Isıtma Kablosu ile Kar-Buz Birikimini Engelleme Sistemi Uygulamaları Yazı Dizisi-1

Isıtma Kablosu ile Kar-Buz Birikimini Engelleme Sistemi Uygulamaları

Yazı Dizisi-1

Samet Özdeniz

1.Özet

Isıtma Kablosu ile Kar-Buz Birikimini Engelleme Uygulamalası; ısıtma kablosu, termostat, sensör ve montaj malzemelerini içeren ve sensörlerden alınan nem - sıcaklık bilgisine göre otomatik çalışan bir “güvenlik” sistemidir.

Sistem; araç rampaları, yürüyüş yolları, kaldırımlar, köprüler, merdivenler, üst geçitler, helikopter pistleri, çatılar ve iniş boruları gibi kar birikimi ve buzlanmanın can ve mal güvenliği için risk oluşturduğu tüm mahallerde uygulanabilir. Isıtma kablosu ile Kar-Buz Birikimini Engelleme uygulamaları zemin ve/veya çatı sensörlerinden alınan nem ve sıcaklık bilgisine göre tam otomatik olarak devreye girmekte ve amacın gerçekleşmesini müteakiben devreden çıkmaktadır.

2.Giriş

Isıtma Kabloları; elektrik enerjisini ısı enerjisine çeviren, dayanımı yüksek ve güvenli kablolardır. Isıtma kablosu IEC60800:2009 Uluslararası Standarda gore üretilmeli ve test edilmelidir. Ayrıca kurulum ve devreye alma için de IEC60364-7-753 ( ısıtma kablosu ile iç mekanda döşemeden ısıtma ve kar ve buz birikimini engelleme uygulamalarında kurallar, koşullar, güvenlik, seçim, uygulama ve ülke normlarına göre devreye alma şartlarını belirler) standardı göz önünde bulundurulmalıdır. Isıtma kabloları kullanılacakları uygulamalara göre 6,10,18,20,25,30,33…W/m kapasiteleri sahip olabilmekle birlikte, kar-buz birikimini engelleme uygulamalarında genellikle 20 ve 30W/m lik ısıtma kabloları kullanılmaktadır.

İnsan ve bina güvenliği amacı ile kullanılan Kar-Buz Birikimini Engelleme sistemleri beton, asfalt, seramik, parke taş, granit, mermer vs. gibi döşeme malzemeleri ile birlikte rahatlıkla kullanılabilmektedir. Ayrıca sistem çeşitli tiplerdeki çatıların yüzeylerine, saçaklarına, derelere, oluklara ve iniş borularına uygulanarak çatıda oluşabilecek kar birikmelerine ve sarkıtlara engel olmaktadır. Sistem teknik olarak bina ömrü ile eşdeğer ömre sahiptir ve bakım maliyeti yoktur.

Sistem; gelişmiş sensörleri en verimli enerji kullanımı ile, kar ve buzun oluşması için yeterli olan hava ve ortam şartlarında otomatik olarak devreye girmekte ve yine otomatik olarak devreden çıkmaktadır. Dolayısıyla, sistem sayesinde korunan alanlarda tuzlama, solusyon kullanımı, çatı ve sarkıt temizliğine ve bu işler için eleman istihdamına gerek kalmamaktadır.

2.1.Zemin Uygulamaları

Zemin uygulamalarında, ısıtma kablosu çözümlerinin en çok uygulandığı noktalar araç rampaları, yürüyüş yolları ve üst geçitlerdir. Otopark ve araç rampalarında kurulum ve işletim maliyetini düşürmek adına alanın tamamında değil lastik izleri şeklinde uygulamalar yapılabilmektedir.

Buralarda uygulanacak güç miktarını (W/m2) saptamak için aşağıdaki noktalar göz önüne alınmalıdır.

Sistemin uygulanacağı bölge

Sistemin karşılaması istenen gereksinimler, örneğin eritme zamanı gibi

Normal şartlar altında uygulanması gereken güç 300-350W/m2 iken, iklim şartlarının sert olduğu bölgelerde güç yoğunluğu 500W/m2’ye kadar çıkabilmektedir.

Kurulu güç alttaki durumlarda daha yüksek seçilmelidir;

Uygulama rüzgar hızının 10m/s’yi geçtiği ortamlarda

Uygulamanın yapıldığı mahal deniz seviyesinden her 1000m yükseklik için kapasite 50W/m2 arttırılmalıdır

Uygulamanın yapıldığı mahalde her 6 saate metrekareye 6.3mm suya eşit ölçüde kar düşüyorsa kapasite 50W/m2 arttırılmalıdır.

Verilen güç değerleri kabul edilen değerler olmakla birlikte ısı kaybı hesabı ASHRAE Handbook,1995 te verilen karın yağış hızı, hava sıcaklığı, nem oranı ve güzgar hızına bağlı olarak hesaplanır. Kar-Buz birikimini engelleme sistemleri öncelikler karı eritmeli ve sonrasında yüzeyde bulunan su tabakasının yeniden donmasının engellenmesi adına, o su tabakasını buharlaştırmalıdır. Chapman (1952) kar ve buz briklimini engellemek adına güç değeri hesapları elde etmiştir. Ayrıca Chapman ve Katunich (1956) kar ve buz birikimini engellemek için gerek toplam güç yoğunluğu (qo) hesabına rüzgar hızı ve nem gibi faktörleri ekleyerek yeni bir genel formül sunmuşlardır.

Formüle gore toplam güç alttaki gibidir;

qa = qs + qm + ar (qe + qh)

formülde qa toplam gücü, qs kara transfer edilen gücü, qm erime sıcaklığını, ar ısıtılacak alanın tipi (kritik), qe buharlaşma ısısını ve qh ise konveksiyon ve radyosyon yolu ile transfer edilen ısıyı işaret eder.

Bu bilgiler ışığında alttaki tablo oluşturulmuştur. Tabloya göre karın yağış hızına, yoğunluğuna ve birikme toplamına göre ortaya çıkan karın yağma şiddeti katsayısı (Sn) ve uygulamanın kritiklik değeri (ar) ışığında uygulanması gereken güç değerleri verilmiştir.

**	0 - konut yolları,rampaları gibi çok kritik olmayan bölgelerde
	0,5 - ticari alanlar, ofis ve dükkan gibi alanların bölümlari (orta derecede kritik)
	1 - devamlı açık tutulması gereken kiritik bölümler

2.1.1. Beton Altı Uygulamaları

Beton dökülürken yerinden oynamaması için tüm ısıtma kabloları, sabitleyici ekipmanlar ile alt katmana sabitlenmelidir. Beton, içinde boşluk kalmayacak şekilde kabloların üzerine dökülmelidir. Isıtma kablolarına zarar vermemek adına betonun içinde sivri ve keskin taşların bulunmamasına dikkat edilmelidir.

Isıtma kablolarının sağlamlığı uygulama öncesinde ve sonrasında yapılacak direnç ölçme işlemi sayesinde kontrol edilmelidir.

Isıtma kabloları, dilatasyon geçişlerinde beton hareketlerinden dolayı uygulanmamalı veya dilatasyon geçişlerinden önlemler alınmalıdır.

2.1.2.Asfalt Altı Uygulamaları

Asfalt altında yapılacak kar-buz birikimin uygulama için 2 yöntem kullanılmaktadır.

Asfalt dökülmeden önce ısıtma kabloları korunması amacı ile en az 2cm kalınlığında kum veya betonla kaplanmalı ve asfaltın dökülmeden önce 130-140°C ye soğutulması sağlanmaktadır.

Asfaltın altına doğrudan dış yalıtımı 240°C ye dayanıklı ısıtma kabloları uygulanarak yapılması işlemidir. Bu gibi durumlarda kum beya beton atılması gerekli değildir. Kabloların zarar görmemesi adına kaba ve büyük parçalı asfaltlar kullanılmamalı ve üzerinde ağır makinalar gezdirilmemelidir. Isıtma kablolarının sağlamlığı uygulama öncesinde ve sonrasında yapılacak direnç ölçme işlemi sayesinde kontrol edilmelidir.