Radyant Isıtıcı Nedir, Nasıl Çalışır?

Kışın güneşli bir öğlede dış hava 4 °C iken güneşe bakan bir duvarın önünde oturmak rahattır; bir bulut güneşin önüne geçtiği anda üşürsünüz. O birkaç saniyede havanın sıcaklığı değişmez. Değişen, vücudunuza doğrudan ulaşan ışınımdır. Radyant ısıtıcı aynı etkiyi tavana asılan bir cihazla kurar.

Radyant ısıtıcı, ısısının büyük bölümünü kızılötesi ışınım olarak yayan; havayı değil, ışınımın çarptığı insanları, zemini, makineleri ve duvarları ısıtan cihazdır. Isınan yüzeyler daha sonra temas ettikleri havayı ikincil olarak ısıtır. Bu yüzden radyant ısıtma, yüksek tavanlı ve hava hacmi büyük mahallerde, yani fabrika holü, depo, atölye, hangar ve spor salonunda en çok konuşulan ısıtma yoludur.

Radyant ısıtıcı nasıl çalışır?

Isı üç yolla taşınır: iletim, taşınım ve ışınım. Radyatör, sıcak hava apareyi ya da klima gibi cihazlar ağırlıkla taşınımla çalışır; havayı ısıtır, ısınan hava da mahalde dolaşarak insanlara ve yüzeylere ulaşır. Alçak tavanlı bir ofiste bu yöntem iyi sonuç verir. Tavanı 8 ya da 10 metre olan bir holde ise ısınan hava yükselir ve çatının altında birikir. Bu tabakalaşma yüzünden çatı altındaki hava zemine göre belirgin biçimde sıcak olur, çatıdan kaybedilen ısı artar ve çalışma seviyesindeki insanlar hâlâ üşür.

Radyant ısıtıcının yaydığı kızılötesi ışınım hava tarafından çok az soğurulur; havayı büyük ölçüde geçerek ilk çarptığı katı yüzeyde ısıya dönüşür. Isı, tavan altında değil çalışma bölgesinde açığa çıkar. İnsanın sıcaklık hissi ise yalnız hava sıcaklığına değil çevresindeki yüzeylerin sıcaklığına da bağlıdır. Hava hareketinin az olduğu bir mahalde bu his, hava sıcaklığı ile ortalama ışınım sıcaklığının yaklaşık ortalaması olan operatif sıcaklıkla ifade edilir. Radyant ısıtmada ortalama ışınım sıcaklığı yükseldiği için aynı konfor, havayı daha az ısıtarak sağlanabilir. Cihazların üstündeki parlak reflektör, yukarı giden ışınımı aşağıya, çalışma alanına çevirir.

Radyant ısıtıcı çeşitleri

Borulu radyant ısıtıcı

Borulu (tüp tipi) radyant ısıtıcıda doğal gaz ya da LPG brülörü, çelik bir borunun içine alev ve sıcak yanma gazı verir. Gaz borunun sonundaki bir emiş fanıyla boru boyunca çekilir; boru ısınır ve üstündeki reflektörün altından ışınım yayar. Boru yüzeyi görünür biçimde kızarmaz, bu yüzden bu tipe "koyu radyant" ya da düşük yoğunluklu radyant da denir. Boru düz (lineer) ya da U biçiminde olabilir; U tipte brülöre yakın sıcak bölüm ile uçtaki daha soğuk bölüm yan yana geldiği için ışınım boy boyunca daha dengeli dağılır.

Borulu tipin önemli özelliği, yanma ürünlerinin fanla toplanıp bacayla dışarı atılabilmesidir. Mahalde nem ve yanma ürünü birikmez; yanma havası da dışarıdan alınabilir. Gazla çalışan tek brülörlü borulu ısıtıcılar EN 416 standardı kapsamındadır.

Seramik radyant ısıtıcı

Seramik (aydınlık) radyant ısıtıcıda gaz ile hava önceden karıştırılır ve delikli seramik plakaların yüzeyinde yakılır. Plakalar kızıl renkte parlayacak kadar ısınır ve yoğun bir ışınım yayar. Isınma hızlıdır, cihaz açıldıktan kısa süre sonra altındaki alanda etkisi hissedilir; belirli bir çalışma noktasını ısıtmak için uygundur. Bu cihazlar EN 419 kapsamındadır.

Seramik tipin sınırı, yanma ürünlerini doğrudan mahalle vermesidir. Karbondioksit ve su buharı ısıtılan hacmin havasına karışır; bu yüzden mahalde yeterli havalandırma bulunması zorunludur. Gazlı, tavana asılan radyant ısıtıcıların havalandırma kuralları TS EN 13410'da yer alır; İstanbul'da gaz dağıtım şirketi İGDAŞ'ın teknik esasları da bu standarda dayanır.

Elektrikli radyant ısıtıcı

Kuvars ya da halojen lambalı, karbon telli veya panel tipi cihazlardır. Yanma ürünü olmadığı için baca ve yanma havası gerekmez, kurulumu basittir. İşletme maliyeti elektrik tarifesine bağlıdır; bu yüzden teras ve yarı açık alanlar, kısa süreli kullanılan bölümler ya da gaz hattı olmayan noktalar için tercih edilir.

Sulu radyant paneller

Kazan ya da ısı pompasından gelen sıcak suyla çalışan tavan panelleri ve radyant şeritler de bu ailedendir. Mahalde yanma olmaz; sistemin cevap süresi gazlı cihazlardan yavaştır, ama aynı panel ağıyla yazın soğutma yapılabilen uygulamalar da vardır.

Radyant ısıtıcı nerede doğru seçim, nerede değil?

Radyant ısıtmanın avantajı mahalin geometrisinden ve kullanımından gelir. Şu durumlarda güçlü bir adaydır:

• Tavan yüksek ve ısıtılan hava hacmi büyükse.
• Yükleme kapıları sık açılıyorsa: hava kapı açıldığında dışarı kaçar ama ışınımla ısınmış zemin ve makineler ısısını korur, kapı kapanınca konfor çabuk geri gelir.
• Holün tamamı değil, yalnız bazı bölümleri ısıtılacaksa: bir depoda paketleme masaları, bir atölyede tezgâh sırası gibi.
• Mahalde güçlü bir egzoz ya da yüksek taze hava ihtiyacı varsa: ısıtılmış havayı sürekli dışarı atmak yerine yüzeyler ısıtılır. Egzoz ve besleme dengesinin nasıl kurulduğunu endüstriyel havalandırma sistemleri sayfasında anlattık.
• Havayı fanla döndürmenin tozu kaldıracağı üretim alanlarında.

Şu durumlarda ise dikkat gerekir ya da başka bir sistem daha doğrudur:

• Alçak tavanlı mahaller: Cihaz başa yakın kaldığında ışınım yoğunluğu rahatsız edici olur; üreticinin minimum montaj yüksekliği sağlanamıyorsa radyant uygun değildir.
• Patlayıcı ortam: Boya kabini, solvent deposu ya da tozlu patlayıcı ortam sınıfındaki bölgelerde açık alevli gazlı cihaz kullanılmaz.
• Yanıcı malzeme yakınlığı: Yüksek raflı depolarda raf üst seviyesi ile cihaz arasındaki mesafe üreticinin tablosuna göre korunur.
• Küçük, kalabalık ve kapalı hacimler: Bacasız seramik tipin yanma ürünleri havalandırma yetersizse karbondioksit ve nem birikimine yol açar.
• Gölgeler: Yüksek raflar, asma platformlar ve vinç köprüleri ışınımın önünü keser; yerleşim bu engellere göre çizilir.

Radyant ısıtmanın ticari ve endüstriyel binalardaki diğer sistemlerle karşılaştırmasını ısıtma sistemleri çeşitleri yazısında ayrıca yaptık.

Kapasite nasıl hesaplanır?

Bütün holün ısıtılacağı durumda hesap, binanın ısı kaybından başlar: duvar, çatı, zemin, kapı ve pencerelerden iletimle kaybedilen ısı ile sızıntı ve havalandırma havasının ısıtılması için gereken ısı (TS EN 12831). Yüksek tavanın etkisi ve radyant ısıtmanın daha düşük hava sıcaklığıyla aynı konforu sağlaması bu toplam üzerinde düzeltme olarak uygulanır, ardından seçilen cihaz gücüne göre adet bulunur. Yalnız belirli çalışma noktalarının ısıtılacağı durumda ise hesap, ısıtılacak alanın büyüklüğü ve istenen konfor üzerinden yürür. İki yöntemi formülleri ve örnek bir üretim holüyle radyant ısıtıcı kapasite hesabı aracında adım adım gösterdik.

Montaj: yükseklik, yerleşim, gaz ve havalandırma

• Montaj yüksekliği ve mesafeler: Her cihaz için üreticinin verdiği minimum montaj yüksekliği ve yanıcı malzemelere mesafe tablosu esas alınır. Bu değerler cihazın gücüne ve tipine göre değişir.
• Yerleşim: Cihazların ışınım alanları zeminde birbirine bindirilerek yerleştirilir; dış duvarlar ve kapı önleri ısı kaybının en büyük olduğu yerler olduğundan bu bölgeler öncelikli beslenir.
• Doğal gaz tesisatı: Gazlı cihazların tesisat projesi gaz dağıtım şirketinin (İstanbul'da İGDAŞ, Kocaeli'de İZGAZ) onayından geçer ve iç tesisat bu şirketlerin yetkilendirdiği firmalarca yapılır.
• Havalandırma ve atık gaz: Seramik tiplerde TS EN 13410'a göre doğal (üst seviyede açıklıklar) ya da mekanik havalandırma; borulu tiplerde atık gaz bacası ve yanma havası bağlantısı projelendirilir.
• Kontrol: Radyant ısıtmada hava sıcaklığını ölçen sıradan bir termostat ışınım etkisini görmez. Bu yüzden ışınımı da algılayan siyah küre (black globe) sensörlü termostatlar kullanılır; büyük hollerde bölge bölge kontrol yapılır.

Radyant ısıtıcı bakımı nasıl yapılır?

Bakım ısıtma sezonu başlamadan, gaz tesisatında yetkili teknik personel tarafından yapılır. Tipik kontrol listesi şöyledir:

1. Gaz hattında ve cihaz bağlantılarında sızdırmazlık kontrolü.
2. Regülatör çıkışı ve brülör gaz basıncının ölçülmesi, üreticinin değerine ayarlanması.
3. Ateşleme elektrodunun ve alev algılama (iyonizasyon) elektrodunun temizlenmesi, aralığının kontrolü; alev sinyalinin ölçülmesi.
4. Borulu tiplerde emiş fanının, basınç anahtarının, boru bağlantı kelepçelerinin ve atık gaz bacasının kontrolü.
5. Seramik tiplerde plakalarda çatlak, kırık ve tıkanma kontrolü, toz temizliği.
6. Reflektörlerin temizlenmesi: tozla matlaşan reflektör ışınımı aşağıya yönlendiremez ve cihazın üst tarafını gereksiz ısıtır.
7. Yanma analizi: baca gazında ya da cihaz çıkışında CO ve O₂/CO₂ ölçümü.
8. Termostat ve sensörlerin kalibrasyon kontrolü, emniyet zincirinin (alev emniyeti, basınç anahtarı, gaz selenoid vanası) devre testi.

Radyant ısıtıcı teknik şartnamesinde neler yazılır?

Bir teklif ya da ihale için radyant ısıtıcı teknik şartnamesi hazırlanırken şu başlıklar yazılı olmalıdır: cihaz tipi ve uygunluk (EN 416 ya da EN 419, Gaz Yakan Cihazlar Yönetmeliği kapsamında CE işareti), nominal ısıl güç ve kademe sayısı, gaz türü ve bağlantı basıncı, ışınım faktörü, minimum montaj yüksekliği, emniyet ve kontrol donanımı, sensör tipi, reflektör malzemesi, atık gaz ve yanma havası bağlantı seçenekleri, garanti ve yedek parça koşulları.

Keşif, cihaz seçimi, montaj ve devreye alma kapsamını ısıtma sistemleri sayfasında, fiyatı oluşturan kalemleri radyant ısıtıcı fiyatları sayfasında bulabilirsiniz. Sanayi bölgelerindeki keşifler için Gebze, Dilovası, Tuzla ve İkitelli bölge sayfalarına bakabilir, ısıtılacak holün ölçüleri ve kullanım saatleriyle iletişim sayfasından keşif talebi iletebilirsiniz.

Seramik radyant ısıtıcı nasıl çalışır?

Gaz enjektörden çıkarken yanma havasını kendisi emer; karışım gözenekli ya da ince delikli seramik plakadan geçer ve dış yüzeyde yanar. Alev plakanın içine doğru çekildiği için plaka akkor hâle gelir ve enerjinin bir kısmını doğrudan ışınım olarak verir. ASHRAE'nin HVAC Systems and Equipment el kitabı, atmosferik brülörlü cihazlarda bu yüzeyin 900 °C'ye yaklaştığını belirtir. Işınımın tepe dalga boyu λ (µm) ≈ 2898 ÷ T (K) ile bulunur ve bu sıcaklıkta yaklaşık 2,5 µm eder. Işınım gücü mutlak sıcaklığın dördüncü kuvvetiyle değiştiği için gazı kısılmış bir cihazın ışınımı orantısız düşer; cihaz anma gücünde çalıştırılır. Plaka açık yüzeyde yandığından hava akımına duyarlıdır: kapı önü ve yarı açık alanlarda rüzgâr siperi, ışınım gücünü artırmaktan daha etkili bir önlemdir.

Radyant ısıtıcı elektrikli olursa ne değişir?

Elektrikli cihazın karakterini ısıtıcı eleman belirler. Kuvars lambalı tipte tungsten tel, inert gaz dolu kuvars tüpün içinde yaklaşık 2230 °C'de çalışır; ısıyı anında verir ama görünür ışık da yayar. Lamba yatay monte edilir ve cam yüzeydeki parmak izi alkolle silinir, aksi hâlde yüzey çalışma sıcaklığında bozulur. Metal kılıflı elemanlar 650 ile 980 °C arasında ışır, darbe ve titreşime dayanıklıdır. Rezistansı seramik gövdeye gömülü elektrikli yayıcılar da "seramik" adıyla satılır; gazlı seramik cihazla karıştırılmamalıdır. Güç ayarında metal kılıflı elemanlar aç-kapa döngüsüyle, lambalı tipler ise göz yoran yanıp sönme olmasın diye gerilim ayarıyla kısılır.