Su koçu darbesi: Tesisat boruları içerisinde akan suyun hızının aniden değişmesi nedeniyle, boru yüzeylerine yaptığı basıncın adıdır.
Bina içlerinde ve bina dışında yer alan tesisatlarda nispeten daha az görülür. Nedeni ise yapılara gelen suyu taşıyan borulardan önce darbenin çeşitli cihazlarla önlenmesidir. Ancak yine de su kesintilerinden sonra, şebekeye verilen sudan sonra görülebilir. Bunun da çeşitli nedenleri vardır.
Su Koçu Darbesi Neden Olur?
Su darbesi aslında suyun gücünün ne kadar muazzam olduğunun göstergesidir. Günümüzde üretilen tesisat borularında borunun maruz kalacağı her kuvvet hesaplanır. Bu hesaplardan sonra, borunun çapı ve et kalınlığı belirlenir. Boru çapı büyüdükçe et kalınlığı da artar.
Ayrıca büyük ya da küçük tüm tesisat borularında su koçu darbesi hesaplanır. Bu hesabın yapılmasının nedeni, borunun ani su hızı değişimlerinden etkilenmemesidir.
Her ne kadar borunun zarar görmemesi adına su koçu darbesi hesabı yapılıp, tesisat boruları bu hesaba göre tasarlansa da, hesapta olmayan arızalar, koç darbesinin etkisinin zarar verecek boyutlarda kendisini göstermesine neden olabilir.
Mesela manevra odalarında bulunan vanaların arızalanması gibi… Manevra odaları, büyük şebeke tesisatlarındaki boruların kontrolünün yapıldığı küçük ya da büyük yapılardır. Bu yapıların içinden tesisat boruları geçer. Tesisat boruları bu yapıların içinde daha rahat bir şekilde kontrol edilebilir.
Tahliye boruları da, manevra odası içinde bulunan tesisat borularından bir tanesidir. Tahliye borularının esas görevi, suyun basıncını kırmaktır. Yapılan hesaplamalardan fazla basınç olması durumunda, pompalar yardımıyla su fazlası tahliye edilir. Böylece yüksek basınca sahip olan suyun tesisat borularına zarar vermesi engellenmiş olur.
Suyun darbesini kıran asıl etken pompalardır. Pompalarda meydana gelen olası bir arıza sonucunda, vanalar işlevini kaybeder ve suyun vereceği zarara karşı tesisat boruları savunmasız kalmış olur.
Kot farkından dolayı su yüksekten aşağı doğru düşer ve belirli bir ivme kazanır. Hepimiz su taşkınlarının ne kadar güçlü ve zarar verici olduğunu biliriz. Aynı durum tesisat boruları içinde de yaşanır. Suyun hızını belirli mesafelerde kesmek adına tahliye vanaları ve boruları inşa edilir. Aynı durum suyun düşük kottan, yüksek kota iletilmesinde de meydana gelir. Pompalar düşük kottaki suyu, belirli bir basınçla yukarı doğru taşırlar. Bu sırada oluşan basınç eğer kontrol altına alınmazsa, güzergahındaki borulara zarar verebilir.
Eğer pompalar olmazsa su yüksek noktalara iletilemez. Ancak suyu yüksek kotlara ileten pompaların da meydana getirdiği basıncın kontrol altına alınması gerekir.
Koç Etkisi Nedir? Ne Anlama Geliyor?
Aslında basınç dediğimiz olay, herhangi bir yüzeye yapılan baskının adıdır. Su hız kazandıkça güçlenir ve boru yüzeylerine baskı yapar. Bu duruma koç etkisi adı verilir. Bu adın verilmesinin nedeni, suyun boru yüzeylerine basınç yaparken, tıpkı bir koçun herhangi bir nesneye toslaması gibi ses çıkarmasıdır.
Koç etkisi aslında öyle muazzamdır ki, tesisat borularında gerekli önlem alınmadığında anında borunun patlamasına neden olur. Bina içlerinde yer alan tesisatlardaki koç darbesinin ana nedeni de pompalardır. Pompa basıncının doğru değere ayarlanmaması ya da pompanın arızalanması gibi nedenlerden dolayı tesisat borularında yüksek miktarda basınç meydana gelir. Pompa arızasından kastımız, pompanın tamamen devre dışı kalması değildir. Pompanın ayarlanan basınç değerinden daha yüksek bir değere suyu basması durumudur. Bu duruma basınç arızası adı verilir.
Aslında binalarda pompalar genelde yüksek katlardaki dairelere su basmak için kullanılır. Asıl tehlike şebekeden gelen sudur. Su kesintilerinden sonra, şebekeden gelen sular yüksek basınçla yüklüdürler. Çoğu zaman bu durum bina içlerinde ve binaya gelen tesisatlarda patlamalara ya da arızalara neden olabilirler.
Tıpkı elektrik kesintilerinden sonra elektriklerin aniden gelmesi ve elektronik cihazlara zarar vermesi gibi…
Buhar Hatlarında Koç Darbesi
Buhar hatlarında koç darbesi, tesisatlardaki en tehlikeli durumdur. Çünkü suyun gücünün yanına bir de buhar gücü eklenir. Buhar ve su gücü birleşince ortaya muazzam bir güç çıkar. Bu güç kontrol altına alınmazsa, sistemin büyük ölçüde zarar görmesine neden olur.
Buharın ve suyu gücü vanalar ve kolektör hatları ile yönetilir. Buhar hatlarında koç darbesi bu araçlar sayesinde önlenir. Sistem üzerinde bulunan bypass vanası, vananın iki ucunda bulunan basıncın eşitlenmesini sağlar. Tahliye vanası ise sistem üzerinde bulunan fazla suyun başka bir yere aktarılmasını sağlar. Böylece suyun ve buharın gücü nispeten azaltılır.
Koç Darbesi Vanası Ne İşe Yarar?
Koç darbesi vanası adı verilen yapı, sistem üzerinde bulunan pompaların devreden çıkması sonucu oluşan basınç değişimlerine karşı tesisatı korumakla görevlidir.
Bu tür vanalar şebeke üzerinde meydana gelen basınçla ve elektrik enerjisiyle çalışırlar. Basınç değişimlerine duyarlı olacak şekilde tasarlanırlar. Böylece ani basınç değişimlerine karşı tesisatı korurlar. Bazı su yapılarında bulunan dengeleme tanklarının işlevini yerine getirebilirler.
Ani enerji kesilmelerinde vana hızlı bir şekilde açılır. Böylece geriye dönen negatif basınç dalgasının tahliye edilmesini sağlar. Negatif basınç dalgası normale döndüğünde ise koç darbesi vanası yavaşça kapanır.
Vana üzerinde bir ya da iki adet basınç gösterge saati bulunur. Bu saatler basıncın değerini bar cinsinden gösterirler. Böylece vanayı kontrol etmeye gelen personel, vanadaki basıncın normal değerlerde olup olmadığını anlayabilir.
Buharlı sistemlerde bulunan kolektör vanaları ve hat boşaltma vanaları, ana buhar vanası açılmadan önce sistemde biriken enerjinin atılmasını sağlar. Buharlı sistemlerde bulunan vanalar, 1 bar değerinin altında çalışamazlar. Yani basınç değerinin yüksek olması gerekir.
Buhar hatları üzerinde her 50 metrede bir cepler bulunur. Bu ceplerde sistemde oluşan aşırı basıncın düşürülmesine yardımcı olurlar. Periyodik zamanlarda bu cepler sistem durdurularak temizlenir. Böylece daha verimli bir şekilde çalışmaları sağlanmış olur.
Tesisat boruları tasarlanırken, koç darbesi hesabı yapılır. Koç darbesi hesabı, süreklilik denklemi adı verilen denklemin çözülmesi ile yapılır. Bu denklem, sayısal ve grafik olmak üzere iki farklı yöntemle çözülür.
Süreklilik denklemi: akışkan maddelerin boru içlerindeki akış miktarının korunarak taşınmasını sağlayan formüldür.
Kütle, enerji, momentum ve elektrik yükü gibi fiziksel oluşumları esas alır. Süreklilik denkleminde öncelikle boru kesiti seçilir. Bu kesit üzerinden darbe ve hız hesabı yapılır. Böylece sistemde kullanılacak olan borunun çapı ve et kalınlığı sağlıklı bir şekilde belirlenebilir.
Günümüzde gerek plastik borularda gerekse çelik borularda hep süreklilik hesabı yapılarak, boru kalınlığı ve çapı belirlenir. Bu sayede suyun hızına bağlı olarak artan su koçu darbesi olayının boruya zarar vermesi engellenmiş olur.
