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 ısıtıcıların aksine, kızılötesi ısıtıcı odadaki yüzeyleri ısıtır ve bu yüzeylerden gelen ısı çevredeki havaya yayılır.

Isı pompası nasıl çalışır?

Isı pompası, çevreden (hava, su veya toprak gibi) aldığı enerjiyi ısıya dönüştürerek bir binayı ısıtır. Isı değişimi prensibiyle çalışır ve soğutma amaçlı da kullanılabilir.

Kombinasyonun avantajları

Kızılötesi ısıtıcıyı bir ısı pompasıyla birleştirmek birçok avantaj sağlayabilir. Kızılötesi ısıtıcılar doğrudan ısı yaydığı için hızlı bir şekilde konforlu bir sıcaklık sağlayabilir. Isı pompası ise verimli bir şekilde çalışır ve ısı üretmek için yenilenebilir enerji kaynaklarını kullanır. Birlikte, enerji açısından verimli ve konforlu bir ısıtma çözümü sağlayabilirler.

Isı pompasını birincil ısıtma kaynağı olarak kullanma

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

Kontrol ve düzenleme

İki sistemin etkili bir şekilde birleştirilmesi için dikkatli kontrol ve düzenleme şarttır. Hem ısı pompasını hem de kızılötesi ısıtma sistemini yöneterek optimum oda sıcaklığına ulaşıp enerji tasarrufu sağlayan akıllı kontrol sistemleri mevcuttur.

Ancak, kızılötesi ısıtma ve ısı pompası kombinasyonunun bina yalıtımı, oda büyüklüğü ve bireysel ısıtma ihtiyaçları gibi çeşitli faktörlere bağlı olduğunu unutmamak önemlidir. Özel durumunuz için en iyi çözümü bulmak için uzmanlardan profesyonel tavsiye almanız önerilir.

Dresden Teknik Üniversitesi tarafından yürütülen "Tepe Yük Kapsamı için Kızılötesi Isıtma Sistemlerinin Potansiyel Değerlendirmesi" adlı çalışma, kızılötesi ısıtmanın mevcut konut binalarında fosil yakıt tüketimini kısa vadede 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 geçemeyen ev sahipleri (tedarik zorlukları, yüksek yatırım maliyetleri veya kurulumcunun zaman eksikliği gibi nedenlerle), kısa vadede fosil yakıtlardan tasarruf etmek için başlangıçta kızılötesi ısıtmayı 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'nin bir araştırmasına göre, bu yaklaşım teknik olarak uygulanabilir. Ev sahibi öncelikle mevcut gazlı ısıtma sisteminin sistem sıcaklığını (akış sıcaklığı) düşürür, böylece yalnızca evin temel yükünü karşılar. Daha yüksek ısıtma talepleri (tepe yükler olarak adlandırılır) hızlı etkili 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 yürütülen "Tepe Yük Kapsamı için Kızılötesi Isıtma Sistemlerinin Potansiyel Değerlendirmesi" adlı çalışmada, örnek olarak temsili bir müstakil ev kullanılarak incelenmiştir. Sonuçlar ilk olarak, TU Dresden Enerji Teknolojisi Enstitüsü'nde Bina Enerji Teknolojisi Bölüm 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 seçenektir. Bu sistem kombinasyonu hem ısıtma gereksinimlerini hem de termal konforu sağlayabilir," diyerek sözlerini tamamlamıştır.

Kızılötesi ısıtma ve ısı pompasının kombinasyonu

Endüstri birliği IG Infrarot tarafından yaptırılan çalışmada, TU Dresden'den bilim insanları, yüksek akış sıcaklıklarına sahip mevcut bir su bazlı ısıtma sisteminin, kızılötesi ısıtıcıyla birleştirilerek düşük sıcaklıklı bir ısı pompasıyla çalışmaya uygun hale getirilip getirilemeyeceğini araştırdı.

Almanya'daki yapı stokunu temsili bir şekilde temsil edebilmek için ekip, 160 metrekare ısıtmalı kullanım alanına sahip ve Isı Yalıtım Yönetmeliği 95'e göre ısı yalıtım standardına sahip müstakil bir ev seçti.

Standart ısıtma yükü 9,2 kilovat, özgül ısıtma yükü ise metrekare başına 57,20 watt'tır. Simülasyon, birleşik 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 radyatörleri kullanarak kızılötesi ısıtmanın temel sıcaklığı koruma potansiyelini göstermek için akış sıcaklığını düşürmüştür.

Düzensiz temel ısıtma ve düzenlenmiş kızılötesi ısıtmanın birleşimi

Analiz, ev sahipleri için pratik prosedürleri yansıtan bir sırayla yürütülmüştür. İlk olarak, bina gazlı ısıtma sistemi kullanılarak temel sıcaklığa getirilmiştir. 70°C gidiş sıcaklığı ve 55°C dönüş sıcaklığı (ϑV/ϑR = 70°C/55°C) ile çalışan bir ısıtma sistemiyle başlanarak, ısıtma eğrisinin maksimum sıcaklığı 40°C gidiş sıcaklığına (ϑV) düşürülmüş ve ϑV/ϑR = 40/30 ısıtma eğrisi elde edilmiştir. On odadan yedisinde, artık düzenlenmeyen radyatörlere daha sonra kızılötesi ısıtıcılar eklenmiştir.

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

Performans eksiklikleri kızılötesi ısıtma ile telafi edilebilir.

TU Dresden'deki bilim insanları, çalışmanın sonuç bölümünde "Sonuçlar, ortaya çıkan performans açığının kızılötesi ısıtma ile telafi edilebileceğini gösteriyor," diye yazıyor ve ekliyor: "Genel olarak, çalışma, su bazlı bir ısıtma sisteminin kızılötesi ısıtma ile desteklenmesiyle, daha yüksek sıcaklıklar için tasarlanmış mevcut bir ısıtma sisteminin, ısıtma yüzeylerini değiştirmeden düşük sistem sıcaklıklarında kullanılabileceğini ve bu nedenle bir ısı pompasıyla kombinasyon için oldukça uygun olduğunu göstermektedir. Analizler, temel versiyona kıyasla, bu kombine kullanımla nihai enerji tüketiminin %62'ye kadar azaltılabileceğini göstermiştir." Düşük bir taban sıcaklığındaki tepe yükleri çeşitli sistemler tarafından karşılanabilse de, "kızılötesi ısıtma, kısa tepki süreleri nedeniyle bu amaç için özellikle uygundur."

Tasarrufları fotovoltaik sistem için kullanın

IG Infrared Almanya Yönetim Kurulu Başkanı Lars-Henric Voß, “Kızılötesi ısıtıcılar ucuz, kolayca bulunabilen ve sadece birkaç saat içinde kurulabilen ürünler olduğundan, bu yaklaşım ev sahipleri tarafından kısa sürede ve düşük yatırım maliyetleriyle uygulanabilir” diyor.

Çalışma, bina kabuğunun kapsamlı bir şekilde yenilenmesi ve su bazlı ısı transfer sisteminin değiştirilmesinin önlenebileceğini gösteriyor. Bu, yatırım maliyetlerini önemli ölçüde düşürerek ev sahipleri için daha az mali yük anlamına geliyor ve ayrıca herhangi bir sübvansiyon gerektirmediği için ülke ekonomisine de fayda sağlıyor. IG Infrared Başkanı Dirk Bornhorst, "Bu şekilde tasarruf edilen para, daha da iklim dostu güneş enerjisi üreten daha büyük bir fotovoltaik sistem için etkili bir şekilde kullanılabilir; bu sadece mekan ısıtması için değil, aynı zamanda kullanıcılar için elektrik, sıcak su ve e-mobilite için de geçerlidir," diye ekliyor.

Kaynak: Basın bülteni 'Kızılötesi ısıtma, ısı pompalarına geçişi hızlandırıyor'

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

Düzensiz temel ısıtma

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

Kontrollü kızılötesi ısıtma

Düzensiz temel ısıtmanın aksine, kızılötesi ısıtma genellikle bireysel ve hassas bir şekilde kontrol edilebilir. Modern kızılötesi ısıtıcılar, oda sıcaklığının ve ısıtma sürelerinin tam olarak ayarlanmasını sağlayan entegre termostatlara ve programlanabilir kontrollere sahiptir.

Isıtma sistemlerinin kombinasyonu

Düzensiz bir ana ısıtma sistemini düzenli bir kızılötesi ısıtıcıyla birleştirmek bazı durumlarda avantajlı olabilir. Örneğin, ana ısıtma sistemi birincil ısı kaynağı olarak hizmet ederek odayı belirli bir minimum sıcaklığa çıkarabilir. Kızılötesi ısıtıcı daha sonra odanın belirli bölgelerinde ek konfor ve hedeflenen sıcaklık sağlamak için tamamlayıcı bir ısı kaynağı olarak kullanılabilir.

Kombinasyonun avantajları

Standart bir ısıtma sistemini kızılötesi ısıtmayla 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 ara sıra kullanılan veya bireysel ısıtma tercihlerinin olduğu odalarda avantajlı olabilir.

Kontrol ve düzenleme

İki ısıtma sistemini etkili bir şekilde birleştirmek için uygun kontrollere 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 kişisel ihtiyaçlarınıza göre ayarlamanıza ve enerji tasarrufu yapmanıza olanak tanır.

Binanızın ve ısıtma sisteminizin özel gereksinimleri konusunda uzmanlardan profesyonel tavsiye almanızı öneririz. Size, kişisel durumunuza en uygun kombinasyon ve kontrol seçeneklerini bulmanıza yardımcı olabilirler.