Radyant ısıtma ve soğutma sistemi

Radyant ısıtma ve soğutma sistemi, ısıtmak veya soğutmak için tasarlandıkları ortamlarla hem konveksiyon hem de ısıl ışınım yoluyla ısı alışverişi yapan bir HVAC teknolojileri kategorisidir.

Radyant sistemin kullanıldığı ortamlarda ısı alışverişinin yarısından fazlası ısıl ışınım yoluyla edinilmektedir.^[1]

Panellere veya zemin, tavan, duvar gibi gömülü bina bileşenlerine dayanan hidronik sistem su esaslı olup diğer tipler elektrik sistemlerini temel alır. Radyant sistemdeyse binanın ısımayı en etkili sağlayacak olan kısımları belirlenir ve birkaç kritik noktadan ısıtma ve soğutma yapılır.

Isıtma

Radyant ısıtma iç ve dış mekanların ısıtılması için kullanılan bir teknolojidir. Radyan enerji ile ısıtma her gün gözlemlenir, en sık gözlenen örnek güneş ışığının sıcaklığıdır. Bir teknoloji olarak radyan ısıtma daha dar bir şekilde tanımlanır. Radyan enerjiyi yayan bir ısı kaynağından bir nesneye radyan ısı aktarmak için ilkelerini bilerek kullanma yöntemidir. Radyan enerjiyi yayan bir ısı kaynağından bir nesneye aktarmak için radyan ısı ilkelerini kasıtlı olarak kullanma yöntemidir.

Radyant ısıtmalı tasarımlar, geleneksel konveksiyonlu ısıtma yerine sınırlı dış mekan ısıtma sağlamanın bir yolu olarak görülür.

Kapalı mekan

Radyan ısıtma, bir binayı radyatörler gibi (çoğunlukla konveksiyonlu ısıtma) geleneksel yöntemler yerine radyan ısı yoluyla ısıtır. Bir örnek, bir tür duvar ısıtıcısı olan Avusturyalı/Alman çinili soba (Kachelofen)'dır. Roma’da hipokaust (İngilizce:hypocaust) ısıtmanın kullanımından beri karışık radyasyon, konveksiyon ve iletim (İngilizce:conduction) sistemleri var olmuştur.^[2] Yerden radyant ısıtma Çin ve Güney Kore'de uzun süredir yaygındır.^[3] Isı enerjisi, zemin, duvar veya tavan paneli gibi sıcak bir elemandan yayılır ve doğrudan havayı ısıtmak yerine odadaki insanları ve diğer nesneleri ısıtır.

Radyant ısıtmalı binalar için iç hava sıcaklığı, algılanan sıcaklık aslında aynı olacak şekilde ayarlandığında aynı vücut konforunu elde etmek için geleneksel olarak ısıtılan bir binadan daha az olabilir. Radyant ısıtma sistemlerinin en önemli yararlarından birisi, odadaki hava sirkülasyonunu ve buna bağlı olarak havadaki partiküllerin yayılmasını çok azaltmasıdır.

Radyant ısıtma/soğutma sistemleri şu şekilde ayrılabilir:

Yerden ısıtma sistemleri—elektrik veya hidronik
Duvardan ısıtma sistemleri
Radyant tavan panelleri

Yerden ve duvardan ısıtma sistemlerine genellikle alçak sıcaklıklı sistemler denir. Isıtma yüzeyleri diğer sistemlerden çok daha büyük olduğundan, aynı seviyede ısı transferi elde etmek için çok daha düşük bir sıcaklık gereklidir. Bu, daha sağlıklı nem seviyeleri ile daha iyi bir oda iklimi sağlar. Isıtma yüzeyinin maksimum sıcaklığı, oda tipine bağlı olarak 29-35 °C (84-95 °F) arasında değişebilir. Radyant tepe paneller daha çok üretim ve depolama tesislerinde veya spor merkezlerinde kullanılır. Bu paneller yerden birkaç metre yukarıda asılıdır ve yüzey sıcaklıkları çok daha yüksektir.

Kaynakça

^ ASHRAE Handbook. HVAC Systems and Equipment. Chapter 6. Panel Heating and Cooling, American Society of Heating and Cooling, 2012
^ History of Radiant Heating & Cooling Systems - Part 2, By Robert Bean, Bjarne W. Olesen, Kwang Woo Kim. ASHRAE Journal, vol. 52, no. 2, February 2010
^ Bean, Robert; Olesen, Bjarne; Kim, Kwang Woo (February 2010). "History of Radiant Heating and Cooling Systems – Part 2" (PDF). ASHRAE Journal. Atlanta, GA (USA): ASHRAE. 15 Ağustos 2019 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 8 Kasım 2017.

İlgili Araştırma Makaleleri

Termostat, fiziksel bir sistemin sıcaklığını algılayan ve sistem sıcaklığının istenen ayar derecesine yakın tutulması için çalışan bir kontrol aracıdır.

Bina otomasyonu, bir binanın HVAC, elektrik, aydınlatma, gölgeleme, Erişim Kontrolü, Güvenlik Sistemleri ve Bina Yönetim Sistemi (BYS) veya Bina Otomasyon Sistemi gibi birbiriyle ilişkili diğer sistemlerin otomatik merkezi kontrolüdür. Bina otomasyonunun temel amacı, kullanıcı konforunu artırmak, bina sistemlerinin verimli çalışmasını sağlamak, enerji tüketimini azaltmak, işletme ve bakım maliyetlerini azaltmak ve güvenliği artırmaktır.

Klima, elektrikli klima veya pasif soğutma ve havalandırmalı soğutma dâhil olmak üzere çeşitli diğer yöntemlerin kullanımıyla daha konforlu bir iç ortam elde etmek için kapalı bir alandaki havanın ısı ve nem kontrol edilmesi işlemidir. Klima, "ısıtma, havalandırma ve klima" (HVAC) sağlayan sistem ve teknikler ailesinin bir üyesidir.

Gerçekte bir soğutma çevrimi olan ısı pompası çevriminin temel prensibini Nicolas Léonard Sadi Carnot 1824 yılında ortaya atmıştır. 26 yıl sonra 1850 yılında Lord Kelvin'in, soğutma cihazlarının ısıtma maksadı ile kullanılabileceğini ileri sürmesiyle ısı pompası uygulamaya girdi. II. Dünya Savaşı'ndan önce ısı pompasının geliştirilmesi ve kullanılır hâle getirilmesi için birçok mühendis ve bilim insanı bu alanda araştırmalar ve çalışmalar yaptı. Savaş yıllarında endüstri, imkânlarını daha acil problemlere yönelttiği için ara verilen bu çalışmalara savaştan sonra tekrar başlandı.

Isıtma sistemleri, kullanım mekanlarının istenen sıcaklıkta tutulabilmesi için iç ortamdan dış ortama olan ısı kaybının karşılanması prensibi ile çalışan sistemlerdir. Merkezi ve lokal (bölgesel) olarak iki ana başlıkta toplanabilir.

<span class="mw-page-title-main">Bina yalıtımı</span>

Bina yalıtımı ya da bina izolasyonu, herhangi bir yalıtım malzemesi kullanılarak, ortamdan dışarı veya dışarıdan ortama olan enerji akışının indirgenmesidir. Yalıtım malzemelerinin (yalıtkan) çeşitli tipleri vardır:

Isı akışını indirgemek için, ısıl (termal) yalıtkanlar.
Elektrik akışını önlemek için, elektrik yalıtkanlar.
Ses dalgalarını indirgemek için, akustik yalıtkanlar.

Güneş enerjisi, kaynağı Güneş olan ısı ve parlak ışıktır. Güneş'in çekirdeğinde yer alan füzyon süreci ile açığa çıkan ışınım enerjisidir. Güneşteki hidrojen gazının helyuma dönüşmesi füzyon sürecinden kaynaklanır. Güneş'in yüzeyinde güneş radyasyonunun yoğunluğu yaklaşık 6,33 x 10⁷ W/m²dir. Dünya atmosferinin dışında Güneş ışınımının şiddeti, aşağı yukarı sabit ve 1370 W/m² (Watt/m²) değerindedir; ancak yeryüzünde 0-1100 W/m² değerleri arasında değişim gösterir. Bu enerjinin Dünya'ya gelen küçük bir bölümü dahi, insanlığın mevcut enerji tüketiminden kat kat fazladır. Güneş enerjisinden yararlanma konusundaki çalışmalar özellikle 1970'lerden sonra hız kazanmış, Güneş enerjisi sistemleri teknolojik olarak ilerleme ve maliyet bakımından düşme göstermiş, Güneş enerjisi çevresel olarak temiz bir birincil enerji kaynağı olarak kendini kabul ettirmiştir.

Işınım enerjisi, elektromıknatıssal dalgaların enerjisidir.

HVAC, İngilizce: Heating, Ventilating and Air Conditioning kelimelerinin baş harflerinden oluşturulmuş kısaltmadır. Havalandırma sektörünün tüm dallarını kapsar. Ayrıca Makine mühendisliği alanında bir alt kol olan tesisat mühendisliği kapsamında değerlendirilebilir. Mekanik tesisat kategorisinde yer alıp termodinamik, akışkanlar mekaniği, ısı transferi gibi alt başlıklar temelini oluşturur.

İklimlendirme terimi çoğunlukla soğutma yapılarak iç mekanlardaki havanın ısı konforu sağlanması ve neminin alınması işlemlerine denir. Daha geniş bir anlamda, terim HVAC, ısıtma, soğutma ve havalandırma veya havanın durumunu iyileştirmek için dezenfeksiyon işlemleri için de kullanılır. Bir klima bir çevrimi kullanarak, çoğunlukla binalardaki ve taşıma araçlarındaki konfor için ortamdaki ısıyı çeken, bir aygıt, bir sistem veya bir mekanizmadır.

Soğutucu akışkanlar, klima sistemlerinin ve ısı pompalarının soğutma döngüsünde kullanılan ve çoğu durumda sıvıdan gaza tekrarlanan bir faz geçişine ve tekrar geri dönen maddelerdir. Sıcaklığa ve basınca bağlı olarak saf olabilir veya sıvı veya gaz fazında veya her ikisinde bulunan saf sıvıların bir karışımı olabilir. Akışkan, düşük sıcaklık ve düşük basınçta ısıyı emer ve daha sonra, genellikle hâl değişikliği ile daha yüksek sıcaklık ve basınçta ısı verir.

Bölgesel ısıtma sistemi, bir veya birçok enerji kaynağında üretilen ısının önyalıtımlı boru sistemleri vasıtası ile ısı kullanıcılarına taşınarak ısınma ve sıcak su ihtiyaçlarının karşılandığı büyük ölçekli ısıtma sistemleridir. Bölgesel Isıtma Sistemine ısı, genellikle birleşik ısı ve güç sistemi, katı atık (çöp) yakma tesislerinin atık ısısı, endüstriyel atık ısı, jeotermal enerji, güneş enerjisi vb. ısı kaynaklarından sağlanır. Özellikle İskandinav ülkelerinin yoğunlukta olduğu pek çok ülkede elde edilen deneyimlere bağlı olarak bölgesel ısıtma sistemlerinin ekonomik, güvenilir ve diğer ısıtma sistemlerine göre çevreye daha çok duyarlı olduğu ispatlanmıştır.

Atık ısı işleyen makineler ve enerji kullanan işlemler sonucu zorunlu yan ürün olarak üretilir, örneğin buzdolabı havası ısıtır ve yanmalı motorlar çevreye ısı yayar. Birçok sistemin, yan ürünü olarak ısı çıkarma ihtiyacı, termodinamik kanunlarının temelidir. Atık ısı orijinal enerji kaynağından daha düşük faydaya(termodinamik sözlüğünde düşük ekserji veya yüksek entropi) sahiptir. Her türlü insan aktivitesi, doğal sistemler ve bütün organizmalar atık ısı kaynağıdır. Gereksiz soğuk(ısı pompasında olduğu gibi) çıkışı da atık ısı biçimidir.

Yoğunlaşma veya yoğuşma, maddenin fiziksel halinin gaz fazından sıvı faza değişimi ve buharlaşmanın tersidir. En sık su döngüsü anlamında kullanılır. Atmosfer içinde bir sıvı veya katı bir yüzey veya Yoğunlaşma bulutu ile temas ettiğinde, su buharının sıvı suya değişmesi olarak da tanımlanabilir. Doğrudan gaz fazdan katı faza geçiş gerçekleştiğinde, değişime kırağılaşma denir.

<span class="mw-page-title-main">Soğutma grubu</span> chiller

Soğutucu, buhar sıkıştırmalı, adsorpsiyonlu soğutma veya absorpsiyonlu soğutma çevrimleriyle sıvı soğutucudan ısıyı alan makinedir. Bu sıvı daha sonra ekipmanı soğutmak için ısı değiştiriciden veya başka proses akışından dolaştırılabilir. Soğutma, ortama verilmesi gereken veya yüksek verimlilik için ısıtma amacıyla geri kazanılması gereken atık ısı oluşturur.

Bir ısı pompası, buzdolabı veya klima sisteminin performans katsayısı veya COP, yapılan iş karşılığında sağlanan yararlı ısıtma veya soğutma oranıdır. Yüksek COP'ler düşük işletme maliyetlerine eşittir. COP genellikle, özellikle ısı pompalarında, 1'i geçer, çünkü işi sadece ısıya dönüştürmek yerine, bir ısı kaynağından ısının gerekli olduğu yere ilave ısı pompalanır. Eksiksiz sistemler için, COP hesaplamaları tüm güç tüketen yardımcı sistemlerin enerji tüketimini içermelidir. COP, çalışma koşullarına, özellikle de mutlak sıcaklığa ve ısı deposu ile sistem arasındaki bağıl sıcaklığa oldukça bağlıdır ve genellikle beklenen koşullara göre grafiklendirilir veya ortalaması alınır. Absorpsiyonlu soğutucu soğutma gruplarının performansı tipik olarak çok daha düşüktür, çünkü bunlar sıkıştırmaya dayanan ısı pompaları değildir, bunun yerine ısıyla yürütülen kimyasal reaksiyonlara dayanır.

Yerden ısıtma, iletim, radyasyon ve konveksiyon kullanarak termal konfor için iç mekan iklim kontrolünü sağlayan bir merkezi ısıtma şeklidir. Radyant ısıtma ve radyant soğutma terimleri, bu yaklaşımı tanımlamak için yaygın olarak kullanılmaktadır çünkü radyasyon, ortaya çıkan termal konforun önemli bir kısmından sorumludur, ancak bu kullanım, teknik olarak yalnızca radyasyon, zemin ile dinlenme alanı arasındaki ısı alışverişinin %50'den fazlasını oluşturduğunda doğrudur.

Kar eritme sistemi bisiklet yollarında, geçit’lerde, avlu'larda, yollarda veya daha ekonomik olarak araba yolundaki 2-fit (0,61 m) genişlikte lastik çiftinin izi veya 3-fit (0,91 m) kaldırım ortası vb. gibi alanın yalnızca bir bölümündeki kar ve buz birikmesini önler. Ayrıca, kar eğilimli iklimlerde araba yollarını ve avluları kardan korumak için kullanılır. "Kar eritme" sistemi, fırtınada çalışacak şekilde tasarlanmıştır böylece güvenliği artırır ve kürekle atma veya kar küreme ve buz çözücü tuzu veya çekiş kumu yayma dahil kış bakım işlerini ortadan kaldırır. Kar eritme sistemi, tuzları veya diğer buz giderici kimyasalların kullanımını ve kış hizmet araçlarından kaynaklanan fiziksel hasarı ortadan kaldırarak betonun, asfaltın veya döşeme altının ömrünü uzatabilir. Birçok sistem tam otomatiktir ve kar/buz ücreti yatay yüzeyini korumak için insan müdahalesi gerektirmez.

Kızılötesi ısıtıcı veya ısı lambası, enerjiyi elektromanyetik radyasyon yoluyla daha soğuk bir nesneye aktaran yüksek sıcaklık yayıcı içeren bir ısıtma cihazıdır. Vericinin sıcaklığına bağlı olarak, kızılötesi radyasyon tepe noktasının dalga boyu 750 nm ila 1 mm arasında değişir. Enerji transferi için ısı yayıcı (ing:emitter) ile soğuk nesne arasında herhangi bir temas veya ortam gerekli değildir. Kızılötesi ısıtıcı, vakum veya atmosferde ısıtabilir.

Akışkan termodinamiğinde, ısı transfer akışkanı, bir prosesin bir tarafında soğutmaya, termal enerjinin taşınmasına ve depolanmasına ve prosesin diğer tarafında ısıtmaya aracılık ederek ısı transferinde yer alan bir gaz veya sıvıdır. Isı transfer akışkanları, ısıtma veya soğutma gerektiren sayısız uygulama ve endüstriyel proseste, genellikle kapalı bir devrede ve sürekli döngülerde kullanılır. Örneğin soğutma suyu motoru soğuturken, hidronik ısıtma sistemindeki suyu ısıtmak odadaki radyatörü ısıtır.

Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.