Alternatif Serinletme Sistemi : Radyant Serinletme

İklimlendirme ve Soğutma

Konuyu PDF Formatında İncelemek için Tıklayabilirsiniz

İklimlendirme ve soğutmanın temellerinden biri olan soğutma/serinletme,evsel kullanımlar için de lüks olmaktan çıkarak bir ihtiyaç haline geldi. İnsanoğlunun doğaya verdiği zarar gün be gün artmaktadır. Küresel ısınmanın meydana getirdiği iklim değişiklikleri,sezon boyunca görülen sıcaklıkları da değişime uğratmaktadır. Geçmiş dönemlerde ısınma bir ihtiyaç,serinleme bir istek iken artık serinleme de bir ihtiyaç haline geldi. Oteller,plazalar,sinemalar,havalimanları gibi umuma açık ve endüstriyel alanlarda serinletme olmazsa olmaz haline gelmişken,konutlar için de bir ihtiyaç unsuru haline gelmiş bulunuyor. Artan talepler sonucunda çözüm önerileri,teknolojik açıdan meydana getirilen çeşitlilik ve ürün gamı da artış gösteriyor.

"Düzenleme : Söz konusu "Radyant Serinletme" sistemi,klima ile yapılan soğutma/serinletmenin yerini tutmayan bir yöntemdir." 

Radyant Isıtma

Radyant sistem ile iklimlendirme,hali hazırda ısıtma için kullanılmakta ve özellikle yeni yapılan binalarda tercih edilen tasarruflu bir yöntemdir. Ülkemizde “yerden ısıtma” adıyla anılmaktadır.

Söz konusu yerden ısıtma sistemlerinde,ısıtma zeminden yapılmaktadır. Bu yöntem,hava sirkülasyonu ve panel radyatör gibi konveksiyon ile ısıtmaya göre daha sağlıklı ve daha tasaruflu bir uygulamadır.

Zemin betonu altına yerleştirilen izolasyon straforu,strafor üzerine “PEX” boru ile yapılan uygulama,üzerine zemin betonu (şap) dökülmesi ile tamamlanır. Borulardan geçirilen sıcak su,zemin betonunu ısıtır. Isınan zemin betonu mekânı ve içerisinde bulunan unsurları ısıtır.

Bu sistemde izolasyon çok önemlidir. Yerden ısıtma straforu ve boruların tamamen yapı malzemesinden izole edilmesi gerekir. Isı köprüleri oluşmamalıdır. Aksi halde radyant ısıtma sistemi ile evinizi veya odanızı değil,binanın konstrüksiyonunu ısıtırsınız.

Sıcak suyu temin eden eleman yakıtlı veya elektrikli kombi,kaskat kazan,ısı pompası vb. her ısıtma elemanı olabilir.

Yerden ısıtma sistemlerinde döşenecek olan borunun sıklığı,mekânın ısı kaybına göre ve mekânın şartlarına göre değişiklik göstermektedir. Cam,Pencere önünde bulunan bölgelerde döşenecek olan boru miktarı daha fazla,boru sıklığı daha sık olacak şekilde tercih edilir.

Yerden ısıtma olarak adlandırılan radyant ısıtma yönteminin tasarruf sırrı ise düşük su sıcaklıklarına ihtiyaç duymasıdır. Döşenecek olan borular zeminin tamamını kapladığı için yüzey alanı çok büyüktür. Yüzey alanının büyük olması,ısının transfer edilebileceği alanın daha fazla olması sonucunu açığa çıkarır. Uygulama örneklerinde görülebileceği üzere,panel radyatöre göre çok daha fazla yüzey alanı elde edilmektedir. Bu sayede düşük sıcaklıklar ile verimli ısıtma elde edilebilir.

Panel Radyatörlerde kullanılan 70-80 Derecelik su sıcaklıkları yerine yerden ısıtma sisteminde doğru bir uygulama ile 30-35 derecelik su sıcaklıkları ile ısınma sağlanabilir. Bu sayede daha tasarruflu ve homojen,evin her yerinde hissedilebilir sıcaklıklar elde edilebilir. Radyatörlü sistemlerde,radyatör boyu daha uzun seçilerek gereken su sıcaklığı düşürülse de,yerden ısıtmanın yerini tutmaz.

Radyatörle ısıtma yönteminde,doğal hava sirkülasyonu mantığından yararlanılır. Üstte görmüş olduğunuz resimde olduğu gibi radyatörden geçirilen sıcak su,radyatörü ısıtmaktadır. Isınan radyatörün içerisinde bulunan ısı transfer kanatları,yüzey alanını artırıcı özelliğe sahiptir. Radyatör,zemine yakın olacak şekilde yerleştirilir. Bu sayede hacmi azalıp zemine çöken soğuk hava,radyatörün yaydığı ısı ile genleşip hafifleşir ve radyatör kanatlarına sürtünerek radyatördeki ısıyı alır. Bu şekilde ısınan hava hafifleyerek yükselmeye başlar. Radyatör sıcak tutulduğu sürece bu doğal sirkülasyon devam eder. Isınarak tavan hizasına yükselen hava soğudukça zemine çöker. Tekrar radyatör tarafından ısıtılarak tavan hizasına yükselir. Radyant ısıtma yönteminde ise mantık daha farklıdır. Radyant ısıtma sistemlerinde hedef havanın değil,cisimlerin ısıtılmasıdır. Bu yöntem radyant ısıtma,Türkçe adıyla ışınım yoluyla ısıtmadır.

İnfrared ısıtıcılar da bu mantığa dayalı çalışırlar. Hatta doğa da bu mantıkla işler. Dünyamızı aydınlatan ve ısıtan Güneş,herhangi bir hava sirkülasyonu ile dünyaya ısı göndermez. Ürettiği ısıyı radyant yöntem ile,ışınım yoluyla Dünya’ya iletir. Isı kaynağından çıkan ısı enerjisi,görünür veya görünmez şekilde etrafa yayılır.

Sıcak bir çay bardağına elinizi yaklaştırdığınızda sıcaklığını hissedersiniz. Çünkü içinde sıcak çay bulunan bardaktaki ısı,bardağa göre daha soğuk olan elinize ışınım (radyasyon) yönüyle aktarılır.

Kamp macerasında yakılan ateşin etrafına toplanıp ellerinizi uzattığınızda,ellerinizi ısıtabilirsiniz. Oysa ki ateşin sıcaklığını elinize üfleyen bir sirkülasyon kaynağı yoktur. Ateşe temas etmediğiniz halde ellerinizi ısıtma imkanına sahip olursunuz. Bu vb. örneklerin hepsinde ısınma,radyant yol ile (ışınım yoluyla) gerçekleşir. Radyant ısıtma sistemlerinde de aynı mantık uygulanır. Sıcak olan borulardan,soğuk olan zemin betonuna ısı aktarılır. Isınan zemin betonu,radyant yöntemle ortamda bulunan cisimleri ve canlıları ısıtır. Zemin betonu,ortamdaki cisimlerden daha sıcaktır. Radyant yöntemle yapılan ısıtmada ışınlar,soğuk olan yüzeye doğru hareket ederler.

Atalarımızın bir sözü,bu sistemle bağdaşır ; “Ayağını sıcak tut,başını serin”.

Radyant yöntemle yapılan ısıtmada,sıcak olan zemin betonundan daha soğuk olan ayaklarımıza ve gövdemize ışınım yoluyla ısı aktarılır. Tıpkı gölgesiz açık alanda güneşin bizi ısıtması,hatta yakması gibi… 

(Mavi olan kısımlar soğuk,kırmızı kısımlar ılık,sarı renkli olan kısımlar sıcak bölgeleri işaret etmektedir)

Radyant Soğutma

Peki aynı yöntemle soğutma nasıl olur ?

Radyant soğutma yönteminde,genelde soğutma boruları sıcak havanın toplandığı üst kota döşenir.

Yerden ısıtmada boruların zemine döşenmesinin sebebi,ısınan havanın genleşmesi sonucu hafifleyerek yükselmesidir. Buna göre ısınan hava,mekânın tavanına doğru yükselir. (Sıcak hava balonlarının mantığı bu şekilde işler).

Radyant soğutma sisteminde ise soğutma boruları tavana döşenir. Asma tavan uygulamalarında da kullanılabilir.

Yerden ısıtma borularına göre çok daha ince ancak çok daha sık döşenen borular ile serinletme sağlanabilir.

Tavan kısmına döşenen soğutma boruları,duvara veya zemine de yerleştirilebilir. Isıtma ve soğutma için tek bir sistem ve borulama kullanılması istendiğinde,borulamanın zemine,duvara veya zemin+duvar şeklinde yapılması daha uygun olacaktır.

Radyant ısıtma/soğutma sistemlerinde,hava sirkülasyonu bulunmamaktadır. Bu nedenle en sağlıklı ısıtma yöntemi olarak bilinmektedir. Hava sirkülasyonu ile yapılan ısıtma,havanın kurutulmasına sebep olmaktadır. Yerden ısıtma vb. sistemler bireysel uygulamalardan çok genel uygulamalara hitap etmektedir. Bunun sonucunda tek bir oda için uygulanması verimli olmayacaktır.

Ancak özellikle yeni yapılan binalarda uygulanabilir bir yöntemdir.

Radyant ısıtma yöntemlerinin aksine,radyant soğutma yönteminde ısı kaynağı olarak “insan” kullanılır.

Radyant ısıtma yönteminde ısı kaynağının,mekânda bulunan canlı/cansız unsurlara ışınım yoluyla ısı aktardığından bahsetmiştik.

Buradaki mantık ise insan unsurunun ısı kaynağı olarak kullanılmasıdır. Radyant ısıtmada sıcak olan yüzeyden soğuk olan yüzeye doğru ışınım yoluyla ısı akışı gerçekleşmekteydi. Soğutma yönteminde ise uygulamanın yapıldığı yüzey (başta tavan olmak üzere,duvarlar veya zemin) soğuk tutularak,insan üzerinde bulunan ısının soğutulan yüzeye ışınım yoluyla gönderilmesi mantığı kullanılır. Borulamanın yapıldığı yüzeylere soğuk su gönderilerek yüzeyin soğuk tutulması sağlanır. 

...

(Düzenleme : PDF linki yenilendi)

Radyant ısıtma yönteminde olduğu gibi soğutma yönteminde de hava sirkülasyonu bulunmaz.

Hava sirkülasyonunun olmaması,avantajla birlikte dezavantajları da beraberinde getirir.

Avantajları özetleyecek olursak ;

1-Hava Sirkülasyonu yoktur,rüzgar oluşumundan rahatsız olan bireyler için avantajlıdır.

2-Hava sesi yoktur.

3-Hava sirkülasyonu olmadığı için toz sirkülasyonu da gerçekleşmez,zemindeki tozlar havaya kaldırılmaz.

4-Estetiktir,herhangi bir iklimlendirme elemanı görünmez.

Dezavantajlara değinecek olursak ;

1-Hava sirkülasyonu olmaması,havalandırma ihtiyacını ortadan kaldırmaz.

2-Hava sirkülasyonu ile yapılan soğutmanın gücünü karşılamaz ve yerini tutmaz.

3-Çok sık döşenen borular sebebiyle uygulama yapılan yüzey özgürce kullanılamaz.

Radyant Soğutma yönteminin adı her ne kadar soğutma olarak anılsa da esasen soğutma işlevinin yerini tutmaz. Bu yöntem “Pasif Soğutma” kapsamındadır.

Radyant Serinletme,hatta Radyant Hafif Serinletme adını vermemiz daha uygun olur.

Radyant serinletme yönteminde hava sirkülasyonu olmadığı için soğuk yüzey ile hava akımı olmadan serinletme sağlanır.

Isıtma için çok verimli,faydalı bir yöntem iken aynı sistemi soğutma üzerine uyguladığınızda aynı verimi elde etmek mümkün olmaz.

Buna sebep olan unsurların isimlerini sayacak olursak ;

1-Yoğuşma

2-Nem Miktarına Bağımlılık

3-Çiy Oluşumunun Önlenmesinin Zorunlu Olması

Klima kullanıcıları veya ilgilileri bilirler,klimalarımız soğutma modunda çalışırken iç üniteden,ısıtma modunda çalışırken dış üniteden su akışı gerçekleştirir.

Klima,bir soğutma ısıtma elemanı iken nasıl dışarı su akıtabilir?

Klimanın su üretme gibi bir özelliği olmadığı gibi böyle bir kullanım amacı da yoktur.

Esasen akan madde yoğuşmuş olan nemdir.Klima iç ünitesinde bulunan batarya (evaporatör) klima soğutma modunda çalıştığında iç ortamdaki havadan çok daha soğuk bir yüzeye sahiptir. Nem,maddenin 4 halinden biri olan “gaz” halini içerir. Gaz halinde havada bulunan havanın nemi,soğuk yüzey olan evaporatörün üzerinden geçtiğinde yoğuşarak sıvı hale dönüşür ve su damlacıkları haline gelir. Klimanın drenaj adı verilen tahliye hattından dış ortama atılarak uzaklaştırılır. Buradan anlaşılacağı üzere,klima ortamı soğutmakla birlikte ortamın nemini de alır.

Radyant soğutma sistemlerinin verimini etkileyen en büyük unsur da “yoğuşma”dır.

Yoğuşma,söz konusu sistemde havadaki nemin soğuk yüzeylere teması sonucu su haline dönüşmesidir.

“0” Santigrat Derece’nin üstündeki sıcaklıklarda yoğuşma sonucu havada bulunan nem,su damlacıkları haline dönüşür.

“0” Santigrat Derece’nin altındaki sıcaklıklarda ise yoğuşma sonucu havada bulunan nem,buz kristalleri haline dönüşür.

Radyant serinletme sisteminde,borulara gönderilecek olan suyun sıcaklığı çok önemlidir.

Uygulama yapılacak olan mekânda,ısı kazanç hesapları,gereken boru miktarı ve döşeme sıklığı,tercih edilecek su sıcaklığı hesaplamalar sonucunda elde edilir ve çok iyi seçilmelidir.

Radyant serinletme sistemi,klima sistemi veya ısı pompası + fancoil düzeneğinin yerini tutmaz.

*Fancoiller,klima iç ünitelerine benzer mantıkla çalışırlar. Farklı olarak,fancoil sistemleri içerisinden soğutucu akışkan yerine su geçer. Fancoiller,soğutulmuş veya ısıtılmış suyun ısısını havaya üflerler.

Yapılacak uygulamada,borulara gönderilen suyun sıcaklığı 18-20 Santigrat derece olmalıdır. Daha düşük sıcaklıklar tercih edilmesi halinde boruların döşendiği yüzeyde (duvar vb.) yoğuşma gerçekleşecek ve havada bulunan nem,bu yüzeylerde su damlacıkları haline dönüşecektir.

Bu yoğuşmanın oluşmaması için tercih edilecek su sıcaklığı,havanın nem oranına bağlı olarak değişmekle birlikte “çiy noktası”nın altında olmalıdır.

Aksi halde rutubet ve küflenme meydana gelecektir.

Düzenleme : Fotoğraf

...

Radyant soğutma sisteminin en büyük dezavantajı,yoğuşma olmasını önlemek amacıyla gönderilecek olan suyun çok soğuk olarak tercih edilememesidir. Bu da mekânın istenilen sıcaklık değerinde soğutulmasını önleyen bir unsurdur.

Radyant soğutma sisteminde ortam sıcaklığı 6 derece ile 8 derece arasında düşürülebilir.

Borulara gönderilecek olan su,az bir miktar soğutulduktan sonra veya derin bir kuyudan çekilerek hiç soğutulmadan sisteme gönderilebilir. (Yaklaşık olarak zeminden 15 metre derinlikte sıcaklık sabit 10 derecedir,buna göre derinlik hesabı yapılarak yaz aylarında istenilen sıcaklıkta su,soğutulmadan borulara gönderilebilir ve sadece su sirkülasyonunu sağlayacak pompa için enerji harcanır. Bu yöntem sondaj imkanı olan veya derin su kuyusu bulunan yerlerde tercih edilebilir).

Örneğin 30 derecelik bir ortam sıcaklığını en fazla 22 dereceye indirmeniz mümkündür. Ortam sıcaklığı (soğutulmamış ortamın sıcaklığı) arttıkça mekânın sıcaklığı da yükselecektir.

Üstelik bu sıcaklık farkı,neme bağlı olarak azalabilir. Nem oranının fazla olduğu zaman dilimlerinde ortam daha fazla soğutulamaz. Ortamın daha fazla soğutulabilmesi için daha soğuk su kullanımı gerekir ve bunun sonucunda yine yoğuşma engeliyle karşılaşılır.

Nem kontrolü ile ortamın daha fazla soğutulması sağlanabilir. Nem kontrolünün sağlanabilmesi için manüel olarak veya otomasyon sistemiyle otomatik olarak kontrol edilebilen “nem alma cihazları”nın kullanılması gerekir. Nem alma cihazlarının kullanımıyla beraber “hava sirkülasyonu olmadan serinletme” mantığı ortadan kalkar.

Buna ek olarak mekânın havalandırılması bir ihtiyaçtır. Bu sisteme ek olarak nem alma sistemleriyle entegre çalışabilecek bir havalandırma sistemi kurulabilir. Bu yöntem yine hava sirkülasyonunu beraberinde getirir.

Havalandırma pencerelerin açılması ile de sağlanabilir. Ancak bu durumda dış ortamdan iç ortama girecek olan hava,beraberinde nemi de getirerek ortamdaki nem miktarını artırır. Artan nem miktarına bağlı olarak çiy noktası düşer ve mevcut su sıcaklığı,pencereler açılmadan önce yoğuşmaya sebep olmazken artan nem miktarı sebebiyle yoğuşmaya neden olabilir.

Pencereler açıldığında serinletmeyi durduran veya nem miktarına göre borulara gönderilen su sıcaklığını ayarlayan otomasyon sistemleri kurulabilir. Ancak bu durumda ortam,pencereler açıldığında artan nem miktarı ile aynı performans ile serinletmeye devam edemeyecektir. 

Bu sistem,endüstriyel olarak buz pateni sahalarında,zeminde sürekli olarak buz elde edebilmek adına uygulanmaktadır. Bu tarz uygulamalarda çok düşük sıcaklıklarda su,boru düzeneğinde dolaştırılarak üstünde bulunan suyun donması sağlanır ve sistemin sürekliliği sağlanarak buzun erimeden sahada kalması sağlanır.

Düzenleme : Fotoğraf

...

Özet

Radyant ısıtma ve serinletme sistemleri,evsel kullanımlarda tasarruf sağlama amacıyla tercih edilebilmektedir. Radyant iklimlendirme en çok ısıtma yönüyle kullanılmaktadır. Soğutma amaçlı kullanımlarda hava sirkülasyonu ile yapılan soğutmanın/serinletmenin yerini tutmadığı için,pasif soğutma yöntemlerinden olması sebebiyle ısıtma yönü kadar popüler değildir.

Isıtma ve soğutmanın bir ısı pompasının kaynak alınması sonucu tek sistemle yapılabilir olması bir avantajdır. Soğutma yönüyle kullanıldığında ayar sahası sınırlıdır,hassas nem kontrolü gerektirir.

HVAC isminin kollarından biri olan Havalandırma,özellikle ofis vb. ortamlar için olmazsa olmazdır.

HVAC – Heating Ventilating and Air Conditioning açılımına sahiptir. İklimlendirmenin temelini oluşturan,Isıtma Havalandırma ve Klima açılımının içerisinde bulunan Havalandırma,yaşam sağlığı ve konforu açısından önem arz etmektedir.

Yaz aylarında serinleme,kış aylarında ısınma gibi gereksinimler odak noktası olsa da en az serinleme ve ısınma kadar önemli olan havalandırma,göz ardı edilmemelidir. Temiz hava,insan sağlığı için büyük ölçüde önemlidir. Özellikle 2020 yılına damga vuran virüs vb. hastalıkların baş göstermesi sonucu havalandırma ve temizlik daha da önem kazanmış durumdadır.

Radyant sistemlerin hava sirkülasyonu olmadan iklimlendirme sağlaması bir avantaj unsuru olsa da,havalandırma gereksinimini ortadan kaldırmamaktadır. Bodrum katlar,yeterli cam alanına sahip olmayan veya cam vb. hava girişi sağlanabilir imkanı olmayan binalarda havalandırma çok daha önem sahibidir. HEPA filtre vb. filtrasyon özelliklerine sahip havalandırma sistemleri mekânın havasının tazelenmesi ve iç ortama temiz,taze hava taşınabilmesi için birebirdir.

Bununla birlikte ısı geri kazanımlı havalandırma (HRV – Heat Recovery Ventilating veya ERV – Energy Recovery Ventilating) sistemleri ile havalandırma ile birlikte ısının geri kazanımı sonucu tasarruf da elde edilebilmektedir.

Enerji kaynaklarının verimli kullanımı adına tasarruflu iklimlendirme ve ısı/enerji geri kazanımı önem arz etmektedir.

Özellikle yeni yapılan binalarda tasarruflu,yeşil enerji odaklı sistemler her ne kadar kurulum maliyeti yüksek olsa da tüketim aşamasındaki tasarrufu ve çevreciliği ile ön plana çıkmaktadır.

Almanya merkezli olarak ortaya çıkan “Yeşil Bina Sertifikası” uygulaması,bu tarz sistemlerin uygulandığı yapıları da ilgilendirmektedir.

Yenilenebilir enerji veya sürdürülebilir enerji adı altında doğadan elde edilebilen ve doğanın takviye edebildiği enerjilerin kullanımı,fosil ve petrol türevi enerjilerden daha temiz ve daha çevreci tüketim sunmaktadır.

Yenilenebilir enerjiden faydalanan ısı pompası vb. ekipmanlar ile söz konusu ısıtma-soğutma uygulamalarının planlama aşamasında gerçekleştirildiği binalara gerekli şartları sağlaması halinde “Yeşil Bina Sertifikası” verilmektedir.

-klima5505

Saygılarımla...