Nemlendirme ve Nem Alma Sistemleri

Transkript

1 Teknik Bülten No: 8 Nemlendirme ve Nem Alma Sistemleri Nem Nedir Nasıl Ölçülür H avanın nemi içinde taşıdığı su buharıdır. Tanımlanan şartlarda havanın taşıdığı suyun ağırlığı havanın mutlak nemi, tanımlanan şartlarda havanın taşıdığı su buharının, tanımlanan şartlarda taşıyabileceği en çok su buharı miktarına oranı ise oransal nem olarak adlandırılır. Nem ile mücadele etmek için bu iki kavramın iyi bilinmesi ve diğerleri ile birlikte bu kavramların da psikometri üzerinde kritik edilebilmesini gerektirir. Psikrometri Doymuş Buhar Nemli hava bilimidir ( Psikros eski Yunanca da soğuk, taze anlamına gelir). termodinamik biliminin bir bölümünü oluşturur ve havanın termodinamik özelliklerini ele alır. Daha fazla sıvı alma kapasitesi olmayan buhardır. Bu buhar tipi, su ile hala doğrudan temas halindedir. Doymamış Buhar Buhar Doymuş buharın daha fazla ısıtılarak ya da hacminin sabit basınç altında artırılmasıyla oluşan buharın özelliği. Suyun gaz halidir. Doymuş buhar, kızdırılmış buhar ve doymamış buhar olarak üçe farklı özellik gösterir. Kızdırılmış Buhar Doymuş buharın sabit basınçta tutularak ısıtılması ile oluşur. Artık doymuş değildir. 1 TE M MUZ 2011 teknik bülten 08 Temmuz 2011

2 Bağıl Nem Aynı sıcaklık ve %100 doyma seviyesinde havanın içerisinde bulunabilecek nem miktarına bağlı olarak ortam havasının içinde bulunan nem miktarını tanımlar. Havanın içindeki su buharının kısmi basıncının o havanın çiğ noktasındaki nemin doyma basıncına oranıdır. Genellikle yüzde olarak ifade edilir. Metallerin paslanması, gıdaların veya ahşabın çürümesi, küflenme, mantar üremesi, cildin yapış yapış olması ve toz gıdaların topaklanması, ahşap mobilyaların açılması veya çarpılması, nefes alırken zorlanma, gıdaların üzerinin kabuk bağlaması ve renk değiştirmesi gibi benzer günlük problemler sıcaklık değişikliğinin yanında özellikle nem değişikliğinden kaynaklanan olgulardır. Yaşam şartlarını zorlaştıran, mal ve para kaybedilmesine sebep olan bu durum özellikle yüksek nem ile ilgilidir. Kastedilen nem solunan hava ile taşınan sudur. İklim ve hava koşullarına göre insan kontrolü dışında değişen nem, insan sağlığını ve eşya konforunu bozan en önemli etkendir. Aşırı yüksek nem; üremesine yardımcı olduğu mantar ve küfler ile insan sağlığına, paslanma ve buna bağlı aşınma ile tüm metal eşyaya aksama-makinaya, kuru gıdaların su çekmesi sonucu bozulmasına çürümesine, baskı tesislerinde materyallerin uzaması ve kısalmasına sebep olarak baskı kalitesinin bozulmasına, elektrikli ve elektronik eşyaların paslanmasına-bozulmasına-kısa devre yapmasına, higroskopik maddelerin nem çekerek kullanılmaz hale gelmesine, beton içindeki demirlerin paslanmasına yol açarak bina statiğinin zayıflamasına, tohumların zamansız çimlenerek zayi olmasına, zararlı mikro organizmaların daha fazla üremesine yol açarak tüm canlıların riske girmesine, boya-kağıt ve bezleri etkileyip metalleri paslandırarak metal-ahşap veya kumaş sanat eserlerinin zarar görmesine, bulduğu soğuk yüzeylere yapışarak buz pistlerinin bozulmasına, evaparatör yüzeylerine yapışarak aşırı enerji sarfiyatına, kültür ve sanat eserlerini tahrip ederek müze ve kütüphanelere zarar veren önemli bir olumsuzluktur. Nem Alma ve Nemlendirme Mutlak Nem 1 kg kuru hava içerisinde bulunan buhar kütlesidir (x). Sonuç her zaman: (1+x) kg hava/buhar karışımıdır. Birimi g/kg olarak verilir. Yoğuşma Buharın soğuması ile oluşur. Yoğuşma, havanın çiğ noktasına ulaşıldığında, yani havanın belli bir sıcaklıkta daha fazla su alamayacağı zaman, doğal olarak ortaya çıkan bir olgudur. Günlük Hayatta Nem Hava, belirli bir sıcaklıkta ancak belirli miktarda su buharı tutabilir. Daha fazla nem tutamayacak duruma gelen doymuş havanın bağıl nemi yüzde 100 dür. Havanın sıcaklığı yükseldikçe tutabileceği su buharı miktarı artar, sıcaklığı düştükçe bu miktar azalır. Çünkü hava soğudukça taşıdığı buharın bir bölümü yoğunlaşarak suya dönüşecektir. Demek ki, doymamış hava belirli bir dereceye kadar soğutulduğunda doyma noktasına ulaşır; daha da soğutulduğunda içindeki nem su damlacıkları halinde havadan ayrılır. Bu sıcaklığa çiğ noktası denir. Görüldüğü gibi, havadaki fazla nemi gidermenin bir yolu havayı çiğ noktasının altına düşecek kadar soğutmaktır. Havayı kolayca nem tutan maddelerin üzerinden geçirmek de ikinci bir yöntemdir. Bildiğiniz gibi yazın mutfaktaki tuz nemlenir ve tuzluktan akması güçleşir. Çünkü sofra tuzu (sodyum klorür) çok kolay nem tutan bir maddedir. Ama metalleri aşındırdığı için nem giderici olarak kullanmaya elverişli değildir; bu amaçla en çok silis jeli (silikajel) ve lityum klorür kullanılır. Böyle bir madde, örneğin silis jeli bir tepsiye yayılıp üzerinden nemli hava geçirildiğinde, doyma noktasına gelinceye kadar havanın bütün nemini soğurur. Daha sonra bu tepsi otomatik olarak dışarı sürülür ve yerine kuru jel dolu yeni bir tepsi geçer; bu arada nemli jel de ısıtılarak kuruduğunda yeniden devreye girer. Çok kuru havayı nemlendirmek için de havayı bir su haznesinin üzerinden geçirmek ya da duşa benzeyen incecik deliklerden üzerine su püskürtmek gibi birkaç yöntem uygulanabilir. Havadaki nem oranının denetlenmesi öncelikle insanların rahatı açısından önem taşır. Bunun dışın- 2

3 da bazı fabrikalarda üretilen ürünlerin niteliği de büyük ölçüde havanın nemlilik derecesine bağlıdır. Yazın sıcak ve nemli havalarda bazı yiyecek maddeleri öylesine nemlenir ve yapış yapış duruma gelir ki ürünü paketlemek bile güçleşir. Özellikle şekerleme, makarna, ilaç, fotoğraf filmi ve kâğıt fabrikalarında nem ve sıcaklık koşullarının denetlenmesi çok önemlidir. Nemlendirme ve Nem Alma Sistemlerinin Uygulama Alanları Buharlı Nemlendirme - Isıtıcılı Buharlı Nemlendiriciler - Elektrotlu Buharlı Nemlendiriciler - Proses Buharlı Nemlendiriciler B) Nem Alma Sistemleri Soğuk Yüzeyde Soğutarak Nem Alma Hava İçine Soğuk Su Püskürterek Nem Alma Desesif-Evaporatif Soğutma Sistemleri - Katı Maddeli Nem Alıcı DES Sistemleri - Sıvı Maddeli Nem Alıcılı DES Sistemleri NEMLENDİRME SİSTEMLERİ Nemlendiricinin seçimi için aşağıda da verilen parametreler belirlenir: Bina havalandırma kanalları Klima Santralleri Nemlendirme odaları Fırınlar Seracılık, hayvancılık Şarap mahzenleri Pamuk ve tekstil üretimdepolama tesisleri İlave edilecek nem oranı Kullanılabilecek buhar veya şartlandırılmış su temini Nem kontrolü yapılacak mahallin kontrol toleransı Aşağıdaki tabloda ortam havasının bağıl neminin, insan sağlığına etkisi özetlenmiştir. HSK klima santrallerinde kullanılan nemlendirme üniteleri ile nem ayarı hassas bir şekilde sağlanabilmektedir. Meyve-Sebze depoları Tütün bekletme depoları Ahşap ve kağıt üretim-depolama tesisleri 1) Adyabatik Nemlendirme A) Nemlendirme Sistemleri Adyabatik Nemlendirme - Püskürtmeli Hava Yıkayıcılı Adyabatik Nemlendiriciler - Yüksek Basınçlı Fıskiyeli Nemlendiriciler - Adyabatik Buharlaşmalı Pedli Nemlendiriciler - Ultrasonik Nemlendiriciler Atomize (adyabatik) nemlendiriciler ve sistemleriyle hava nemlendirilmesi işlemidir. Atomize nemlendiriciler evaporasyon evresinde enerjiye ihtiyaç duyan aerosoller üretirler. Gerekli enerji, çevredeki havadan ısı olarak alınır. Bu nedenle adyabatik nemlendirme işleminde ek olarak soğutma etkisi de sağlanır. Aerosoller; içerisinde pus gibi asılı duran madde zerreciklerinin (duman gibi katı partiküller veya sis gibi sıvımsı maddeler) bulunan gazlardır. Hava nemlendirme terimleri içerisinde aerosollar, yaklaşık 1-20 μ boyutunda düzgün su damlaları olarak 3

4 nitelendirilirler. Atomize nemlendiriciler tarafından üretilirler ve ortamdaki havaya gönderilirler. Aerosol nemlendirme her zaman adyabatiktir. Pratikteki su ile yıkama şekilde şematik olarak verilmiştir. Burada eğer yıkama yapılan suyun sıcaklığı, havanın yaş termometre sıcaklığında ise proses yine adyabatiktir. Eğer püskürtülen suyun sıcaklığı, havanın yaş termometre sıcaklığında değilse, işlem artık adyabatik değildir. Ancak aynı su sirküle ediliyorsa, bir süre sonra havuzdaki su havanın yaş termometre sıcaklığına düşer ve işlem yine adyabatik nemlendirmeye dönüşür. Bu nedenle yıkama işlemleri adyabatik nemlendirme olarak ele alınır. Nemli hava içine sıvı su püskürtülerek bu havanın içindeki nem artırılabilir. Bu işleme ait şematik bir düzenleme şekil görülmektedir. Yapılan işlemin adyabatik olduğu kabul edilirse, b) Yüksek Basınçlı Nemlendirme Yüksek basınçlı atomize nemlendirme sistemleri, bilinen diğer tipte nemlendirme sistemlerine göre daha yüksek performans sunmakla birlikte ilk yatırım ve işletme maliyetlerini de düşürür. m a. h 1 + m w.h w = m a. h 2 m a. W 1 + m w = m a. W 2 denklemleri yazılabilir. Bu denklemler yardımı ile de (h 2 - h 1 ) / (W 2 - W 1 ) = h w Psikrometrik diyagramda bu bağıntı, bu olaydaki değimin havanın cihaza giriş noktasından itibaren doyma eğrisine doğru, doğrusal bir değişim gösterdiğini vermektedir. Bu doğrunun eğimi de püskürtülen suyun h w entalpisine eşittir. a) Püskürtmeli Hava Yıkayıcılı Adyabatik Nemlendiriciler Pratikte yıkama ile nemlendirmede yukarıda hesaplanan m w su miktarından çok fazla miktarda su kullanılır. Fıskiyeden püskürtülen sudan ancak mw kadarı buharlaşarak havaya karışır. Geri kalanı havuza dökülür ve aynı su sirküle edilmeye devam eder. Yüksek basınçlı nemlendirme sistemleri, herhangi bir büyüklükteki kapalı mekanın içerisinde tüm alanı kapsayacak şekilde, ortama 5-10 mikron çapında su zerrecikleri dağıtarak nemlendirme sağlar. Sistemin esnek olması ve her türlü yapıya kolayca monte edilebilme özelliği sebebiyle, kuruldukları ortamda çok düzgün ve eşit nem dağılımı gerçekleştirilebilir. Ortam içerisindeki bağıl nem seviyesi %25 ile %95 arasında hassas olarak ayarlanabilir. c) Adyabatik Buharlaşmalı Pedli Nemlendiriciler Hava ıslak bir dolgudan geçirilmek suretiyle nemlendirme yapılır. Dolgu sirkülasyon pompalı sistem vasıtasıyla veya direkt olarak şebeke suyu ile ıslatılır. Kullanılan nemlendiricilerin verimleri % 65, %85, 4

5 %95 tir. Dolgunun tıkanmaması için havanın nemlendiriciye gelmeden önce filtrelenmesi gerekmektedir. 3,5 m/s üzerindeki hava hızlarında nemlendiricide separatör kullanılmalıdır. d) Ultrasonik Nemlendiriciler Ultrasonik nemlendiriciler, su damlacıklarının havanın kolayca absorbe edebileceği çok küçük zerrecikleri, mekanik olarak parçalaması prensibi ile çalışmaktadır. Akım yüksek frekans sinyaline dönüştürülür. Bu frekans sinyali, bir su haznesi yatağına monte edilmiş analog sinyal dönüştürücüye transfer edilir. Dönüştürücü bunu yüksek frekanslı mekanik titreşime dönüştürür. Analog sinyal dönüştürücü yüzeyinin yüksek hızda titreşmesine bağlı olarak su yüzeyinden çok küçük su zerrelerinin atomizasyonu sağlanmış olmaktadır. Üretilen nem hava tarafından kolaylıkla absorbe edilmektedir. Bu tip nemlendiriciler, demineralize su ile beslenmektedir. Böylelikle çözünmemiş partiküllerin, hava akımının içinde toz olarak dolaşması da engellenmiştir. 2) Buharlı Nemlendiriciler Buhar silindiri, daldırma tip elektrotlar, paslanmaz buhar distribütörü ve elektronik kumanda modülü standarttır. Buhar ünitesine su giriş-çıkış bağlantıları yapılır. Buhar silindirinde üretilen buhar, distribütör yardımı ile havaya gönderilir. Nemlendirme ihtiyacına göre dağıtıcı sayıları ve buhar silindirleri değişmektedir. Buharlı tip nemlendiriciler, ya bir tesisteki mevcut kazanda üretilen buharın, direkt olarak klima santraline verilmesi veya rezistanslarla ısıtılarak elde edilen buharın, klima santrali içine yerleştirilmiş olan buhar dağıtım kolektörleri ile hava akımı içine püskürtülmesi ile temin edilir. Dizaynlardan ilkinde mevcut buhar kaynağını kullanır ve tesiste kurulu kontrol sistemiyle buhar kaynağı ve kondens drenajı kontrol edilir. Alternatif dizaynda ise buhar silindiri vetüm kontroller, paket halde kendi içindedir. Bu tip nemlendiriciler, değişik kapasite ihtiyaçları olan mekanlarda kullanılabilir kapasite aralığına sahiptir. Kütle akış hızları: m 1 + m 3 = m 2 kg/s Entalpi Denklemi: m 1. h 1 + m 3.h 3 = m 2. h 2 kw Nem debileri: m 1. w 1 + m 3 = m 2. w 2 kg/s a) Isıtıcılı Buharlı Nemlendiriciler Havaya nem eklenmesinde en hijyenik yöntem, hava kanalının yan taraflarında bulunan elektrik rezistanslı ısıtıcılardan buhar enjekte edilmesi ile uygulanır. İçme suyu şebekesinden alınan musluk suyunun sıcaklığı, mikroorganizmaların aktif hale geçebileceği sıcaklığın altında, 10 C civarındadır. Suyun 100 C ye çıkarılması ve atmosfer basıncında kaynatılarak buhar haline getirilmesi sayesinde, enjekte edilen nem hava kanalları içinde yoğuştuğu halde bile bakteri oluşumu önlenmiş olacaktır. Buhar takviyesi ekonomik ve sıhhi nedenlerden dolayı dikkatle kontrol edilir. Buharın özgül entalpisi, nemlendirilen havanınkinden daha yüksektir. Duyular ısınma çok az miktarda gerçekleşir. Havanın nem içeriği artar. Kuru termometre sıcaklığı ise nem oranı alt sınırına yakınlığını korur. b) Elektrotlu Buharlı Nemlendiriciler İletken su (örneğin musluk suyu) ile kullanıma uygundur. Elektrotlar bir buhar silindiri içindedir. Su ile temas ettiği zaman, elektrotlar arasındaki elektrik devresi kapanır ve su ısınır. Sonuç tamamen temiz ve kokusuz su buharıdır. Daldırma elektrotlu buharlı nemlendiricilerde şu 5

6 elemanlar vardır: Buhar silindiri, elektrotlar, paslanmaz çelik buhar dağıtıcılar, kondens drenajı; su seviye kontrolü, elektriksel iletkenlik ölçüm ve kontrolünü gerçekleştiren elemanlar. Daldırma elektrotlu tip buharlı nemlendiricilerde, elektrik rezistanslı sistemlere kıyasla çok daha hızlı kaynama sağlanmaktadır. NEM ALMA SİSTEMLERİ Mahale verilen havanın bazen yüksek nem değerlerine sahip olması ve bazen de (özellikle mobilya ve elektronik sanayii gibi endüstri dallarında) havanın kuru olması istenir. Bu gibi hallerde havanın içinde bulunan nemi istenilen değerlere çekmek gerekmektedir. Hava içinde bulunan fazla nem genel olarak soğutma ya da soğurulma usulleri ile çekilir. 1) Soğuk Yüzeyde Soğutarak Nem Alma: Hava soğutulduğu zaman nem tutma kabiliyeti azalır bu nedenle; soğuk bir yüzeyde soğutulan hava içindeki fazla nem yoğunlaşarak su haline gelir. Sistemde içinden nem çekilen hava son ısıtıcıda tekrar mahal hava sıcaklığına kadar ısıtılarak mahale üflenir. Kış aylarında, mutlak nemi düşük olan dış hava ısıtılarak mahale üflendiğinde mahal havasının nemini düşürülür. Bu aşamada dikkat edilmesi gereken; bize ilk şartın mutlaka verilmiş olmasıdır. Üstteki tablodan hw değerleri alınabilir. Bu tabloda verilen sıcaklık değerlerinden sıklıkla kullanılacak olanı 100 ve 110 C olanlarıdır. Eğer bu beş değerin arasında bir değer verilirse rahatlıkla enterpolasyon yapılabilir. mw = ma. (w2 - w1) bağıntısı kullanılarak da gerekli buhar debisi hesaplanır. c) Proses Buharlı Nemlendiriciler Nemlendirici var olan bir buhar devresine entegre edilir. Kuru buhar, aşırı derecede kısa soğurma aralıklarına müsaade eder. 2) Hava İçine Soğuk Su Püskürterek Nem Alma: Kanaldan akmakta olan sistem havasının içine sıcaklığı havanın çiğ noktası sıcaklığının altında buhar püskürtüldüğü zaman da hava ile birebir temas ettiğinden havayı doygunluk sınırının altında soğutur. Böylece doygunluk sınırının altında soğuyan hava taşıdığı fazla nemi yüzeylerde bırakır. 3) Desesif-Evaporatif Soğutma Sistemleri Adsorpsiyon ve absorpsiyon ile nem almanın esasında maddenin higroskopik olma özelliği yatar. Nemli hava içindeki su buharının kısmi basıncı nem alı- 6

7 nan madde içindekinden daha fazla olunca, havadan bu maddeye nem geçişi olur ve böylece havanın nemi azalır. Maddenin ısıtılmasıyla da nem alıcı maddeyi rejenere etmek yani nemini alarak eski durumuna getirmek mümkündür. Desisif-evaporatif soğutma için gerekli olan ilk şey muhakkak ki dış hava neminin alınmasıdır. DES sistemlerinde dış havanın nemi ya sıvı ya da katı nem alıcı maddeler kullanılarak azaltılmaktadır. Bu maddeler sorbant olarak isimlendirilmektedir. Katı sorbantlar genellikle bir taşıyıcı madde üzerine getirilmektedir. Bu katı nem alıcıların dışında sıvı nem alıcılar da bulunmaktadır. Sıvı Nem Alıcıların Sorpsiyon İzotermleri a) Katı Maddeli Nem Alıcı DES Sistemleri Katı maddeli nem alıcılı DES sistemi şekilde gösterilmiştir. Bu sistemin psikrometrik diyagramda gösterimi şekilde verilmiştir. Nem Alma İşlemi a: katı madde ile, b: sıvı madde ile Nem alma işlemi şekilde psikrometrik diyagramda gösterilmiştir. Katı madde ile nem alma sabit entalpide olmaktadır (a eğrisi). Sıvı maddeli nem alıcılarda yoğuşma ısısı kısmen sıvı madde tarafından sistem dışına çıkarıldığından, işlem sabit entalpi ile sabit kuru termometre sıcaklığı durum değişimleri arasında oluşur (b eğrisi). Atmosferden alınan dış havanın (1 noktası) mutlak nemi, katı maddeli nem alıcılardan (genelde döner nem alıcı) geçirilerek yaklaşık sabit entalpide azaltılmakta ve bu arada sıcaklığı yükselmektedir. 2 noktasına gelen bu hava bir ısı eşanjöründen (genelde döner rejeneratör) geçirilerek (3) noktasına kadar soğutulur. Bu hava bir nemlendiriciden geçirilerek T4 sıcaklığına getirilir ve iklimlendirilecek mahale (5 noktası) verilir. Verilen taze Çeşitli Katı Maddelerin Sorpsiyon İzotermleri 7

8 hava, odadan kullanılmış hava olarak, oda şartlarında (5 noktası) alınır. Filtre ve vantilatörden geçirildikten sonra nemlendiriciye verilerek T6 sıcaklığına düşürülür. Bu sıcaklıktaki hava eşanjörden geçerken temiz dış havanın ısısını alarak T7 sıcaklığına gelir. Burada fazla hava dış ortama atıldıktan sonra kalan hava ısıtılarak T8 sıcaklığına yükseltilir. Bu sıcak hava nem alma rejeneratörüne gönderilir. Burada taze havadan nem alarak nemlenen hava dışarı atılır ( 9 noktası). b) Sıvı Maddeli Nem Alıcılı DES Sistemleri Şekilde sıvı maddeli nem almanın prensibi açıklanmıştır. Dış hava dolgulu kuleye (DK1) verilmekte ve sıvı nem alıcı ile temas ederek nemi azalmakta ve dolgulu kuleden dışarı alınmaktadır. Su ile yüklenmiş nem alıcı pompa 1 ile basılarak eşanjör 1 de ısıtılmaktadır. Isıtılmış sıvı ikinci dolgulu kuleye (DK2) gelmekte ve dış hava ile temas ederek nemini havaya vermektedir. Bu sıvı pompa 2 tarafından basılmakta ve eşanjör 2 de soğutulduktan sonra tekrar kullanılmak üzere DK1 e gönderilmektedir. arasında COP değerlerine sahip olduğu gösterilmiştir. Lowenstein ve Gabruk da bu sistemlerdeki absorpsiyon ünitesi konstruksiyon ve debilerinin sistem performansına etkilerini incelemişlerdir. Pratikte şekilde gösterilen sistem çeşitli biçimlerde gerçekleştirilmektedir. En çok kullanılan nem alıcıların başında ise LiCl çözeltisi gelmektedir. Sıvı nem alıcı sistemler daha çok endüstriyel uygulamalarda kullanılmaktadır. Bunlardan önemlileri film yapımı, ilaç üretimi ve lastik üretimidir. LiCl çözeltisi bakterilerin de üremesine izin vermediğinden hastanelerde de kullanılması uygun görülmektedir. Şekilde sıvı nem alıcı DES sistemine bir örnek verilmiştir. Bu sistemin psikrometrik diyagramda gösterimi de şekilde açıklanmıştır. Dış hava (1) by-pass havası (2) ile birleştirilerek, (3) filtre edildikten sonra vantilatör vasıtasıyla nem alıcıya verilmektedir. Hava nem alıcıdan nemi alınarak ve sıcaklığı artarak çıkar (4). Buradan döner rejeneratöre gelerek sıcaklığı düşürülür (5). Üfleme sıcaklığına gelmesi için nemlendirme yapılır (6) ve bu hava iklimlendirilecek ortama verilir (7). Odadan alınan hava tekrar nemlendirilerek sıcaklığı düşürülür (8) ve döner rejeneratörden geçerken sıcaklığı artar (2). Bu havanın da bir kısmı by-pass havası olarak kullanılır ve kalan kısmı da atmosfere atılır. Sıvı nem alıcılı DES sistemi çok çeşitli rejenerasyon alternatifleri için Lowenstein tarafından araştırılmış ve bu sistemlerin çeşitli sıcaklıklarda 0.57 ile 1.85 Kaynaklar HSK Klima Santralleri Teknik Katalog Desesif-Evaporatif Soğutma Sistemleri Tuncay Yılmaz Orhan Büyükalaca (MMO) Süleyman Demirel Üniversitesi-Temagem notları Temel Britannica Cilt 8 8

9 bunları biliyor musunuz? Soğutmanın Tanımı ve Tarihçesi Bir maddenin veya ortamın sıcaklığını onu çevreleyen hacim sıcaklığının altına indirmek ve orada muhafaza etmek üzere ısının alınması işlemine soğutma denilebilir. En basit ve en eski soğutma şekli, soğuk yörelerde tabiatın meydana getirdiği kar ve buzu muhafaza edip bunların sıcak veya ısısı alınmak istenen yerlere koyarak soğutma sağlanmasıdır. Kış aylarında meydana gelen kar ve buzu muhafaza ederek sıcak mevsimlerde soğutma maksatları için kullanma usulü M.Ö yıllarından beri uygulanmakta olduğu bilinmektedir. Mısırlılar, geceleri açık gökyüzünü görecek tarzda yerleştirilen toprak kap içindeki sıvıların soğutulabileceğini tespit etmişlerdir. Bu soğutma şekli, gökyüzünün karanlıktaki sıcaklığını mutlak sıfır (-273 C) seviyesinde olmasından ve ışıma (radyasyon) yolu ile ısının gökyüzüne iletilmesinden yararlanılarak gerçekleşmektedir. İmparator Neron, güneşin etkisinden korunmak için duvarları samanla izole edilmiş odalar yaptırmış ve bu odalarda sebze ve meyvelerin uzun zaman muhafazasını sağlamıştır. Ticari maksatla ilk büyük buz satışı 1806 yılında Frederic TUDOR tarafından gerçekleştirilmiştir. Antil adalarına, Favorite adlı tekneyle 130 tonluk buz götürülmüştür. Tudor, ilk macerasından zarar etmesine rağmen bu olumsuzluğun depolanmadan kaynaklandığını, gerçekte ise buz işinde büyük kazançlar olduğunu görmüş, nakliye esnasında buzu uzun süre muhafaza etmek için teknesinde değişiklikler yaparak yılda 150,000,000 Tona ulaşan bir buz ticareti hacmi geliştirmiştir. Hatta başka ülkelere buz satmıştır. Tabiatın bahşettiği buz ile soğutma şeklinden 1880 li yıllara kadar geniş ölçüde yararlanılmıştır. Buz ve kar ile elde edilen soğutma şeklinin gerek zaman gerekse bulunduğu yer bakımından çoğu kez pratik ve ucuz bir soğutma sağlayamayacağı bir gerçek olduğundan mekanik araç ve cihazlarla soğutma teknikleri üzerinde araştırmalar başlamıştır yılında Dr. William Cullen, eline eter sürdüğünde meydana gelen buharlaşma sonucunda elinin serinlediğini hissederek ilk mekanik soğutmanın temelini atmıştır. Dr. William Cullen bu olaya dayanarak, 1775 senesinde Vakum prensibine dayanan buz yapma makinesini imal etmiş fakat laboratuar aleti olarak kalmış ve geliştirilememiştir yılında, Pellas adında bir Norveçlinin yönettiği kâşifler gurubu Kuzey Sibiryanın Lena Nehri yakınında kamp kurmuşlar, dondurucu soğuktan korunmak için çadırlarına sığınmış olan gezginler köpeklerin havladıklarını duyarak dışarıya çıkarlar, karları telaşla eşeleyen köpekleri görürler, köpeklerin yanına gittikleri zaman kar altında gömülü duran bir mamutun bozulmamış başını görürler. Dev mamutun gövdesini saran buzları temizleyip bir parça et keserler. Mamuttan kesilen bir parça eti pişirip yiyen gezginler etin bozulmamış olduğunu fark ederler. Bu öykü besinlerin soğuk ortamda uzun zaman saklanabileceğini gösteren gerçek bir örnektir. Bu öyküyü duyan bilim adamları 1792 senesinden sonra soğutma işine tekrar önem vermeye başlamışlardır yılında Jakop PERKİNS adında Amerikalı bir Mühendis Londra da eter ile çalışan pistonlu bir soğutma makinasının patentini almıştır. Otuz yıl boyunca bu prensiple çalışan makineler yapılmış, elektrik enerjisi olmayan yerlerde çalışan bir makine üzerinde de durulmuş ve 1858 yılında Fransız Ferdinand CAR- RE absorbsiyon sistemini bulmuştur senesinde mühendis Windhausen CO 2 gazı ile çalışan sistem yaparak -80 C düşük sıcaklık elde etmiştir yılında J.M. Larsen şirketi tarafından ilk küçük buzdolabı yapılmış fakat otomatik olmadığı için pek fazla tutulmamıştır yılında Kelvinatör şirketi ilk otomatik buz dolabını piyasaya sürmüştür da R-12 gazı bulunarak CFC soğutucuların temeli atılmıştır te R-22 soğutucu akışkanı bulunarak HCFC kökenli akışkanlar geliştirildi da R-134 A ve R-123 soğutucu akışkanları bulunarak ozon tabakasına zarar vermeyen HFC kökenli akışkanlar geliştirilmiştir lı yılların başında R-22 ve R-502 yerine kullanılmak üzere ikili ve üçlü alternatif soğutucu akışkan karışımları geliştirilmiştir. Günümüzde ise özellikle ozon tabakasına, insan sağlığına zararları daha az miktarlarda olan soğutucu akışkanlar geliştirilmekte, geliştirilen veya bilinen akışkanların da verimlilikleri arttırılmaya çalışılmaktadır. 9

10 bulmaca Aşağıdaki tanımlara karşılık gelen kelimeleri bulunuz. Kelimeler yukarıdan aşağıya, aşağıdan yukarıya, sağa-sola yatay ve her yönde çapraz şekilde bulunabilir. Aynı harf birden fazla kelimenin ortak harfi olabilir. KALAN HARFLERDEN OLUŞAN KELİMEYİ BULUNUZ. 1) Buharlaşmalı nın Latince sinin Türkçeleşmiş hali 2) Dolanım, dolaşım 3) Psikrometrik diyagramda %100 bağıl nemli havanın ulaştığı sıcaklık noktası (yoğumanın başladığı nokta) 4) Katı soğurmalı soğutma 5) Bir tür nemlendirme sistemi 6) Sıvıların ve bazı katı maddelerin ısı etkisiyle geçtiği durum 7) Bir çözeltideki bileşen derişimlerinin, çözeltinin tektürelliğini değiştirecek sınırın altında kaldığı durum, doyma noktasına ulaşmamış olan 8) Hidrojenle oksijenden oluşan, sıvı durumunda bulunan, renksiz, kokusuz, tatsız madde 9) Bir adyabatik nemlendirme sistemi 10) Referans kabul etmeyen, gerektirmeyen 11) Havada bulunan su buharı 12) Soğurma, adsorbsiyon, desorbsiyon, N E V A P O R A T İ F O U N E N T A L P İ B Y P L O S O R E A E U S E M T A N E M L M H A D Ç D R E N A J A A L L İ P K A L T U M R Ü İ Ğ R D E S E S İ F K Ş I M A M Y O D U O R Y O Ğ U Ş M A N S E İ S L E J A K İ L İ S S O R P S İ Y O N İ K kemisorbsiyon, iyon değişimi, diyaliz vs. işlemleri için kullanılan genel terim 13) Bir sistemin iç enerjisi ile basınç-hacim çarpımının toplamı 14) Bir bölgedeki suyun doğal ya da yapay olarak ve denetim altında boşaltılması 15) Gaz içerisinde dağılmış ve gazla sarılmış 10 mikrometreden daha küçük çaplı sıvı veya katı parçacıklarından oluşan çok fazlı sistem 16) Gaz evreden sıvı evreye geçiş 17) Laboratuvar ortamında üretilen, günlük hayatta besinlerin, bitkisel ürünlerin, deri eşyaların, kimyasal boya ve bozulabilecek çoğu şeyin nemini alarak bozulmasını engelleyen maddelerin genel adı Önceki bulmacanın çözümü 1) HERTZ 2) YAY 3) GENLİK 4) DALGABOYU 5) REZONANS 6) İZOLATÖR 7) SES 8) İŞİTME 9) DEPLASMAN 10) TINI 11) AKUSTİK 12) DESİBEL 13) EŞİK 14) TAKOZ 15) KULAK Kelime: TİTREŞİM Hazırlayanlar Sefa BULUT HSK AR-GE Baş Mühendisi - Merve ÜNVEREN HSK AR-GE Mühendisi 10