Isıtma Nedir? Yapıların ve Maddenin Isıtılması

Sıcak duruma getirme.

Yukarıda resimde görülen;

Fransa ’da (Meaux-Beau val) 10 500 lojmanı, bir alışveriş bölgesini ve çok sayıda ortak donanımı besleyen ısıtma sistemi. Bu sistem sıvı yakıtla I80°C’lık bir sıcaklıkta ve basınç altında sıcak su sağlar. Camdan bir kubbe içinde bulunan ısıtma merkezi yerleşme bölgesiyle tam bir uyum içindedir ve bölgede yaşayanlar her türlü tehlikeden korunmuştur.

İlk insanlar ısınmak ya da yiyecekle­rini ısıtmak için ocakların ya da Gü­neş’in ısısını kullanmışlardır ama, enerji kaynaklarının daha akılcı kullanımının izlerine rastlamak için Roma çağını beklemek gerekir. O çağda zen­ginlerin hamamları ve evleri, alt yüz­leri sıcak havayla ısıtılan döşeme taş­larından yararlanılarak yapılmış ve tabandan ısıtmayı sağlayan yeraltı ocaklarıyla donatılmıştı. Ama, ısıtma alanındaki önemli ilerlemeler ancak XIX. yy’da gerçekleştirilmeye başlan­dı.

Isının Üretimi

Isıtmaya yönelik ısı genel olarak, ya hava içindeki katı, sıvı ya da gaz hal­deki bir yanıcının ısı üreteçleri yardı­mıyla yanması, ya da elektrik enerjisinin ısı enerjisine dönüşmesi (doğru­dan doğruya dirençlerdeki joule ola­yıyla ya da indükleme veya dielektrik yitimiyle) yoluyla üretilir. Ayrıca Gü­neş enerjisi ya da jeotermik enerji gi­bi doğal enerji kaynaklarından da ya­rarlanma olanağı vardır. Bir ısı jene­ratörü, içinde ısı üretiminin yapıldığı bir yanma odasından, üreteç (jenera­tör) ısısının ısıtılacak ortama aktarıl­dığı bir ısı değiştirme sisteminden ve dumanları boşaltan bir aygıttan olu­şur.

Üreteçler ikiye ayrılır:

1. Sıcak havalı jeneratörler; bunlarda ısı, doğ­rudan doğruya yanma odasının çev­resine bir hava akımının üflenmesiyle elde edilir.

2. Sıvılı üreteçler (kazan da denir); bunlarda suyun ya da or­ganik bir sıvının ısıtılması için, yan­ma odasında üretilen ısı kullanılır.

Özellikle bu sonuncu çözüm ilgi çeki­cidir; çünkü bu yol sıvının sıcaklığının, buharlaşmayı önlemek üzere, basınç altındaki sıcak suyla işleyen sistem­lerde olduğu gibi, devrelerin yüksek bir basınçta tutulmasını gerektirme­den, yükseltilmesini sağlar. Kazanlar, ısıtılacak sıvı dışardan yanma ısısıy­la ısıtılan borular içinden geçecekse su borulu; yanma gazı, ısıtılacak sıvı­nın içinde uzanan borularda dolaştı­ğı zaman duman boruludur. Birçok ül­kede katı yakıtlı (odun, kömür, vb.) ka­zanların kullanımından vazgeçilmiş ve bunların yerini, gerek bakımı ge­rekse ayarı daha kolay olan ve yakıtın sağlanmasında, depolanmasında, satışa hazır duruma getirilmesinde aynı güçlükleri göstermeyen sıvılı ya da gazlı (sözgelimi, doğal gaz) kazan­lar almıştır. Böyle bir kazan, yakıtı yanma havasıyla iyice karıştırarak yanma odasına püskürten ve karışı­mın yanmasını sağlayan bir brülörle donanmıştır. Ayrıca, termometre, su ölçer ve güvenlik supapları gibi birçok denetim ve güvenlik aygıtları içerir. Kazan ısıtma yüzeyine göre değişen saymaca gücüyle ve basınç altında­ki sıcak sulu ya da buharlı kazanlar­da. en yüksek çalışma basıncıyla be­lirtilir.

Yapıların ısıtılması

Yapıların ısıtılmasının amacı, oturan­lara yeterli konfor koşullarım sağla­mak için kış ve baharlarda içerdeki sı­caklığı dışardaki sıcaklığın üstünde tutmaktır. Bir evin çevre sıcaklığı, dı- şardakinden yüksek olduğu zaman, iki nedenle, ısı vermeksizin azalmak eği­limindedir: Bir yandan, içersi ve dı- şarsı arasında, yapının duvarları yo­luyla ısı iletiminin yol açtığı ısı yitim­leri nedeniyle; öte yandan, dış yüzler­deki doğal emme ile rüzgâr etkilerinin yol açtığı, dışardaki taze hava sızın­tıları nedeniyle. Isı yitimlerinin ve sı­zıntıların bütünü yapının içi ve dışı arasındaki sıcaklık farkıyla orantılı­dır (dışarda —20°C iken + 20°C el­de etmek için, —5°C iken + 15°C el­de etmek için gerekli olandan iki kat daha yüksek bir güce gereksinim var­dır). Yapı, ısı bakımından ne kadar iyi yalıtılırsa ısı yitimi de o kadar az olur. Sızıntı değişmelerinin önlenmesini sağlayan iki sistem vardır: Denetimli mekanik havalandırma ve yapıların yüksek basınçta tutulması.

En yaygın ısıtma tesisatları sıcak ha­va ya da sıcak suyla çalışırlar. Sıcak havalı bir ısıtma sistemi, hava itici bir motovantilatör grubu ve üfleme ağızlarının takıldığı bir dağıtım düzeniy­le donatılmış bir sıcak havalı üreteç­ten oluşur. Yapıların içine üflenen ve ısı yitimlerini dengeleyen sıcak hava dışarı atılır ya da üreteç yeniden dev­reye girer.

Sıcak sulu bir ısıtma tesisatı, bir ka­zan, bir boru şebekesi, ısıtma parça­ları (radyatörler, konvektörler, kanat­lı borular, yayılmalı panolar ya da yer ızgaraları), suyun sürekli devrini sağ­layan pompalar ya da hızlandırıcılar, bir ayarlama aygıtı (motorlu vanalar, sondalar, termostatlar, ayarlama ka­saları), bir genleşme aygıtı (genleşme nedeniyle tesisatın içerdiği suyun ha­cim farklılıklarım gidermeye yarar) ve bir su işleme aygıtından (aşınmayı ön­lemeye ve kireçlenmeye engel olmaya yarar) oluşur. Genel olarak kazan, bir ısıtıcı ile bir depolama hacmi içeren sıcak su balonları aracılığıyla, sağlı­ğa zararı olmayan sıcak suyun elde edilmesini de sağlar. Kentlerdeki bü­yük konutlarda ısının elde edilmesi bir boru düzeniyle (birincil devre) yapıla­rın alt merkezlerine bağlanan toplu kazan dairelerinde gerçekleştirilir. Pompalar, borular, genleşme ve ayar­lama aygıtları içeren, aynı zamanda da ısıtma parçalarım besleyen her alt tesis, birincil devreyle ikincil devre arasında ısı alışverişini sağlayan ay­gıtları içerir. Suyun sıcaklığı 110°C’ın üstünde olursa, tesisata aşırı ısıtılmış sistem denir. Kazanlar yapıların bod­rumuna ya da terasına konur. Bu çö­züm, özellikle gazla ısıtma halinde il­gi çekicidir, çünkü baca sayısını azal­tır; yapı dışına yerleştirilmiş ve güven­lik aygıtlarıyla donatılmış borular, gazlı ısıtma sistemini besler. Buharlı ısıtma, düzenleme güçlükleri ve çıkar­dığı gürültü nedeniyle pek kullanıl­maz. Bununla birlikte, buharın sana­yi gereksinimleri için kullanılması ge­rekiyorsa, bu durumda bazen buhar­lı üreteçlere başvurulur. Termodinamik ısıtma ya da ısı pompa­sı, soğutmalı düzen ilkesine dayanır. Isı soğuk bir kaynak üstüne (dış hava ya da su akımı) pompalanır ve gele­neksel bir ısıtma düzenine aktarılır. Isı, yoğunlaştırma aygıtıyla üretilir­ken, soğuk hava bir soğutma aygıtın­dan buharlaşma yoluyla dışarı atılır. Güneş enerjisiyle ısıtma, içinde su ya da havanın dolaştığı panolar üstüne Güneş enerjisinin toplanmasına daya­nır.

Bir başka ilgi çekici ısıtma düzeni de elektriksel ısıtmadır; bu ısıtmada ha­va kirlenmesi yoktur.

Sanayi yapılarının ısıtılmasıysa çoğu kez, basınçlı sıcak su ya da su buha­rıyla beslenen aerotermik birimler, üreteçler ya da yayılmalı panolar yardımıyla doğrudan üretilen sıcak ha­vayla gerçekleştirilir.

Maddelerin Isıtılması

Maddelerin ısıtılması söz konusu oldu­ğunda, başka ısıtma araçları kullanı­lır. Ergime, arıtma, gazını alma ve ma­denlerin ısıyla ilgili bütün işlemlerin­de olduğu gibi bazı lehim ve kaynak­lar için de çoğunlukla indükleme yo­luyla ısıtma kullanılır. Dielektriksel yi­timle ısıtma, ısıl sertleşmeli ve ısıl plastik maddelerin sanayisinde, kim­ya sanayisinde ve temel ürünlerin asalaklarının yok edilmesi için gıda sanayisinde kullanılır. Kızılötesi ışın­larla ısıtmaya boya sanayisinde baş­vurulur. Ayrıca havacılıkta, titandan depoların lehimlenmesinde kullanılan elektron bombardımanıyla ısıtmalı sistemler de vardır.