Radyatörlerde ısı, çevreye ışınım (radyasyon) ve taşınım (konveksiyon) olmak üzere iki yolla yayılır. 90/ 70 ºC sıcak sulu ısıtma tesislerinde ortalama yüzey sıcaklığı 80 ºC olup, bu düşük sıcaklıktaki ışınım miktarı azdır. Genel olarak radyatörlerde ısının ancak % 20 – 40 arasındaki bir kısmı ışınımla yayılır. Asıl düşük kısım taşınılma yayılmaktadır. Işınımla olan ısı geçişine radyatörün malzemesinden çok boyanın cinsi ve radyatörün geometrisi etki etmektedir. Siyah ve mat boyalı radyatörlerde ışınım fazladır. Ancak boyanın rengi fazla etkili değildir. Parlak metalik boyalarda ise ışınım önemli ölçüde azalır. Alüminyum veya bronz gibi parlak metalik boylar ışınımı % 50, toplam radyatör ısı gücün ise % 10 mertebesinde düşürür.
İkinci etken radyatör geometrisidir. Dış projeksiyon yüzey alanı fazla olan radyatörlerde ışınım oranı da yüksektir. Bu açıdan ince döküm radyatörlerde ve panel radyatörlerde ışınım oranı yüksektir. Alüminyum radyatörlerde ise kanatlı yüzeyler kullanıldığından, dış yüzeyler doğrudan su ile temas etmez ve daha düşük sıcaklıktadır. Bu nedenle ışınım oranları da düşüktür. Yüzey pürüzsüzlüğünün de ışınıma etkisi vardır. Pürüzlü döküm yüzeyler düz yüzeylere göre bir parça daha iyi ışınım yaparlar.
Merdiven boşluğunun oluşturduğu baca etkisinin dezavantajlarını azaltmak için ve yüksekliği fazla olan hacimlerde ışınımla ısı geçişi fazla olan radyatörler kullanılmalıdır. Böylece elde edilen yatay ısı dağılımı yüksekliğin ısınmaya olan olumsuz etkisini azaltacaktır.
Radyatörlerin Isıl Gücü :
Radyatörlerin ısıl güçleri üretici firmalar tarafından yaptırılan standart deneyler sonunda (DIN 4704) belirlenir. Radyatörler seçimi bu deney sonuçlarına göre hazırlanan firma kataloglarından yapılır.
Radyatörlerin karşılaştırılabilmesi için norm ısıl gücünün tanımı gerekir. Norm ısıl gücü 90 ºC su giriş sıcaklığı ve 70 ºC sı çıkış sıcaklığı olması halinde; ortam sıcaklığı 20 ºC ve basıncı 1 atmosfer (mutlak) iken radyatörün verdiği ısı miktarıdır. Bu durumda radyatördeki su ile ortam havası arasında ortalama sıcaklık farkı 60 ºC değerindedir. Uygulamada farklı sıcaklık ve basınç şartlarında çalışma söz konusu ise norm ısıl gücünde düzeltme yapmak gerekir. Ortalama sıcaklık farkı 60 ºC değerinden farklı ise ısıl güç,
Q = Q0 (Δt/ Δt0 )1,3 şeklinde ifade edilir. Burada,
Q0 = Norm ısıl güç
Δt0 = 60 ºC
1,3 üst değeri ortalama bir değeri olup her radyatör için deneysel olarak belirlenmelidir.
Basınç düzenleme faktörü ise;
fp = (P0/ P)0,75
olarak ifade edilebilir. Burada P0 = 1013 mbar değerindedir. P ise bulunulan ortamın basıncıdır (mbar). Genel olarak farklı basınç ve sıcaklıklardaki radyatör güçleri firma kataloglarında belirtilir.
Radyatörlerin Karşılaştırılması
Türkiye’ de üretilen çeşitli cins radyatörler ve aynı cinslerin farklı tipleri arasında seçim yapabilmek üzere dikkate alınması gerekli özellikler veya başka bir deyişle karşılaştırma konuları aşağıda sıralanmıştır.
Karşılaştırma konuları:
1- Kapladığı Hacim Ve Projeksiyon Alanı : Bu değerler kıymetli yapı kullanım alanlarında ısıtıcıların kapladığı yer açısından önemlidir. Özellikle, parapet altı (niş) bulunmayan yerlerde, radyatörün inceliği önemlidir.
2- Ağırlık : Isıl atalet ve montaj kolaylığı açısından önemlidir.
3- Su Hacmi : Yine radyatörün ısıl ataleti ile ilişkilidir. Su hacmi gazla ve ağır olan radyatörler geç ısınıp, geç soğurlar. En ağır radyatörler döküm olanlardır. En fazla su hacmine sahip radyatörler ise dilimli çelik cinslerdir. Sonuçta ağırlık ve su hacminin getirdiği atalet dezavantajı döküm ve çelik radyatörlerde en fazla olup, sonra sırası ile panel ve alüminyum radyatörler gelmektedir. Öte yandan su hacminin ve ağırlığının az olması termostatik kontrole uygunluk açısından da bir avantaj sağlar.
Su hacminin fazla olması genleşme deposu büyüklüğünü de etkiler. Özellikle kapalı genleşme deposu hesabında sistemdeki su hacmi esas alınır. Sistemdeki su hacminin önemli bir bölümü radyatörlerde bulunur. Dolayısı ile su hacmi büyük olar radyatörlerden oluşan sistemlerde genleşme deposu da daha büyük olmak zorundadır.
4- Ömür : Radyatör ömrü kullanılan malzeme cinsine bağlıdır. Korozyona en dayanıklı radyatörler döküm olanlardır. Bunlarda ömür 50 yıl mertebesindedir. Ömür panel radyatörlerde 15 ile 20 yıl olup, alüminyumlarda değişkendir. Radyatör ömrünü etkileyen bir başka faktör ise kireçlenmedir.
5- Estetik : Bu açıdan panel radyatörler daha çok tercih edilmektedir.
6- Güvenlik : Keskin kenarlı radyatörler çarpma halinde yaralama tehlikesi taşırlar. En tehlikelisi dilimli çelik radyatörlerdir.
7- Toz Tutma ve Temizlenebilme : Bu açıdan düz yüzeyli radyatörler avantaj sağlar. Örneğin ; üretimden kalkan düz yüzeyli hastane tipi olarak bilinen radyatör ve çelik radyatörler avantajlıdır.
8- Basınca Dayanıklılık : Normal radyatörler 4 bar, özel imalatta ise 6 bar basınca dayanıklıdır. Alüminyum radyatörlerde basınç dayanımı daha fazladır.
9- Gerekli Isıtma Yüzeyi Miktarı : Bir radyatörün iyiliğinin en önemli göstergesidir. Bir radyatör aynı ısıyı, aynı şartlarda, ne kadar küçük yüzeyle verebiliyorsa ısıl tasarımı o kadar iyidir anlamına gelir. Radyatörler içinde en küçük ısıtma yüzeyi kolonlu ve perkolon döküm radyatörlerin ince tiplerinde görülmektedir. 144/ 500 kolonlu ve 900/70 perkolon en küçük ısıtma yüzeyi ile ayın ısıyı verebilen radyatörler olarak görülmektedir. Bu radyatörlerde radyasyon oranı da en yüksek değere ulaşmaktadır. Aynı tip radyatörlerde bile kendi içinde ısıtma yüzeyi açısından % 20 mertebelerinde farklılıklar ortaya çıkmaktadır. Bunda radyatör inceldikçe radyasyonla yayılan ısıdaki artışlar ve yükseklik azaldıkça konveksiyonla yayılan ısıdaki iyileşmeler etkili olmaktadır. Alüminyum radyatörlerde ise ısıtma yüzeyi ihtiyacı en fazladır. Aynı ısıl güç için döküm radyatörlere göre bazı tiplerde yaklaşık iki misli yüzey gerekmektedir.
10- Fiyat : Radyatör1lerin karşılaştırılmasında doğal olarak en önemli faktör maliyettir. Fakat radyatör maliyeti olarak ticari hayatta olduğu gibi m2 (veya panel radyatörde m) fiyatını kullanmak yanıltıcıdır. Bir radyatörün gerçek fiyatı kalori maliyeti denilen, söz konusu radyatörün birim ısı gücü fiyatıdır.
11- Isıtma yüzey verimi, kullanılan malzeme ve üretim şekline bağlı olarak, aynı ısı gücü için farklı radyatörler arasında önemli fiyat farklılıkları bulunmaktadır. Döküm radyatörler korozyona dayanıklı olmaları dolayısıyla uzun ömürlüdür. Buna karşılık pahalıdır. Ancak en pahalı radyatörler arasında alüminyum radyatörler bulunmaktadır. Bu durum özellikle düşük yüzey ısıl verimine bağlıdır. Genel olarak döküm radyatör ve alüminyum radyatörler aynı mertebede kalmaktadır. Panel radyatör daha ucuzdur. En ucuz radyatörler ise dilimli çelik radyatörlerdir. Radyatör fiyatlarını karşılaştırırken m2 fiyatları değil, kalori maliyetleri esas alınmalıdır. Yukarıda sıralanan karşılaştırma kriterlerine göre ve seçim önerileri dikkate alınarak uygun radyatör tipleri belirlendikten sonra, uygun tipler arasında veya aynı tipin farklı boyutları arasında son seçimi yaparken mutlaka kalori maliyetlerine bakılmalıdır. Aynı tipin farklı boyutları arasında % 31’ e varan önemli fiyat farkları vardır.
Radyatör Seçimi İçin Öneriler
1- Yüksek tavanlı yapılarda, merdiven boşluklarında, dubleks yapılardaki dikey bağlantı boşluklarına ışınım (radyasyon) oranı fazla olan ve yüksek radyatörler kullanılmalıdır. Bu gibi yerlerde radyatör tarafından konveksiyon yayılan ısı üst kısımlarda toplanır ve alt katlar göreceli olarak soğuk kalır. Halbuki alt katlarda yerleştirilen radyatörlerdeki radyasyonla ısı yayılım oranı yüksek olursa bu farklılık büyük ölçüde kompanse edilir. Düz yüzeyli ve ince radyatörlerde radyasyon oranı yüksektir. Alüminyum radyatörler ise tam tersine bir konvektör gibi çalışırlar ve radyasyon oranları en düşük tiplerdir.
2- Radyatörler genellikle pencere altlarına yerleştirilir. Özellikle iyi yalıtılmış yapılarda ısı kaybı daha az olduğundan büyük ısı gücü olan ve derinliği fazla olan radyatör tipleri seçildiğinde dilim sayısı az olacaktır. Hem görünüş açısından, hem yer kaybı açısından, hem de radyasyon oranının düşüklüğü açısından dezavantajlı bir durum ortaya çıkar.Bu gibi durumlarda örneğin panel radyatör kullanılıyorsa, PKKP tipleri yerine QK tipleri tercih edilmelidir. Dilimli döküm ve çelik radyatörler kullanılıyorsa en ince tipler tercih edilmelidir. Seçilen radyatör pencere altına yayılmalıdır.
3- Niş içerisine yerleştirilecek radyatörlerin yüksekliği, parapet yüksekliğinden en az 15 cm daha az olmalıdır. Radyatör yerden yaklaşık 7 cm kaldırılır. Böylece radyatör üstü ile parapet arasında en az 8 cm mertebesinde bir boşluk kalması sağlanmış olur.
4- İşyerleri, okul, hastane gibi yerlerde toz tutmayan ve kolay temizlenebilen tip radyatörler seçilmelidir.
5- Pencere altına niş bırakılmamış yapılarda derinliği az olan (ince) tipteki radyatörler seçilmelidir.Radyatörün genişliğinin fazla olması, kayıp alan oluşturur.
6- Pencere altları bulunmayan veya radyatör yerleştirmeye uygun olmayan yerlerde, duvar önüne yerleştirilecek radyatörler, yüksekliği fazla olan tiplerden seçilmelidir.
7- Yüksek yapılarda, hiç olmazsa statik basıncın fazla olduğu alt katlarda basınca dayanıklı tip radyatörler kullanılmalıdır.
8- Sistemde elektro kimyasal çift oluşumu, kombi cihaz kullanılan sistemlerde çelik radyatör kullanımında ortaya çıkabilmektedir. Böylece bir durumda ya radyatörlerin ya da kombi cihazının değiştirilmesi tavsiye edilir.(Galvanik korozyon)
9- Farklı su geçiş direncine sahip radyatörler aynı devrede birlikte kullanılmamalıdır. Bu gibi hallerde su dolaşımında aksamalar ortaya çıkar. Örneğin: alüminyum radyatörlerle, döküm veya çelik radyatörler aynı devrede olmamalıdır. Veya konvektör fan – coil tipi ısıtıcılarla radyatörler aynı devreden beslenmemeli, aksi halde direnç dengelenmesine dikkat edilmelidir. Doğru çözüm ayrı zon ve zon pompaları kullanılmasıdır.
10- Radyatörler gruplanırken 30 dilimden fazlasının bir arada gruplanması pratik değildir. Yanlış bir alışkanlık uzun radyatörlere ters bağlantı yapmaktır. Radyatör 50 dilimi de olsa ters bağlantıya gerek yoktur. (Kapasite değişmez)
Radyatörlerin Yerleştirilmesi
a) Isı kaybeden yüzeylerde toplam ısı kaybı 450 w/ m2 değerini aşıyorsa bu yüzey mutlaka alttan ısıtılmalıdır. Bu açıdan en kritik olan yüzeyler pencerelerdir. Örneğin: İstanbul için 1,5 m yüksekliğini aşan tek camlı pencerelerde bu kontrol yapılmalıdır. Böyle pencerelerin altına mutlaka radyatör yerleştirilmelidir. Zaten mimari ve teknik açıdan radyatörlerin yerleştirilebileceği en uygun yerler pencere altındaki duvar önleridir. Pencere altında mevcut olan duvar yüksekliğine (Parapet yüksekliği) uygun bir radyatör seçilir. Radyatör derinliğine bağlı olarak radyatörün altında 5 – 12 cm, üstünde ise 3 – 10 cm boşluk bırakılmalıdır (max. değerlerin kullanılmasını öneririz). Bu konuda mimarlara da tasarım yaparken ülkemizde üretilen radyatörlerin boyutlarını göz önüne almak ve ona göre pencere altlarında mesafe bırakmak görevi düşmektedir. Şekil 1’ de standart radyatör yerleşimi görülmektedir.
b) Büyük salonlarda birden faza pencere varsa, radyatörler her pencere altına dağıtılmalıdır. Mimari nedenlerle pencereler döşemeye kadar iniyorsa radyatörler kısa tiplerden seçilir ve pencere ile aralarında mümkün olduğunca büyük bir açıklık bırakılır.
c) Eğer pencere altına ve dış duvar önüne radyatör yerleştirmek teknik açıdan mümkün olamıyorsa bu durumda radyatör iç duvara yerleştirilir. Radyatör yerleştirilecek iç duvar, ısı kaybı en yüksek olan dış duvara paralel olan duvardır. İç duvar önüne yerleştirilecek radyatörler uzun ve ince tiplerden seçilerek radyasyon etkisinden mümkün mertebe yararlanılır.
d) Banyo ve mutfak gibi hacimlerde bazen zorunlu olarak radyatörü yükseğe asmak gerekir. Bu gibi hallerde konveksiyon akımları, zayıfladığından radyatör ısı gücünün hesaplanandan % 10 daha fazla seçilmesi öğütlenir.
e) Standartlara göre klasik döküm radyatörler döşemeden en az 70 mm yukarı ve duvardan en az 40 mm açığa olmak üzere yerleştirilirler. Ancak pratikte döküm radyatörleri ve dilimli çelik radyatörleri duvara 10 mm kadar yaklaştırmak olasıdır. Panel radyatörler ile alüminyum radyatörler ise özel konsol ve kasaları ile duvardan yaklaşık 50 mm açığa monte edilirler. Radyatörlerin kapladıkları yer düşünülürken radyatör derinliği ve duvardan açıklığının toplamı düşünülmelidir.
f) Dış duvar önüne yerleştirilen radyatörlerin arkasındaki duvar yönetmelik uyarınca en az 3 cm cam yünü veya eşdeğeri malzeme ile izole edilmelidir. İzole edilen bölge radyatör projeksiyon alanını her taraftan en az 15 cm taşmalıdır. Böylece % 3 mertebesinde bir tasarruf sağlamak olasıdır.
g) Radyatörlerin üzerlerine raf konulması veya önünün pano ile kapatılması gibi durumlarda, ısıl verimleri düşer. Bu gibi uygulamalar konveksiyon akımların bozar ve ışınımı engeller. Uygulamanın durumuna göre ısıl güçteki düşü % 3 – 7 mertebesindedir. Bazı aşırı durumlarda bu düşüşler % 15 mertebelerine ulaşabilmektedir (Bkz. Şekil 2).
Radyatörlerin Bağlanması
Radyatörler alttan duvara gömülü konsollar üzerine oturtulur ve üstten de kelepçelerle tespit edilirler. 15 dilime kadar 2 konsol, 1 kelepçe, 25 dilime kadar 3 konsol 1 kelepçe ve 45 dilime kadar 4 konsol 2 kelepçe kullanılmalıdır. Radyatör grubuna tek kelepçe kullanılacaksa giriş borusunun aksi köşesinde olmalıdır. Yeterli parapet yoksa radyatör konsolları alt kolektöre konulabilir. Panel radyatörler ve alüminyum radyatörler özel konsollara bağlanır. Bunların tespit şekli için kataloglarına bakılmalıdır.
Radyatörlerin tesisata bağlanması kural olarak aynı taraflıdır. Su girişi üstten, çıkışı ise alttan yapılır. Radyatörlerin su girişine radyatör vanası, çıkışına ise radyatör dönüş vanası monte edilmelidir. radyatör vanalarının reglaj özelliği vardır. Kromajlı radyatör vanası kullanmanızı öneririz. Diğer taraftaki uçlar kör tapa ile kapalıdır. Gerekli olan gruplarda üstteki kör tapaya pürjör takılır. Bağlantı borularına gidişte ısıtıcıya doğru, dönüşte kolona doğru % 1 oranında bir eğim verilmelidir. Bağlantı borusu uzunluğu 250 mm’ den az 1500 mm’ den fazla olmamalı ve ısıtıcıya yakın bir yerden kelepçelenmelidir.
Bağlantının ters taraflı olması radyatör ısıl verimini etkilemez. Genellikle 30 dilimin üzerinde ters taraflı bağlantı öğütlenirse de 80 dilime kadar bağlantı şeklinin etkisi olmadığı literatürde ifade edilmektedir. Ancak alttan giriş yapılacak olursa ısıl güç % 5 – 10 mertebesinde düşer. Tek borulu sistemlerde (alttan giriş, alttan çıkış) radyatör içinde körleme yapılarak su yukarı yönlendirilmedikçe verimde % 10 – 15 düşme meydana gelir.
Radyatörlerin norm ısıl güçleri 10 dilimli bir grup için ölçülür ve ifade edilir. Gruptaki dilim sayısı azaldıkça dilim başına verim artar. Bu artış % 15’ e kadar ulaşabilir. Tam tersine gruptaki dilim sayısı arttıkça dilim başına ısıl güç % 4’ e varan oranlarda azalabilir.