21.13 : Tasarım Örneği: Konut Tesisat Sistemi Tasarlamak

Konut tesisat sistemlerinin tasarımı, hem verimliliği hem de güvenilirliği sağlamak için su talebini, akış hızlarını ve basınç dinamiklerini dikkatlice değerlendirmeyi gerektirir. Borulardaki su akışının doğası, akışı laminer (pürüzsüz) veya türbülanslı olarak sınıflandıran Reynolds sayısıyla tanımlanır.

Bu boyutsuz değer, su hızı ve boru gibi faktörlere bağlıdır. Konut tesisat sistemleri, doluluk ve armatür ihtiyaçlarına göre belirli su talebini ve akış hızı gereksinimlerini karşılamak üzere tasarlanmıştır.

Su akışının doğasının (laminer veya türbülanslı) belirlenmesi, boru çapı ve su hızı gibi değişkenlere bağlı olan Reynolds sayısının hesaplanmasını gerektirir. Konut ortamlarında akış genellikle türbülanslıdır ve sürtünme nedeniyle daha yüksek enerji kaybına yol açar ve bu da sistem verimliliğini etkiler. Enerji kayıpları veya basınç kayıpları, su borulardan geçerken ortaya çıkar. Bu kayıplar büyük veya küçük olarak sınıflandırılır. Boru duvarları boyunca sürtünmeden kaynaklanan büyük kayıplar Darcy-Weisbach denklemi kullanılarak hesaplanır.

Darcy-Weisbach denklemi, Moody çizelgesinden elde edilen bir sürtünme faktörü gerektirir. Bu çizelge, türbülanslı akış sürtünme seviyelerini önemli ölçüde etkileyen boru pürüzlülüğü ve akış özelliklerini hesaba katar. Buna karşılık, küçük kayıplar, her biri akışa direnç sağlayan bağlantı parçaları, dirsekler ve vanalar tarafından oluşturulur. Her bağlantı parçasına, direncini ölçen ve toplam basınç kaybına dahil edilen bir kayıp katsayısı atanır.

Büyük ve küçük kayıplar eklenerek, genel basınç kaybı belirlenebilir ve yönetilebilir, böylece olası sızıntılar veya hasarlar önlenebilir. Venturi veya orifis ölçerler gibi akış ölçüm cihazları, tesisat sisteminin gerekli akış hızlarını sağlamasını sağlar. Bu ölçerler, borudaki daralmalar boyunca basınç farklarını tespit ederek akış hızlarını ölçer ve su akışının tasarım özelliklerini ve ev ihtiyaçlarını karşıladığını doğrular.