Bir ısıtma sisteminde suyun ısınması ve soğuması sırasında neler olduğunu hiç düşündünüz mü? Kazan çalışmaya başladığında su, kapalı boru hattı boyunca ısınır ve genleşir. Genleşen su ise gitgide artan bir basınç oluşturur. Bu basıncın kontrolsüz birikmesi; boruları, vanaları ve kazanın kendisini ciddi biçimde tehdit eder. İşte tam bu noktada devreye giren ekipman, genleşme tankıdır. Kalorifer tesisatlarından kombi sistemlerine, hidrofor hatlarından klima santrallerine kadar her kapalı devre ısıtma ve soğutma sisteminin vazgeçilmez güvenlik elemanıdır.
Genleşme tankı; kapalı devre ısıtma sistemlerinde suyun ısınarak genleşmesi sonucu oluşan basınç artışını dengelemek için kullanılan güvenlik elemanıdır. Özellikle kazan sistemlerinde suyun sıcaklığı yükseldikçe hacmi artar ve sistemde istenmeyen yüksek basınç oluşur. Genleşme tankı, bu fazla hacmi kendi içinde absorbe ederek kazanı, tesisatı ve bağlantı ekipmanlarını korur.
Basit bir fizik kuralından yola çıkılarak açıklanabilir: Sıvılar ısındığında genleşir. Kapalı bir borulu ısıtma sisteminde genleşmeyi karşılayacak bir hacim yoksa sistem içindeki basınç tehlikeli seviyelere ulaşır. Genleşme tankı, suyun genleşmesi sonucu oluşan basıncı absorbe ederek sistemdeki aşırı basıncı kontrol altında tutar. Bu sayede hem sistemin ömrü uzar hem de kullanıcı güvenliği sağlanır.
Tank içi yapısı gereği iki bölmeden oluşur: su tarafı ve hava/azot tarafı. Bu iki bölme genellikle esnek bir membran (diyafram) ile birbirinden ayrılır.
Çalışma prensibi şöyle işler:
Kombi çalışmaya başladığında içindeki su ısınır. Sıvılar ısıtıldığında hacimleri artar, yani genleşirler. Kapalı bir sistemde bu genleşme, basıncın tehlikeli seviyelere yükselmesine neden olabilir. İşte tam bu noktada genleşme tankı devreye girer. Tank, genellikle çelikten yapılmış ve içinde esnek bir membran bulunan kapalı bir kaptır. Membranın bir tarafında önceden belirlenmiş bir basınçta azot gazı, diğer tarafında ise kombi tesisatından gelen su bulunur. Su genleştiğinde membranı ittirerek gaz tarafına doğru hareket eder ve bu sayede sistemdeki fazla basıncı güvenli biçimde emer.
Su soğuduğunda ise ters süreç yaşanır: Su tekrar soğuduğunda membran eski şekline döner ve su sisteme geri aktarılır. Bu sayede sistem hem ısınma hem de soğuma sürecinde dengede kalır.
Gaz tarafında azot kullanılmasının özel bir nedeni vardır. Azot, oksijene göre diyaframdan daha yavaş difüze olduğundan uzun süre basıncı korur ve korozif etkisi yoktur.
Enerji ve ısıtma sistemlerinde genleşme tankı şu görevleri üstlenir: Basıncı dengeler, yani sistem içindeki basıncın sürekli sabit kalmasını sağlar. Tortu ve kireç oluşumunu önler; çünkü basınç dengesizliği tortu oluşumunu tetikler, tank sayesinde temiz su akışı korunur. Enerji tasarrufu sağlar; sistemde sürekli basınç dalgalanması olmayacağı için pompa ve motorlar daha az çalışır, böylece enerji tüketimi azalır. Sistemin ömrünü uzatır; ani basınç değişimlerini önleyerek sistem parçalarının ömrünü uzatır. Sıcaklık dengesini korur; kombinin veya hidroforun sürekli devreye girmesine gerek kalmaz.
Bunların yanı sıra basınç dengesi sağlandığından kazan daha stabil ve verimli yanar.
Açık genleşme tankları, suyun atmosfere doğrudan maruz kaldığı ve genleşme sonucu oluşan basıncın serbestçe dışarı verildiği basit yapılı tanklardır. Özellikle katı yakıtlı ısıtma sistemlerinde sıkça tercih edilen bu bileşenler, kömür, odun, pelet gibi katı yakıtlarla çalışan kazanları içeren, genellikle daha eski tip ısıtma sistemlerinde kullanılır.
Açık tanklar, atmosfere bağlı oldukları için tesisatın en yüksek noktasına monte edilmelidir. Bu özelliği, modern binalarda uygulanabilirliğini kısıtlamaktadır.
Kapalı genleşme depoları membranli veya daha büyük kapasitelerde gaz yastıklı olabilir. Kapalı genleşme deposu, üstünde basınçlı azot gazı bulunan bir diyafram içerir. Altındaki su genişleyince diyafram yukarı doğru açılır ve azot gazını sıkıştırır.
Kapalı genleşme tankları kendi içinde iki yapıya ayrılır:
Diyafram membranli tank: Diyafram membranın iç hazneye kaplanmasıyla oluşturulan bu sistemler genellikle kapalı tank sistemidir. Çünkü çalışırken sistem üzerinde tek seferlik su sisteme dahil edilir. Daha sonra bu su sistem içerisinde döndürülerek kalmaya devam eder. Oksijen kazan, tank ve radyatörlerde düşük miktarda paslanmaya neden olabilir; ancak oksijen bittiği için paslanma ilerlemez.
Balon membranli tank: Balon tipteki membranlı kaplamalarda su ile sac temas etmez, dolayısıyla paslanma ihtimali yoktur. Bu balon membranlı sistemler özellikle ısıtma ve hidrofor tesisatlarında tercih edilmektedir.
Modern ısıtma sistemlerinde kapalı genleşme tankları çok daha yaygın kullanılmakta olup açık tanklara kıyasla çok daha güvenli ve pratik bir çözüm sunar.
DIN 4751 standardına göre maksimum sıcaklığı 120°C'yi geçmeyen ısıtma sistemlerinde; ayrıca soğutma, klima ve hidrofor devrelerinde kullanılır. İmalat kapasitesi 8 ila 12.500 litre hacim aralığındadır. Çalışma basınçları 2,5 - 3,0 - 4,0 - 5,0 ve 10,0 bara kadardır.
Evsel sistemler açısından değerlendirildiğinde kombi, kalorifer, boyler, hidrofor ve genel su ısıtma/soğutma tesisatlarında yaygın olarak tercih edilir. Endüstriyel alanda ise damıtma kuleleri, reaktörler ve basınçlı kaplarda da kullanılır.
Genleşme tankının doğru monte edilmesi sistemin sağlıklı çalışması için kritik öneme sahiptir. En önemli kural bağlantı noktasıyla ilgilidir: DIN 4807 standardına göre membranla temas eden suyun maksimum sıcaklığı 70°C'dir. Bunun üzerindeki sıcaklıklarda sıcaklığı bu sınırda tutan sıcaklık regülatörleri konmalıdır. Bu bakımdan kapalı genleşme deposu mutlaka ısıtma sisteminin dönüş hattına monte edilmelidir.
Kapalı genleşme depolarının üzerlerinde emniyet valfi, manometre ve doldurma valfi bulunmalıdır. Ayrıca montaj sırasında tankın sistemin basınç noktalarına yakın bir yere yerleştirilmesi ve doğru kapasitenin seçilmesi gerekmektedir.
Genleşme tankı hacmi gelişigüzel seçilmemelidir. Kapalı genleşme tankı hesabı yapılırken şu parametreler dikkate alınmalıdır: Sistemdeki toplam su hacmi, su sıcaklığına bağlı genleşme katsayısı, sistemin başlangıç basıncı, maksimum çalışma basıncı ve tankın ön şarj basıncı.
Pratik bir yaklaşımla, radyatörlü sistemlerde sistem su hacmi kazan ısı kapasitesiyle 13,5 lt/kW katsayısıyla; panel radyatörlü sistemlerde 8,5 lt/kW; konvektörlü sistemlerde 6,0 lt/kW; hava apareylerinde ise 8,0 lt/kW katsayısıyla çarpılarak hesaplanır.
Ortalama 2-3 ayda bir rutin bakıma sokulması gerekir. Bu bakımlar kullanım ömrünü önemli ölçüde artırır.
Kullanım ömrü konusunda ise membran yırtıldığında, su ve hava bölmesi birbirine karıştığında veya tank hava tutamaz hale geldiğinde değiştirilmelidir. Ayrıca tankın dış gövdesinde korozyon, su kaçırma veya basıncı sabitleyememe gibi belirtiler de değişim işaretidir. Kullanım koşullarına ve su kalitesine bağlı olarak genleşme tankları ortalama 5-10 yıl arasında sorunsuz çalışır.
Kombi sistemlerindeki tankların hava basıncı da düzenli kontrol edilmelidir. Tankın üzerinde bir hava vanası (Schrader) bulunur ve buradan basınç ölçülüp ayarlanabilir. Tankın tavsiye edilen basıncı genelde 1-1,5 bar'ı geçmemelidir; daha yüksek basınç membrana zarar verebilir veya tesisat basıncını gereksiz yükseltir.
Kapasite açısından genleşme tankının hacmi, kombi ve tesisatın su hacmine uygun olmalıdır. Genel olarak kombinin ısıtma kapasitesi arttıkça daha büyük bir genleşme tankı gerekebilir. Yanlış kapasitedeki bir tank, basınç dalgalanmalarını düzgün biçimde dengeleyemez. Malzeme kalitesi açısından ise paslanmaz çelik gövde ve dayanıklı bütil veya EPDM membranlar daha uzun ömürlü ve güvenilir çözümler sunar.
Genleşme Tankı Nedir?
Genleşme tankı; kapalı devre ısıtma sistemlerinde suyun ısınarak genleşmesi sonucu oluşan basınç artışını dengelemek için kullanılan güvenlik elemanıdır. Özellikle kazan sistemlerinde suyun sıcaklığı yükseldikçe hacmi artar ve sistemde istenmeyen yüksek basınç oluşur. Genleşme tankı, bu fazla hacmi kendi içinde absorbe ederek kazanı, tesisatı ve bağlantı ekipmanlarını korur.
Basit bir fizik kuralından yola çıkılarak açıklanabilir: Sıvılar ısındığında genleşir. Kapalı bir borulu ısıtma sisteminde genleşmeyi karşılayacak bir hacim yoksa sistem içindeki basınç tehlikeli seviyelere ulaşır. Genleşme tankı, suyun genleşmesi sonucu oluşan basıncı absorbe ederek sistemdeki aşırı basıncı kontrol altında tutar. Bu sayede hem sistemin ömrü uzar hem de kullanıcı güvenliği sağlanır.
Nasıl Çalışır?
Tank içi yapısı gereği iki bölmeden oluşur: su tarafı ve hava/azot tarafı. Bu iki bölme genellikle esnek bir membran (diyafram) ile birbirinden ayrılır.
Çalışma prensibi şöyle işler:
Kombi çalışmaya başladığında içindeki su ısınır. Sıvılar ısıtıldığında hacimleri artar, yani genleşirler. Kapalı bir sistemde bu genleşme, basıncın tehlikeli seviyelere yükselmesine neden olabilir. İşte tam bu noktada genleşme tankı devreye girer. Tank, genellikle çelikten yapılmış ve içinde esnek bir membran bulunan kapalı bir kaptır. Membranın bir tarafında önceden belirlenmiş bir basınçta azot gazı, diğer tarafında ise kombi tesisatından gelen su bulunur. Su genleştiğinde membranı ittirerek gaz tarafına doğru hareket eder ve bu sayede sistemdeki fazla basıncı güvenli biçimde emer.
Su soğuduğunda ise ters süreç yaşanır: Su tekrar soğuduğunda membran eski şekline döner ve su sisteme geri aktarılır. Bu sayede sistem hem ısınma hem de soğuma sürecinde dengede kalır.
Gaz tarafında azot kullanılmasının özel bir nedeni vardır. Azot, oksijene göre diyaframdan daha yavaş difüze olduğundan uzun süre basıncı korur ve korozif etkisi yoktur.
Genleşme Tankının Görevleri
Enerji ve ısıtma sistemlerinde genleşme tankı şu görevleri üstlenir: Basıncı dengeler, yani sistem içindeki basıncın sürekli sabit kalmasını sağlar. Tortu ve kireç oluşumunu önler; çünkü basınç dengesizliği tortu oluşumunu tetikler, tank sayesinde temiz su akışı korunur. Enerji tasarrufu sağlar; sistemde sürekli basınç dalgalanması olmayacağı için pompa ve motorlar daha az çalışır, böylece enerji tüketimi azalır. Sistemin ömrünü uzatır; ani basınç değişimlerini önleyerek sistem parçalarının ömrünü uzatır. Sıcaklık dengesini korur; kombinin veya hidroforun sürekli devreye girmesine gerek kalmaz.
Bunların yanı sıra basınç dengesi sağlandığından kazan daha stabil ve verimli yanar.
Genleşme Tankı Türleri
Açık Genleşme Tankı
Açık genleşme tankları, suyun atmosfere doğrudan maruz kaldığı ve genleşme sonucu oluşan basıncın serbestçe dışarı verildiği basit yapılı tanklardır. Özellikle katı yakıtlı ısıtma sistemlerinde sıkça tercih edilen bu bileşenler, kömür, odun, pelet gibi katı yakıtlarla çalışan kazanları içeren, genellikle daha eski tip ısıtma sistemlerinde kullanılır.
Açık tanklar, atmosfere bağlı oldukları için tesisatın en yüksek noktasına monte edilmelidir. Bu özelliği, modern binalarda uygulanabilirliğini kısıtlamaktadır.
Kapalı (Membranli / Diyaframlı) Genleşme Tankı
Kapalı genleşme depoları membranli veya daha büyük kapasitelerde gaz yastıklı olabilir. Kapalı genleşme deposu, üstünde basınçlı azot gazı bulunan bir diyafram içerir. Altındaki su genişleyince diyafram yukarı doğru açılır ve azot gazını sıkıştırır.
Kapalı genleşme tankları kendi içinde iki yapıya ayrılır:
Diyafram membranli tank: Diyafram membranın iç hazneye kaplanmasıyla oluşturulan bu sistemler genellikle kapalı tank sistemidir. Çünkü çalışırken sistem üzerinde tek seferlik su sisteme dahil edilir. Daha sonra bu su sistem içerisinde döndürülerek kalmaya devam eder. Oksijen kazan, tank ve radyatörlerde düşük miktarda paslanmaya neden olabilir; ancak oksijen bittiği için paslanma ilerlemez.
Balon membranli tank: Balon tipteki membranlı kaplamalarda su ile sac temas etmez, dolayısıyla paslanma ihtimali yoktur. Bu balon membranlı sistemler özellikle ısıtma ve hidrofor tesisatlarında tercih edilmektedir.
Modern ısıtma sistemlerinde kapalı genleşme tankları çok daha yaygın kullanılmakta olup açık tanklara kıyasla çok daha güvenli ve pratik bir çözüm sunar.
Kullanıldığı Yerler
DIN 4751 standardına göre maksimum sıcaklığı 120°C'yi geçmeyen ısıtma sistemlerinde; ayrıca soğutma, klima ve hidrofor devrelerinde kullanılır. İmalat kapasitesi 8 ila 12.500 litre hacim aralığındadır. Çalışma basınçları 2,5 - 3,0 - 4,0 - 5,0 ve 10,0 bara kadardır.
Evsel sistemler açısından değerlendirildiğinde kombi, kalorifer, boyler, hidrofor ve genel su ısıtma/soğutma tesisatlarında yaygın olarak tercih edilir. Endüstriyel alanda ise damıtma kuleleri, reaktörler ve basınçlı kaplarda da kullanılır.
Montaj Kuralları
Genleşme tankının doğru monte edilmesi sistemin sağlıklı çalışması için kritik öneme sahiptir. En önemli kural bağlantı noktasıyla ilgilidir: DIN 4807 standardına göre membranla temas eden suyun maksimum sıcaklığı 70°C'dir. Bunun üzerindeki sıcaklıklarda sıcaklığı bu sınırda tutan sıcaklık regülatörleri konmalıdır. Bu bakımdan kapalı genleşme deposu mutlaka ısıtma sisteminin dönüş hattına monte edilmelidir.
Kapalı genleşme depolarının üzerlerinde emniyet valfi, manometre ve doldurma valfi bulunmalıdır. Ayrıca montaj sırasında tankın sistemin basınç noktalarına yakın bir yere yerleştirilmesi ve doğru kapasitenin seçilmesi gerekmektedir.
Kapasite Hesabı
Genleşme tankı hacmi gelişigüzel seçilmemelidir. Kapalı genleşme tankı hesabı yapılırken şu parametreler dikkate alınmalıdır: Sistemdeki toplam su hacmi, su sıcaklığına bağlı genleşme katsayısı, sistemin başlangıç basıncı, maksimum çalışma basıncı ve tankın ön şarj basıncı.
Pratik bir yaklaşımla, radyatörlü sistemlerde sistem su hacmi kazan ısı kapasitesiyle 13,5 lt/kW katsayısıyla; panel radyatörlü sistemlerde 8,5 lt/kW; konvektörlü sistemlerde 6,0 lt/kW; hava apareylerinde ise 8,0 lt/kW katsayısıyla çarpılarak hesaplanır.
Bakım ve Ömür
Ortalama 2-3 ayda bir rutin bakıma sokulması gerekir. Bu bakımlar kullanım ömrünü önemli ölçüde artırır.
Kullanım ömrü konusunda ise membran yırtıldığında, su ve hava bölmesi birbirine karıştığında veya tank hava tutamaz hale geldiğinde değiştirilmelidir. Ayrıca tankın dış gövdesinde korozyon, su kaçırma veya basıncı sabitleyememe gibi belirtiler de değişim işaretidir. Kullanım koşullarına ve su kalitesine bağlı olarak genleşme tankları ortalama 5-10 yıl arasında sorunsuz çalışır.
Kombi sistemlerindeki tankların hava basıncı da düzenli kontrol edilmelidir. Tankın üzerinde bir hava vanası (Schrader) bulunur ve buradan basınç ölçülüp ayarlanabilir. Tankın tavsiye edilen basıncı genelde 1-1,5 bar'ı geçmemelidir; daha yüksek basınç membrana zarar verebilir veya tesisat basıncını gereksiz yükseltir.
Doğru Tank Seçimi
Kapasite açısından genleşme tankının hacmi, kombi ve tesisatın su hacmine uygun olmalıdır. Genel olarak kombinin ısıtma kapasitesi arttıkça daha büyük bir genleşme tankı gerekebilir. Yanlış kapasitedeki bir tank, basınç dalgalanmalarını düzgün biçimde dengeleyemez. Malzeme kalitesi açısından ise paslanmaz çelik gövde ve dayanıklı bütil veya EPDM membranlar daha uzun ömürlü ve güvenilir çözümler sunar.
