Isıtma teknolojisi sözlüğü - teknik terimler açık ve basit

Bir kazanda petrol veya gazın yanmasıyla açığa çıkan enerji, bir kayıp unsuru olmaksızın ısıtma sistemine sağlanamaz. Baca yoluyla atmosfere kaçan sıcak baca gazları, 'baca gazı kaybı' olarak bilinen nispeten büyük miktarda ısı içerir.

Yıllık emisyon testi sırasında, baca gazı denetçileri brülörün çalışması sırasında ortaya çıkan yanma kalitesinin ve baca gazı kaybının yasal düzenlemelere uygun olup olmadığını belirler. Brülörün doğru çalışıp çalışmadığını ve sistemin güvenli olup olmadığını kontrol ederler. Mükemmel bir puan verseler bile, bu kazanın gerçek enerji tüketimi (standart mevsimsel verimliliği) hakkında çok az şey söyler, çünkü bu da yüzey kayıplarının seviyesinden önemli ölçüde etkilenir.

Emiciler her güneş kolektörünün ayrılmaz bir parçasıdır. Güneş radyasyonunun doğrudan kendilerine ulaşması için kolektörün şeffaf, düşük yansıtma özelliğine sahip cam kapağının altında yer alırlar.

Soğurucu güneş ışınımını neredeyse tamamen emer ve güneş enerjisi ısıya dönüştürülür. Yüksek verimlilik söz konusu olduğunda, Viessmann tarafından üretilen tüm güneş kolektörlerini içeren yüksek derecede seçici bir kaplamaya sahip emiciler özellikle dikkat çekicidir.

Bir kombine ısı ve güç (CHP) ünitesi temel olarak bir motor, bir senkron jeneratör ve bir ısı eşanjöründen oluşur. İçten yanmalı motor (tahrik ünitesi) tarafından tahrik edilen senkron jeneratör, genellikle sahada kullanılan 50 Hz frekanslı ve 400 V gerilimli 3 fazlı bir alternatif akım üretir.

Elektrik bağlantısı için alçak gerilim şebekesi (0,4 kV seviyesi) kullanılır. Kural olarak, CHP üniteleri şebekeye paralel olarak çalıştırılır. Ancak prensip olarak, senkron jeneratörler kullanılarak şebeke ikame modunda da kullanılabilirler.

Artan güç, elektrik tedarik şebekesine ihraç edilebilir. Motor, "dahili soğutma devresinde" sırayla yağlama yağından, motor soğutma sıvısından ve egzoz gazından emilebilen ve plakalı bir ısı eşanjörü aracılığıyla ısıtma sistemine aktarılabilen ısı üretir.

Bu enerji üretim ve kullanım sistemi kombine ısı ve güç (CHP) üretimi olarak adlandırılır çünkü motor tarafından üretilen mekanik enerji (güç) ve jeneratörü çalıştırırken motor tarafından verilen termal enerjinin (ısı) her ikisi de aynı anda kullanılır.

Şematik diyagram

Bir gaz yanmalı motor, güç üretmek için bir jeneratörü çalıştırır. Bunun yarattığı ısı, ısı eşanjörü aracılığıyla soğutma sıvısından ve egzoz gazından çıkarılır ve daha sonra kullanılabilir.

Çift modlu kullanım suyu ısıtmasında, kullanım sıcak suyu iki farklı ısı üreticisi tarafından ısıtılır - örneğin bir kazan ve güneş kolektörleri. Güneş kolektörlerinden gelen ısı, sıcak kullanım suyu silindirindeki dolaylı bir bobin aracılığıyla sıcak kullanım suyuna aktarılır. Gerekirse, su kazan tarafından ikinci bir dolaylı serpantin aracılığıyla yeniden ısıtılabilir.

Isı ve güç üretmek için gereken tek şey hidrojen ve oksijendir. Bu iki madde arasındaki kimyasal reaksiyon, bazen "soğuk yanma" olarak adlandırılan olayın temelini oluşturur. İki elektrot arasında gerçekleşir: Hidrojen anoda taşınır ve burada bir katalizör onu pozitif iyonlara ve negatif elektronlara ayırır. Elektronlar bir elektrik iletkeni aracılığıyla katoda gider ve elektrik akımının akmasına neden olur. Aynı zamanda pozitif yüklü hidrojen iyonları elektrolit (bir iyon değişim membranı) yoluyla katoda ulaşır ve burada oksijenle reaksiyona girerek su oluşturur. Isı açığa çıkar. Tüm süreç tamamen kirletici içermez ve çevreye karşı sorumludur.

Brüt kalorifik değer (Hs), sıcak gazların su buharındaki gizli buharlaşma ısısı da dahil olmak üzere tam yanma sonucu açığa çıkan ısı miktarını tanımlar.

Yakın zamana kadar buharlaşma ısısından faydalanılamıyordu, çünkü bunun için teknik imkanlar mevcut değildi. Bu nedenle net kalorifik değer (Hi) tüm verimlilik hesaplamaları için temel olarak seçilmiştir. Hi değerine atıfta bulunulması ve ilave buharlaşma ısısının kullanılması, %100'ün üzerinde verimliliklere yol açabilir.

Yoğuşma teknolojisi, yanma sonucu oluşan ısıyı sadece sıcak gazların ölçülebilir sıcaklığı (net kalorifik değer) olarak değil, aynı zamanda su buharı içeriği (brüt kalorifik değer) olarak da kullanır. Yoğuşmalı kazanlar, baca gazlarında bulunan ısının neredeyse tamamını çıkarabilir ve bunu ısıtma enerjisine dönüştürebilir.

Yoğuşmalı kazanlar yüksek performanslı ısı eşanjörleri kullanır. Bunlar, baca gazlarını bacadan çıkmadan önce, bu gazlarda bulunan su buharının kasıtlı olarak yoğunlaştırıldığı ölçüde soğutur. Bu da ısıtma sistemine aktarılan ek ısıyı açığa çıkarır.

Bu teknoloji ile bir yoğuşmalı kazan %98'e varan (Hs'ye göre) standart mevsimsel verimliliğe [DIN'e göre] ulaşır. Yoğuşmalı kazanlar bu nedenle özellikle enerji tasarrufludur ve hem cüzdanınızı hem de çevreyi korur.

Üç geçişli kazanın tasarım prensibi zararlı emisyonların azaltılmasına katkıda bulunur. Sıcak gazlar önce yanma odasından geçer, ardından bir ters çevirme bölgesi aracılığıyla öne döner ve üçüncü bir geçişe girer. Bu, yanma gazlarının kazanın en sıcak kısmında geçirdiği süreyi kısaltarak azot oksit (NOx) oluşumunu azaltır.

Tuzlu su/su ısı pompaları için yenilikçi enerji kaynağı

Bugün yeni yapılarda her üç ısı üreticisinden biri ısı pompasıdır ve eğilim yukarı doğrudur. Isıtma için ısı, ortam havasından, topraktan veya yeraltı suyundan çekilir.

Viessmann'ın buz deposu sistemi ile artık tuzlu su/su ısı pompaları için ek bir cazip ısı kaynağı mevcuttur. Buz deposu, bahçeye gömülen ve normal musluk suyu ile doldurulan dahili ısı eşanjörlerine sahip bir tanktan oluşur. Evin çatısına özel güneş enerjili hava emiciler monte edilmiştir. Bunlar ortam havasından ve güneş radyasyonundan ısı çeker ve depolama ünitesine besler. Buz deposu da enerjiyi doğrudan topraktan çekmektedir.

Buz ile ısıtma - ek enerji

Gerektiğinde, ısı pompası ısıtma ve kullanma suyu ısıtması için gereken enerjiyi depodan çeker, bu süreçte suyu soğutur veya muhtemelen dondurur. Depolama ünitesi buzlandığında bile, ısı pompasının binayı güvenli ve ekonomik bir şekilde ısıtmasını sağlamak için güneş/hava emicilerden ve topraktan yeterli ısı akışı vardır. Güneşten ve ortam havasından gelen enerjinin yanı sıra jeotermal ısı da deponun tekrar çözülmesi için kullanılır.

Fosil yakıtları içeren her yanma işleminde, kaçınılmaz karbondioksitin (CO₂) yanı sıra zararlı gazlar karbon monoksit (CO) ve azot oksit (NOx) oluşur. Azot oksitler burada özellikle önemlidir. Bu gazlardaki artış sadece zehirli ozon seviyelerinin yükselmesine yol açmakla kalmaz, aynı zamanda asit yağmurlarından da sorumlu faktörlerden biridir.

Isı borusu sistemlerinde, güneş ortamı doğrudan borulardan akmaz. Bunun yerine, absorberin altındaki ısı borusunda bir işlem ortamı buharlaşır ve ısıyı güneş ortamına aktarır. Isı borusu borularının başlık içindeki kuru bağlantısı, kolektör içindeki az miktarda sıvı içeriği ve Vitosol 300-T durumunda sıcaklığa bağlı otomatik kapanma, özellikle yüksek işletim güvenilirliği sağlar.

Bir sistem kazanı, yalnızca ısıtma sağlamak amacıyla duvara monte edilen bir cihazdır. Bu tür cihazlar, kullanma suyu ısıtması sağlamak için bir kullanma suyu tüpü ile de birleştirilebilir.

Hava koşullarına göre dengelenmiş bir ısıtma kontrolörü, akış sıcaklığının gerçek ısı talebiyle eşleşmesini sağlar (akış sıcaklığı, radyatöre veya yerden ısıtma sistemine beslenen suyun sıcaklığıdır).

Bu amaçla, dış sıcaklık ölçülür ve akış sıcaklığı, gerekli oda sıcaklığı ve binanın çevresindeki koşullarla ilişkili olarak hesaplanır.

Dış sıcaklık ve akış sıcaklığı arasındaki ilişki ısıtma eğrileri ile tanımlanır. Daha basitçe: Dış sıcaklık ne kadar düşükse, kazan suyu veya akış sıcaklığı o kadar yüksek olur.

Net kalorifik değer (Hi), ortaya çıkan suyun buhar olarak boşaltılması durumunda tam yanma ile açığa çıkan ısı miktarını ifade eder. Sıcak gazların su buharındaki gizli buharlaşma ısısı kullanılmaz.

Hibrit bir cihaz, bir dizi enerji kaynağı tarafından beslenen bir cihazdır. Bu tür sistemler, örneğin çift modlu ısı pompası sistemlerini içerir. Bunlar, en az bir fosil yakıt kazanı ve daha yüksek dereceli bir kontrol ünitesi ile birlikte elektrikle çalışan bir ısı pompasına sahip ısıtma sistemleridir.

Çalışma sırasında ısı pompası, yüksek oranda serbest çevresel enerji kullanarak temel yükü karşılar. Bunun için dış ünite dış havadan gizli ısıyı çeker ve kompresör aracılığıyla 55 °C'ye kadar bir akış sıcaklığına kadar ısıtır.

Gaz yoğuşmalı kazan yalnızca önceden ayarlanmış çalışma modu açısından faydalı olduğunda, yani sistem kullanıcısı için daha düşük işletme maliyetleri, daha düşük CO₂ emisyonları veya daha yüksek DHW rahatlığı sağladığında 'devreye girer'.

Tüm Viessmann duvar tipi ve kompakt yoğuşmalı cihazlar artık paslanmaz çelik Inox-Radial ısı eşanjörü ile donatılmıştır. Bu teknoloji, yüzde 98'e varan [DIN'e göre] son derece yüksek bir verimlilik oranı ve uzun hizmet ömrü boyunca son derece güvenilir ve verimli bir çalışma sağlar.

Inox-Radial ısı eşanjörü, baca gazlarını bacaya yönlendirilmeden önce, bu gazlarda bulunan su buharının kasıtlı olarak yoğunlaştırılmasını sağlayacak ölçüde soğutur. Açığa çıkan ek ısı ısıtma sistemine aktarılır. Bu işlev yalnızca değerli enerjiden tasarruf etmekle kalmaz, aynı zamanda önemli ölçüde daha düşük CO₂ emisyonları yoluyla çevreyi de korur.

Isı pompalarında performans katsayısı (COP), ısı transferinin güç tüketimine oranıdır. Mevsimsel performans faktörü, bir yıl içinde meydana gelen tüm COP'lerin ortalamasıdır. COP, ısı pompalarını verimlilik açısından karşılaştırmak için kullanılır, ancak tanımlanmış sıcaklık koşulları altında belirli bir çalışma noktasından elde edilir.

Bir sistem planlanırken, tüm yıl boyunca çalışması göz önünde bulundurulmalıdır. Bunun için, yıl boyunca aktarılan ısı miktarı, ısı pompası sistemi tarafından aynı dönemde çekilen toplam elektrik gücüne (pompalar, kontrol üniteleri vb. için güç dahil) göre verilir. Sonuç, mevsimsel performans faktörü olarak verilir. Örnek: 4,5'lik bir SPF, tüm yıl boyunca ortalaması alındığında, ısı pompasının 4,5 kilovat saat ısı üretmek için bir kilovat saat elektrik enerjisine ihtiyaç duyduğu anlamına gelir.

Kombi, hem merkezi ısıtma hem de kullanım suyu ısıtması için kullanılan duvara monte bir cihazdır. Kullanım suyu, anlık su ısıtma prensibi kullanılarak ısıtılır.

Vitodens duvar tipi gaz yoğuşmalı kombilerdeki Lambda Pro Control yanma kontrolörü, gaz kalitesi değişse bile sürekli istikrarlı ve çevreye duyarlı yanma, sürekli yüksek verimlilik seviyesi ve yüksek çalışma güvenilirliği sağlar.

Lambda Pro Control yanma kontrol cihazı, kullanılan her gaz türünü otomatik olarak tanır. Bu, devreye alma sırasında manuel ayarlamaları ve ölçümleri gereksiz hale getirir. Ayrıca Lambda Pro Control, gaz kalitesi değişse bile sürekli temiz ve verimli yanma sağlamak için gaz-hava karışımını sürekli olarak yönetir. İyonizasyon elektrodu, bu amaç için gerekli ham verileri doğrudan alevden sağlar.

Merkezi olmayan ısı ve güç tedariki giderek daha önemli hale geliyor. Viessmann, yenilenebilir kaynaklardan elde edilen elektrik arzının değişkenliğini dengelemeye katkıda bulunabilecek çözümler sunmaktadır. Rüzgar çiftlikleri ve fotovoltaik sistemler, nükleer enerji santrallerinin ve geleneksel büyük ölçekli enerji santrallerinin yerini almak üzere çok sayıda inşa edilmiştir.

Ancak bu yenilenebilir kaynakların mevcudiyeti dalgalandığından ve dolayısıyla planlanamadığından, kontrollü birleşik ısı ve güç santralleri (CHP) başarılı bir enerji dönüşümüne doğru ilerlemede önemli bileşenler haline gelmiştir. Bu gelişmeye, CHP santralleri tarafından üretilen enerjinin payının 2020 yılına kadar yüzde 25'e çıkarılması yönündeki siyasi hedef öncülük etmektedir.

Merkezi olmayan enerji üretimi

Uçucu enerji üretiminde eksikliklerin olduğu yerlerde, mikro CHP üniteleri talebin karşılanmasına önemli bir katkı sağlayabilir. Bu işlem yerel olarak gerçekleştiğinden ve güç sahada üretildiğinden, elektrik şebekeleri üzerindeki baskıyı da azaltır. CHP üniteleri aracılığıyla kendi elektriğinizi üretmek, artık şebekeden elektrik çekmenin yerine geçebilecek uygun bir alternatiftir. Bir güç depolama ünitesi ile birlikte, özellikle mikro CHP sistemleri ile bağımsız bir güç kaynağı elde edilebilir.

[1] Pik yük kazanı

[2] Yakıt hücresi modülü

[3] 220 l paslanmaz çelik DHW silindiri artı hidrolik ve sensörlere sahip kule silindiri

[4] Dengeli baca sistemi

[5] Entegre CHP ihracat sayacı

[6] WiFi iletişim arayüzü

[7] Evsel sayaç (çift yönlü elektrik sayacı)

[8] Evsel güç devresi

[9] Kamu şebekesi

[10] İnternet/ViCare uygulaması

Isı pompalarının birincil amacı konforlu ve rahat merkezi ısıtma ve güvenilir kullanım suyu ısıtması sağlamaktır. Bununla birlikte, bir binayı soğutmak için de kullanılabilirler. Zemin veya yeraltı suyu kışın ısıtma için enerji sağlamak üzere kullanılırken, yazın doğal soğutma için kullanılabilir.

Doğal soğutma fonksiyonu ile ısı pompasının kontrol ünitesi sadece ana pompayı ve ısıtma devresi pompasını çalıştırır. Bu, yerden ısıtma sisteminden gelen nispeten sıcak suyun ısısını ısı eşanjörü aracılığıyla birincil devredeki tuzlu suya aktarabileceği anlamına gelir. Bu, bağlı olan tüm odalardan ısıyı çeker. Bu, doğal soğutmayı bir binanın içini soğutmak için özellikle enerji verimli ve ucuz bir yol haline getirir.

Standart mevsimsel verimlilik [DIN'e göre], farklı ısı üreticisi tiplerinin enerji tüketiminin karşılaştırılabilmesini sağlamak için getirilmiştir. Bir kazanın enerji kullanımının bir ölçüsü olarak, tüm yıl boyunca, kullanılan enerjinin yüzde kaçının kullanılabilir ısıtma enerjisine dönüştürüldüğünü gösterir.

Standart mevsimsel verimliliğin [DIN'e göre] seviyesi, çalışma sırasında ortaya çıkan baca gazı kayıpları ve yüzey kayıplarının seviyesinden önemli ölçüde etkilenir.

Yüzey kayıpları, yanma çıktısının ısı jeneratörü yüzeyi tarafından çevredeki havaya salınan ve böylece kullanılabilir ısıtma enerjisi olarak kaybedilen oranıdır.

Brülör çalışırken radyasyon kayıpları veya brülör boştayken bekleme kayıpları olarak, özellikle ilkbahar/sonbahar aylarında, ancak kazanın yalnızca sıcak su ısıtması için gerekli olduğu yaz aylarında da meydana gelirler.

Kural olarak, eski bir kazanın yüzey kayıpları, baca gazı denetçisi tarafından kontrol edilen baca gazı kayıplarından önemli ölçüde daha yüksek olacaktır. Bu nedenle yüzey kayıplarının seviyesi, ısı üreticisinin maliyet etkinliğinde (standart mevsimsel verimlilik) kritik bir faktördür.

'Açık baca' ve 'oda sızdırmazlığı' terimleri, bir kazanın yanma için ihtiyaç duyduğu havayı nasıl sağladığını açıklar.

Açık baca işletiminde, yanma havasını monte edildiği odadan alır. Bu nedenle odanın elbette yeterli havalandırma deliklerine sahip olması gerekir. Burada bir dizi olasılık vardır. Sıklıkla, yanma havası beslemesi dış duvardaki açıklıklar veya boşluklar (menfezler) aracılığıyla sağlanır. Cihaz yaşam alanının içine yerleştirilmişse, diğer bir seçenek de, bir dizi başka odaya hava bağlantıları (kapılardaki yarıklar) aracılığıyla yeterli havalandırmanın sağlandığı 'birbirine bağlı oda hava beslemesidir'.

Oda sızdırmazlığında, gerekli yanma havası havalandırma boruları aracılığıyla dışarıdan sağlanır. Temelde üç çözüm tanımlanabilir:

1. Dikey bir çatı çıkışı üzerinden hava beslemesi
2. Bir dış duvar bağlantısı üzerinden hava beslemesi
3. Dengeli bir baca bacası üzerinden hava beslemesi

Oda sızdırmazlığının avantajları, duvara monte gaz kazanlarının yerleştirilmesi söz konusu olduğunda açık baca işletiminden bile daha fazla esneklik sağlamasıdır. Cihaz, ister oturma odalarına ister girintilere, dolaplara veya çatı boşluklarına olsun, her yere monte edilebilir.

İç ortam havasından bağımsız olması, odadaki ısıtılmış hava yanma için kullanılmadığından kayıpları da azaltır. Bu nedenle oda sızdırmaz cihazlar termal bina kabuğu içine yerleştirilebilir.

Çift modlu bir DHW silindiri bu tür bir sistemin merkezinde yer alır. Yeterli güneşlenme olduğunda, solar termal sistemdeki güneş enerjisi ortamı, alt dolaylı bobin aracılığıyla DHW silindirindeki suyu ısıtır. Banyo veya duş gibi sıcak suyun çekilmesiyle sıcaklık düştüğünde, ikinci devre üzerinden ek ısıtma sağlamak için gerekirse kazan çalışır.

Kullanım suyunu ısıtmanın yanı sıra, güneş kolektörlerinde ısıtılan güneş enerjisi ortamı, ısıtma suyunu sıcaklığa getirmek için de kullanılabilir. Bunun için ısıtma devresi, bir ısı eşanjörü üzerinden, güneş kolektörleri tarafından sürekli olarak ısıtılan güneş silindirindeki suyu kullanır. Kontrol ünitesi, gerekli oda sıcaklığının elde edilip edilemeyeceğini kontrol eder. Sıcaklık ayarlanan değerin altındaysa boyler de çalışmaya başlar.

Bir güneş kolektörü, güneş ışığı emici üzerine düştüğünde ısı üretir - ısıya ihtiyaç duyulmayan zamanlarda bile. Örneğin yaz aylarında konut sakinleri tatildeyken bu durum söz konusu olabilir. Kullanım suyu silindiri veya ısıtma suyu tampon silindiri aracılığıyla ısı transferi, her ikisi de zaten tamamen ısıtıldığı için artık mümkün değilse, sirkülasyon pompası kapanır ve solar termal sistem durgunluğa girer.

Kollektöre daha fazla güneş ışığı düşerse, ısı transfer ortamı buharlaşana kadar sıcaklığı artacak ve contalar, pompalar, valfler ve ısı transfer ortamının kendisi gibi sistem bileşenleri üzerinde yüksek termal gerilimlere neden olacaktır. ThermProtect sıcaklığa bağlı kapatma özelliğine sahip sistemlerde buhar oluşumu güvenilir bir şekilde önlenir.

Anahtarlamalı soğurucu tabakalı düz plakalı kolektör

İlk kez, belirli bir sıcaklığa ulaşıldığında daha fazla enerji emilimini engelleyen düz plakalı bir kolektör geliştirilmiş ve patenti alınmıştır. Vitosol 200-FM'nin soğurucu kaplaması 'anahtarlama katmanları' prensibine dayanmaktadır. Kristal yapı ve dolayısıyla kolektörün çıkışı, kolektör sıcaklığına bağlı olarak değişir ve böylece durgunluk sıcaklığı azalır. 75°C ve üzeri soğurucu sıcaklıklarında, kaplamanın kristal yapısı değişerek ısı radyasyonu oranını kat kat artırır. Bu durum, kolektör sıcaklığı yükseldikçe kolektör çıkışını azaltır, durgunluk sıcaklığı önemli ölçüde düşer ve buhar oluşumunu engeller.

Kollektördeki sıcaklık düştüğünde, kristal yapı orijinal haline geri döner. Gelen güneş enerjisinin yüzde 95'inden fazlası artık emilebilir ve ısıya dönüştürülebilir; sadece küçük bir kısmı (yüzde 5'ten az) geri ışınlanır. Bu, yeni kolektörün veriminin geleneksel düz plakalı kolektörlerden daha yüksek olduğu anlamına gelir, çünkü kolektör asla durgunluk aşamasına girmez ve her zaman tekrar ısı sağlayabilir. Kristal yapıdaki değişimin kaç kez etkinleştirilebileceği konusunda bir sınırlama yoktur, yani bu işlev her zaman kullanılabilir.

Standart kolektör modunda, Vitosol 200-FM düz plakalı kolektörün yeni emici kaplaması, Viessmann düz plakalı kolektörlerdeki herhangi bir standart emici kaplama gibi davranır. 75°C ve üzeri kollektör sıcaklıklarında ısı transferi kat kat artar, böylece durgunluk durumunda aşırı ısınma ve buhar oluşumu güvenilir bir şekilde önlenir.