Kapalı Mekânlar için Borulu Radyant Isıtıcılar
Açık alevli radyant ısıtıcılar komple mekan ısıtması için değil, nokta/tezgah ısıtması için daha uygun olan ve bu kapsamda genelde tercih gören ısıtıcılardır. Borulu radyant ısıtıcılar ise; gerek komple, gerekse de bölgesel ısıtmada homojen ve konforlu ısıtma tesisi için daha uygun olan ancak nokta/tezgah ısıtmasına çok uygun olmayan sistemlerdir. Açık alevli radyant ısıtıcılar ile borulu radyant ısıtıcılar arasındaki farklar ve borulu radyant ısıtmanın sunduğu avantajlar, bu makalenin konusunu oluşturmaktadır.
Açık alevli radyant ısıtıcının yangın riski, borulu radyant ısıtıcıya göre daha yüksektir. Açık alevli radyant ısıtıcıda yanma sonrası atık gazlar içeri bırakılmak zorundadır. Borulu radyant ısıtıcıda ise bu gazlar istenildiğinde içeri, istenildiğinde ise basit bir baca borusu ilavesi ile dışarı atılabilmektedir. Gazların içeri bırakılması halinde; TSE ve iş güvenliği yönetmeliklerine göre iş ortamında teneffüs edilen havadaki gaz oranları aşağıda verilmiştir.
CO2: 2800 ppm
CO: 50 ppm
NO2: 5 ppm
NO: 25 ppm
Aldehidler: 2 ppm
Yukarıdaki belirtilen gaz limitlerine uyulması ve bunların sürekli sağlanması bir zorunluluk halindedir. Aksi durum, ileride Çalışma Bakanlığı İş Güvenliği Kontrollerinde sorun oluşturabilecek bir unsurdur. Ayrıca, doğalgaz kullanımı halinde TSE'nin bir zorunluluğu gereği, BOTAŞ mekan içinde kullanılan ve atık gazı ortama bırakılan radyant ısıtıcının her bir kW değeri başına 37.5 m3/saat yer seviyesinde mekanik havalandırmayı zorunlu kılar.
Bu, örneğin 1000 m2 alan ve 6 metre yükseklikteki bir binada ortalama kullanılacak 200 kW'lık bir radyant ısıtma sistemi için 7500 m3/saat’lik bir zorunlu havalandırma anlamına gelir. Bu ise yaklaşık 50 kW'lık ek bir enerji gereksinimi ya da kurulu kapasite de % 25’lik bir artış anlamındadır.
Atık gazın içeri bırakılması halinde göz önünde bulundurulması gerekli bir diğer unsurda atık gaz içerisindeki su buharıdır. Ortama bırakılan toplam atık gazın % 15'i su buharı olup çalışma ortamındaki rutubet oranını ciddi oranda artırır. Bu ise binada gerek terleme ile yapı elemanlarında bozulma, gerekse makine ve ekipmanda korozyona yol açabilecektir.
Açık alevli radyant ısıtıcıların 900 ̊C'lik yüzey sıcaklığına karşı borulu radyant ısıtıcıların ortalama yüzey sıcaklığı 350 ̊C civarındadır. Bu değer başlangıçta 550 ̊C sonlarda ise 140 ̊C civarında olan sıcaklığın yaklaşık bir ortalamasıdır. Bu nedenle açık alevli ısıtıcıların ışıma şiddeti noktasal olarak daha şiddetli olmasına karşın radyant verimde bu geçerli değildir.
Şöyle ki;
Radyant ışınım/enerji formülü Q=5.67 x 10 -8 e A T 4’tür.
Bu formülde;
Q= radyant enerji miktarı (Watt cinsinden)
A= radyant yüzey alanı (m² cinsinden),
-örnek 6.5 kw lık ısıtıcı 435cm2 (0.0435 m²)
T 4 =yüzey sıcaklığı-oda sıcaklığı (Kelvin cinsinden)
-standart yüzey sıcaklığı 900 °C dir. [(900-20)+273]4
e= Alev emissivite değeri LPG için 0.5 (doğalgaz için bu değer 0.3 dür) aldığınızda ısıtıcının radyant oranı ile ilgili ulaşabilecek en iyi değer % 35-40 civarındadır. Bu bize seramik ısıtıcılarda enerjinin büyük bir çoğunluğunun radyant değil konvektif olarak ortama bırakıldığını ifade etmektedir.
Aynı hesap borulu radyant için yapıldığında, örneğin 15 m boyunda (ortalama 5 m² yüzey alanı anlamındadır) 0.97 emissivite değerine ve ortalama 325 °C boru sıcaklığına sahip 50 kw'lık borulu Ambirad radyant ısıtıcı için radyant oran % 60 civarında bulunmaktadır. Burada, ısıtıcının ışınım şiddetinden ziyade, yaydığı radyant enerji oranının verimi belirlediğini ve yüksek tavanlı binalarda bu oranın önemli olduğunu, çünkü tavan seviyesinde asılan radyant ısıtıcıların içerdiği ve yaydığı konvektif enerjinin tavanda asılı kalıp hatta daha üst noktalara doğru çıkma eğiliminde olacağını ve insanların çalıştığı yer seviyesine katkısının çok iyi izolasyonlu binada dahi ihmal edilecek düzeyde kaldığını vurgulamak isteriz.
Özellikle seramik tipi açık alevli radyant ısıtıcılar, işletmeye ilk alındıklarında seramik yüzeyde binlerce minik delikler üzerinde akkor halinde tam yanma ile en üst verimde issiz ve kokusuz çalışırlar. Ancak, zamanla sürekli olarak ısıtıcıların ısınıp genleşmesi ve soğuyup büzülmesi sonucu yüzeyde çatlakların oluşması kaçınılmazdır. Bu termik sürecin yanı sıra endüstriyel ortamda her zaman söz konusu olan yağ, toz, rutubet ve diğer kirliliklerin de tıkanmaya yol açıp, tıkanan yerler ile tıkanmayan yerler arasında dengesiz yüzey sıcaklık farklılıkları oluşturması da yine kaçınılmazdır.
Bunun doğal bir sonucu olarak, ilk çalışma anında akkor halinde oluşan yanma, zamanla alevli, isli, kokulu ve hem verimsiz hem de sağlık koşullarını tehdit edici zehirleyici gaz yayan bir yanma haline dönüşür. Bu süreç birçoğumuzun, endüstriyel ortam ile kıyas edilemeyecek düzeyde çok temiz olan evlerde kullanılan katalitik sobadan bildiğimiz ve aşina olduğumuz sorunlardır. Döner ocakları ise konuyu çok abartılı olarak da olsa vurgulayan bir başka örnek olarak kabul edilebilir. Borulu radyant ısıtma sisteminde ise tıkanma, çatlama gibi problemler söz konusu olmayıp bu tür nedenlerle yanma verimi, ısıtıcıların tüm ömrü boyunca (yaklaşık 30 yıl) değişmez.
Seramik tip açık alevli radyant ısıtıcıların küçük yüzey alanları nedeniyle mekanın tamamını, radyant ışınım ile homojen olarak tarayabilmeleri oldukça zordur ya da çok fazla sayıda ısıtıcı kullanılması halinde bu mümkün olabilmektedir. Bu ise doğrudan ilk yatırımı artıran bir unsur olması nedeniyle genelde uygulanamayan bir çözümdür. Bunun yerine, çoğunlukla borulu radyant ısıtıcının kapasitesine kıyasla daha küçük kapasitede ve sayıda seramik ısıtıcı seçilir ve mekanın homojen olarak taranması hususundan feragat edilir. Bu ise çalışma mekanında ciddi konfor bozukluğu ve işçilerin hastalanması neticesinde iş gücü kaybına yol açan sıcak-soğuk bölgelerin oluşmasına yol açar.
900 ̊C’lik yüzey sıcaklığı ile daha şiddetli bir ışınım gücüne sahip seramik tipi açık alevli radyant ısıtıcıların, yaydığı yüksek sıcaklık nedeniyle, yüksek binalarda aşağıdan daha kolay algılanabilmesi bakımından daha avantajlı olacağı bir gerçektir. Ancak bu borulu radyant ısıtıcının yüksek binalarda sıcaklığının hissedilemeyeceği anlamında değildir. Bunun en çarpıcı örneği İstanbul-Gebze TAYSAD Organize Sanayi Bölgesi’nde Enersistem tarafından yapılan TOYOTETSU fabrikası örneğidir. Burada 18 metre tavan yüksekliğine sahip Pres bölümünde Radyant ısıtıcıların asılma yüksekliği 15 metrenin üzerindedir ve mükemmel bir homojen ışınım ile ısıtma üç sezondur başarı ile çalışmaktadır.
Seramik tipi açık alevli radyant ısıtma sistemlerinde yukarıda belirtilen doğal süreç, sadece zamanla bozulan verimsiz yanma ve çalışmaya değil aynı zamanda sık seramik brülör değişimi gibi çok ciddi mali portreler oluşturacak bakım onarım giderlerine yol açacaktır.
Seramik ısıtıcıların, küçük yüzey alanları ve düşük birim ünite kapasiteleri nedeniyle borulu radyant ısıtma sistemi ile kıyas edildiğinde aynı alanda aynı kapasite için borulu radyant ısıtıcının minimum iki katı sayıda ısıtıcı kullanılmak zorunluluğu vardır. Bu durumda çalışma şartlarının ve ısıtıcının oluşturacağı bakım onarım gider ve problemlerinin hangi ölçülerde yüksek olacağı kolayca öngörülecektir. Borulu radyant ısıtıcılar ise çok uzun yıllar boyunca hiçbir aksam değiştirmeksizin sıfır bakım onarım maliyeti ile çalışabilmektedirler.
Sistem Seçimi
Radyant Isıtma uygulamasında, öncelikle ısıtma ihtiyacının nokta ısıtma/bölge ısıtma ya da komple tüm alan ısıtma şeklinde belirlenmesi ve daha sonrada uygulama alanı için olası sistem seçenekleri içinde en uygun sistemin seçilmesi esastır.
