Isıtma: Kızılötesi ısıtma ve ısı pompasının kombinasyonu

Kızılötesi ısıtma ile ısı pompasını birleştirmek mümkündür ve bazı durumlarda avantajlı olabilir. İşte bu konuyla ilgili bazı önemli bilgiler:

Kızılötesi ısıtma nasıl çalışır?

Kızılötesi ısıtıcılar, nesneleri ve insanları doğrudan ısıtan kızılötesi radyasyon yayarak çalışır. Havayı ısıtan geleneksel ısıtıcılardan farklı olarak, kızılötesi ısıtıcı odadaki yüzeyleri ısıtır ve bu yüzeyler daha sonra ısıyı çevredeki havaya yayar.

Isı pompasının çalışma prensibi

Isı pompası, çevreden (hava, su veya toprak gibi) enerji alır ve bunu bir binayı ısıtmak için ısıya dönüştürür. Isı alışverişi prensibiyle çalışır ve soğutma için de kullanılabilir.

Kombinasyonun avantajları

Kızılötesi ısıtıcıyı ısı pompasıyla birleştirmek çeşitli avantajlar sunabilir. Kızılötesi ısıtıcılar doğrudan ısı yaydıkları için hızlı bir şekilde konforlu bir sıcaklık sağlayabilirler. Isı pompası ise verimli çalışır ve ısı üretmek için yenilenebilir enerji kaynaklarını kullanır. Birlikte, enerji verimli ve konforlu bir ısıtma çözümü sağlayabilirler.

Isı pompasını birincil ısıtma kaynağı olarak kullanmak

Çoğu durumda, enerji verimliliği nedeniyle ısı pompası birincil ısıtma kaynağı olarak kullanılır. Kızılötesi ısıtma ise, özellikle daha az kullanılan odalarda, daha hızlı ve hassas bir şekilde ek ısı sağlamak için tamamlayıcı bir ısıtma kaynağı olarak kullanılabilir.

Kontrol ve düzenleme

İki sistemi etkili bir şekilde birleştirmek için dikkatli kontrol ve düzenleme şarttır. Oda sıcaklığını en uygun seviyeye getirmek ve enerji tasarrufu sağlamak için hem ısı pompasını hem de kızılötesi ısıtma sistemini yönetebilen akıllı kontrol sistemleri mevcuttur.

Ancak, kızılötesi ısıtma ve ısı pompasının kombinasyonunun, bina yalıtımı, oda boyutu ve bireysel ısıtma ihtiyaçları gibi çeşitli faktörlere bağlı olduğunu belirtmek önemlidir. Özel durumunuz için en iyi çözümü bulmak için uzmanlardan profesyonel tavsiye alınması önerilir.

Dresden Teknik Üniversitesi tarafından yapılan “En Yüksek Yükü Karşılama Amaçlı Kızılötesi Isıtma Sistemlerinin Potansiyel Değerlendirmesi” başlıklı çalışma, kızılötesi ısıtmanın mevcut konut binalarında kısa vadede fosil yakıt tüketimini azaltmak ve aynı zamanda binayı ısı pompasına hazır hale getirmek için bir çözüm olduğunu doğrulamaktadır. Sonuçlar, “Konut İnşaatında Kızılötesi Isıtma” konferansında sunulacaktır

Mevcut evlerinde ısı pompasına hızlıca geçiş yapamayan ev sahipleri (tedarik zorlukları, yüksek yatırım maliyetleri veya montajcının zaman yetersizliği nedeniyle), kısa vadede fosil yakıtlardan tasarruf etmek için başlangıçta kızılötesi ısıtma kullanabilirler. Daha sonra, ev sahibi eski su bazlı ısıtma sistemini daha küçük kapasiteli bir ısı pompasıyla değiştirebilir ve bunu kızılötesi ısıtma sistemiyle birlikte çalıştırabilir. Dresden Teknik Üniversitesi tarafından yapılan bir araştırmaya göre, bu yaklaşım teknik olarak uygulanabilir. Ev sahibi öncelikle mevcut gazlı ısıtma sisteminin sistem sıcaklığını (akış sıcaklığını) düşürerek, evin sadece temel yükünü karşılar. Daha yüksek ısıtma talepleri (pik yükler olarak adlandırılanlar) hızlı tepki veren kızılötesi ısıtıcılarla karşılanabilir. Bu, yeni radyatörler, pencereler veya dış duvar yalıtımı gibi pahalı ve karmaşık tadilatlara gerek kalmadan, evde sürekli olarak konforlu bir sıcaklık sağlarken fosil yakıt tüketimini azaltır.

Bu yaklaşım ve ortaya çıkan enerji talebi, Dresden Teknik Üniversitesi'nde "Tepe Yükü Kapsamı için Kızılötesi Isıtma Sistemlerinin Potansiyel Değerlendirmesi" başlıklı çalışmada, temsili bir müstakil ev örneği kullanılarak incelenmiştir. Sonuçlar ilk olarak, TU Dresden Enerji Teknolojisi Enstitüsü Yapı Enerji Teknolojisi Bölümü Başkanı Prof. Dr.-Ing. habil. Joachim Seifert tarafından 11 Mayıs 2023'te Würzburg'da düzenlenen "Konut İnşaatında Kızılötesi Isıtma" konferansında sunulmuştur. Bilim insanı, "Elektrikli kızılötesi ısıtıcılarla birlikte kullanılan ısı pompası sistemleri, mevcut binalar için teknolojik bir seçenek sunmaktadır. Bu sistem kombinasyonu hem ısıtma gereksinimlerini hem de termal konforu sağlayabilir" sonucuna varmıştır.

Kızılötesi ısıtma ve ısı pompasının kombinasyonu

Endüstri birliği IG Infrarot'un görevlendirdiği çalışmada, TU Dresden'den bilim insanları, yüksek akış sıcaklıklarına sahip mevcut su bazlı bir ısıtma sisteminin, kızılötesi ısıtıcı ile birleştirilerek düşük sıcaklıklı bir ısı pompasıyla çalışmaya uygun hale getirilip getirilemeyeceğini araştırdılar.

Ekip, Almanya'daki yapı stoğunu temsili bir şekilde göstermek amacıyla, 160 metrekare ısıtmalı kullanılabilir alana sahip ve 95 sayılı Isı Yalıtım Yönetmeliği'ne göre ısı yalıtım standardına sahip bir müstakil ev seçti.

Standart ısıtma yükü 9,2 kilovat, özgül ısıtma yükü ise metrekare başına 57,20 watt'tır. Simülasyon, entegre bina ve tesis simülasyon yazılımı TRNSYS-TUD kullanılarak gerçekleştirilmiştir.

Simülasyonda, mevcut binada düşük sıcaklıklı bir gaz kazanı bulunmaktadır. Isı, radyatörler aracılığıyla aktarılmaktadır. Buna dayanarak, araştırmacılar mevcut gaz kazanı veya radyatörler kullanılarak temel sıcaklık kontrolü için kızılötesi ısıtmanın potansiyelini göstermek amacıyla akış sıcaklığını düşürmüşlerdir.

Kontrolsüz temel ısıtma ve kontrollü kızılötesi ısıtmanın kombinasyonu

Analiz, ev sahipleri için pratik prosedürleri yansıtan bir sıra izlenerek gerçekleştirildi. İlk olarak, bina gazlı ısıtma sistemi kullanılarak temel bir sıcaklığa getirildi. 70°C akış sıcaklığı ve 55°C dönüş sıcaklığında (ϑV/ϑR = 70°C/55°C) çalışan bir ısıtma sistemiyle başlanarak, ısıtma eğrisinin maksimum sıcaklığı 40°C'lik bir akış sıcaklığına (ϑV) düşürüldü ve ϑV/ϑR = 40/30'luk bir ısıtma eğrisi ayarlandı. On odadan yedisinde, artık düzenlenmemiş radyatörlere daha sonra kızılötesi ısıtıcılar eklendi.

Bir sonraki adımda, düşük sıcaklıklı kazan, hava-su ısı pompasıyla değiştirildi. Araştırmacılar, ısı transfer sisteminin (yani radyatörlerin) boyutlarında veya yalıtım standardında herhangi bir değişiklik yapmadılar. Buna dayanarak, iki seçenek karşılaştırıldı ve gerekli nihai enerji ihtiyacı belirlendi. Her zaman ön koşul, çalışma saatleri boyunca termal konfor kriterlerinin karşılanmasıydı. Seçilen parametrelerle, kızılötesi ısıtma sistemi, gerekli enerjinin %26 ila %38'ini karşılıyor.

Performans eksiklikleri kızılötesi ısıtma ile telafi edilebilir

TU Dresden'den bilim insanları çalışmanın sonuç bölümünde, "Sonuçlar, ortaya çıkan performans açığının kızılötesi ısıtma ile telafi edilebileceğini göstermektedir" diye yazıyor ve ekliyor: "Genel olarak, çalışma, su bazlı bir ısıtma sistemine kızılötesi ısıtma eklenerek, daha yüksek sıcaklıklar için tasarlanmış mevcut bir ısıtma sisteminin, ısıtma yüzeyleri değiştirilmeden düşük sistem sıcaklıklarında kullanılabileceğini ve bu nedenle bir ısı pompasıyla kombinasyon için oldukça uygun olduğunu göstermektedir. Analizler, temel varyanta kıyasla, bu kombine kullanım sayesinde nihai enerji tüketiminin %62'ye kadar azaltılabileceğini göstermiştir." Düşük temel sıcaklıkta tepe yükleri çeşitli sistemlerle karşılanabilirken, "kızılötesi ısıtma, kısa tepki süreleri nedeniyle bu amaç için özellikle uygundur."

Elde edilen tasarrufu güneş enerjisi sistemi için kullanın

IG Infrared Almanya Başkanı Lars-Henric Voß, "Kızılötesi ısıtıcılar ucuz, kolayca temin edilebilir ve sadece birkaç saat içinde kurulabildiği için, bu yaklaşım ev sahipleri tarafından kısa sürede ve düşük yatırım maliyetleriyle uygulanabilir" diyor.

Çalışma, bina cephesinin kapsamlı bir şekilde yenilenmesinin ve su bazlı ısı transfer sisteminin değiştirilmesinin önlenebileceğini gösteriyor. Bu, yatırım maliyetlerini önemli ölçüde düşürerek ev sahipleri için mali yükü azaltırken, aynı zamanda herhangi bir sübvansiyona gerek duyulmadığı için ulusal ekonomiye de fayda sağlıyor. IG Infrared Yönetim Kurulu Başkanı Dirk Bornhorst, "Bu şekilde tasarruf edilen para, yalnızca alan ısıtması için değil, aynı zamanda kullanıcılar için elektrik, sıcak su ve e-mobilite için de daha fazla iklim dostu güneş enerjisi üretmek üzere daha büyük bir fotovoltaik sistem için etkili bir şekilde kullanılabilir" diye ekliyor.

Kaynak: 'Kızılötesi ısıtma, ısı pompalarına geçişi hızlandırıyor' başlıklı basın bülteni

Düzenlenmemiş temel bir ısıtma sistemi ile düzenlenmiş bir kızılötesi ısıtma sisteminin kombinasyonu genellikle mümkündür. İşte bu konuda bazı bilgiler:

Düzenlenmemiş temel ısıtma

Düzenlenmemiş temel ısıtma sistemi, genellikle ısıtmanın radyatörler veya yerden ısıtma yoluyla dağıtıldığı geleneksel merkezi ısıtma sistemini ifade eder. Bu tür ısıtma genellikle oda sıcaklığını ölçen ve buna göre ısıtmayı açıp kapatan bir termostat tarafından kontrol edilir.

Kontrollü kızılötesi ısıtma

Kontrolsüz temel ısıtmanın aksine, kızılötesi ısıtma genellikle bireysel ve hassas bir şekilde kontrol edilebilir. Modern kızılötesi ısıtıcılar, oda sıcaklığının ve ısıtma sürelerinin tam olarak ayarlanmasına olanak tanıyan entegre termostatlara ve programlanabilir kontrollere sahiptir.

Isıtma sistemlerinin kombinasyonu

Kontrolsüz bir ana ısıtma sistemini, kontrollü bir kızılötesi ısıtıcıyla birleştirmek belirli durumlarda avantajlı olabilir. Örneğin, ana ısıtma sistemi birincil ısı kaynağı olarak görev yaparak odayı belirli bir minimum sıcaklığa getirebilir. Kızılötesi ısıtıcı ise ek bir ısı kaynağı olarak kullanılarak odanın belirli bölgelerinde ek konfor ve hedefli ısıtma sağlayabilir.

Kombinasyonun avantajları

Standart bir ısıtma sistemini kızılötesi ısıtma ile birleştirerek, her ikisinin de avantajlarından yararlanabilirsiniz. Standart ısıtma sistemi odaya eşit ve genel bir sıcaklık sağlarken, kızılötesi ısıtma hızlı tepki süresi ve hedefli sıcaklık sunar. Bu, özellikle yalnızca ara sıra kullanılan veya kişisel ısıtma tercihlerinin olduğu odalarda avantajlı olabilir.

Kontrol ve düzenleme

İki ısıtma sistemini etkili bir şekilde birleştirmek için uygun kontrol mekanizmalarına sahip olmak önemlidir. İdeal olarak, kızılötesi ısıtıcının ana ısıtma sisteminden bağımsız olarak ayarlanabilen ayrı bir kontrol ünitesine sahip olması gerekir. Bu, kızılötesi ısıtıcının ısı çıkışını bireysel ihtiyaçlarınıza göre ayarlamanıza ve enerji tasarrufu yapmanıza olanak tanır.

Lütfen binanızın ve ısıtma sisteminizin özel gereksinimleri konusunda uzmanlardan profesyonel tavsiye almanızı öneririz. Uzmanlar, bireysel durumunuza en uygun kombinasyon ve kontrol seçeneklerini bulmanıza yardımcı olabilirler.