Pompalarda mSS Nedir? 10 mSS Kaç Bar Eder?

mSS, metre su sütunu ifadesinin kısaltmasıdır ve basıncı uzunluk cinsinden anlatan bir birimdir. 1 mSS, 4 °C'deki saf sudan oluşan 1 metre yüksekliğindeki bir sütunun tabanında oluşturduğu basınçtır. Sayısal karşılığı 9.806,65 Pa, yani yaklaşık 0,0981 bardır. Türkçe kataloglarda mSS, İngilizce kataloglarda mH2O veya m, Fransızca kataloglarda mCE, Almanca kataloglarda mWS biçiminde yazılır; dördü de aynı büyüklüktür.

Birimin mantığı, basıncın tanımından gelir. Basınç, birim alana düşen kuvvettir. Bir su sütununun tabanına uyguladığı kuvvet, sütunun ağırlığıdır; ağırlık ise yoğunluk, yerçekimi ivmesi ve yükseklik ile belirlenir. Bu üç büyüklük çarpıldığında doğrudan basınç çıkar. Yani su sütununun yüksekliğini söylemek, basıncı söylemekle eşdeğerdir. Tesisatçının kafasındaki resim de zaten budur: suyu kaç metre yukarı çıkarabiliyorum?

Pompa kataloglarında bu değer basma yüksekliği başlığı altında verilir ve H harfiyle gösterilir. Basma yüksekliği, pompanın emme ağzı ile basma ağzı arasında ürettiği enerji farkının su sütunu cinsinden karşılığıdır. Bir pompa 45 mSS basma yüksekliği veriyorsa, ideal koşulda suyu 45 metre yukarı taşıyabilir ya da eşdeğer olarak 4,41 bar basınç farkı üretebilir. İki cümle aynı şeyi söyler.

mmSS nedir sorusunun cevabı ise ölçek meselesidir. mmSS, milimetre su sütunudur ve 1 mSS'nin binde biridir; 1 mmSS = 9,80665 Pa'dır. Havalandırma kanallarında, filtre basınç kayıplarında ve fan eğrilerinde basınç farkları çok küçük olduğu için mSS yerine mmSS ya da Pa kullanılır. Bir torba filtrenin kirlilik eşiği 250 Pa ise, bu yaklaşık 25,5 mmSS demektir. Havalandırma ekipmanı gamımızı inceleyebilirsiniz. (Detay: Havalandırma)

10 mSS, 0,98 bar eder. Tam değer 0,980665 bardır ve pratikte 0,98 bar olarak kullanılır. Bu sonuç ezberlenmez, üç satırda hesaplanır. Suyun yoğunluğu 1000 kg/m³, standart yerçekimi ivmesi 9,80665 m/s² ve yükseklik 10 m alınır.

Birinci adım, formülü yazmaktır: p = ρ × g × h. Burada p basınç Pa, ρ yoğunluk kg/m³, g yerçekimi ivmesi m/s² ve h su sütunu yüksekliği m cinsindendir. İkinci adım, değerleri yerine koymaktır: p = 1000 × 9,80665 × 10. Üçüncü adım, çarpımı yapmaktır: p = 98.066,5 Pa. Dördüncü adım, Pa'yı bara çevirmektir; 1 bar = 100.000 Pa olduğu için 98.066,5 ÷ 100.000 = 0,9807 bar bulunur.

Sonuç şudur: 10 mSS = 98.066,5 Pa = 98,07 kPa = 0,9807 bar = 980,7 mbar. Yaygın olarak 10 mSS eşittir 1 bar denmesi, yüzde 2 mertebesinde bir yuvarlamadır. Küçük tesisatta bu fark önemsizdir; 60 mSS mertebesinde bir yangın pompasında ise 60 mSS yerine 6 bar demek, 0,12 barlık bir sapma yaratır ve emniyet payının içinde kalır. Ancak emiş tarafı hesaplarında ve NPSH kontrolünde 0,98 katsayısı kullanılmalıdır, çünkü orada pay zaten dardır.

Aynı hesap her yükseklik için tekrarlanabilir. 1 mSS = 0,0981 bar, 5 mSS = 0,490 bar, 20 mSS = 1,961 bar, 30 mSS = 2,942 bar, 45 mSS = 4,413 bar, 60 mSS = 5,884 bar, 100 mSS = 9,807 bardır. Kafadan hesap için kullanılabilecek kısayol şudur: mSS değerini 10'a bölün, çıkan sayıdan yüzde 2 düşün. 45 mSS için 4,5 bar bulunur, yüzde 2 düşülünce 4,41 bar çıkar ve tam sonuca oturur.

Sıcaklık bu sonucu bir miktar değiştirir. Suyun yoğunluğu 4 °C'de 1000 kg/m³, 20 °C'de 998,2 kg/m³, 60 °C'de 983,2 kg/m³ ve 80 °C'de 971,8 kg/m³'tür. 80 °C'lik su ile çalışan bir ısıtma devresinde 10 metrelik sütun 971,8 × 9,80665 × 10 = 95.303 Pa, yani 0,953 bar üretir. Fark yüzde 3 mertebesindedir ve kat sayısı yüksek binaların statik basınç hesabında görünür hâle gelir. Isıtma sistemi ürün grubumuza bakabilirsiniz. (Detay: Isıtma)

1 bar, 10,197 mSS eder. Pratikte 10,2 mSS olarak kullanılır. Ters dönüşüm aynı formülün h için çözülmesiyle bulunur: h = p ÷ (ρ × g). Değerler yerine konduğunda h = 100.000 ÷ (1000 × 9,80665) = 10,197 m çıkar. Milimetre cinsinden yazılırsa 1 bar = 10.197 mmSS olur.

1 bar kaç mSS sorusu sahada genellikle manometre okuması bir kata çevrilirken sorulur. Kazan dairesindeki manometre 4,0 bar gösteriyorsa, bu basınç 4,0 × 10,197 = 40,8 metrelik bir su sütununu dengeleyebilir demektir. Manometrenin bulunduğu kottan 40,8 metre yukarıda suyun basıncı sıfıra iner. Aradaki her katın bir bedeli vardır ve bu bedel doğrudan metreyle ölçülür.

Sık kullanılan bir başka soru da 1 kPa kaç mSS eder biçimindedir. 1 kPa = 1000 Pa olduğu için karşılığı 1000 ÷ 9.806,65 = 0,102 mSS, yani 102 mmSS'dir. Ters yönde 1 mSS = 9,807 kPa'dır. Avrupa kaynaklı hidrolik hesap yazılımları basınç kaybını çoğunlukla kPa ya da Pa/m cinsinden verdiği için bu iki katsayı proje okurken sürekli kullanılır.

Bir de eski ama hâlâ karşılaşılan bir birim vardır: kg/cm². 1 kg/cm² = 98.066,5 Pa = 0,98066 bar = tam olarak 10 mSS'dir. Yani kg/cm² ile mSS arasındaki dönüşüm tamı tamına 10 katsayısıyla yapılır; ara yuvarlama gerekmez. Eski Türk imalatı manometrelerin ve bazı vana etiketlerinin kg/cm² yazması bu yüzden aslında işi kolaylaştırır.

p = ρ × g × h, hidrostatik basınç bağıntısıdır ve durgun bir akışkan sütununun tabanındaki basıncı verir. Üç girdi ister: akışkanın yoğunluğu, yerçekimi ivmesi ve düşey yükseklik. Formülün en kritik özelliği, yatay mesafeyi hiç dikkate almamasıdır; 200 metre yatay giden ama 3 metre yükselen bir hatta statik basınç farkı yalnızca 3 metrelik sütuna karşılık gelir.

Birimlerin tutarlılığı hesabın yarısıdır. ρ kg/m³, g m/s², h m verildiğinde sonuç doğrudan Pa çıkar. Yoğunluğu yanlışlıkla g/cm³ cinsinden yazmak sonucu bin katı saptırır. Yerçekimi ivmesi için 9,81 m/s² yeterlidir; 9,80665 tam değeridir ve normal tesisat hesabında dördüncü haneye kadar fark yaratmaz. Türkiye'nin enlemlerinde yerel g değeri 9,799 ile 9,806 m/s² arasında değişir ve bu değişim pompa seçiminde ihmal edilir.

Örnek bir uygulama yapalım. Bir binanın en üst kattaki deposu, kazan dairesindeki manometreden 27 metre yukarıdadır ve boru saf su ile doludur. Statik basınç farkı p = 1000 × 9,81 × 27 = 264.870 Pa'dır. Bara çevirdiğinizde 2,649 bar bulunur. Kazan dairesindeki manometre pompa dururken 3,4 bar gösteriyorsa, üst kattaki depo girişinde kalan basınç 3,4 eksi 2,649 eşittir 0,75 bardır. Bu değer bir armatürü besleyemez; ancak bir depoyu doldurmaya yeter.

Formül ters yönde de kullanılır. Bir kotta olması gereken basıncı biliyorsanız, pompa çıkışında olması gereken basıncı bulmak için aradaki yüksekliğin karşılığını eklersiniz. Üst kattaki duş başlığında 1,5 bar isteniyorsa, kazan dairesinde en az 1,5 artı 2,649 eşittir 4,15 bar olmalıdır; buna bir de sürtünme kaybı eklenir. İşte pompa basma yüksekliği hesabı bu üç kalemin toplamıdır: statik yükseklik, gerekli artık basınç ve sürtünme kaybı.

Formülün ihmal ettiği tek şey hızdır. Hareket hâlindeki bir akışkanda toplam enerji, statik basınç ile hız yüksekliğinin toplamıdır ve hız yüksekliği v² ÷ (2 × g) bağıntısıyla bulunur. 2 m/s hızda bu terim 2² ÷ (2 × 9,81) = 0,20 mSS eder; yani 0,02 bar. Tesisat hızları 0,5-3 m/s bandında kaldığı için hız yüksekliği çoğu hesapta ihmal edilir, ancak pompa emiş ağzı gibi kritik noktalarda dikkate alınır.

Aşağıdaki liste, mekanik tesisatta karşılaşılan bütün basınç birimlerini tek referansa bağlar. Her satır, soldaki bir birimin diğer birimler cinsinden karşılığını verir. Değerler 4 °C'deki saf su ve standart yerçekimi ivmesi 9,80665 m/s² esas alınarak hesaplanmıştır.

• 1 bar — 100.000 Pa = 100 kPa = 1.000 mbar = 10,197 mSS = 10.197 mmSS = 1,0197 kg/cm² = 14,50 psi
• 1 mSS — 9.806,65 Pa = 9,807 kPa = 0,09807 bar = 98,07 mbar = 1.000 mmSS = 0,1 kg/cm² = 1,422 psi
• 1 mmSS — 9,80665 Pa = 0,0098 kPa = 0,0000981 bar = 0,0981 mbar = 0,001 mSS
• 1 kPa — 1.000 Pa = 0,01 bar = 10 mbar = 0,102 mSS = 102 mmSS = 0,145 psi
• 1 Pa — 0,001 kPa = 0,00001 bar = 0,01 mbar = 0,102 mmSS = 0,000102 mSS
• 1 mbar — 100 Pa = 0,1 kPa = 0,001 bar = 10,197 mmSS = 0,0102 mSS
• 1 kg/cm² — 98.066,5 Pa = 98,07 kPa = 0,98067 bar = tam 10 mSS = 14,22 psi
• 1 atm (standart atmosfer) — 101.325 Pa = 101,325 kPa = 1,01325 bar = 10,33 mSS = 760 mmHg
• 1 psi — 6.894,76 Pa = 6,895 kPa = 0,06895 bar = 0,703 mSS = 703 mmSS
• 1 ftH2O (feet su sütunu) — 2.989 Pa = 2,989 kPa = 0,02989 bar = 0,3048 mSS

Listenin kullanımında iki kural vardır. Birincisi, mSS ve mmSS suya bağlı birimlerdir; akışkan su değilse ya da yoğunluk belirgin biçimde farklıysa dönüşüm katsayısı da değişir. İkincisi, Pa, kPa ve bar akışkandan bağımsızdır; her koşulda aynı kalırlar. Bu yüzden farklı akışkanlarla çalışan sistemlerde hesabı Pa cinsinden yürütüp sonucu sunum için mSS'ye çevirmek en güvenli yoldur.

Kayıp hesaplarında bir başka birim daha görülür: Pa/m ya da mmSS/m. Bu, boru metresi başına düşen sürtünme kaybıdır. Konfor tesisatında ekonomik tasarım bandı tipik olarak 100-250 Pa/m'dir; yani 10-25 mmSS/m. 60 metrelik bir hat 150 Pa/m ile boyutlandırıldığında düz boru kaybı 60 × 150 = 9.000 Pa = 0,918 mSS eder. Yerel kayıplar için buna genellikle yüzde 25-40 ilave edilir. Boru ve bağlantı elemanları grubumuzu inceleyebilirsiniz. (Detay: Tesisat)

İthal kataloglarda aynı büyüklük farklı kısaltmalarla yazılır: Fransızca mCE, Almanca mWS, İngilizce mH2O; üçü de mSS ile birebir aynıdır. Anglo-Sakson kataloglarda ise psi ve ftH2O görülür. 1 psi = 0,0689 bar = 0,703 mSS, 1 mSS = 1,422 psi, 1 ftH2O = 0,3048 mSS eder. Debi de gpm cinsindendir ve 1 US gpm = 0,2271 m³/h yapar; 500 gpm anma debili bir yangın pompası 113,6 m³/h demektir. Basınç ve debi birimlerini birlikte çevirmeden eğri karşılaştırmak en sık yapılan katalog okuma hatasıdır. Yangın sistemleri ürün grubumuzu inceleyebilirsiniz. (Detay: Yangın)

Pompa katalogları basma yüksekliğini metre cinsinden verir, çünkü bir santrifüj pompanın ürettiği basma yüksekliği akışkanın yoğunluğundan bağımsızdır; ürettiği basınç ise bağımlıdır. Çark, akışkana kinetik enerji verir ve bu enerji yükseklik cinsinden sabittir. Aynı pompa suyla da, yoğunluğu 1050 kg/m³ olan glikollü karışımla da, yoğunluğu 850 kg/m³ olan bir yağla da aynı metreyi üretir; ancak manometrede okunacak bar değerleri üçünde de farklı olur.

Bunun sebebi çarkın çalışma mantığındadır. Çark, akışkanı çevresel hıza ulaştırır ve salyangoz gövde bu hızı basınca dönüştürür. Kazanılan enerji, birim kütle başına iş cinsindendir; kütle başına iş ise doğrudan yükseklik demektir. Dolayısıyla pompanın eğrisi metre cinsinden çizildiğinde, akışkan değişse bile eğri yerinde kalır. Katalog metre kullanarak tek bir eğriyi bütün akışkanlar için geçerli kılar.

Bar cinsinden çizilmiş bir eğri ise yalnızca tek bir akışkan ve tek bir sıcaklık için geçerli olurdu. Grundfos CR dikey çok kademeli pompa gamı, Lowara e-HM yatay çok kademeli gamı ve Wilo ile Standart Pompa gamları eğrilerini bu nedenle metre ekseninde yayımlar. Ürün karşılaştırırken iki farklı markanın eğrisini üst üste koyabilmenizin tek sebebi de budur. Marka gamlarını inceleyebilirsiniz. (Detay: markalar sayfamız)

Metrenin ikinci avantajı, tesisatın kendi diliyle örtüşmesidir. Bir bina projesinde kotlar zaten metre cinsindendir. En uzak armatürün kotu, pompa ekseninin kotu ve depo su seviyesi metre olarak bilinir. Basma yüksekliğini metre cinsinden yazmak, bu üç sayıyı çevirmeden toplamayı mümkün kılar. Bar kullanmak, her toplamada 10,197 katsayısıyla ileri geri gitmek demektir ve hata olasılığını artırır.

Yalnız bir istisna vardır: emme tarafında ve genleşme tankı hesabında akışkanın mutlak basıncı belirleyicidir ve orada Pa ya da bar daha sağlıklı bir dildir. Kavitasyon kontrolünde metre kullanılır ama metreler mutlaka aynı akışkanın metresi olmalıdır. Kavitasyonun mekanizması ve NPSH hesabı için ilgili rehberimize bakabilirsiniz. (Detay: Pompa Kavitasyonu Nedir, Nasıl Önlenir?)

Akışkanın yoğunluğu arttığında pompanın metre cinsinden basma yüksekliği değişmez, ancak ürettiği bar cinsinden basınç ve çektiği güç yoğunlukla doğru orantılı olarak artar. Bu, ısı pompası devrelerinde ve donma riski olan dış hatlarda kullanılan glikollü karışımlarda doğrudan karşımıza çıkan bir sonuçtur. Karışımın yoğunluğu suyunkinden yüksektir, viskozitesi de öyle.

Sayısal örnek üzerinden gidelim. Yüzde 30 etilen glikol karışımının 20 °C'deki yoğunluğu yaklaşık 1050 kg/m³'tür. Bir Grundfos MAGNA3 sirkülasyon pompası bu devrede 12 mSS basma yüksekliği üretiyorsa, ürettiği basınç farkı p = 1050 × 9,80665 × 12 = 123.564 Pa, yani 1,236 bardır. Aynı pompa saf su ile çalıştığında aynı 12 metre için p = 1000 × 9,80665 × 12 = 117.680 Pa, yani 1,177 bar üretir.

Fark yüzde 5 mertebesindedir ve sistem basınç sınırlarını zorlamaz, ama mil gücünde aynı oranda bir artış demektir. Mil gücü P = ρ × g × Q × H ÷ verim bağıntısıyla hesaplandığı için yoğunluk doğrudan çarpan olarak girer. 12 mSS ve 6 m³/h işletme noktasında suyla 260 W çeken bir pompa, aynı noktada glikollü karışımla yaklaşık 273 W çeker. Yıllık 5.000 saatlik çalışmada bu, yaklaşık 65 kWh/yıl ek tüketim eder.

Viskozite etkisi ise yoğunluk etkisinden daha büyüktür ve tersi yöndedir: viskozite arttıkça pompanın gerçek eğrisi aşağı kayar, verim düşer. Yüzde 30 glikollü karışımda tipik olarak debide yüzde 3-5, basma yüksekliğinde yüzde 2-4 ve verimde yüzde 5-10 mertebesinde bir düşüş beklenir; kesin değerler karışım oranına ve sıcaklığa göre değişir. Bu yüzden glikollü devrelerde pompa seçimi, su için hesaplanan noktaya küçük bir pay eklenerek yapılır.

Pratik hüküm nettir. Glikollü bir devrede pompa seçerken hesabı önce suyla yapın, ardından debiye yüzde 5 ve basma yüksekliğine yüzde 5 pay ekleyin. Motor gücünü ise yoğunluk oranı olan 1,05 katsayısıyla kontrol edin. Katalogdaki metre değerini değiştirmeye çalışmayın; değişen metre değil, o metrenin bar ve watt karşılığıdır. Sirkülasyon pompası seçim kriterlerinin tamamı için rehberimize bakabilirsiniz. (Detay: Sirkülasyon Pompası Seçimi)

Mutlak basınç, tam boşluk yani sıfır basınç referans alınarak ölçülen basınçtır. Gösterge basıncı ise ortam atmosfer basıncı referans alınarak ölçülen ve manometrede okunan basınçtır. İkisi arasındaki fark, deniz seviyesinde 1,01325 bardır. Bağıntı şudur: mutlak basınç eşittir gösterge basıncı artı atmosfer basıncı.

Manometreler gösterge basıncı gösterir. Boşta duran bir manometre sıfır okuyorsa, bu içinde hiç basınç olmadığı anlamına gelmez; içindeki basınç atmosfer basıncına eşit demektir. Bu ayrım günlük işlerde önemsizdir, çünkü basma tarafında yalnızca fark önemlidir. Ancak emiş tarafında, kavitasyon hesabında ve genleşme tankı ön basıncı ayarında mutlak basınç kullanılmak zorundadır; aksi hâlde sonuç bir tam atmosfer, yani 10,33 mSS kadar sapar.

• Referans noktası — Mutlak basınç: tam boşluk (0 Pa); Gösterge basıncı: ortam atmosfer basıncı
• Ölçüm aracı — Mutlak basınç: mutlak basınç transmitteri veya barometre destekli hesap; Gösterge basıncı: standart manometre, bar ya da kg/cm² skalalı
• Alabildiği en küçük değer — Mutlak basınç: 0 bar mutlak, negatif olamaz; Gösterge basıncı: eksi 1 bara kadar iner, vakum bölgesidir
• Deniz seviyesinde 3,0 bar okuyan manometre — Mutlak basınç: 4,013 bar mutlak; Gösterge basıncı: 3,0 bar
• Nerede kullanılır — Mutlak basınç: NPSH hesabı, buhar basıncı karşılaştırması, genleşme tankı gaz hacmi, vakum sistemleri; Gösterge basıncı: pompa çıkış basıncı, hidrofor açma ve kapama ayarı, armatür artık basıncı
• Yükseklikle davranış — Mutlak basınç: rakım arttıkça atmosfer düştüğü için mutlak değer de düşer; Gösterge basıncı: rakımdan doğrudan etkilenmez, referans zaten yerel atmosferdir
• Tipik hata — Mutlak basınç: atmosferi eklemeyi unutmak, NPSHa'yı 10,33 mSS eksik hesaplamak; Gösterge basıncı: vakum bölgesindeki değerleri pozitif yazmak

Genleşme tankı ön basıncı ayarında da aynı ayrım işler. Tankın gaz tarafı ön basıncı, sistem soğukken ve tank su tarafı boşken manometreyle ölçülür; bu bir gösterge basıncıdır. Tank hacmi hesabında ise gaz yasası kullanıldığı için mutlak basınçla çalışılır ve hem ön basınca hem son basınca 1,013 bar eklenir. Bu adım atlandığında tank hacmi belirgin biçimde küçük çıkar. Hesabın tamamı için rehberimizi inceleyebilirsiniz. (Detay: Genleşme Tankı Hesabı)

Standart atmosfer basıncı 101.325 Pa'dır ve su sütunu cinsinden karşılığı 101.325 ÷ 9.806,65 = 10,33 metredir. Bu sayı, deniz seviyesinde bir borudan suyu vakumla en fazla 10,33 metre yukarı çekebileceğinizin teorik sınırıdır. Havanın ağırlığı, su yüzeyini yalnızca bu kadar itebilir; ötesi fiziksel olarak mümkün değildir.

Rakım bu sınırı düşürür. Atmosfer basıncı yaklaşık her 1.000 metre yükseklikte yüzde 11-12 azalır. Deniz seviyesinde 10,33 mSS olan değer, 1.000 metrede yaklaşık 9,17 mSS, 1.500 metrede yaklaşık 8,63 mSS, 2.000 metrede ise yaklaşık 8,10 mSS'ye iner. Ankara mertebesinde bir rakımda kendinden emişli bir pompanın emme kapasitesi, aynı modelin İstanbul'daki kapasitesinden yaklaşık 1 metre daha düşüktür ve bu fark saha şikâyetlerinin sessiz sebebidir.

Suyun buhar basıncı da bu bütçeden pay alır. 20 °C'deki suyun buhar basıncı 2.337 Pa, yani 0,238 mSS'dir. 40 °C'de 7.375 Pa yani 0,752 mSS, 60 °C'de 19.932 Pa yani 2,03 mSS, 80 °C'de 47.373 Pa yani 4,83 mSS olur. Su sıcaklığı arttıkça emilebilecek yükseklik hızla azalır; 80 °C'lik suyu emiş tarafından çekmeye çalışmak, teorik bütçenin neredeyse yarısını baştan harcamak demektir.

Bu üç kalem birleştiğinde ortaya net bir bütçe tablosu çıkar. Deniz seviyesinde ve 20 °C'de emiş tarafındaki toplam bütçe 10,33 eksi 0,24 eşittir 10,09 mSS'dir. Bundan emiş hattı sürtünme kaybı ve pompanın katalogdan okunan NPSHr değeri düşülür; kalan sayı, pompanın su yüzeyinden kaç metre yukarıda durabileceğini verir. Emiş hattı boyu ve dirsek sayısı bu bütçeyi hızla tüketir.

Kendinden emişli pompa kaç metre emer sorusunun pratik cevabı 7-8 metredir; teorik sınır 10,33 metre olsa da bu değere sahada ulaşılmaz. Aradaki 2-3 metrelik fark, emiş hattı sürtünme kaybı, pompanın kendi NPSHr gereksinimi, su sıcaklığı ve rakımdan gelir. Katalogda 8 m emme yazan bir pompa, ideal koşullarda ve kısa emiş hattıyla bu değere yaklaşır; 15 metrelik ve üç dirsekli bir hatta ise 6 metrede kalır.

Bütçeyi somut bir örnekle görelim. Deniz seviyesinde, 20 °C su ile çalışan bir kuyu üstü pompası düşünelim. Toplam bütçe 10,33 mSS'dir. Buhar basıncı payı 0,24 mSS, pompanın 4 m³/h debideki NPSHr değeri 3,0 mSS, emiş hattı sürtünme kaybı 1,2 mSS'dir. Kalan emiş yüksekliği 10,33 eksi 0,24 eksi 3,00 eksi 1,20 eşittir 5,89 metredir. Güvenlik payı olarak 0,5 mSS ayrıldığında pratik sınır 5,4 metreye iner.

Aynı kurulum 1.200 metre rakımda yapılırsa atmosfer basıncı yaklaşık 8,96 mSS'ye düşer ve kalan emiş yüksekliği 8,96 eksi 0,24 eksi 3,00 eksi 1,20 eşittir 4,52 metre olur. Aynı pompa, aynı boru, aynı su; tek fark rakım. Sonuç 1,37 metre daha düşük bir emiş kapasitesidir. Bu yüzden proje raporlarında rakım bilgisi bir formalite değil, hesabın girdisidir.

Emiş hattı tasarımının üç kuralı bu bütçeyi korur. Birincisi, emiş borusu basma borusundan bir çap büyük seçilir ve emiş hızı 1,0 m/s'nin altında tutulur. İkincisi, emiş hattı pompaya doğru sürekli yükselen bir eğimle çekilir; ters eğim hava cebi yapar ve pompa emişini kaybeder. Üçüncüsü, emiş tarafına dirsek ve rakor yığmak yerine mümkün olan en kısa yol seçilir. Her ilave dirsek, bütçeden 0,2-0,4 mSS götürür.

Emiş yüksekliği 8 metreyi aşan durumlarda kendinden emişli pompa yerine dalgıç pompa ya da kuyu içine indirilmiş bir emiş grubu tercih edilir. Alternatif olarak pompa su seviyesine yakın bir kota indirilir; bu, hiçbir hesap gerektirmeyen ve en güvenilir çözümdür. Suya yakın konumlanan bir pompa, emiş tarafında negatif değil pozitif yük ile çalışır ve kavitasyon riski neredeyse ortadan kalkar. Pompa gamımızı inceleyebilirsiniz. (Detay: Pompa Sistemleri)

Bir kat kaç mSS sorusunun cevabı kat yüksekliğine bağlıdır ve konutlarda tipik değer 3,0 metredir. 3,0 metrelik bir kat 3,0 mSS, yani 0,294 bar eder. Pratikte bir kat için 0,3 bar kabul edilir. Ticari yapılarda kat yüksekliği 3,5-4,0 metreye çıkar ve karşılığı 0,34-0,39 bar olur; asma tavan içindeki dağıtım borusu da hesaba katılırsa fark büyür.

Kat sayısından toplam statik yükü bulmak kolaydır. Bodrumdaki pompa ekseninden en üst kattaki armatüre kadar olan kat sayısını kat yüksekliğiyle çarpın, üzerine armatürün döşemeden yüksekliğini ekleyin. Sekiz katlı bir apartmanda pompa bodrumda, en üst daire yedinci normal katta ve kat yüksekliği 3,0 metre ise düşey mesafe 8 × 3,0 = 24 metredir. Duş başlığının döşemeden yüksekliği 2,1 metre olduğunda toplam statik yük 26,1 mSS, yani 2,56 bar olur.

• 1 kat (3,0 m) — 3,0 mSS = 0,294 bar = 29,4 kPa
• 2 kat (6,0 m) — 6,0 mSS = 0,588 bar = 58,8 kPa
• 4 kat (12,0 m) — 12,0 mSS = 1,177 bar = 117,7 kPa
• 6 kat (18,0 m) — 18,0 mSS = 1,765 bar = 176,5 kPa
• 8 kat (24,0 m) — 24,0 mSS = 2,354 bar = 235,4 kPa
• 10 kat (30,0 m) — 30,0 mSS = 2,942 bar = 294,2 kPa
• 15 kat (45,0 m) — 45,0 mSS = 4,413 bar = 441,3 kPa
• 20 kat (60,0 m) — 60,0 mSS = 5,884 bar = 588,4 kPa

Bu liste, hidrofor seçiminde ilk elemeyi yapmaya yeter. Toplam basma yüksekliği, statik yük artı gerekli artık basınç artı sürtünme kaybı olarak toplanır. On katlı bir binada statik yük 30 mSS, armatürde istenen artık basınç 20 mSS ve tesisat kaybı 10 mSS ise gereken basma yüksekliği 60 mSS, yani yaklaşık 5,9 bardır. Apartman hidroforu boyutlandırmasının ayrıntısı için rehberimize bakabilirsiniz. (Detay: Apartman İçin Hidrofor Nasıl Seçilir? Kaç Daireye Kaç HP Hidrofor Gerekir?)

Yüksek binalarda basınç bölgelemesi devreye girer. Şebeke basıncının yaklaşık 60-70 mSS'yi aştığı noktada armatür ve boru bağlantıları zorlanır; TS EN 806-3 ve DIN 1988-300 kapsamındaki uygulamalarda tesisat, her biri 40-50 mSS mertebesinde bölgelere ayrılır ve alt bölgelere basınç düşürücü vana konur. Basınç düşürücü vananın seçimi ve ayarı için rehberimizi inceleyebilirsiniz. (Detay: Basınç Düşürücü Kullanımı)

Konut armatürlerinde hedeflenen akış basıncı 1,5-2,0 bar, yani 15-20 mSS'dir. Bu bant, duş başlığından tatmin edici bir debi almak ile armatür ve ek yerlerini zorlamamak arasındaki dengeyi verir. 1,0 barın altında duş debisi belirgin biçimde düşer; 4,0 barın üzerinde ise su sıçraması, gürültü ve conta aşınması başlar. TS EN 806-3, armatür tipine göre minimum akış basınçları tanımlar ve sıradan bir lavabo bataryası için tipik değer 1,0 bardır.

Armatür tipi hedefi değiştirir. Basit lavabo ve eviye bataryaları 1,0-1,5 bar ile çalışır. Yağmurlama duş başlıkları ve masaj fonksiyonlu duş sistemleri 2,0-3,0 bar ister; üretici kataloğunda bu değer akış basıncı olarak verilir. Termostatik duş bataryaları sıcak ve soğuk taraf arasında dengeli basınç ister ve iki taraf arasındaki fark 1,0 barı aşarsa sıcaklık kararlılığı bozulur. Şofben ve hidrofor kombinasyonlarında bu dengesizlik en sık karşılaşılan konfor şikâyetidir.

Üst sınır tarafında karar nettir. Armatür çıkış basıncı 5,0 barı aştığında bataryalarda damlama, ani kapanmalarda su darbesi ve esnek bağlantılarda erken yorulma görülür. Kat sayısı yüksek binaların alt katlarında basınç doğal olarak yüksektir; on katlı bir binada tepe deposundan beslenen zemin kat armatürü 30 mSS artı besleme basıncını görür. Çözüm daire girişine ya da kolon dibine basınç düşürücü vana koymaktır.

Hidrofor ayarında da aynı mantık işler. Frekans konvertörlü bir hidrofor sabit çıkış basıncı tutar ve bu değer en uzak armatürün ihtiyacına göre belirlenir. Grundfos SCALA2 gibi entegre kontrollü kompakt modeller fabrika ayarında sabit 3,0 bar çıkış tutar ve bu değer 2-3 katlı bir müstakil konut için genellikle doğrudan uygundur. Model karşılaştırması için rehberimize bakabilirsiniz. (Detay: Grundfos SCALA1 mi SCALA2 mi? Hangisini Almalısınız? Detaylı Karşılaştırma)

Yangın tesisatında hedef bant tamamen farklıdır. EN 12845 kapsamındaki sprinkler sistemlerinde en elverişsiz sprinklerde istenen basınç, tehlike sınıfına göre tipik olarak 0,5-1,0 bar mertebesinden başlar ve hidrolik hesapla belirlenir; NFPA 20 kapsamındaki pompa seçimi ise anma debisinde anma basıncını, yüzde 150 debide anma basıncının en az yüzde 65'ini vermeyi şart koşar. Yangın hidroforu seçim kriterlerine bakabilirsiniz. (Detay: Yangın Hidroforu Nasıl Seçilir?)

Aşağıdaki dört örnek, birim dönüşümünü gerçek karar noktalarına oturtur. Her örnek aynı sırayı izler: veriler, formül, işlem ve sonuç. Örnekler birbirinden bağımsızdır ve istediğiniz birinden başlayabilirsiniz.

Örnek 1, sekiz katlı bir apartmanın hidrofor basma yüksekliği. Veriler: pompa ekseni bodrumda, en üst armatür pompa ekseninden 26 m yukarıda, en uzak armatürde istenen artık basınç 1,8 bar, tesisat toplam sürtünme kaybı 9 mSS. Önce artık basıncı mSS'ye çeviriyoruz: 1,8 × 10,197 = 18,4 mSS. Toplam basma yüksekliği H = 26 artı 18,4 artı 9 eşittir 53,4 mSS'dir. Bar karşılığı 53,4 × 0,0980665 = 5,24 bardır. Katalogdan 55-60 mSS bandında basma yüksekliği veren bir hidrofor seçilir.

Örnek 2, katalog metresini manometre okumasına çevirmek. Veriler: seçilen pompa işletme noktasında 34 mSS basma yüksekliği veriyor, emiş tarafındaki manometre 1,2 bar okuyor, akışkan 20 °C su. Basma yüksekliğinin bar karşılığı 34 × 0,0980665 = 3,334 bardır. Basma tarafındaki manometrenin okuyacağı değer, emiş basıncı artı üretilen fark basıncıdır: 1,2 artı 3,334 eşittir 4,53 bar. Sahada manometre 4,5 bar civarında okuyorsa pompa eğrisi üzerinde beklenen noktada çalışıyordur.

Örnek 3, glikollü ısı pompası devresinde bar karşılığı. Veriler: devre yüzde 30 etilen glikol içeriyor, yoğunluk 1050 kg/m³, sirkülasyon pompası 9,5 mSS basma yüksekliği veriyor. Fark basıncı p = 1050 × 9,80665 × 9,5 = 97.821 Pa'dır; bara çevrilince 0,978 bar eder. Aynı 9,5 metre saf suyla 1000 × 9,80665 × 9,5 = 93.163 Pa, yani 0,932 bar üretirdi. Fark 0,046 bar, yani yüzde 5'tir ve mil gücüne aynı oranda yansır. Isı pompası ürün grubumuza bakabilirsiniz. (Detay: Isı Pompaları)

Örnek 4, emiş tarafında mutlak basınç kontrolü. Veriler: kuyu su seviyesi pompa ekseninden 6,0 m aşağıda, emiş hattı sürtünme kaybı 1,2 mSS, su sıcaklığı 20 °C, pompanın o debideki NPSHr değeri 3,0 mSS, rakım deniz seviyesi. Hesap: NPSHa eşittir 10,33 eksi 6,0 eksi 1,2 eksi 0,24 eşittir 2,89 mSS. NPSHr 3,0 mSS olduğu için NPSHa değeri NPSHr'nin altındadır ve kavitasyon kaçınılmazdır. Çözüm, pompayı 1,5 metre aşağı indirmek ya da emiş çapını büyüterek kaybı 0,5 mSS'ye düşürmektir.

Dört örneğin ortak dersi şudur: dönüşüm katsayısı tek bir sayıdır, ama hangi tarafta hangi referansın kullanılacağı örneğe göre değişir. Basma tarafında gösterge basıncı ile çalışılır, emiş tarafında mutlak basınç ile. Bu tek ayrım, birim hatalarının büyük çoğunluğunu baştan keser.

Bir pompanın gerçekten eğrisi üzerinde çalışıp çalışmadığı, emiş ve basma manometrelerinin farkı alınarak kontrol edilir. Pompanın ürettiği basma yüksekliği, basma basıncı eksi emiş basıncının mSS karşılığıdır. İki manometre farklı kotlarda ise aradaki kot farkı da hesaba eklenir. Bu ölçüm, saha teşhisinde eğri üzerinde nokta belirlemenin en hızlı yoludur.

İşlem şöyledir. Basma manometresi 5,2 bar, emiş manometresi 1,1 bar okuyor ve iki manometre arasında 0,4 metrelik kot farkı var diyelim. Fark basıncı 5,2 eksi 1,1 eşittir 4,1 bardır. mSS karşılığı 4,1 × 10,197 = 41,8 mSS'dir. Kot farkı eklenince pompanın ürettiği basma yüksekliği 42,2 mSS bulunur. Katalog eğrisinde bu basma yüksekliğine karşılık gelen debi okunur ve sistemin gerçek işletme debisi bulunur.

Ölçümün üç tuzağı vardır. Birincisi, manometrelerin sınıfıdır; sınıf 1,6 bir manometre tam skalanın yüzde 1,6'sı kadar hata yapar, 10 bar skalalı bir cihazda bu 0,16 bar yani 1,6 mSS eder. İkincisi, manometrelerin bağlandığı noktalardaki hız farkıdır; emiş ağzı basma ağzından büyükse hızlar farklıdır ve tam hesapta hız yüksekliği eklenmelidir. Üçüncüsü, sıvı dolu manometrelerin sıcaklıkta kayma yapmasıdır.

Eğri üzerinde bulunan nokta, pompa seçiminin doğruluğunu da söyler. En iyi verim noktasının yüzde 70-120 bandı dışında çalışan bir pompa, radyal yük ve titreşim üretir ve salmastra ömrü kısalır. Ölçülen debi katalog en iyi verim noktasının çok solundaysa pompa gereğinden büyük seçilmiş demektir; çözüm çark tıraşlama, kademe azaltma ya da frekans konvertörü ile devir düşürmedir. Yüksek verimli gamların karşılaştırması için rehberimize bakabilirsiniz. (Detay: Grundfos MAGNA3 Nedir? MAGNA1 ve MAGNA3 Arasındaki Farklar)

Balans vanası üzerinden yapılan ölçüm de aynı mantıkla işler. Danfoss AB-QM gibi basınçtan bağımsız balans vanaları, üzerlerindeki ölçüm nipellerinden okunan fark basıncını doğrudan debiye çevirir; okuma genellikle kPa cinsindendir ve mSS'ye çevirmek için 0,102 katsayısı kullanılır. 25 kPa okunan bir vanada fark basıncı 2,55 mSS'dir. Vana ve balans elemanları grubumuza bakabilirsiniz. (Detay: Vana Sistemleri)

Birim seçimi keyfi değildir; her uygulama alanı, hesabı en az hata ile yürüten birimi benimsemiştir. Aşağıdaki liste, tesisatın farklı bölümlerinde hangi birimin ana dil olduğunu ve neden tercih edildiğini verir.

• Pompa basma yüksekliği — Birim: mSS (m); Sebep: yoğunluktan bağımsızdır, tek eğri bütün akışkanlara uyar; Tipik aralık: konutta 20-60 mSS, yüksek binada 60-150 mSS
• Hidrofor çıkış basıncı ve ayar noktası — Birim: bar; Sebep: manometre ve presostat skalası bar; Tipik aralık: 2,5-6,0 bar
• Armatür akış basıncı — Birim: bar; Sebep: üretici katalogları bar verir; Tipik aralık: 1,0-3,0 bar, hedef 1,5-2,0 bar
• Boru sürtünme kaybı — Birim: Pa/m ya da mmSS/m; Sebep: metre başına kayıp çok küçüktür; Tipik aralık: 100-250 Pa/m
• Havalandırma kanalı ve fan basıncı — Birim: Pa ya da mmSS; Sebep: değerler bar ölçeğinin binde biri mertebesindedir; Tipik aralık: 100-1.500 Pa
• Filtre kirlilik farkı — Birim: Pa; Sebep: eşikler onlarca Pa hassasiyetinde tanımlanır; Tipik aralık: 100-450 Pa
• Isıtma devresi statik basıncı — Birim: bar; Sebep: kombi ve kazan manometresi bar; Tipik aralık: soğuk sistemde 1,0-1,5 bar
• Balans vanası fark basıncı — Birim: kPa; Sebep: üretici debi tabloları kPa üzerinden verilir; Tipik aralık: 3-50 kPa
• NPSH ve kavitasyon hesabı — Birim: mSS (mutlak); Sebep: bütün terimler aynı akışkanın metresidir; Tipik aralık: NPSHr 0,5-6,0 mSS
• Vana ve flanş anma basıncı — Birim: PN, bar cinsinden; Sebep: standart etiketleme; Tipik aralık: PN 6 ile PN 40
• Yangın pompası performansı — Birim: bar ve mSS birlikte; Sebep: EN 12845 hidrolik hesabı metre, saha manometresi bar okur; Tipik aralık: 60-120 mSS

Bu dağılım bir kural üretir: hesabı ekipmanın kendi dilinde yapın, sonucu ölçüm aracının diline çevirin. Pompa seçimini metrede yürütün, sahada manometreyi barda okuyun, kayıp hesabını Pa/m ile yapın ve toplamı mSS'ye çevirip basma yüksekliğine ekleyin. Dönüşümü hesabın ortasında değil, sonunda yapmak yuvarlama hatalarını da azaltır.