Hava Kazanı

Hava kazanı veya diğer adı ile darbe önleme kazanı, olası koç darbesi senaryolarında basıncın dengelenmesi ve oluşan koç darbesinin tesise zarar vermesini önlemede kullanılmaktadır. Pompa tesisleri pompa, boru hattı ve belli yükseklikte konumlandırılmış depodan oluşur. Böyle bir sistemde elektriklerin aniden kesilmesi pompa çıkışı ve boru hattında tehlike arz eden su darbeleri oluşturabilir. Su darbelerinin neden olduğu maksimum ve minimum basınç tahmini, söz konusu tesisi tasarlayan mühendislerin en önemli konularından ve uğraşlarından biri olmuştur. 

Dengeleme tankı olarak ta bilinen hava kazanı, su darbesinin sisteme zarar vermesini önleyen bir tasarımdadır. Su darbesinin neden olduğu boru patlaması, beton kütle bağlantılarının kopması ve kompresör yırtılması gibi sorunlar istenmeyen durumlar olup bu tür arızaların önüne geçmek için hava kazanı kullanılmaktadır.

Su darbesini önlemek amacı ile hava kazanı, tek yönlü denge bacası, tek yönlü vanalar veya kontrollü vanalar kullanılmaktadır. Pompalama sisteminin özelliklerine göre su darbesi önleme yöntemlerinde boyutlar ve hat üzerinde yerleştirileceği yerler doğru olarak belirlenmelidir. Aksi takdirde darbe su darbesi önleme başarısız olacaktır.

Besleme Tankı

Boru hattında tepe noktalardaki depresyon basıncını önlemede kullanılmaktadır. Tepe noktasına yerleştirilen tank basınç düştüğünde boru hattını beslemeye başlayarak basıncın istenen değerlerde kalmasını sağlar. Tank ve depo arasındaki çekvalf kapanır ve basınç yükseldiğinde depoya suyun dönmesini engeller. Besleme tankında boyutlandırma en küçük basınç değeri baz alınarak yapılır.

Denge Bacası

Denge bacası da aşırı basınç ve depresyon basıncını önlemek amacı ile kullanılmaktadır. Boru hattı üzerine konumlandırılmakta olup yüksekliği nedeni ile maliyetlidir. Pompalı hatlarda tercih edilmeyen denge bacası yerine besleme tankı kullanılır. 

Su Koçu Darbesi Nedir?

Su koçu darbesi, tesis borularında akan suyun hızının ani bir şekilde değişmesi sonucu boru yüzeyine yaptığı basınçtır. Suyun kendine has muazzam bir gücü vardır. Günümüzde tasarlanan tesisat borularında ortaya çıkacak her kuvvet hesaplanır. Bu hesaplamalar sonucu kullanılacak borunun et kalınlığı ve çapı belirlenir. Et kalınlığı boru çapı büyüdükçe artar. İster büyük ister küçük olsun her tesisat sisteminde su koçu darbesi hesaplanarak diğer aşamalara geçilir. Su koçu darbesi hesabı, boruların ani su hızı değişiminden olumsuz etkilenmemesi için yapılmaktadır.

Pompa motorunu besleyen elektrik enerjisinin kesilmesi, hat üzerindeki vanaların açma//kapama manevraları veya pompaya yol verme gibi nedenlerle su koçu darbesi meydana gelir. Sonuçta boru hattında aşırı basınç ve düşük basınç değerleri oluşur. Bu nedenlerden dolayı su koçu darbesi hesaplanmakta ve darbe önleme kazanları kullanılmaktadır.

Maksimum ve minimum basınç değerleri hesaplanırken aşağıdaki parametreler dikkate alınmaktadır.

• Pompanın nominal çalışma debisi Q0 
•  Statik basma yüksekliği H0 
•  Boru uzunluğu L
•  Boru çapı D 
• Boru et kalınlığı ve boru malzemesinin elastiklik modülü 
• Suyun hacimsel sıkışma modülü 
• Pompa rotorunun açısal hızı Ω0  
• Rotorun atalet momenti 
• Boru kayıp katsayısı f  
• Pompanın verim η0 
• Pompanın tüm alan karakteristik eğrileri

Boyutsuzlaştırma tercih edildiğinde yukarıdaki parametrelerin sayısı azaltılarak maksimum ve minimum basınç değeri boyutsuz formda hesaplanır.

Hava Kazanı Teknik Özellikleri

Standart ölçüler yanında ihtiyaca özel üretilen hava kazanının teknik özellikleri şöyledir; Tip: Dikey / Yatay I Kompresörlü veya Vantuzlu

• Kapasite: 100 m³ e kadar
• İşletme Basıncı: 8 – 40 Bar
• Bombe Tipi: Torisferik – Klöpper
• Yüzey Kaplama: EN ISO 12944-5 / Epoksi, Poliüretan Boya
• Kullanım Alanı: Basınç dengeleme ve pompalı tesisler

Hava Kazanı Kullanımı

Pompa çıkışına yerleştirilen hava kazanı aşırı basınç tehlikesini ortadan kaldırmak amacı ile en uygun şekilde boyutlandırılmaktadır. Elektrik kesintisi yaşandığında pompa yavaşlar ve basınç düşüşü nedeni ile azandan boruya doğru bir akış başlar. Böylece basıncın istenmeyen değerlere düşmesi engellenir. Aşırı basınç dalgası geldiğinde ise borudan kazana doğru akış başlar ve sonuçta kazanın üst tarafında yer alan hava sıkışır. Sönümleyici etkiye sahip olan bu durum basıncın daha fazla yükselmesini engelleyerek olası risklerin ortadan kaldırılmasını sağlar.

İhtiyaca özel farklı kapasitelerde de üretilebilen hava kazanlarında özel üretim için üretici firma ile iletişime geçmek gerekmektedir.