Ortamdaki ısının yüksek sıcaklıktan düşük sıcaklığa indirilme işlemine soğutma denir. Soğutma işlemini gerçekleştiren cihazların bu işlemi yaparken kullandığı birçok farklı metot vardır. Bu metotların bazılarını soğutma çevrimlerinin çeşitleri başlığı altında inceleyebiliriz.
Buhar Sıkıştırma(Kompresyon) Soğutma Çevrimi
Soğutma sektöründe en sık kullanılan yöntemdir. Sistemdeki soğutucu akışkanın çevrim sırasında buharlaşması ve yoğunlaşması ile birlikte soğutma yapar.
Ekspansiyon valfi, sistemin sıvı deposunda bulunan soğutucu akışkanı alçak basınç tarafına yani evaporatöre, ölçülü ve gereken miktarda gönderir. Evaporatör, görevini yaparak soğutucu akışkanı buharlaştırır. Sonrasında kompresör, evaporatörde buharlaşan soğutucu akışkanı alçak basınç tarafından emer ve yüksek basınç tarafındaki kondensere basar. Kondenser, gaz haldeki soğutucu akışkanı tekrardan sıvı hale çevirir. Ardından kondenser, sıvı hale çevirdiği soğutucu akışkanı döngünün başladığı yere, yani sıvı deposuna aktarır. Bu döngü sürekli olarak devam eder. Böylece ortam istenilen şekilde soğutulmuş olur.
Buhar-Jet(Ejektör) Soğutma Çevrimi
Yüksek vakum altında ve düşük sıcaklıkta suyun buharlaştırılması ile soğutma işlemini yapan sistemlerdir.
Yüksek basınçta ejektöre gelen buhar, ejektörden yüksek bir hızla geçerken evaporatör içinde bir vakum meydana getirir. Meydana gelen bu vakum etkisiyle soğutma tankındaki soğutucu akışkanın bir kısmı buharlaşır. Sonrasında buharlaşmaya devam etmek için ihtiyaç duyduğu ısıyı kalan soğutucu akışkandan almaya çalışır. Böylece soğutma takındaki soğutucu akışkan soğumaya başlar. Evaporatörde buharlaşan soğutucu akışkan ve ejektörden geçen buhar, direncin oluştuğu ve akışın yavaşladığı ejektördeki difüzöre girmeden önce karışım hücresinde karışır. Bu karışım, yüksek vakum altındaki kondensere girer. Kondenserde ısı vererek tekrar sıvı hale gelir. Tüm bu döngü sonunda sonuç olarak soğutma işlemi gerçekleşmiş olur. Böyle bir sistemde, ejektördeki soğutucu akışkan ile evaporatörde buharlaşan soğutucu akışkan birbirine karıştığı için her ikisinin de aynı maddeden olması sistemin dizaynını basitleştirecektir.
Absorpsiyon Soğutma Çevrimi
İlk olarak Micheal Faraday tarafından bir asırdan fazla zaman önce, amonyağı yoğuşturma denemeleri sırasında keşfedilmiştir. Absorpsiyon prensibi, bu keşiften sonra bir soğutma çevrimi olarak kullanılmaya başlanmıştır.
Absorpsiyon soğutma çevrimi, buhar sıkıştırmalı çevrimi ile birçok benzerlik içerir. Bu sistemde evaporatör ve kondenser aynı şekilde kullanılır fakat kompresör yerine bir absorber tercih edilir.
Evaporatöre gelen soğutucu akışkan buharları, içinde absorban madde bulunan bir hücreye girer ve burada absorban madde tarafından içine alınır. Soğutucu madde ile zenginleşen karışım, jeneratör bölümüne sevk edilir ve burada ısıtılır. Isıtılan soğutucu akışkan daha yüksek bir basınç seviyesine buharlaşır. Absorban madde, zayıf solüsyon durumunda tekrar absorbe edilme hücresine dönerek soğutucu maddeyi içine alma olayını tekrarlar. Bu sayede döngü devam eder ve soğutma işlemi gerçekleşir.
Isı Pompası Çevrimi
Isı pompası, ortamdaki ısı enerjisini bir kaynaktan başka bir kaynağa aktaran cihazlardır. Teorik olarak, bir ısı pompasında üretilen ısı, evaporatörden alınan ısı ile sistemi çalıştıran motorun gücünün toplamına eşittir. Isının sağlandığı kaynağın ve ısının pompalandığı ortamında cinsine göre “Havadan Havaya”, “Havadan Suya”, “Sudan Suya”, “Yerden Havaya” gibi isimlendirilebilirler.
Evaporatör içinden geçen soğutucu akışkan, etrafındaki ortamdan ihtiyaç duyduğu ısıyı çeker ve buharlaşır. Buharlaşan bu soğutucu akışkan, bir kompresör yardımıyla kondensere basılır. Kondensere geldikten sonra etrafındaki ortama ısı vererek tekrardan sıvı hale geçer. Kondenserden çıkan soğutucu akışkan, ekspansiyon valfinden geçerek evaporatör için uygun basınç ve sıcaklığa gelir. Böylece ısı çevrimi tamamlanmış ve soğutma gerçekleşmiş olur.
Kaynakça:
- Uygulamalı Soğutma Tekniği – Nuri Özkol
- Soğutma ve Klima Tekniği – Prof. Dr. Hüsamettin Bulut
- muhendistan.com
