Yerden Isıtma Sistemi Nasıl Çalışır? Kollektör, Pompa ve Termostat Seçimi

Yerden ısıtma sistemi nasıl çalışır sorusunun cevabı ısı transferi denkleminde saklıdır: aktarılan ısı, yüzey alanı ile yüzey-oda sıcaklık farkının çarpımına bağlıdır. Radyatör küçük alanı yüksek sıcaklıkla telafi eder, yerden ısıtma yüksek sıcaklığı büyük alanla telafi eder. Sonuç ısı miktarı aynı olabilir, ancak gereken su sıcaklığı 70-80 °C yerine 35-45 °C'ye iner.

Isı kaynağından çıkan su, ana hatla kollektöre gelir. Kollektörün gidiş kolonundan her odanın kendi devresine dağılır; boru şap içinde salyangoz veya menderes düzeninde döşenmiş olarak odayı dolaşır ve suyu 5-8 K soğutmuş biçimde dönüş koluna geri döner. Şap boruyu sarar, ısıyı yatayda yayar ve döşeme yüzeyine homojen biçimde taşır. Yüzeyden odaya geçen ısının yaklaşık yüzde 50-60'ı ışınım, kalanı doğal taşınım yoluyla aktarılır.

Işınım payının yüksek olması konfor açısından belirleyicidir. Işınımla ısınan bir odada hava sıcaklığı, aynı konforu veren radyatörlü odaya göre 1-2 °C daha düşük tutulabilir ve her 1 °C düşüş yaklaşık yüzde 5-6 enerji tasarrufu demektir. Sistemin genel faydaları ayrı bir rehberde ele alınmıştır. (Detay: Yerden Isıtma Avantajları)

Sistemin ikinci belirleyici özelliği ataletidir. 65-75 mm kalınlığındaki bir şap tabakası metrekare başına yaklaşık 140-165 kg kütle taşır ve bu kütlenin ısıl kapasitesi yüksektir. Kollektörde vana açıldıktan sonra döşeme yüzeyinin rejim sıcaklığına ulaşması tipik olarak 1,5-3 saat sürer; kapatıldıktan sonra da benzer sürede soğur. Bu yüzden yerden ısıtma, sık aç-kapa yapılan bir sistem değil, sürekli çalışan ve gidiş sıcaklığı dış havaya göre ayarlanan bir sistemdir.

Yerden ısıtma yüzey sıcaklığı, sürekli kullanılan yaşam alanlarında yaklaşık 29 °C, banyo ve ıslak hacimlerde yaklaşık 33 °C, dış duvar boyunca uzanan kenar bölgede ise yaklaşık 35 °C ile sınırlıdır. Bu sınırlar keyfi değildir; EN 1264 serisi standardın fizyolojik konfor ve döşeme kaplaması dayanımı gerekçesiyle koyduğu üst değerlerdir. Sınır aşıldığında ayakta rahatsızlık hissi ve kaplamada boyutsal bozulma başlar.

Sınırların ısı çıkışı karşılığı EN 1264'ün yüzey denklemiyle bulunur: birim alandan verilen ısı, 8,92 sabiti ile yüzey ve oda sıcaklığı farkının 1,1 üssü çarpımına eşittir. Yaşam alanında yüzey 29 °C, oda 20 °C alındığında fark 9 K olur; 9 üssü 1,1 yaklaşık 11,2 çıkar ve 8,92 çarpı 11,2 eşittir yaklaşık 100 W/m². Yani standart bir salonda döşemeden çekilebilecek en yüksek ısı yaklaşık 100 W/m²'dir.

Banyoda hesap aynı formülle yapılır ama oda sıcaklığı 24 °C alınır. Yüzey 33 °C, oda 24 °C olduğunda fark yine 9 K'dir ve sonuç yine yaklaşık 100 W/m² çıkar. Kenar bölgede ise yüzey 35 °C, oda 20 °C alınır; fark 15 K, 15 üssü 1,1 yaklaşık 19,7 ve sonuç yaklaşık 175 W/m² olur. Kenar bölge, dış cepheden itibaren tipik olarak 0,8-1,0 m genişliğinde bir şerittir ve orada boru aralığı sıklaştırılarak bu yüksek çıkış elde edilir.

Bu üç değer proje kontrolünün en hızlı testidir. Bir odanın ısı kaybı 110 W/m² çıkıyorsa o oda yalnız yerden ısıtmayla ısıtılamaz; ya yalıtım iyileştirilecek ya da fark radyatör, havlupan veya fan coil ile karşılanacaktır. Karma sistemlerde düşük sıcaklıklı ikinci ısıtıcı seçimi ayrı bir konudur. (Detay: Fan Coil Nedir? 2 Borulu ve 4 Borulu Fan Coil Sistemleri Arasındaki Farklar)

Yerden ısıtma katman kesiti alttan üste doğru şudur: taşıyıcı döşeme, buhar kesici, ısı yalıtımı, kenar bandı ile çevrelenmiş boru tabakası, şap ve kaplama. Katmanların sırası ısı akışını yukarı zorlamak ve nemi şaptan uzak tutmak üzere kurgulanır. Sıra bozulduğunda, örneğin buhar kesici yalıtımın üstüne konduğunda, yalıtım nem alır ve ısıl iletkenliği yükselir.

Alt yalıtımın direnci kullanım yerine göre değişir. Toprağa oturan zeminlerde ısıl direncin yaklaşık 1,25 m²K/W, ısıtılmayan bir hacmin üzerinde yaklaşık 0,75 m²K/W, ısıtılan iki kat arasında yine yaklaşık 0,75 m²K/W mertebesinde olması beklenir. Dış havaya açık geçit ve balkon altı gibi yerlerde bu değer 2,0 m²K/W'a kadar çıkar. EPS-T levhalarda 30-50 mm, XPS'te 20-40 mm bu direnç bandını karşılar; kesin kalınlık levhanın ısı iletim katsayısına göre hesaplanır.

Kenar bandı, şapın ısınınca genleşmesine yer açan 8-10 mm kalınlığındaki köpük şerittir ve duvar-kolon çevresinin tamamını dolaşır. Görevi iki katlıdır: şapın duvara sürtünerek çatlamasını engeller ve şaptan duvara ısı köprüsü oluşmasını keser. Şap dökülmeden kesilmesi ya da köşelerde eksik bırakılması, ısınma sonrası şap çatlağının en yaygın nedenidir. Kaplama serildikten sonra fazlalık kısım yüzey hizasından kesilir.

Şap alanı da sınırlıdır. Genleşme derzleriyle bölünen tek bir şap tarlasının 40 m²'yi, en uzun kenarının 8 m'yi ve kenar oranının 2 katını aşmaması istenir. Kapı boşluklarında derz zorunludur. Derzden boru geçirmek gerekiyorsa boru en az 30 cm boyunca kılıf içine alınır. Bir devrenin iki farklı şap tarlasında dolaşması, derz hareketinde boru zorlanması demektir ve tasarımda kaçınılır.

Yerden ısıtma şap kalınlığı, boru üstünde en az 45 mm örtü kalacak biçimde seçilir. 16 mm çaplı boru için toplam şap kalınlığı yaklaşık 61-65 mm, 17 mm boru için 62-67 mm, 20 mm boru için 65-75 mm olur. Bu örtü kalınlığı hem yükü dağıtmak hem de yüzeyde boru izinin sıcaklık dalgalanması olarak hissedilmesini önlemek içindir.

Çimento esaslı şaplarda C16/20 sınıfı ve akışkanlaştırıcı katkı kullanımı standarttır; katkı olmadan aynı işlenebilirlik için su eklenir, su fazlası ise dayanımı düşürür ve büzülme çatlağı üretir. Anhidrit yani kalsiyum sülfat esaslı akışkan şaplarda örtü kalınlığı 40-45 mm'ye inebilir, çünkü akışkan şap boruyu boşluksuz sarar ve ısıl iletkenliği çimento şapa göre yaklaşık yüzde 20-30 daha yüksektir.

Kalınlık ile atalet arasındaki ilişki doğrudandır. Örtü 45 mm'den 70 mm'ye çıktığında yüzeyin rejime ulaşma süresi yaklaşık 1,5 katına çıkar, buna karşılık gece boyunca yüzey sıcaklığındaki düşüş azalır. Isı pompasıyla çalışan sistemlerde kalın şap avantajdır; hızlı tepki istenen ofis ve okulda ince örtülü akışkan şap tercih edilir.

Kaplamanın ısıl direnci de bu denklemin parçasıdır. Kaplama direnci arttıkça aynı yüzey sıcaklığı için gidiş suyu sıcaklığını yükseltmek gerekir. Seramik ve doğal taş yaklaşık 0,01-0,02 m²K/W ile en düşük dirençli, 14 mm parke yaklaşık 0,10 m²K/W, kalın halı ise 0,15 m²K/W'ın üzerinde dirence sahiptir. Kaplama direncinin 0,15 m²K/W'ı aşması, ısı çıkışını yaklaşık yüzde 30-40 düşürür ve projede bunun karşılığı gidiş sıcaklığını 5-8 K yükseltmektir.

Yerden ısıtma borusu, çapraz bağlı polietilen PE-X veya yükseltilmiş sıcaklık dayanımlı polietilen PE-RT malzemeden üretilir. PE-X, moleküler zincirleri kimyasal ya da ışınla çapraz bağlanmış, şekil hafızası olan ve yüksek sıcaklıkta sürünme dayanımı daha yüksek borudur. PE-RT ise çapraz bağ içermeyen, kristal yapısı özel olarak düzenlenmiş, kaynakla birleştirilebilen borudur. Her ikisi de yerden ısıtmanın 35-45 °C çalışma bandında güvenle kullanılır.

PE-X mi PE-RT mi sorusunun cevabı uygulama pratiğinde ayrışır. Karşılaştırma maddeleri şöyledir:

• Sürekli çalışma sıcaklığı dayanımı — PE-X 95 °C mertebesinde, PE-RT tip II 80-90 °C mertebesinde; yerden ısıtmanın 45 °C bandında ikisi de fazlasıyla yeterli
• Şekil hafızası — PE-Xa ısıtılınca eski formuna döner, ezilen kesit onarılabilir; PE-RT'te böyle bir onarım yoktur
• Birleştirme — PE-RT alın kaynağı ve elektrofüzyonla kaynaklanabilir, PE-X yalnız mekanik veya presli ek parça kabul eder
• Kıvrılma yarıçapı — PE-RT daha esnektir, kenar bölgede 5 cm aralığa inen sıklaştırmada işçiliği kolaylaştırır
• Oksijen bariyeri — her iki malzemede de EVOH bariyer katmanı ayrıca uygulanır, malzemenin kendisi oksijen geçirir
• Devre boyu ve basınç kaybı — aynı iç çapta iki malzemenin sürtünme kaybı pratikte aynıdır, seçim hidroliği değiştirmez
• Hangisi kime uygun — konut ve villa projelerinde PE-Xa boru bobin kolaylığı ve onarılabilirliğiyle öne çıkar; kaynaklı ek gerektiren büyük ticari sahalarda PE-RT tercih edilir

Uygulamada üçüncü bir seçenek de vardır: alüminyum katmanlı çok katmanlı boru, yani PE-X/AL/PE-X. Alüminyum katman hem tam oksijen bariyeri görevi görür hem de borunun ısıl genleşmesini metal borunun mertebesine indirir; buna karşılık bobin ağırlığı ve birim maliyet kalemi yükselir. Kollektör çıkışlarındaki görünür bağlantılarda ve tavan geçişlerinde bu boru tipi sık kullanılır. Isıtma tesisatı boru ve bağlantı gruplarını ürün sayfamızdan inceleyebilirsiniz. (Detay: Tesisat)

Oksijen bariyeri, plastik boru cidarından sisteme oksijen difüzyonunu sınırlayan ince EVOH katmanıdır ve DIN 4726, 40 °C'de bu geçişi metrekare boru yüzeyi başına günde 0,1 mg ile sınırlar. Bariyersiz boru bu değerin onlarca katını geçirir. Kapalı devreye sürekli oksijen girmesi, sistemdeki çelik ve dökme parçaların korozyonu demektir.

Zarar boruda değil, borunun beslediği metal parçalarda ortaya çıkar. Oksijen önce kazan gövdesi, çelik kollektör, pompa gövdesi ve vana içlerinde manyetit çamuru üretir. Bu çamur devrede dolaşır, kollektördeki debi ayar göstergelerini tıkar, aktüatör yuvalarında birikir ve ıslak rotorlu pompanın rotor boşluğunda toplanarak pompayı kilitler. Sahada gördüğümüz kilitlenmiş yerden ısıtma pompalarının önemli bir bölümünün kökeninde bariyersiz boru vardır.

Korunma iki katmanlıdır. Birincisi bariyerli boru kullanmaktır; boru üzerindeki baskıda DIN 4726 ibaresi aranır. İkincisi devreye manyetik çamur separatörü ve mikro kabarcık ayırıcı eklemektir. Mevcut bir tesisatta bariyersiz boru tespit edildiyse boruyu sökmek yerine devreyi eşanjörle ayırmak, yani ısı kaynağı tarafını yerden ısıtma tarafından hidrolik olarak izole etmek uygulanabilir bir çözümdür.

Su kalitesi de bu başlığın parçasıdır. Kapalı ısıtma devresinde iletkenliği düşürülmüş, pH'ı 8,2-9,5 bandında tutulan dolum suyu hem korozyonu hem kireç birikimini sınırlar. (Detay: Arıtma)

Yerden ısıtma boru aralığı kaç cm sorusunun cevabı odanın ısı kaybına bağlıdır: yaygın uygulama yaşam alanlarında 15 cm, düşük kayıplı iç mekânlarda 20 cm, banyo ve dış cepheye bakan kenar bölgede 10 cm'dir. Aralık daraldıkça aynı gidiş suyu sıcaklığında yüzey daha homojen ısınır ve birim alandan alınan ısı artar.

Aralığın etkisi kabaca şöyledir. Seramik kaplama ve 45 °C gidiş suyu koşulunda 20 cm aralık yaklaşık 60-70 W/m², 15 cm aralık yaklaşık 75-90 W/m², 10 cm aralık yaklaşık 95-110 W/m² mertebesinde çıkış verir. Değerler kaplama direncine, şap kalınlığına ve ortalama su sıcaklığına göre değişir; kesin sayı için boru üreticisinin EN 1264'e göre sertifikalı çıkış eğrisi kullanılır.

Aralık aynı zamanda yüzey sıcaklık dalgalanmasını belirler. 20 cm aralıkta boru üstü ile borular arası nokta arasındaki yüzey sıcaklığı farkı 2-3 K'ye kadar çıkabilir ve çıplak ayakla bu fark hissedilir. 15 cm'de fark tipik olarak 1-1,5 K'ye, 10 cm'de 1 K'nin altına iner. Bu yüzden banyo ve çıplak ayakla kullanılan hacimlerde aralık, ısı kaybı gerektirmese bile 10-12,5 cm'e sıklaştırılır.

Boru çapının rolü ise farklıdır. 16, 17 ve 20 mm çaplar arasındaki asıl fark ısı çıkışı değil, taşınabilecek debi ve devre boyudur. 16x2 mm boruda iç çap 12 mm, 17x2 mm boruda 13 mm, 20x2 mm boruda 16 mm'dir. 20 mm boru aynı basınç kaybıyla daha uzun devreye ve daha büyük odaya izin verir, ancak kıvrılma yarıçapı büyüdüğü için 10 cm aralığa inen sıklaştırmalarda zorlanır. Konutta yaygın seçim 16 mm ve 17 mm'dir.

Yerden ısıtma devre boyu, 16 mm boruda yaklaşık 100 m, 17 mm boruda yaklaşık 110 m, 20 mm boruda yaklaşık 120 m ile sınırlanır. Sınırın nedeni basınç kaybıdır: devre uzadıkça o devreyi besleyen basınç ihtiyacı artar ve tek bir uzun devre, kollektördeki bütün kısa devreleri dengelemeyi imkânsız hale getirir.

Hesap iki adımda yapılır. Önce devrenin debisi bulunur: bir odanın ısı ihtiyacı 1400 W ve tasarlanan gidiş-dönüş farkı 7 K ise, debi eşittir 1400 bölü 1,163 çarpı 7, yani 1400 bölü 8,141 eşittir yaklaşık 172 l/h olur. Sonra hız kontrol edilir: 16x2 mm borunun iç kesit alanı yaklaşık 113 mm²'dir ve 172 l/h debide akış hızı yaklaşık 0,42 m/s çıkar. Yerden ısıtma devrelerinde hedef bant 0,2-0,5 m/s'dir; 0,15 m/s altında hava atılamaz, 0,6 m/s üstünde akış sesi başlar.

İkinci adım basınç kaybıdır. Bu hız ve çapta metre başına kayıp yaklaşık 100-150 Pa mertebesindedir. 100 m'lik bir devre için toplam yaklaşık 10-15 kPa, yani 1,0-1,5 mSS eder. Buna kollektör debi ayar göstergesi, aktüatör yuvası ve ana hat kaybı eklenince devre başına toplam 20-25 kPa, yani 2,0-2,5 mSS mertebesine ulaşılır. Pompanın basma yüksekliği bu değere göre seçilir.

Devre boyunun alan karşılığı da doğrudan hesaplanır. 15 cm aralıkta bir metrekare için yaklaşık 6,7 m boru gerekir; 100 m'lik devre yaklaşık 15 m²'lik bir alanı kapatır. 20 cm aralıkta 5 m/m² gerekir, aynı devre 20 m²'ye yeter. 10 cm aralıkta ise 10 m/m² gerekir ve 120 m'lik devre ancak 12 m²'yi kapatır. 30 m²'lik bir salon bu yüzden tek devreyle değil, iki dengeli devreyle döşenir.

Devrelerin birbirine yakın boyda olması dengeleme kolaylığı için önemlidir. Aynı kollektörde 40 m'lik bir devre ile 110 m'lik bir devre yan yana bulunduğunda, kısa devre bütün suyu kendine çeker ve uzun devre yeterince ısınmaz. Pratik kural, aynı kollektördeki en uzun ve en kısa devre arasındaki farkın yüzde 30'u aşmamasıdır. Fark kaçınılmazsa kısa devre, kollektördeki debi ayar göstergesiyle kısılır.

Yerden ısıtma kollektörü, ana borudan gelen suyu oda devrelerine dağıtan ve dönüşleri toplayan, üzerinde debi ölçüm ve kapama organları bulunan paslanmaz çelik veya pirinç manifolddur. Gidiş kolonu genelde debi ayar göstergelerini, dönüş kolonu ise termik aktüatörlerin oturduğu vana yuvalarını taşır. Kollektör kutusu duvara gömülür ve devrelerin fiziksel merkezine mümkün olduğunca yakın konumlandırılır.

Bir kollektör grubunun bileşenleri ve görevleri şöyledir:

• Debi ayar göstergesi — her devrenin l/dk debisini şeffaf tüpteki şamandıradan okutur, tipik ölçek 0-2 l/dk veya 0,5-5 l/dk; hidrolik dengelemenin görünür aracıdır
• Termik aktüatör — oda termostatından gelen sinyalle vana milini iten, 24 V veya 230 V ile beslenen, 2-3 W çeken, tam açılması 3-5 dakika süren eleman
• Zon kutusu (bağlantı kutusu) — termostat, aktüatör ve pompa sinyallerini tek noktada toplayan, pompa çalıştırma rölesi taşıyan pano
• Otomatik purjör ve doldurma-boşaltma musluğu — kollektörün her iki kolonunun uçlarında bulunur, hava alma ve devre yıkama için kullanılır
• Küresel vana çifti — kollektörü ana hattan izole eder, servis sırasında sistemi boşaltmadan müdahale imkânı verir
• Termometreli veya termostatik gidiş sınırlayıcı — gidiş suyunun ayarlanan üst sınırı aşmasını engeller, kaplama ve şap için güvenlik elemanıdır
• Kollektör kutusu — gömme montajda 110-150 mm derinlikte, aktüatör ve kablo geçişlerine yer bırakan sac kutu

Kollektör markaları arasında Caleffi kollektör grupları, üzerindeki debi ayar göstergesi ölçeği ve modüler karışım seti uyumuyla yaygın kullanılır. Watts ve Danfoss grupları da aynı işlevleri farklı bağlantı ölçüleriyle sunar. Seçimde bakılacak noktalar devre sayısı, çıkış dişi ölçüsü, aktüatör bağlantı standardı ve gövdenin paslanmaz mı pirinç mi olduğudur. Taşıdığımız markaların tam listesini görebilirsiniz. (Detay: markalar sayfamız)

Hidrolik dengeleme kollektörde yapılır ama mantığı tesisatın tamamına aittir. Her devrenin hesaplanan debisi göstergeden okunacak değere çevrilir; örneğin 172 l/h eşittir yaklaşık 2,9 l/dk demektir ve şamandıra o değere getirilecek biçimde kısılır. Bütün devreler ayarlandıktan sonra kontrol turu atılır, çünkü bir devrenin kısılması diğerlerinin debisini yükseltir. Devre bazında dengeleme mantığının vana tarafındaki karşılığı ayrı bir konudur. (Detay: Danfoss Balans Vanası Nedir? Isıtma ve Soğutma Sistemlerinde Neden Kullanılır?)

Karışım seti, yüksek sıcaklıklı ana devreden gelen suyu kollektör dönüşünden aldığı soğuk suyla karıştırarak yerden ısıtmanın 35-45 °C gidiş sıcaklığını üreten gruptur. Kalbi üç yollu karışım vanasıdır: iki girişi vardır, biri sıcak kaynak diğeri devre dönüşü; tek çıkışı kollektörün gidiş koluna bağlanır. Vananın açıklık oranı karışım sıcaklığını belirler.

Vananın konumu iki yöntemden biriyle sürülür. Termostatik kafalı setlerde vana üzerine 20-50 °C bandında ayarlanabilen bir termostatik eleman takılır; daldırma duyar elemanı çıkış suyunun sıcaklığını ölçer ve vanayı mekanik olarak konumlandırır. Motorlu setlerde ise vanaya 3 noktalı veya 0-10 V bir aktüatör bağlanır ve bir kumanda ünitesi, dış hava sensöründen aldığı sıcaklığa göre gidiş suyunu ısıtma eğrisine oturtur. Motorlu çözüm, dış hava 0 °C iken 42 °C, 12 °C iken 30 °C gibi kayan bir gidiş sıcaklığı üretir.

Karışım setinde pompa ikincil tarafta yani karışım vanasının çıkışı ile kollektör arasında konumlanır. Bu konum, pompanın yalnız yerden ısıtma devrelerinin kaybını yenmesini, kazan devresinin ise kendi pompasıyla çalışmasını sağlar. Setin üzerinde ayrıca bir emniyet termostatı bulunur; gidiş suyu ayarlanan sınırı, tipik olarak 50-55 °C'yi aştığında pompayı durdurur. Bu termostat şapın ve kaplamanın son güvenlik hattıdır ve devre dışı bırakılması sakıncalıdır.

İki yollu ve üç yollu vana arasındaki tercih, sistemin sabit debili mi değişken debili mi çalışacağına bağlıdır. Yerden ısıtmada kollektör sonrası devre sabit debiye yakın çalıştığı için karışım her zaman üç yolludur; zon kesme işlevi ise iki yollu aktüatörle yapılır. Vana tipleri arasındaki farkın ayrıntısı ayrı bir rehberde ele alınmıştır. (Detay: 2 Yollu Vana mı 3 Yollu Vana mı? Nerede Hangisi Kullanılır?)

Denge kabı yani hidrolik ayırıcı, ısı kaynağı devresi ile tüketici devrelerinin debilerini birbirinden bağımsız kılan dikey bir kaptır. Kazan veya ısı pompası tarafında sabit bir minimum debi gerekiyorsa ve tüketici tarafı zon vanalarıyla kapanıp açılıyorsa, denge kabı bu iki debinin çarpışmasını önler. Aynı kap, sistemdeki havayı ve çamuru ayırma işlevini de üstlenir.

Gerekliliğin ölçütü sayısaldır. Isı kaynağının katalogda belirtilen minimum debisi, tüketici tarafının en düşük çalışma debisinden büyükse denge kabı gerekir. Örneğin 12 kW'lık bir ısı pompası 5 K fark için yaklaşık 2,06 m³/h debi ister; yerden ısıtma tarafında tek bir odanın devresi açık kaldığında debi 0,2 m³/h'e düşebilir. Aradaki on kat fark ısı pompasını düşük debi hatasıyla durdurur. Denge kabı bu senaryoda zorunludur.

Kabın boyutu bağlantı çapından hesaplanır. Kap içindeki düşey akış hızının 0,1-0,2 m/s bandında kalması istenir; bu, kap çapının bağlantı çapının yaklaşık 3 katı seçilmesi demektir. Kap dikey konumlandırılır, üstünde otomatik purjör ve altında çamur tahliye vanası bulunur, gövdesi yalıtılır.

Denge kabına alternatif, düşük kayıplı kolektör ya da bypass hattıdır. Bypass basittir ama sabit bir kaçak debi üretir ve dönüş suyunu ısıtarak yoğuşmalı kazanın verimini düşürür. (Detay: Genleşme Tankı Nasıl Seçilir? 24, 50, 100, 200 ve 500 Litre Tank Nerede Kullanılır?)

Yerden ısıtma pompası, toplam devre debisini ve en zorlu devrenin basınç kaybını karşılayacak biçimde seçilir; konutta tipik çalışma noktası 0,8-1,5 m³/h ve 2,0-3,5 mSS bandındadır. Debi ısı yükünden, basma yüksekliği ise en uzun devrenin kaybından hesaplanır. Radyatörlü sistemden farkı, debinin yüksek ve basma yüksekliğinin görece düşük olmasıdır.

Debi hesabı tek formülle yapılır: Q eşittir P bölü 1,163 çarpı ΔT. Burada Q debi (m³/h), P ısı yükü (kW), ΔT gidiş-dönüş sıcaklık farkı (K) ve 1,163 suyun özgül ısısından gelen katsayıdır. 120 m²'lik bir dairenin ısı yükü 70 W/m² üzerinden 8,4 kW ise ve ΔT 7 K seçilmişse, Q eşittir 8,4 bölü 1,163 çarpı 7 eşittir 8,4 bölü 8,141 eşittir yaklaşık 1,03 m³/h olur.

Aynı yük için ΔT seçiminin sonucu doğrudan değiştirdiğine dikkat edilmelidir. ΔT 5 K seçilseydi debi 1,44 m³/h'e çıkardı; ΔT 10 K seçilseydi 0,72 m³/h'e inerdi. Yerden ısıtmada ΔT genellikle 5-8 K arasında tutulur, çünkü daha büyük fark döşemede sıcak ve soğuk bölge ayrımı yaratır, daha küçük fark ise debiyi ve pompa tüketimini gereksiz yükseltir.

Basma yüksekliği ise en zorlu devrenin toplam kaybıdır: boru kaybı yaklaşık 1,0-1,5 mSS, kollektör ve debi göstergesi yaklaşık 0,3-0,5 mSS, karışım vanası yaklaşık 0,3-0,8 mSS, ana hat ve fittings yaklaşık 0,3-0,5 mSS. Toplam yaklaşık 2,0-3,0 mSS eder. Kapalı devre olduğu için binanın yüksekliği bu hesaba girmez; statik yük gidiş ve dönüşte birbirini götürür.

Kontrol modu seçimi enerji tarafını belirler. Yerden ısıtmada doğru mod Δp-c, yani sabit fark basınçtır: zon vanaları kapandıkça pompa devrini düşürerek basıncı sabit tutar. Δp-v modu boru kaybının debiyle değiştiği radyatörlü ve uzun kolonlu sistemler içindir. Yerden ısıtma devrelerinde kayıp büyük ölçüde kollektör ve armatürde toplandığından Δp-c hem daha kararlı hem de akış sesi açısından daha sessizdir. Pompa tarafının tüm ayrıntısı ayrı bir rehberde ele alınmıştır. (Detay: Yerden Isıtma İçin Hangi Sirkülasyon Pompası Kullanılır?)

Model tarafında konut ölçeğinde Grundfos Alpha2 ve Wilo Yonos Pico serileri bu çalışma noktasını EEI değeri 0,20'nin altında karşılar; 25-40 ve 25-60 gövde varyantları 4 ve 6 m maksimum basma yüksekliğine karşılık gelir. Daha büyük sahalarda Grundfos Magna3 ve Wilo Stratos Maxo gibi harici sensör ve otomatik uyarlama özellikli pompalara geçilir. Seçim yöntemi ve eğri okuma ayrı bir rehberdedir. (Detay: Sirkülasyon Pompası Nasıl Seçilir? 25/4, 25/6, 25/8 Ne Anlama Geliyor?)

Yerden ısıtma termostatı, oda sıcaklığını ölçüp kollektördeki termik aktüatöre aç-kapa ya da modülasyon sinyali gönderen kontrol elemanıdır. Her bağımsız kontrol edilecek hacim için bir termostat ve o hacme ait devre sayısı kadar aktüatör gerekir. Kablolama zon kutusunda toplanır; kutu ayrıca herhangi bir zon ısı istediğinde pompayı ve karışım setini devreye alır.

Termostatın kontrol algoritması yerden ısıtmada radyatörden farklı seçilir. Basit histerezisli aç-kapa termostat, şapın ataleti nedeniyle oda sıcaklığını 1-1,5 °C salınımla dolaştırır. PWM yani zaman oranlı kontrol veya PI algoritmalı termostatlar, aktüatörü bir çevrim içinde belirli oranda açık tutarak salınımı 0,3-0,5 °C'ye indirir. Yerden ısıtmada tercih edilmesi gereken davranış budur.

Termostat konumlandırması sonucu doğrudan etkiler. Cihaz, yerden 1,4-1,5 m yükseklikte, dış duvara ve pencereye en az 30 cm mesafede, doğrudan güneş almayan ve perde arkasında kalmayan bir iç duvara monte edilir. Mutfak dolabının içine, televizyon üstüne ya da radyatör hizasına konan termostat, odanın gerçek sıcaklığını değil kendi mikro ortamını ölçer. Termostat tipleri ve karşılaştırması ayrı bir rehberde işlenmiştir. (Detay: En İyi Oda Termostatı Hangisi? Danfoss, Siemens, Resideo ve ECA Karşılaştırması)

Islak hacimlerde ve parkeli odalarda ikinci bir güvenlik katmanı kullanılır: şap içine yerleştirilen döşeme sensörü. Sensör, oda sıcaklığı hedefe ulaşmasa bile döşeme yüzey sıcaklığı ayarlanan sınırı, tipik olarak parkede 27 °C'yi aştığında devreyi keser. Sensör, şap içinde bir kılıf boru içine yerleştirilir ki gerektiğinde değiştirilebilsin; doğrudan şapa gömülen sensör arızalandığında şap kırmak gerekir.

Zon kontrolünde sık gözden kaçan bir nokta pompa korumasıdır. Bütün zonlar kapandığında pompa çalışmaya devam ederse kapalı vanalara karşı basar ve gürültü yapar. Zon kutusu, son aktüatör kapandıktan sonra pompayı 2-3 dakikalık gecikmeyle durduracak biçimde kurgulanır. Alternatif olarak kollektörde bir devre daima açık bırakılan referans devre olarak seçilir; genellikle koridor devresi bu görevi üstlenir.

Yerden ısıtma gidiş suyu sıcaklığı, iyi yalıtımlı yeni binalarda 30-38 °C, orta yalıtımlı binalarda 38-45 °C bandında tasarlanır ve 50 °C hiçbir koşulda aşılmaz. Tasarım değeri, en soğuk gün için hesaplanan yüzey sıcaklığını verecek en düşük su sıcaklığıdır. Sistem yılın büyük bölümünde bu tasarım değerinin altında çalışır.

Ortalama su sıcaklığı ile yüzey sıcaklığı arasındaki ilişki pratik bir kural verir: seramik kaplama ve 15 cm aralıkta ortalama su sıcaklığı, hedeflenen yüzey sıcaklığından yaklaşık 6-9 K daha yüksektir. Yüzey 29 °C isteniyorsa ortalama su yaklaşık 36-38 °C, ΔT 7 K ile gidiş yaklaşık 40 °C ve dönüş yaklaşık 33 °C olur. Parke kaplamada bu fark 3-5 K daha büyür ve gidiş 44-45 °C'ye çıkar.

Dış hava kompanzasyonu, gidişi sabit tutmak yerine dış sıcaklığa göre kaydırır. Örnek bir eğri şöyle çalışır: dış hava eksi 3 °C iken gidiş 42 °C, 0 °C iken 40 °C, 6 °C iken 35 °C, 12 °C iken 30 °C. Bu kaydırma hem konforu düzeltir hem de ısı kaynağının verimini yükseltir. Sabit 45 °C gidişle çalışan bir sistem, sezonun büyük bölümünde gereksiz yere yüksek sıcaklıkta üretim yapar.

Gidiş sıcaklığını düşürmenin sınırı yüzey alanıdır. Sıcaklığı 5 K düşürmek istiyorsanız aynı ısıyı vermek için boru aralığını sıklaştırmanız ya da döşenen alanı büyütmeniz gerekir. Bu yüzden düşük sıcaklık hedefi tasarım aşamasında konur; sistem 45 °C'ye göre 20 cm aralıkla döşendiyse sonradan 35 °C'ye inmek mümkün olmaz.

Yerden ısıtmanın düşük dönüş sıcaklığı, hem yoğuşmalı kazanı hem de ısı pompasını en verimli çalışma bölgesine sokar. Yoğuşmalı kazan, dönüş suyu 55 °C'nin altına indiğinde baca gazındaki su buharını yoğuşturmaya başlar; yerden ısıtmanın 30-35 °C dönüşü tam yoğuşma bölgesidir. Isı pompasında ise her 1 K daha düşük gidiş sıcaklığı COP'u yaklaşık yüzde 2-2,5 yükseltir.

İki kaynağın karşılaştırması şöyledir:

• Verim davranışı — yoğuşmalı kazanda dönüş 30 °C iken üst ısıl değere göre verim yüzde 105-108 mertebesine çıkar; ısı pompasında A7/W35 koşulunda COP yaklaşık 4,5, A7/W45 koşulunda yaklaşık 3,5 olur
• Gidiş sıcaklığı hassasiyeti — kazan 40 °C ile 50 °C arasında birkaç puan fark eder, ısı pompası aynı 10 K farkta yaklaşık yüzde 20-25 verim kaybeder
• Sıcak su üretimi — kazan 60 °C kullanım suyunu doğrudan üretir; ısı pompası aynı sıcaklık için ayrı bir boyler ve düşük COP'lu bir çevrim gerektirir
• Elektrik yükü — ısı pompası 12 kW mertebesinde bir konutta 3-4 kW elektrik çeker, tesisat kadar elektrik altyapısı da projelendirilir
• Ses — dış ünite 1 m mesafede tipik olarak 48-55 dB(A) üretir, konumlandırma komşuluk açısından belirleyicidir
• Denge kabı ihtiyacı — ısı pompasında minimum debi şartı nedeniyle çoğu kez zorunlu, yoğuşmalı kazanda çoğu kez isteğe bağlı
• Hangisi kime uygun — doğal gazlı, sıcak su ihtiyacı yüksek ve mevcut bacası olan konutlarda yoğuşmalı kazan; yeni yapı, iyi yalıtımlı, düşük gidiş sıcaklığına göre tasarlanmış ve elektrik altyapısı uygun binalarda ısı pompası

Yerden ısıtma ısı pompası ile çalışır mı sorusunun cevabı nettir: yerden ısıtma, ısı pompasının en uygun eşleşmesidir, çünkü ısı pompası ancak düşük gidiş sıcaklığında yüksek verim üretir. Aynı ısı pompası radyatörlü bir tesisata bağlandığında 55-60 °C gidiş üretmek zorunda kalır ve COP 2,5-3,0 bandına düşer. Isı pompası teknolojisinin ayrıntısı ayrı bir rehberdedir. (Detay: Isı Pompası Nedir? 2026'da Isı Pompası Almak Mantıklı mı? Elektrik Tüketimi ve Gerçek Maliyetler)

Kullanım sıcak suyu tarafı iki sistemde de ayrı çözülür. Yerden ısıtma devresi hiçbir koşulda kullanım suyu sıcaklığına, yani 55-60 °C'ye çıkarılmaz; boyler ayrı bir devre ve ayrı bir öncelik mantığıyla beslenir. Boyler hacmi ve seçim kriterleri ayrı bir rehberde ele alınmıştır. (Detay: Kaç Litrelik Boyler Almalıyım? 2, 4, 6, 10 ve 20 Kişilik Boyler Hesabı)

Rehau ve Fränkische, yerden ısıtmada boruyu tek başına değil, tespit elemanı, kollektör, şap katkısı ve hesap yazılımıyla birlikte bir sistem olarak sunan iki Alman üreticidir. Sistem yaklaşımının pratik faydası, boru ile ek parçanın ve tespit sisteminin birbirine sertifikalı biçimde uymasıdır. EN 1264'e göre sertifikalı ısı çıkışı eğrileri de bu sistem bütünlüğü üzerinden verilir.

Rehau Rautherm S, peroksitle çapraz bağlanmış PE-Xa esaslı, EVOH oksijen bariyerli yerden ısıtma borusudur ve 16x2,0 ile 17x2,0 mm çaplarda konut uygulamalarında yaygındır. PE-Xa'nın şekil hafızası, sıkışan kesitin ısıtılarak geri kazanılmasına ve sıkma kovanlı bağlantı tekniğine imkân verir. Bobin uzunlukları ve ek parça programı revizyona göre değiştiğinden proje öncesi güncel katalog teyidi alınmalıdır.

Fränkische Profi Therm ailesi ise boru, tespit elemanı ve kollektörü kapsayan bir yerden ısıtma programıdır ve PE-Xa ile PE-RT seçenekleriyle anılır. Üreticinin güçlü olduğu alan, noppen yani düğmeli yalıtım levhası sistemleridir; bu levhalarda boru, levha üzerindeki çıkıntılar arasına elle bastırılarak tespit edilir ve klips gerekmez. Seri kodları ve çap programı ülkeye göre farklılık gösterebildiğinden değerler seriye göre değişir kabul edilmelidir.

Tespit yöntemi işçilik hızını belirler. Üç yaygın yöntem vardır: klipsli tespit, düğmeli levha ve tel hasır üstüne kelepçe. Düğmeli levha 5 cm'in katlarında sabit aralık dayatır ve hataya en kapalı yöntemdir; klipsli sistem serbest aralığa izin verir ama işçilik kalitesine bağımlıdır. Hangi yöntem seçilirse seçilsin, şap dökümü sırasında boru 3-4 bar basınç altında tutulur.

Yerden ısıtma basınç testi, şap dökülmeden önce boru devrelerine çalışma basıncının en az iki katı, pratikte 6 bar mertebesinde su basıncı uygulanarak ve bu basınç en az 24 saat izlenerek yapılır. Test suyla yapılır, havayla değil; hava sızıntıyı görünmez kılar ve boruda genleşme riski yaratır. Basınç kaydı yazılı tutulur ve şap dökümü bu kayıt olmadan başlatılmaz.

Test sırasında basınçtaki küçük düşüşler her zaman kaçak anlamına gelmez. Plastik boru basınç altında bir miktar genleşir ve 10 K'lik bir su sıcaklığı değişimi kapalı devrede 0,5-1,0 bar mertebesinde basınç oynamasına yol açar. Bu yüzden ortam ve su sıcaklığı da kaydedilir; değerlendirme sıcaklık düzeltmesi sonrası kalıcı düşüşe göre yapılır.

Şap dökümü sırasında basınç 3-4 bar mertebesinde tutulmaya devam edilir. Bir boru delinir ya da ezilirse manometre anında düşer ve hasar, şap sertleşmeden onarılabilir. Şap sertleştikten sonra tespit edilen bir delinme, kırma-onarma-yeniden dökme demektir. Donma riski olan mevsimlerde ya sistem antifrizli su ile doldurulur ya da test tamamlandıktan sonra boşaltılıp basınçlı hava ile kurutulur.

Devreye alma öncesi ikinci işlem yıkama ve hava almadır. Her devre tek tek açılıp diğerleri kapatılarak, kollektörün doldurma-boşaltma musluğundan en az 0,5 m/s hızla su geçirilir ve devredeki hava tam olarak süpürülür. Bütün devreler birlikte açılarak yapılan hava alma işe yaramaz, çünkü su en kolay yoldan akar ve uzun devrelerdeki hava yerinde kalır. Hava alma bittikten sonra sistem basıncı 1,5-2,0 bar bandına ayarlanır.

Yerden ısıtma ilk ısıtma protokolü, şap tamamen kürünü aldıktan sonra sistemin kademeli olarak ısıtılıp şaptaki kalıntı nemin kontrollü biçimde atılmasını sağlayan ve yazılı olarak kayıt altına alınan işlemdir. Çimento şaplarda döküm sonrası en az 21 gün, kalsiyum sülfat esaslı akışkan şaplarda en az 7 gün beklenir. Bu süre kısaltıldığında şap ısı ile birlikte hızlı büzülür ve çatlar.

Protokol iki aşamalıdır. Birinci aşamada gidiş suyu 20-25 °C'de sabitlenir ve bu sıcaklıkta en az 3 gün çalıştırılır. İkinci aşamada gidiş suyu tasarım değerinin en yüksek noktasına, tipik olarak 40-45 °C'ye çıkarılır ve en az 4 gün bu sıcaklıkta tutulur. Aradaki geçiş bir defada değil, günde 5 K mertebesinde kademelerle yapılır. Toplam süre pratikte 7-11 gündür.

İlk ısıtma protokolü kaplama serilebilirliğinin de ölçütüdür ama tek başına yeterli değildir. Kaplama öncesi şapın kalıntı nemi ölçülür; çimento şapta ağırlıkça yaklaşık yüzde 2,0'ın, kalsiyum sülfat şapta yaklaşık yüzde 0,5'in altına inmiş olması beklenir. Ölçüm CM cihazı ile yapılır. Nem ölçülmeden serilen parke, ısınma sezonunda kabarma ve derz açılmasıyla sonuçlanır.

Protokol boyunca her gün gidiş sıcaklığı, dönüş sıcaklığı, ortam sıcaklığı ve sistem basıncı yazılır. Bu kayıt kaplama ustasına ve mal sahibine teslim edilen belgedir; sorun çıktığında sorumluluğun nerede olduğu bu kayıtla belirlenir. (Detay: Yerden Isıtma)