İnfrared, infrared nedir?, infrared ısıtıcı, infrared lamba, infrared sistem, infrared ısıtma, infrared teknoloji, infrared dalga, infrared ampül, infrared rezistans, infrared ısı, elektromanyetik spektrum, dalgaboyu, frekans, ışın, elektron, foton, enfaruj, enferuj, kırmızı ışık, infrared ray, infrared wave 

Güneş enerjisinin yaydığı elektromanyetik

Dalga boylarının dağılımı:

• 7%   UV 

•46%   görülebilir ışık

•47%   infrared 

Kızılötesi (Kızılaltı, IR, enfraruj veya Infrared) ışınım dalga boyu görünür ışıktan uzun, fakat terahertz ışınımından ve mikrodalgalardan daha kısa olan elektromanyetik ışınımdır. Teknolojide kabul edilen ismi olan infrared Latince’de aşağı anlamına gelen infra ve İngilizce kırmızı anlamına gelen red kelimelerinden oluşmakta ve kırmızı altı anlamına gelir. İnfrared ışınlar, güneş tarafından yayımlanarak dünyamıza ulaşan ışınların arasında da bulunmaktadır. Kırmızı ışıktan İnfrared’e geçiş Güneş’in doğuşu ve batışı esnasında gökyüzünün aldığı Turuncu renkte gözlemlenebilir. İnfrared ışınlar Elektromanyetik Spektrum’da görünür ışınlar ile Mikrodalga ışınları arasında bulunurlar. Kırmızı görünür ışığın en uzun dalga boyuna sahip rengidir. Kızılötesi ışınımın dalga boyu 0.760 µm ile 1000 µm arasında değişiklik gösterebilir.

Doğrudan alınan güneş ışığı %47 kızılötesi, %46 görünür ışık ve %7 morötesi (UV radyasyon) ışınımdan oluşur. Kırmızı ışıktan İnfrared’e geçiş Güneş’in doğuşu ve batışı esnasında gökyüzünün aldığı turuncu renkte gözlemlenebilir. Hava soğukken aracımızın içine güneş ışığının girmesi ile hissettiğimiz ısı infrared ışınlar ile olmaktadır. Sıcaklığı belli bir değerin üstünde olan tüm maddeler (yaklaşık -273 °C) infrared ışıma yaparlar. Örneğin insan vücudu 36 °C ortalama sıcaklığa sahip olup, 10 mikrometre dalga boyunda infrared ışını yaymaktadır.

İnfrared ışınlar insanlar tarafından ancak ısı olarak hissedilebilirler. Bir süre yandıktan sonra parlaklığını yitirmiş bir mangal kömürünün üzerine elimizi tuttuğumuzda hala infrared olarak yaydığı ısıyı rahatlıkla hissedebiliriz. İnfrared ışınlar, bir yüzeyle temas ettiği zaman, enerji ısı biçiminde açığa çıkar. Bu enerji insanlar için zararlı değildir. Çünkü infrared ışınlar örneğin X-Işınlarında olduğu gibi molekülleri dönüştürebilecek (bozacak) biçimde enerjiye sahip değildirler. İnfrared ısıtıcılar ışıma yoluyla ısıtma yaparlar. Sistem, fotonların (filamentten veya IR Laambadan çıkan ışınlar) vasıtası ile havayı aracı olarak kullanmadan çarptığı insanlar ya da nesnelere enerjilerini bırakıp onları ısıtmasıyla çalışır. Daha sonra ısınan cisimler ortam havasının ısınmasını sağlar. İnfrared ile insanları ısıtmak için hava gibi çok büyük hacimli bir aracı ortamı ısıtmaya gerek olmadığından enerji harcamalarınız düşer.  İnfrared ışınlar Elektromanyetik Spektrum’da görünür ışınlar ile Mikrodalga ışınları arasında bulunurlar. Dalga Boyu 0.760 µm ile 1000 µm arasında değişiklik gösterebilir. İnfrared ışıma kendi içinde Kısa Dalga (0.76 - 1.5 µm), Orta Dalga (1.5 – 4 µm), ve Uzun Dalga (4 – 1000 µm) olmak üzere üç kısma ayrılır.

Elektromanyetik Spektrum

Elektromanyetik Spektrum (Tayf) 

Elektromanyetik Spektrum (Tayf) 

İnfrared Dalga Boyları 

Halojen Lamba, Karbon Lamba, Orta Dalga Lamba, Hızlı Orta Dalga Lamba, Altın Reflektörlü Lamba, 

ISI TRANSFER YÖNTEMLERİ 

ISI, ISI TRANSFERİ VE SICAKLIK

Isı, sürekli yüksek sıcaklıktaki bir sistemden, daha düşük sıcaklıktaki bir sisteme doğru hareket etmek istemesinden dolayı hareket halindeki enerji olarak tanımlanabilir. Genelde ısı ve sıcaklık anlam olarak aynı olduğu düşünülerek yanlış kullanılmaktadır. Isı bir enerjidir ve birimi kalori (cal)‘dir. Sıcaklık ise bir maddenin belli bir ölçüye göre soğukluğunu, ılıklığını veya sıcaklığını gösteren niceliktir, birimi ise santigrad (C), fahrenhayt (F) veya kelvin (K)'dir. Maddeler ısındıkça sıçaklıkları artar.

Joule Kanunu, bir iletkende üretilen (dönüştürülen) ısı miktarının nelere bağlı olduğunu ortaya koyar. 

Joule Kanunu’na göre bir iletkende ortaya çıkan ısının miktarı, iletkenin direncine bağlı olarak üzerinden geçirilen akımın karesi ve akımın geçme süresi ile doğru orantılıdır. Matematiksel ifadesi ise aşağıdaki gibidir.

W = I².R.t   birimi “ joule”

W: Isı Enerjisi, birimi “joule”      I: Akım, “amper”    R: Isıtıcı tellerin direnci, “ohm”    t: ısıtma işlemi için geçen zaman, “ sn”

İçinden akım geçen telde meydana gelen ısı enerjisinin miktarı, akımın karesi, iletkenin direnci ve akımın geçiş süresi ile doğru orantılıdır.

Bir ısıtma işinde 1 joule’lük ısı enerjisi 0,239 veya yaklaşık olarak 0,24 kalorilik ısı miktarı üretilir. Belli bir zaman içinde yapılan ısıtma işinde kaç kalorilik ısı üretildiği ise;

W = 0,24.I².R.t          “KALORİ”  olur.    Burada  I².R = P  ise O zaman formül aşağıdaki gibi yazılabilir.

W = 0,24.P.t              “KALORİ”  olur.    Burada  P = V. I  ise O zaman formül aşağıdaki gibi yazılabilir.

W = 0,24.V.I.t            “KALORİ”  olur.   

1 kWh = 860 kcal/h     1 kW = 1000 Watt,   1 Saat = 3600 sn  ise

1kWh lik bir güç ; 1 saatte 1000 watt lık bir ısıtıcı çalışması sonucu ortaya çıkan ısı miktarı KALORİ cinsinden aşağıdaki gibi hesap edilir.

W = 0,24.P.t     formülünde  W = 0,24 . 1000 watt. 3600 sn = 864.000 kalori = 864 kcal/h    

1.  KONVEKSİYON (TAŞINIM) İLE ISI TRANSFERİ

 Isıtma Sistemleri: Fanlı (Üflemeli) Isıtıcılar, Konvektörler, Petekli Isıtıcılar, Radyatörler, Kömür ve Odun sobaları, doğalgazlı ve lpg’li konveksiyonel ısıtma sistemleri

    Geleneksel ısıtıcılarda ısı transferi “taşınım (konveksiyon)” yolu ile yapılarak ortam havası ya da yüzey sıcaklığı belirli bir düzeye getirilmek suretiyle ısıtma gercekleştirilir. Isıtılması hedeflenen alan ya da yüzey üzerine yerleştirilen ısıtıcılar oncelikle ısıtılır ve daha sonra alandaki hava ya da hedef yüzey ısınan cisimlerden taşınım vasıtasıyla aldığı enerji ile ısınır. Sıcak hava üflenerek ısıtılan yerlerde, sıcak hava, soğuk havadan daha az yoğunluğa sahip olduğundan dolayı, yükselerek ortamın tavanında birikir. Bu durumda, yükseklik arttıkca, tabandaki hava sıcaklığını arttırmak giderek zorlaşmaktadır. Tavanı yüksek mekanlarda tavan ve çatı izolasyonu iyi değilse, pencere sayısı fazla ise, kapı sık açılıp kapatılıyorsa Isitma zorluğu çekilecek ve daha fazla enerji harcanmasına neden olabilmektedir.

 Dezavantajları:  Büyük enerji kayıpları, Havanın ısıtılması ile hedeflenen objelere düşük ısı transferi, Düşük enerji verimliliği, Isıtıcı ünitenin kendisinin ve ısıtma sistemin ısıtılması, Tüm sistemin ( ihtiyaç olan bölge dışındaki hacim de dahil ) ısıtılması gerektiğinden geç ısınma problemi ve fazla enerji tüketimi, Isı proseslerinde yüksek enerji sarfiyatı ve güç kullanımı, Fan ve Motor Sesi, Gürültü, Partikül ve Toz kirliliği, atık gaz, CO2, Isının ve sistemin kontrol güçlüğü, Hava akımı ile birlikte toz oluşması ve istenmeyen partiküllerin taşınması, Aynı ortamda yüksek ısı farklılıklarının oluşması, Isıtma alanında ve urun uzerinde oluşan ısı farklılıkları.

B. IŞIMA YOLU İLE ISI TRANSFERİ

Isıtma Sistemleri:  İnfrared Isıtıcılar

IR Sistemler görüş acısı icindeki objeleri kapalı ya da acık alanda doğrudan ısıtırlar. Ortam ici havanın ısıtılmasının pratik olmadığı ya da mümkün olmadığı durumlarda ortam icindeki objeler, yüksek sıcaklıktaki ısıtıcıların yaydığı ışınlarla doğrudan ısıtılabilirler. Havayı ısısını kaybetmeden gecerek aynı güneş ışınlarınlarda olduğu gibi ışıma yaptığı nesnelerin yüzeylerini ve ortamda bulunan canlıları doğrudan ısıtan bu ısınma mekanizmasına ışınım denir. Bu mantık esas alınarak oluşturulan mekanizma ile ısınmayı sağlayan cihaz ve sistemlere radyant veya infrared ısıtıcılar adı verilir.

 Aşağıdaki  şekilde görüldüğü gibi büyük ve geniş hacimli alanlarda diğer ısıtma sistemlerine göre infrared ısıtma sistemin  avantajını kullanarak büyük hacimleri tamamen ısıtmak yerine, ihtiyaç duyulan bölgeleri lokal olarak ısıtarak enerji tasarruf ve verimliliği sağlamaktadır. Konvansiyonel ısıtma sistemlerinde ısınan hava yükselecek ve yapının izolasyon durumuna göre çatı, duvar, kapı ve pencerelerden ısı kaybı olmasına neden olmasıyla ısıtılması istenen cisim, insan, makine vb daha geç ısınmasına neden olması yanında enerjinin daha fazla tüketilmesine neden olmaktadır. Radyant ısıtma sistemlerinde ısının ışıkla taşınması nedeniyle ışığın gördüğü yerler ortam havasından etkilenmeden hızlıca ısınarak enerji tasarrufu sağlayarak gereksiz yere tüm hacim veya mekan ısıtılmasına gerek kalmamaktadır.

     İNFRARED ISITMA SİSTEMİNİN AVANTAJLARI

• Düşük sistem ve konstrüksiyon maliyeti, Yüksek enerji verimi,
• Doğalgazli Isıtma sistemlerinde bulunan proje maliyeti yok.
• Infrared teknoloji ile enerjinin %92’ye varan oranda ışımada kullanılması
• Kısa sürede devreye girme ve çıkma
• Objeler üzerine direkt uygulanan radyant enerji
• Hava ya da ekipmanların ısıtılmaması
• Objeler tarafından yüksek enerji absorbasyonu
• Düşük enerji sarfiyatı, Güç ve Isı Kontrol kolaylığı
• Ayarlamalara kısa sürede yanıt, Hızlı bir şekilde rejime girmesi
• Hızlı ve düşük bakım,  Partikül yok, koku yok, ses yok, zararlı gaz çıkışı yok, baca maliyeti yok
• Kurulum maliyeti düşük , Taşınabilir, ısı ve ışık yönlendirilebilir
• İhtiyaca göre taşınabilir olması ve bir yerden başka bir yere sökülüp takılabilmesi. Isıyı yönlendirebilme

Infrared Isıtma Sistemi  - LOKAL ISITMA: Örnek olarak 1000 m² lik bir fabrikanın sadece 200 m2 lik bir çalışma istasyonunda insanların bulunduğu yer ısıtıcılacak ise infrared Isıtma sisteminde sadece orada bulunan ısıtıcıları açmak yeterli olacaktır. Böylelikle tüm fabrika alaninı ısıtmak yerine insanların çalıştığı yeri ısıtarak enerji tasarrufu sağlanmış olmaktadır.

C. KONDÜKSİYON (İLETİM) : Bir cismin komşu bölgeleri arasındaki sıcaklık farklarının etkisiyle gelişen ısı transferi olarak acıklanabilir. Isıl iletkenlik, iletken ortamdaki komşu moleküller ve elektronlar arasındaki enerji alışverişine bağlanır. İki madde arasında sıcaklık farklılıkları varsa, herhangi bir hareket gözlenmeden ısı akışı meydana gelir. Bu tür ısı akışına moleküler iletim veya sadece iletim denir. İletim moleküler boyuttadır ve mekanizması, her bir molekülün momentumunun sıcaklık farklılığı boyunca taşınmasına dayanır. Elektrikli su ısıtıcıları, tost makinesi, ütü örnek olarak gösterilebilir. 

ELEKTRİK TÜKETİMİ!

               Elektrik saatleri birim elektrik tüketimine göre çalışır.  Elektrik birimi 1kWh olarak ölçülür. Dolayısıyla hangi elektrikli cihazı, ısıtıcıyı kullanırsanız kullanın 1kWh tüketimindeki fatura değeri aynı olmaktadır. Elektrikle çalışan cihazlar olarak; TV, ütü, kettle, şofben, tost makinesi, buzdolabı, saç kurutma makinesi vb. olabilir. Bunların hepsi 1kWh elektrik tüketimi aynı maliyete veya elektrik faturasına sahip olduğu görülmektedir. Fakat kullanım amacı farklıdır. Örneğin 2000 Watt’lık bir saç kurutma makinesi ile bir odayı ısıtmak uzun zaman istemekte ve hatta güç olmaktadır ama 2000 Watt’lık bir infrared ısıtıcı ile ısıtılabilmektedir. Aslında her ikisi de aynı elektrik enerjisi tüketmiş ve aynı elektrik maliyeti veya parasına sahip olduğu bilinmektedir. Elektrikle çalışan ısıtıcılar arasındaki fark ise verim olarak ifade edilmektedir. Elektrik enerjisini hangi ürün daha iyi bir şekilde ısıtma amaçlı kullanıyor sorusuna cevap bulabilmektir. Fanlı veya üflemeli sistemler konveksiyonel ısıtma sistemi olduğu için ısıtma kaynağındaki ısı fan vasıtasıyla ortama verilir ve ısınan hava fizik kanunu aslında yoğunluktan dolayı yükselir ve tavanlardan, çatıdan, duvardan kaçışlar olmaktadır. Sistem sürekli ortama sıcak hava vermek durumunda kalmaktadır. İnfrared sistemde ise ısıtılmak istenen yer ortamdan veya tavanın yüksek olmasından bağımsız bir şekilde lokal olarak ışıma ile ısıtılmaktadır. Burada verim önemli olmaktadır.