Fancoil (fan coil) boru çapı, cihazın ihtiyaç duyduğu su debisine (akış) ve seçilen su sıcaklık farkına (ΔT) göre hesaplanır. Önce ısı ihtiyacından (Q, kW) gerekli kütlesel debiyi (ṁ) bulunur, debi hacimsel akışa (m³/s veya m³/h) çevrilir, sonra kabul edilen akış hızına (v, m/s) göre borunun iç çapa (D) ulaşılır. Son adımda pratikteki standart boru çaplarına yuvarlanır ve hidrolik kayıp/pompa seçimi kontrol edilir.
Neden doğru hesap önemli?
- Küçük çap (alt boyut): Yüksek hız → yüksek basınç kaybı, gürültü, pompa maliyet artışı, dengesiz ısı dağılımı, kontrol zorluğu.
- Büyük çap (gereğinden fazla): Gereksiz malzeme maliyeti, daha fazla yer ihtiyacı, sistem reaksiyonunun (cevap süresinin) uzaması.
- Doğru çap: Ekonomik, sessiz, dengeli ısı konforu ve uygun pompa seçimi sağlar.
Hesapta kullanılan temel formüller
- Kütlesel debi (kg/s)
$$
\dot{m}=\dfrac{Q}{c_p \cdot \Delta T}
$$
- $Q$: Isı gücü (kW = kJ/s)
- $c_p$: Su için özgül ısı ≈ 4{,}186 kJ/(kg·K)
- $\Delta T$: Besleme–dönüş sıcaklık farkı (°C)
- Hacimsel debi (m³/s)
$$
q_v=\dfrac{\dot{m}}{\rho}
$$
- $\rho$: su yoğunluğu ≈ 1000 kg/m³
- Boru iç kesit alanı ve çap (verilen hedef akış hızı $v$ için)
$$
A=\dfrac{q_v}{v},\qquad D=\sqrt{\dfrac{4A}{\pi}}
$$
- $v$: hedef akış hızı (m/s) — fan coil terminallerinde genelde 0{,}5–1{,}5 m/s arası seçilir (sessiz/güvenli değerler 0,6–1,0 m/s civarıdır).
Tasarım tercihleri — pratik kılavuz
- ΔT seçimi: Soğutma için genelde 5–7°C; ısıtma için 8–15°C arası (tasarıma, fancoil tipine ve projeye bağlı). Küçük ΔT → daha yüksek debi → daha geniş boru.
- Akış hızı seçimi: Fan-coil seviyesinde 0,6–1,0 m/s tavsiye edilir. Uzun branşmanlarda veya çok sayıda dirsek varsa hızı düşürüp çapı büyütün.
- Standart boru boyutlarına yuvarlama: Hesaplanan iç çapa en yakın standart boru iç çapına veya biraz üstüne yuvarlanır. Araştırma yaparken boru üreticisinin iç çap değerlerini kullanın.
- Kayıpları unutmayın: Uzunluk, dirsek, vana ve filtre gibi elemanlar toplam basınç kaybını artırır — pompa seçimini buna göre yapmak gerekir.
Örnek hesaplar (adet adım adım)
Örnek varsayımlar: $c_p=4{,}186\ kJ/kgK$, $\rho=1000\ kg/m^3$. Sonuçları pratik kolaylık için yuvarladım.
Örnek 1 — 10 kW soğutma ihtiyacı, ΔT = 5 °C
- Kütlesel debi:
$$
\dot{m}=\dfrac{10}{4{,}186\times 5}= \dfrac{10}{20{,}93}\approx 0{,}4778\ \text{kg/s}
$$
- Hacimsel debi:
$$
q_v=\dfrac{0{,}4778}{1000}=0{,}0004778\ \text{m}^3/\text{s}\approx 1{,}72\ \text{m}^3/\text{h}
$$
- Boru çapı (hedef hız $v=1{,}0\ \text{m/s}$):
$$
A=\dfrac{0{,}0004778}{1{,}0}=0{,}0004778\ \text{m}^2
$$
$$
D=\sqrt{\dfrac{4\times0{,}0004778}{\pi}}\approx 0{,}02466\ \text{m}=24{,}7\ \text{mm}
$$
Sonuç: ~25 mm iç çap (pratikte 25 mm / DN25 boru; eğer çok uzun hat veya çok fazla bağlantı varsa DN32 tercih edin).
Örnek 2 — 5 kW, ΔT = 6 °C
- $\dot{m}=\dfrac{5}{4{,}186\times6}\approx 0{,}1991\ \text{kg/s}$
- $q_v\approx 0{,}0001991\ \text{m}^3/s \approx 0{,}717\ \text{m}^3/h$
- $v=1{,}0\ \text{m/s}$ için $D\approx 15{,}9\ \text{mm}$
Sonuç: ~16 mm iç çap; yaygın pratik uygulamada 15–20 mm arası (genelde 16 mm veya 20 mm boru seçilir; sınırdaysa bir üst nominali tercih edin).
Örnek 3 — 3.5 kW, ΔT = 5 °C
- $\dot{m}\approx 0{,}1672\ \text{kg/s}$
- $q_v\approx 0{,}0001672\ \text{m}^3/s \approx 0{,}602\ \text{m}^3/h$
- $v=1{,}0\ \text{m/s}$ için $D\approx 14{,}6\ \text{mm}$
Sonuç: ~15 mm iç çap (genelde DN15 veya 16 mm uygulama).
Hız-Debi → Yaklaşık Boru Çapı Referans Tablosu (v = 1,0 m/s)
| Hacimsel Debi (m³/h) | D (mm, iç çap yaklaşık) | Pratik öneri (standart nominal) |
|---|---|---|
| 0,2 | 8,4 | 10 mm |
| 0,5 | 13,3 | 15 mm |
| 0,8 | 16,8 | 16–20 mm |
| 1,2 | 20,6 | 20 mm |
| 1,7 | 24,5 | 25 mm |
| 2,5 | 29,7 | 32 mm |
Not: Bu tablo yaklaşık değerler verir. Boru üreticisinin iç çap tabloları ve uygulama şartları (uzunluk, bağlantı sayısı, cihaz fabrikası akış önerileri) nihai seçimde belirleyici olmalıdır.
Uygulamada dikkat edilmesi gerekenler / İpuçları
- ΔT’yi üretici tavsiyesine göre alın. Fan-coil üreticileri çoğunlukla belirli ΔT’ler için performans verir (ör. 5°C). Onu esas alın.
- Hat uzunluğu ve fittings: Uzun hatlar, dirsekler ve vanalar için daha büyük çap tercih edilebilir. Aksi halde pompa seleksiyonu pahalıya patlar.
- Hidrolik hesap: Final projede Darcy–Weisbach veya üretici kayıp tablolarıyla basınç kaybı hesaplanmalı ve pompa seçimi yapılmalıdır.
- Gürültü & hız: Yüksek su hızı (özellikle >1,5 m/s) boru gürültüsünü arttırır; iç mekanda rahatsız edici olabilir.
- Hidro-statik/termal genleşme ve izolasyon: Borunun izolasyonu ve genleşme dengesi planlanmalı.
Sonuç ve adım-adım kontrol listesi
- Isı ihtiyacını (Q, kW) belirle. (Fancoil etiketinden veya ısı kaybı hesabından.)
- ΔT belirle (soğutma için genelde 5–7°C).
- $\dot{m}=Q/(c_p\Delta T)$ ile kütlesel debiyi hesapla.
- $q_v=\dot{m}/\rho$ ile hacimsel debiye dönüştür.
- Kullanılacak hedef hız (v) seç (ör. 0,6–1,0 m/s).
- $D=\sqrt{4(q_v/v)/\pi}$ ile iç çapı bul.
- Standart boru çaplarına yuvarla; arada kalırsa genelde bir üst çap tercih et.
- Hat uzunluklarına ve fittings’e göre basınç kaybını hesapla; pompayı seç.