandır. Her dairede lavabo, eviye, duş, WC ve çamaşır makinesi bulunuyor; daire başı toplam 0,07 artı 0,07 artı 0,15 artı 0,13 artı 0,15 eşittir 0,57 L/s'dir. Bulaşık makinesi de eklenirse 0,64 L/s olur. Bina toplamı: 24 çarpı 0,64 eşittir 15,36 L/s. Bu değer eşzamanlılık uygulanmamış ham toplamdır ve karşılığı 15,36 çarpı 3,6 eşittir 55,3 m³/h'dir.

İkinci adım indirgemedir. DIN 1988-300'ün konut için verdiği bağıntı, hesap debisi eşittir 1,48 çarpı toplam anma debisinin 0,19'uncu kuvveti eksi 0,94 biçimindedir ve 0,2 ile 500 L/s arasında geçerlidir. Değerleri yerleştirelim: 15,36'nın 0,19'uncu kuvveti yaklaşık 1,680'dir. Buradan 1,48 çarpı 1,680 eşittir 2,487 ve 2,487 eksi 0,94 eşittir 1,547 L/s bulunur.

Sonuç: hesap debisi 1,547 çarpı 3,6 eşittir yaklaşık 5,6 m³/h'dir. Yani ham toplamı 55,3 m³/h olan bir bina, gerçekte 5,6 m³/h'lik bir hidrofor ile beslenir; indirgeme oranı yaklaşık on kattır. Bu binada 15 m³/h'lik bir hidrofor seçmek, pompaların sürekli kalkıp durmasına, membranlı tankın erken yorulmasına ve gereksiz elektrik tüketimine yol açar. Apartman hidroforu seçim kriterleri için rehberimize bakabilirsiniz. (Detay: Apartman İçin Hidrofor Nasıl Seçilir? Kaç Daireye Kaç HP Hidrofor Gerekir?)

Isıtma devresi debi hesabı, ısı yükünden türetilir ve bağıntısı Q eşittir P bölü 1,163 çarpı delta T'dir. Burada Q m³/h, P kilovat cinsinden ısı yükü, delta T gidiş ile dönüş arasındaki sıcaklık farkıdır. 1,163 katsayısı suyun özgül ısısından gelir: 4,186 kJ/kgK bölü 3,6 eşittir 1,163 Wh/kgK. Bu tek bağıntı, radyatörden yerden ısıtmaya kadar tüm su devrelerinde geçerlidir.

Altıncı çözümlü örnek bir apartman kazan dairesidir. Toplam ısı yükü 120 kW, tasarım gidiş-dönüş sıcaklıkları 70 ve 55 °C, yani delta T eşittir 15 °C'dir. Hesap: paydayı bulalım, 1,163 çarpı 15 eşittir 17,445. Sonra bölelim: Q eşittir 120 bölü 17,445 eşittir 6,879 m³/h. Yuvarlanmış hâliyle 6,88 m³/h'dir ve L/dk karşılığı 114,7 L/dk'dır.

Aynı binada tasarım sıcaklık farkı 10 °C'ye daraltılırsa ne olur? Payda 1,163 çarpı 10 eşittir 11,63 olur ve Q eşittir 120 bölü 11,63 eşittir 10,32 m³/h çıkar. Debi yüzde 50 artmıştır. Sürtünme kaybı debinin karesiyle büyüdüğü için basınç kaybı yaklaşık 2,25 katına, pompa mil gücü ise yaklaşık 3,4 katına çıkar. Sıcaklık farkını daraltmak, ısıtma tesisatındaki en pahalı sessiz karardır.

Yedinci çözümlü örnek yerden ısıtmadır ve delta T bandı farklıdır. Yerden ısıtma devreleri tipik olarak 35-45 °C gidiş ve 5-10 °C sıcaklık farkıyla çalışır. Isı yükü 12 kW ve delta T 7 °C olan bir konut için: payda 1,163 çarpı 7 eşittir 8,141'dir. Q eşittir 12 bölü 8,141 eşittir 1,474 m³/h bulunur. Bu debi 100 metrelik altı devreye bölündüğünde devre başına yaklaşık 0,246 m³/h, yani 4,1 L/dk düşer.

Devre başına düşen bu değer, kollektördeki rotametre ayarının hedefidir. Rotametreler genellikle L/dk gösterir; hesabınız m³/h ise 16,67 ile çarparak okuma birimine geçmelisiniz. Devre uzunlukları farklıysa debiyi eşit bölmek yanlıştır; her devrenin debisi, o devrenin taşıdığı ısı yüküyle orantılı dağıtılır. Yerden ısıtma sisteminin çalışma mantığı için rehberimize bakabilirsiniz. (Detay: Yerden Isıtma Sistemi Nasıl Çalışır? Kollektör, Pompa ve Termostat Seçimi)

Devre debisi hesaplandıktan sonra sirkülasyon pompası bu değere göre seçilir. Grundfos MAGNA3 ve Wilo Stratos MAXO gibi elektronik kontrollü gamlarda pompa, hedef basma yüksekliğini debiye göre kendisi ayarlar; bu, hesaplanan debinin çevresinde sistemin kendi kendini dengelemesini sağlar. Balans tarafında Danfoss AB-QM gibi basınçtan bağımsız balans vanaları, devre debisini ayar değerinde sabit tutar ve hesabın sahada tutmasını kolaylaştırır. Sirkülasyon pompası seçimi için ayrı rehberimiz vardır. (Detay: Sirkülasyon Pompası Nasıl Seçilir? 25/4, 25/6, 25/8 Ne Anlama Geliyor?)

Soğutma devrelerinde aynı bağıntı kullanılır ama iki düzeltme gerekir. Birincisi, delta T soğutmada tipik olarak 5-7 °C'dir ve bu, aynı kapasitede ısıtmaya göre iki-üç kat yüksek debi anlamına gelir. İkincisi, glikol karışımlı devrelerde özgül ısı düşer; yüzde 30 etilen glikol karışımında katsayı yaklaşık yüzde 8-10 azalır ve hesaplanan debi aynı oranda büyütülür. Isıtma ve soğutma ekipman gamımızı inceleyebilirsiniz. (Detay: Isıtma)

Sulama debisi, bitkinin günlük su ihtiyacından ve sulama penceresinden türetilir. Bağıntı şudur: günlük su hacmi eşittir alan çarpı günlük su ihtiyacı; anlık debi ise günlük hacim bölü sulama süresidir. Su ihtiyacı milimetre cinsinden verilir ve 1 mm eşittir metrekare başına 1 litre demektir. Bu dönüşüm, sulama hesabının tamamını taşıyan basit ama çok atlanan noktadır.

Sekizinci çözümlü örnek 800 m²'lik bir çim alandır. Temmuz ayı için günlük su ihtiyacı 6 mm kabul edilmiştir. Günlük hacim: 800 çarpı 6 eşittir 4800 litre, yani 4,8 m³'tür. Sulama penceresi gece 03.00 ile 06.00 arası, yani 3 saattir. Alanın tamamı aynı anda sulanabilseydi gereken debi 4,8 bölü 3 eşittir 1,6 m³/h olurdu.

Pratikte alan istasyonlara bölünür ve pompa yalnızca bir istasyonu besler. Alanı 4 istasyona böldüğümüzde her istasyon 3 bölü 4 eşittir 0,75 saat çalışır ve 4,8 bölü 4 eşittir 1,2 m³ su verir. İstasyon debisi: 1,2 bölü 0,75 eşittir 1,6 m³/h. Sonuç değişmez, çünkü toplam su ve toplam süre aynıdır. İstasyona bölmenin amacı debiyi düşürmek değil, boru çapını ve pompa gücünü küçültmektir.

Kontrol adımı, istasyon debisinin başlık kapasiteleriyle uyuşmasıdır. Her istasyonda 4 adet rotor başlık varsa ve her başlık 6 bar çalışma basıncında 0,40 m³/h veriyorsa istasyon debisi 4 çarpı 0,40 eşittir 1,60 m³/h olur. Bu değer hesaplanan 1,6 m³/h ile örtüşür ve tasarım tutarlıdır. Başlık sayısı 6'ya çıkarılırsa istasyon debisi 2,4 m³/h olur; bu durumda ya pompa büyütülür ya istasyon sayısı artırılır.

Kaynak tarafı da hesaba dahil edilmelidir. Sulama suyu kuyudan geliyorsa kuyunun sürdürülebilir verimi, hesaplanan debinin üzerinde olmalıdır. Kuyu verimi 3,0 m³/h olan bir arazide 4,8 m³/h çeken bir sistem, dinamik seviyeyi pompa emişinin altına indirir ve pompa kuru çalışır. Bu durumda ara depo kurmak ve depodan basmak tek doğru çözümdür. (Detay: Dalgıç Pompa Nasıl Seçilir? Kuyu Derinliğine Göre Pompa Seçim Rehberi)

Yangın pompası debisi nasıl hesaplanır sorusunun cevabı, konfor tesisatından farklı olarak tehlike sınıfına bağlıdır. TS EN 12845 mantığında sprinkler debisi, tasarım su yoğunluğu ile varsayılan etki alanının çarpımıdır. Orta tehlike sınıfı OH için tasarım yoğunluğu 5,0 mm/dk, ıslak sistemde varsayılan en büyük etki alanı 72 m²'dir. Bu iki değer, hesabın başlangıç noktasını verir.

Dokuzuncu çözümlü örnek bir OH sınıfı depodur. Tasarım yoğunluğu 5,0 mm/dk, yani metrekare başına dakikada 5 litre demektir. Etki alanı 72 m²'dir. Hesap: 5,0 çarpı 72 eşittir 360 L/dk. m³/h karşılığı 360 bölü 16,67 eşittir 21,6 m³/h'dir. Bu, hesaba giren teorik alt değerdir ve sistemin gerçek ihtiyacı bunun üzerindedir.

Fark, hidrolik hesaptan doğar. Etki alanındaki en uzak sprinklerler tasarım basıncında çalışırken, pompaya daha yakın olan sprinklerlerin üzerindeki basınç daha yüksektir ve daha fazla su akıtırlar. Bu aşırı akış payı, hesaplanan alan debisini tipik olarak yüzde 30-60 oranında büyütür. 21,6 m³/h'lik teorik değer, hidrolik hesap sonrası çoğu OH projesinde 30-35 m³/h mertebesine çıkar.

Buna hortum ve hidrant payı eklenir. Bina içi yangın dolapları ve dış hidrantlar aynı anda kullanılacaksa, tehlike sınıfına göre belirlenen ek debi sprinkler debisinin üzerine eklenir. Yangın dolabı başına tipik hesap debisi 100-150 L/dk, dış hidrant başına 500-1000 L/dk mertebesindedir ve proje şartnamesine göre değişir. İki yangın dolabının eşzamanlı kabulü, 2 çarpı 120 eşittir 240 L/dk, yani yaklaşık 14,4 m³/h ek yük demektir.

Toplam sistem debisi bu örnekte 30 artı 14,4 eşittir yaklaşık 44,4 m³/h olur ve yangın pompası bu debiyi gerekli basınçta sağlayacak biçimde seçilir. Yangın pompalarında ikinci bir kural daha vardır: pompa, anma debisinin yüzde 150'sinde anma basma yüksekliğinin en az yüzde 65'ini üretebilmelidir. 44,4 m³/h anma debili bir pompa, 66,6 m³/h'de hâlâ kabul edilebilir basınç vermelidir.

Su deposu hacmi de debiden türetilir. OH sınıfı için gereken çalışma süresi 60 dakikadır; 44,4 m³/h debi için depo hacmi 44,4 çarpı 1 eşittir yaklaşık 44,4 m³ olmalıdır. Depo hacmini debiden bağımsız seçmek, sistemin sertifikasyonunu doğrudan geçersiz kılar. Sprinkler sistemlerinin tasarım mantığı ve yangın ekipman gamımız için ilgili sayfalarımıza bakabilirsiniz. (Detay: Sprinkler Sistemi Nasıl Çalışır? Yangın Pompasıyla İlişkisi Nedir?) (Detay: Yangın)

Dalgıç kuyu uygulamasında debiyi belirleyen, pompanın kapasitesi değil kuyunun verimidir. Kuyudan çekilebilecek sürdürülebilir debi, kuyu geliştirme testiyle ölçülür ve özgül debi olarak ifade edilir: birim seviye düşümü başına elde edilen debi. Pompa bu değerin üzerinde seçildiğinde dinamik seviye emiş ağzının altına iner ve pompa kuru çalışarak birkaç saat içinde hasar görür.

Onuncu çözümlü örnek bir test kuyusudur. Statik su seviyesi yüzeyden 28 m aşağıdadır. Pompa 6,0 m³/h ile çalıştırıldığında seviye 46 m'ye inmiş ve orada dengelenmiştir. Seviye düşümü: 46 eksi 28 eşittir 18 m'dir. Özgül debi: 6,0 bölü 18 eşittir 0,333 m³/h bölü metre düşüm. Bu, her 1 metre ek düşümün 0,333 m³/h ek debi getirdiği anlamına gelir.

İşletme debisi bu değerin tamamı değildir. Kuyu ömrü ve filtre sağlığı için sürdürülebilir işletme debisi, test debisinin yüzde 60-75 bandında seçilir. 6,0 m³/h test debisi için işletme debisi 0,70 çarpı 6,0 eşittir 4,2 m³/h olarak alınır. Karşılık gelen seviye düşümü 4,2 bölü 0,333 eşittir 12,6 m'dir ve dinamik seviye 28 artı 12,6 eşittir 40,6 m olur.

Basma yüksekliği bu dinamik seviye üzerinden hesaplanır, statik seviye üzerinden değil. Pompanın karşılaması gereken toplam yük: dinamik seviye 40,6 m artı yüzeydeki depo yüksekliği 8 m artı boru sürtünme kaybı 5 m artı istenen çıkış basıncı 10 mSS eşittir yaklaşık 63,6 mSS'dir. Statik seviyeyle hesap yapılsaydı 51 mSS çıkardı ve pompa 12 mSS eksik seçilirdi. Kuyu pompası güç seçimi için rehberimize bakabilirsiniz. (Detay: Kuyu İçin Kaç HP Dalgıç Pompa Gerekir? Derinlik ve Debiye Göre Hesaplama)

Kuyu dalgıç gamlarında debi, kuyu kuyu çapına göre de sınırlıdır. Grundfos SP gamı, 4 inç kuyularda tipik olarak 1-16 m³/h, 6 inç kuyularda 17-60 m³/h mertebesinde debi bandı sunar; kesin değerler modele ve kademe sayısına göre değişir. Aynı gamda kademe sayısı basma yüksekliğini belirler, çark çapı ise debiyi; ikisi bağımsız seçilir.

Kova yöntemiyle debi ölçümü, hacmi bilinen bir kabı doldurma süresini kronometreyle ölçmeye dayanır ve doğru uygulandığında yüzde 3-5 doğruluk verir. Yöntem hiçbir cihaz gerektirmez, açık uçlu her hatta uygulanabilir ve Q eşittir V bölü t bağıntısının doğrudan sahaya inmiş hâlidir. Küçük debilerde en güvenilir yöntem budur.

Birinci adım kap seçimidir. Kabın hacmi, ölçülen debinin en az 10 saniyede dolduracağı büyüklükte olmalıdır. 3 m³/h beklenen bir hatta 10 saniyede dolan hacim yaklaşık 8,3 litredir; bu yüzden 10 litrelik bir kova uygundur. 1 m³/h beklenen bir hatta 5 litrelik bir kap yeterlidir. Kabın gerçek hacmini önceden ölçülü bir kapla doğrulamak gerekir; kova üzerindeki nominal hacim çoğu zaman yanlıştır.

Üçüncü adım ölçümdür. Kronometreyi kabı akışın altına sokmakla aynı anda başlatın, kap dolduğunda aynı anda durdurun. Kabı akıştan çekerken hedef işaretin üzerine su gelmesin. İşlemi üç kez tekrarlayın. Üç sürenin ortalamasını alın; aralarındaki fark yüzde 5'i aşıyorsa ölçüm koşullarında kararsızlık vardır ve tekrarlanmalıdır.

On birinci çözümlü örnek: 10 litrelik kova, ölçülen süreler 11,8 saniye, 12,1 saniye ve 12,1 saniyedir. Ortalama süre 12,0 saniyedir. Debi: Q eşittir 10 bölü 12,0 eşittir 0,833 L/s. m³/h karşılığı 0,833 çarpı 3,6 eşittir 3,0 m³/h'dir. L/dk karşılığı ise 0,833 çarpı 60 eşittir 50 L/dk'dır. Aynı akış üç birimde yazılmış oldu.

Debi ölçümünde altı yaygın yöntem vardır ve seçimi doğruluk, kurulum zorluğu ve akışkan tipi belirler. Aşağıdaki liste her yöntemi tipik doğruluk payı, uygulama koşulu ve sınırıyla birlikte verir. Kalıcı izleme ile tek seferlik saha kontrolü farklı yöntemler gerektirir; birini diğerinin yerine koymak gereksiz maliyet üretir.

• Kova ve kronometre — Doğruluk yaklaşık yüzde 3-5; hiçbir cihaz gerektirmez, yalnızca açık uçlu hatlarda ve 6-8 m³/h altında kullanılır; tek seferlik saha kontrolü için ideal
• Klemensli ultrasonik debimetre — Doğruluk yaklaşık yüzde 1-3; boruyu kesmeden dışarıdan takılır, dolu boru ve düz iniş mesafesi ister; kirli ve kabarcıklı akışkanda okuma kaybeder
• Elektromanyetik debimetre — Doğruluk yaklaşık yüzde 0,2-0,5; iletken akışkan gerektirir, basınç kaybı yaratmaz, kirli suda ve atık suda güvenilir çalışır; saf su ve yağda kullanılamaz
• Türbin ve kanatlı debimetre — Doğruluk yaklaşık yüzde 1-2; mekanik parça içerir, temiz su ister, katı ve lifli parçacık türbini durdurur; bakım gerektiren tek grup budur
• Orifis ve diferansiyel basınç ölçümü — Doğruluk yaklaşık yüzde 2-4; kalıcı basınç kaybı üretir, geniş debi aralığında doğrusal değildir; çok geniş çaplarda ekonomik kalır
• Rotametre ve dengeleme vanası üzerinden okuma — Doğruluk yaklaşık yüzde 2-5; yerden ısıtma kollektörlerinde ve balans vanalarında yerleşiktir, L/dk gösterir; akış dikey ve kararlı olmalıdır
• Pompa akım ölçümü ile dolaylı tahmin — Doğruluk yaklaşık yüzde 10-15; hiçbir müdahale gerektirmez, çekilen akım pompa eğrisiyle eşleştirilir; yalnızca kaba doğrulama için kullanılır

Yöntem seçiminde pratik hüküm nettir. Tek seferlik bir saha kontrolü yapıyorsanız ve hat açık uçluysa kova yöntemi yeter; hiçbir maliyet kalemi doğurmaz. Kapalı devrede ve boruyu kesemiyorsanız klemensli ultrasonik cihaz doğru araçtır. Kalıcı izleme, faturalandırma ya da otomasyon geri beslemesi gerekiyorsa elektromanyetik debimetre seçilir. Rotametre yalnızca yerinde dengeleme içindir; sistem debisi ölçümü için kullanılmaz.

Pompa debisi ile basınç arasındaki fark, en sık karıştırılan iki büyüklük arasındaki farktır. Debi, birim zamanda ne kadar su geçtiğini söyler ve m³/h ile ölçülür. Basınç ya da basma yüksekliği, suyun ne kadar yükseğe çıkarılabildiğini ve ne kadar dirence karşı itilebildiğini söyler; bar ya da mSS ile ölçülür. Bir pompa aynı anda hem maksimum debisini hem maksimum basıncını veremez.

Ayırt etme testi basittir. Musluğu tam açın ve kova yöntemiyle debiyi ölçün, aynı anda hattın manometresini okuyun. Musluk kapalıyken basınç yüksek ama açıldığında hızla düşüyorsa darboğaz debi tarafındadır; boru, filtre ya da vana kısıtlıyordur. Musluk kapalıyken de basınç düşükse pompa basma yüksekliği yetersizdir ya da tesisat kot farkı hesaba katılmamıştır.

İki büyüklük ancak güç üzerinden birleşir. Hidrolik güç, debi çarpı basma yüksekliği çarpı yoğunluk çarpı yerçekimi ivmesi ile bulunur ve pratik formülü şudur: P kilovat eşittir Q çarpı H bölü 367 çarpı verim. Burada Q m³/h, H mSS'dir. 6 m³/h debiyi 40 mSS'ye basan ve toplam verimi 0,60 olan bir pompa için: P eşittir 6 çarpı 40 bölü 367 çarpı 0,60 eşittir 240 bölü 220,2 eşittir yaklaşık 1,09 kW mil gücü çeker.

Pompa eğrisi, bir pompanın her debide üretebildiği basma yüksekliğini gösteren grafiktir. Yatay eksende debi m³/h, düşey eksende basma yüksekliği mSS bulunur. Eğri soldan sağa doğru alçalır: debi arttıkça basma yüksekliği azalır. Bu, pompanın bir tercih yapması değil, santrifüj hidroliğinin doğal sonucudur ve tüm santrifüj pompalarda geçerlidir.

Sistem eğrisi ise tesisatın direncini gösterir ve H eşittir Hst artı k çarpı Q karesi biçimindedir. Hst statik yüksekliktir ve debiden bağımsızdır; k çarpı Q karesi terimi sürtünme kaybıdır ve debinin karesiyle büyür. Kapalı devre ısıtma sistemlerinde Hst sıfırdır, çünkü kaldırılan su geri döner. Açık sistemlerde Hst, emiş seviyesi ile basma seviyesi arasındaki kot farkıdır.

On ikinci çözümlü örnek bir hidrofor tesisatıdır. Statik yükseklik 25 mSS'dir. 6 m³/h debide ölçülen sürtünme kaybı 8 mSS'dir; buradan k eşittir 8 bölü 6 karesi eşittir 8 bölü 36 eşittir 0,222 bulunur. Sistem eğrisi böylece H eşittir 25 artı 0,222 çarpı Q karesi olur. 8 m³/h debide gereken basma yüksekliği: H eşittir 25 artı 0,222 çarpı 64 eşittir 25 artı 14,2 eşittir 39,2 mSS'dir.

Çalışma noktası, pompa eğrisi ile sistem eğrisinin kesiştiği noktadır. Bu örnekte pompa 8 m³/h'de 39,2 mSS üretebiliyorsa çalışma noktası tam oradadır. Pompa aynı debide yalnızca 34 mSS üretiyorsa çalışma noktası sola kayar ve gerçek debi 8 m³/h'nin altında, yaklaşık 6,5-7,0 m³/h bandında oluşur. Hesaplanan debiyi almanın tek yolu, pompa eğrisinin sistem eğrisini istenen debide kesmesidir.

Frekans konvertörü bu tabloyu değiştirir. Devir düşürüldüğünde pompa eğrisi aşağı kayar; benzerlik yasalarına göre debi devirle doğru orantılı, basma yüksekliği devrin karesiyle, mil gücü devrin küpüyle değişir. Devri yüzde 80'e düşürmek debiyi yüzde 80'e, basma yüksekliğini yüzde 64'e, gücü ise yüzde 51'e indirir. Değişken debili sistemlerde en büyük enerji kazancı buradan gelir. (Detay: Frekans Konvertörlü Pompa Nedir? Gerçekten Elektrik Tasarrufu Sağlar mı?)

Debi hesaplandıktan sonra pompa seçimi üç adımda tamamlanır: debiye karşılık gelen basma yüksekliğini hesaplayın, bu iki değerin kesiştiği noktayı BEP'e yakın karşılayan gamı seçin, sonra emiş koşullarını NPSH ile doğrulayın. Debiye emniyet payı eklemek yaygın bir alışkanlıktır ama yüzde 10'u geçmemelidir; yüzde 30 pay eklemek pompayı BEP'in sağına iter ve verimi düşürür.

• 1-6 m³/h ve tek konut — Kompakt sabit basınçlı üniteler uygundur; Grundfos SCALA2 tipik olarak bu bandı 45 mSS mertebesine kadar karşılar, kurulum tek parçadır, ayrı genleşme tankı ve basınç şalteri gerektirmez
• 5-25 m³/h ve apartman — Dikey çok kademeli frekans konvertörlü gruplar uygundur; Lowara e-SV ve eşdeğer gamlar iki ya da üç pompalı grup hâlinde kurulur, kısmi yükte tek pompa çalışır
• 1-16 m³/h ve kuyu — 4 inç dalgıç gamları uygundur; Grundfos SP serisi kademe sayısıyla basma yüksekliğini, çark seçimiyle debiyi ayrı ayrı belirler, motor soğutma hızı doğrulanmalıdır
• 0,5-15 m³/h ve kapalı devre ısıtma — Islak rotorlu elektronik sirkülasyon pompaları uygundur; Grundfos MAGNA3 ve Wilo Stratos MAXO gamları EEI değeri 0,20 altında çalışır ve debiyi kontrol moduna göre kendisi ayarlar
• 30-180 m³/h ve yangın — Sertifikalı yangın pompa setleri zorunludur; anma debisinin yüzde 150'sinde anma basıncının en az yüzde 65'ini üretme şartı seçimi belirler, konfor pompası bu görevde kullanılamaz
• Değişken debili her uygulama — Frekans konvertörlü çözüm uygundur; debi talebi gün içinde yüzde 40'ın altına iniyorsa yatırım kendini enerji tarafında geri öder, sabit debili uygulamada gerek yoktur
• Kirli su ve foseptik — Açık ya da yarı açık çarklı dalgıç pompalar uygundur; debi hesabında katı geçiş çapı ve minimum 0,7 m/s taşıma hızı, verimden önce gelir

Seçimde ikinci karşılaştırma, tek büyük pompa ile paralel çoklu grup arasındadır. Tek pompa daha ucuz bir yatırım kalemidir, daha az yer kaplar ve kontrolü basittir; ancak arıza hâlinde sistem tamamen durur ve kısmi yükte verim düşer. Paralel grup, hesaplanan debiyi iki ya da üç pompaya böler; bir pompa arızalansa bile sistem kısmi kapasiteyle çalışmayı sürdürür ve düşük talepte tek pompa BEP'e yakın çalışır.

Hüküm şudur: kesintinin kabul edilemez olduğu apartman, otel, hastane ve ticari bina uygulamalarında paralel grup seçilir. Tek konut, villa ve bahçe sulama gibi kısa kesintinin tolere edildiği uygulamalarda tek pompa yeterlidir. Paralel çalışmada debiler toplanır, basma yüksekliği toplanmaz; iki adet 6 m³/h pompayı paralel bağlamak 12 m³/h verir, basma yüksekliği tek pompanın değerinde kalır. Pompa seçim adımlarının tamamı için rehberimize bakabilirsiniz. (Detay: Pompa Seçimi Nasıl Yapılır? Debi ve Basma Yüksekliği Hesaplama Rehberi)

Marka ve gam alternatifleri için markalar sayfamıza bakabilirsiniz. (Detay: markalar sayfamız)