Doğru Soğutma Sistemini Seçmek

Doğru soğutucu akışkan seçimi
2- DOĞRU SOĞUTUCU AKIŞKAN SEÇIMI

Bir soğutma sistemi tasarlarken aralarından seçim yapabileceğiniz çok çeşitli soğutucu akışkanlar vardır. Freonlar hidrokarbonlar, amonyak gibi hidrokarbonlar, propan, etan, etilen, karbondioksit ve bazı özel sistemlerde su. Bu seçim uygulamaya bağlıdır.

Amonyak endüstriyel sistemlerde zehirli olmasına rağmen yaygın olarak kullanılmaktadır. CFC'lerin geniş uygulama alanı ve ekonomik olarak temin edilebilmesi kısa sürede yaygın olarak kullanılmalarını sağlamıştır. Soğutucu akışkanın ısı alışverişinde bulunduğu iki ortam soğutulan ortam ve ortam sıcaklıklarıdır. Birim zamanda yeterli ısı transferinin sağlanabilmesi için soğutucu akışkan ile ısı alışverişinde bulunduğu ortam arasında 5 °C ile 10 °C arasında bir sıcaklık farkı olması gerekir. Soğutulan ortam -10 °C ise soğutucu akışkan -20 °C olmalıdır. Bu nedenle, bu soğutucu akışkanın doyma basıncı 1 atm veya daha yüksek olmalıdır.

Amonyak ve R-12 (Freon-12) gazları bu koşulları yerine getirir. Sonuç olarak, bir soğutma çevriminde soğutucu akışkan seçilirken çevre koşulları, soğutucu akışkanın çalıştığı sıcaklık ve basınç aralığı ve istenen sıcaklıklar belirleyici parametrelerdir.

2-1 Gazların Sıvılaştırılması

Gazların sıvılaştırılması her zaman soğutma uygulamalarının önemli bir parçası olmuştur. Bunun nedeni, endüstriyel işlemlerin kriyojenik sıcaklıklarda (-100 °C'nin altında) gerçekleşmesi ve sistemdeki gazların sıvılaştırılmasıyla gerçekleştirilmesidir. Süper iletkenler, oksijen ve azotun havadan ayrıştırılması ve çok düşük sıcaklıklarda malzeme özelliklerinin incelenmesi üzerine yapılan araştırmalar gazların sıvılaştırılmasıyla gerçekleştirilmektedir. Kritik sıcaklığın üzerindeki sıcaklıklarda bir madde sadece gaz fazında bulunabilir. 268 °C'de oksijen, -240 °C'de hidrojen, -147 °C'de azot kritik sıcaklıklardır. Bu maddeler hiçbir çevresel koşul altında sıvı değildir. Bu sıcaklıklara ulaşmak ve bu gazları sıvılaştırmak mümkün değildir. Yaygın soğutma yöntemlerini kullanarak bir gazı kritik sıcaklığının altına nasıl düşürebiliriz? Cevap Linde-Hampson çevrimidir. Ve başka birkaç döngü daha vardır.

Çevrimde dolaşan gaz (9) ve çevrimden çekilen sıvılaştırılmış gazın yerine çevrime eklenen tamamlama gazı karıştırılarak 2 şeklinde çok kademeli kompresöre gönderilir. 3'e kadar sıkıştırılır. Ara soğutma sayesinde sıkıştırma yaklaşık olarak sabit sıcaklıkta gerçekleşir. Yüksek basınçlı gaz bir ısı eşanjöründe veya ayrı bir soğutma çevriminde 4. duruma soğutulur ve ardından bir ter akışlı ısı eşanjöründe soğuk gaza ısı verilerek 5. duruma soğutulur. Son olarak gaz, oluşan sıvı buhar karışımı olan 6 durumuna kısılır. Sıvı 7 kullanım için ayrılır, buhar 8 döngüye geri döner ve rejeneratörden geçerek 9 haline gelir. Döngü sürekli akışlı bir sistemde tekrarlanır.