sogutucu akıskanlar

www.muhendisiz.net
SOGUTUCU AKISKANLAR
A) GENEL ÖZELLIKLERI :
Sogutucu akiskanlar, sogutma,havalandirma ve isi pompasi sistemlerinde istenilen
bölgeden isiyi absorbe ederek ya dis ortama veya diger bir ortama tasinim ve iletim
yoluyla geçirirler. Sogutucu akiskanlarin genel olarakasagidaki niteliklere sahip
bulunmasi istenir:
Çevreyi kirletmemesi gereklidir.
Buharlasma gizli isisi yüksek olmalidir.
Kritik sicakligi ve basinci yüksek olmalidir.
Atmosferik basinçta kaynama sicakligi düsük olmalidir.
Doygunluk basinci regülatör ventilin basincinin altinda bulunmalidir.
Hava sizmasini,dolayisiyla havanin getirdigi su buharinin soguk kisimlarda
katilasarak isletme aksakliklarina meydan vermesini önlemek için
buharlasma basincinin çevre basincinin bir miktar üzerinde olmasi.
Karter yagina ve tesisati olusturan elemanlarin yapiminda kullanilan gereçlere
olumsuz yönde etkimemelidir, Korozyon tesiri olmamalidir.
Sistemin hiçbir yerinde kimyasal degisiklige ugramamasi.
Yanici,patlayici ve zehirleyici olmamali.
Ucuz olmali ve kolay temin edilebilmelidir.
Küçük kapasiteli bir kompresörün kullanimina elverisli olmalidir.
Kapali devredeki kaçaklarin kolayca saptanmasini saglayabilmelidir.
Yüksek sogutma yüklerinde kompresör boyutlarinin çok büyük olmamasi için
buharlasma gizli isisinin büyük olmasi.
Sogutucu akiskanin suda ve yagda erime durumunun da gözden uzak tutulmamasi
gerekir.Suda erime kolay oluyorsa makina içerisinde donma tehlikesi azalir,zira
suda erime sonunda karisimin donma noktasi daha alçak olur.Aksi halde çevre
basincinin altinda olan kisimlara disaridan giren hava içerisindeki su buhari
kolaylikla yogusur,genisleme valfindeki kisilma sonunda sicaklik düsmesi ile
katilasir ve tikanmalara,isletme sirasinda aksakliklarina yol açar.Yagda erimeye
gelince,yaglama yagi segman araliklarindan sizarak sogutucu akiskana
karisabilir.Eger akiskan buhari yagda erimiyorsa,akiskanla sürüklenen yag
yogusturucu ve hatta buharlastirici yüzeylerinde birikir ve burada bir yag filmi
tesekkül eder.Bu durum isi transferini kötülestirir ve ayrica kompresörde yagin
eksilmesine sebep olur.Bu tür akiskanlar için kompresör çikisinda bir yag ayirici
kullanilir.
Kullanim YeriAkiskan TipiKullanim OraniIlave NotlarEv tipi sogutucularF12 F500%100 ---F12’ye
alterntif olarak kullanilmaktadir.Ticari sogutucularF12 F502 F22%79 %19 %13-15+15º C araligindaSoguk
muhavaza ve gida isletmesiF12 F502 F22 Amonyak%10 %5 %10 %60-37ºC’ye kadar olan sicakliklarda.Endüstriyel
sogutmaF12 F13 F22 Amonyak%18 -- %40 %35Nadiren -70ºC, -45ºC’ye kadar ki aralikta kullanilir.Su veya
salamura sogutucu ünite(Chiller)F11 F12 F13 F22%80 %25 %30350-10000 kW kapasiteleri arasindaki santrifüj
soüutucu ünitelerde.350-4500 kW sogutma kapasiteleri arasinda santrifüj sogutucu ünitelerdeSoguk tasima ve
klimaF12 F502 F22%50 %50 %47>-45ºCOtomobil klimasiF12%100Maximum 82ºC’ye kadar olan uygulamalardaIsi
B)
FIZIKSEL ve TERMODINAMIK ÖZELLIKLERI:
pompasiF12 F113 F502 F22%46 %1’den daha az %8 %41Maximum 56ºC’ye kadar olan uygulamalarda
FREONLAR:
BAZI FREON SOGUTUCU AKISKANLARIN TOPLU OLARAK KAYNAMA VE
DONMA SICAKLIGI VE KRITIK SICAKLIK VE BASINCI
Kisa ismi freon11 freon12 freon13 freon21 freon22 freon113 freon114Kritik sicakligi 198° C
111,5° C 28,8° C 178,5° C 96° C 214° C 145° C Kritik basinci(bar) 44,1 41,1 38,7 52,7 49,9 3,44
32,5Kaynama sicakligi 23,8° C -29,8° C 81,4° C 8,92° C -40,8° C 47,57° C 3,55° CDonma
sicakligi -111° C -158° C -181° C -135° C -160° C -35° C -94° CBir fluorlastirilmis
hidrokarbon olan bu akiskanlar kimyasal olarak CmHnFpClq seklinde ifade
edilir.Ticari olarak da F harfi ve bu harften sonra rakamlar kullanilarak gösterilir.F
harfinden sonraki rakamlar sirasiyla x,y,z olursa, bunlar su sekilde hesaplanir:
x=m-1
y=n+1
z=p
n+p+q=2(m+1)
Örnegin; CHF2Cl akiskaninda m=1, n=1, p=2 olunca x=0, y=2, z=2 bulunur ve
sifirli terimler yazilmadigina göre bu akiskanin ticari adi F22 ile gösterilir.Bunun
tersi de mümkündür, yani F22 ticari adi ile bilinirse yukardaki esitlikler
kullanilarak akiskanin kimyasal formülü bulunur. Asagida birkaç Freonun formülü
görülmektedir:
(Freon 14) F 14 CF4 (Freon 13) F 13 CCl F3 (Freon 22) F 22 CHCl F2 (Freon
12) F 12 CCl2 F2 (Freon 21) F 21 CHCl2 F (Freon 11) F 11 CCl3 F (Freon 112)
F 112 CCl2F-CCl2F (Freon 113) F 113 CCl2F-CClF2 (Freon 114) F 114 CClF2CCl2F2 tetra fluor metan monoklor trifluor metan monoklor difluor metan difluor
diklor metan diklor monofluor metan triklor monofluor metan tetra klor diflor etan
triklor trifluor etan diklor tetrafluor etanFreon sogutucu akiskanlar yaygin bir
kullanim alanina sahiptirler.Çok çesitli olmalarina ramen bugün için yedi çesiti
pratikte kullanilmaya elverislidir.Bu grup sogutucu akiskanlardan en yaygin
kullanilma sahasi olan basta freon12 sonra da freon22 gelir.
FREON-11:
Yüksek sogutma gücüne sahiptir.Lastige zarar verdiginden kompresörlerde
kullanilmaz.Daha çok Turbo kompresörlerde kullanilir.Freon-11’nin kimyasal
formülü CCl3F’dir.
FREON-12:
Freon12 iklimlandirme sistemlerinde ve soguk depo tesislerinde genis bir
kullanima sahiptir Az miktarda iken tamamen kokusuzdur. FREON-12’nin
kimyasal formülü (CF2Cl2)’dir.Bilesiminde karbon ,klor ve flor vardir.Atmosferik
basinçta kaynama noktasi (-29.8° C) ve donma noktasi da (-157.78° C)’dir 56kg/cm2 basinç altinda 20°C'de sivilasir. Normal basinç ve sicaklikta gaz halinde
bulunan Freon-12’nin özgül agirligi havanin özgül agirligindan daha büyüktür
Suda güç eridiginden , buharlastiricidaki düsük basinç nedeniyle sisteme sizacak
havanin getirdigi su buhari katilasarak çalisma düzensizliklerine yol açabilir.Suyun
sogutucu akiskandan ayrilmasi için kurutucu kullanilmalidir.Sistemin hava
sizdirmamasi gerekir. Renksiz olan Freon-12 göz,burun,bogaz ve cigerleri tahris
etmez,yanici ve patlayici degildir.Yag ile F12 kolayca karisabildiginden sistemde
yag ayiricisi kullanmak zorunlulugu yoktur.F12 nispeten agir bir akiskan
oldugundan büyük yük kayiplarina sebebiyet vermemek için kompresör emisinde
ve çikisinda hizlar 7-12m/s ve12-15m/s arasinda tutulur.
FREON-13:
Genellikle çok kademeli sistemlerin alçak basinç kademesinde kullanilir. Çok
düsük basinçlli bir gaz oldugu için santrifüj kompresörler için elverislidir.Çok
büyük kapasitedeki air-condition tesislerinde, çok düsük sicakliklara inilmesi
istenen yerlerde,daha çok kimya sanayiinde ve arastirma laboratuvarlarinda
kullanilir.
Freon-13’nün kimyasal formülü (CF3Cl)’dir. Atmosfer basincinda buharlasma
sicakligi -82°C civarindadir.Bu deger düsük sicakliklar için elverislidir. Sicakligin
artmasi ile basinç çok yükselir,20° C civarinda çevre sicakliginda basinci
32,4kp/cm2 kadardir. Sogutma makinasinin durmasi halinde basinç yükselmesini
önlemek için tesiste genisleyen akiskan buharini alacak dengeleyici kaplar
bulunur. Sogutma makinesinin durmasi halinde basinç yükselmesini önlemek için
tesiste genisleyen akiskan buharini alacak dengeleyici kaplar bulundurur. F13
yagda erimez ve sistemde yag ayiricisi kullanmak zorunlu olur.
FREON 114:
Hermetik rotatif kompresörlerde kullanilmistir.
FREON-21:
Kimyasal formülü (CHCl 2F)’dir.Klima tesislerinde tercih edilir.Korozyon
sebebiyle su ihtiva etmemelidir.Yag ile karisimi F12 gibidir.Turbo kompresörlere
uygunlar.
FREON-22:
Freon22 ise prensip olarak düsük sicakliklarda sogutma elde etmek için
gelistirilmis bir sogutucu akiskandir. Freon-22,genellikle,derin dondurucu
tesisatinda çok düsük buharlasma sicakligi elde etmek için kullanilir. Bilesiminde
karbon,hidrojen,klor ve flor bulunan Freon-22’nin kimyasal formülü
(CHF2Cl)’dir. Daha yüksek sicakliklarda sogutma elde etmek için de
kullanilabilmesine ragmen esas olarak kullanilma alani sicakligi -30° C’nin altinda
olan sogutma sistemleridir Atmosfer basincinda -40°C'de kaynar.
Freon-22’nin özelikleri Freon-12’nin özelliklerine çok yakindir. Freon-22 ile
birlikte sürüklenen yaglama yagi buharlastirici da, kendiliginden ayrilmaz, için
kompresörle kondansör arasina bir yag ayirma cihazi yerlestirmek
gereklidir.Sikistirma sonunda Freon-22'nin sicakligi (130° C)’ye kadar yükselmesi
yaglama yaginin niteliklerinin bozulmasina neden olabilir. Gaz hizlari kompresör
emisinde 10-12m/s ve çikisinda 12-16m/s arasinda olur.
FREON-502:
Freon-502 özellikle,düsük sicakliklarda sogutma etkisi büyüktür Freon 22
türünden bir sogutucudur ve kaynama sicakligi atmosferik basinçta -45°C'dir.40°C ve -20°C sicakliklari arasinda ki sogutma sicakliklarinin eldesinde
kullanildigi zaman kompresyo sonu sicakligi Freon-22'ninkinden daha düsük olur.
AMONYAK:
1878 yilinda Linde tarafindan bulunmustur.Hacimsel özgül sogutma yükünün
büyük olmasi nedeniyle sogutma
sanayiinde,özellikle buz elde etmek ve üretmek amaciyla kurulan büyük endüstri
tesislerinde kullanilir. Amonyak buz üretiminde ve +10° C _-40° C arasinda
sogutma yapilmasi istenen soguk depolama tesislerinde sogutucu akiskan olarak
kullanilabilir.Keskin ve yakici kokusu,bogucu ve zehirleyici etkisinden ötürü
okul,otel,sinema,kisla,tiyatro ve konferans salonu gibi insanlarin toplu halde
bulunduklari yerlerde sogutucu akiskan olarak amonyagin kullanildigi sogutma
cihazlarindan kesinlikle yararlanilmazAtmosfer basincinda buharlasma sicakligi 33°C civarindadir. Kritik sicakligi 132,4° C, Donma sicakligi (-77,6° C), Kritik
basinci 113,3 atm’dir. Suda eridiginde donma noktasi alçalir. Amonyak,atmosferik
basinçta, (-33.3° C) sicaklikta kaynar suda kolay çözünür.(-15.5° C) sicakliktaki su
diger sicakliklardaki sudan yaklasik olarak 900 kat daha fazla amonyagi çözer.Bu
çözelti çok tehlikeli ve çok zararlidir.Istildiginda sudan kolayca ayrilmasi
nedeniyle amonyak, absorpsiyonlu sogutma makinalarinda çok kullanilar. Küçük
sogutma yükleri için pek elverisli bir akiskan degildir.(Sistemde akiskan miktari az
olunca ayar ve kontrol güçlesir. Kolay yanmaz, fakat: belirli sartlar meydana
gelince yanar ve hava ile karisarak siddetli bir patlayici madde haline gelir.Bu
tehlikelerinden
dolayi hiç bir
zaman
iklimlendirme sistemlerinde
kullanilmamalidir. Kompresörleden basinçli kizgin buhar olarak çikista meydana
gelebilecek yüksek sicaklik altinda oldukça yavas sekilde hidrojen ve azot
gazlarina ayrilma ihtimali vardir. Yogunlasma basiinci ve yogunlasma sicakligi
düsüktür buharlasma isisi yüksektir, üretimi kolay ve maliyeti yüksek degildir,
kokulu oldugu için sogutma tesisinde kaçak olup olmadigi kolayca anlasilabilir
Amonyak yiyecek maddesi muafazasinda kullanildiginda sistemin sizdirmaz
olmasina özellikle özen gösterilmelidir, zira amonyaga bulasmis besin maddeleri
yenmez.
METILKLORIT:
1878 yilinda Vineet tarafindan bulunmustur. Sogutma tesislerinde sogutucu
akiskan olarak kullanilmaktadir. Hafif makina ve teçhizat yapimina imkan
verdiginden küçük sogutma ünitelerine metil klorür kullanilir. Metilklorid
metilalkole
klorlu
hidrojenin
etkimesinden
olusan
bir
kimyasal
bilesiktir.Renksiz,kokusuz fakat zehirli bir gazdir. Kritik sicakligi(-143,1° C),
kritik basinci 65,9atm , donma sicakligi 91,5° C’dir. Atmosferik basinçta (-24°
)sicaklikta kaynar. Yanma sicakligi oldukça yüksektir. Metilklorid (6.7kg/cm2)
basinç altinda ve (30.5° C) sicaklikta sivi halde bulunur. Buharlasma basinci ve
yogunlasma sicakligi düsüktür Bu basinç ve sicaklik sogutma tesisleri için elverisli
olan bir sicakliktir. Metilklorid, genellikle,ev tipi küçük buz dolaplarinda sogutucu
sivi olarak kullanilir. Agirlik olarak%10 metilklorid ve %90hava patlayici bir
karisim olusturur.Kondenserde sogutucu olarak hava kullanabiliriz.
METILEN KLORIT:
Bu sogutucu akiskanin ancak büyük iklimlendirme tesislerinde çok az kullanilma
yeri vardir. Kritik sicakligi 235,4ºC, kritik basinci 60,9 atm, kaynama sicakligi
39,3ºC,donma sicakligi (-96,7ºC) ‘dir. Atmasfer basinci altinda kaynama
sicakliginin 39,3ºC gibi yüksek bir degerde olmasi dolayisiyla bu sogutucu akiskan
basiçli gaz tüpleri yerine kapali tenekelerde muhafaza edilir.Metilen klorür
kullanilan sistemlerde gerek yüksek basinç tarafi ve gerekse alçak basinç tarafi bir
vakum altinda çalisir.
ETILEN:
Bu sogutucu çok düsük sicakliklar için çift kademeli sistemlerde kullanilir. Kritik
sicakligi 9,5° C, kritik basinci 51,6atm, kaynama sicakligi (-103,7° C), donama
sicakligi(-169,1° C)’dir.Donma sicakliginin –169,1° C gibi düsük bir degerde
olmasi çok düsük sicakliklardaki uygulamalara imkan verir.Etilenin en önemli
avantajlarindan birisi –103,7° C’in üzerindeki bütün sicakliklarda buharlasma
basincinin bir atmosferden daha büyük olmasi ve yogunlasma basincininsa fazla
yüksek olmamasidir. Etilen gazinin hava ilefazla karisimi zararlidir.Fakat genel
halde sagliga zarari önemsizdir.Hava ile karisimi kolay yanici olup, siddeli bir
patlayicidir.Sistemde kullanildiginda çok dikkat edilmelidir.
KARBON DIOKSIT: (R-744)
1878 senesinde Linde tarafindan bulunmustur. Günümüzde hacimsel özgül
sogutma yükü en büyük olan sogutucudur ve büyük sogutma yüklerinde , özellikle
gemilerde ve tiyatro, hastaneler gibi iklimlendirme tesislerinde kullanilir.
Karbondioksit karbonun yanmasindan elde edilir. Karbondioksit renksiz,kokusuz
bir gazdir.Derisik bir halde solunursa hafif eksimsi bir tat algilanir.Karbondioksit
sogutucu akiskan olarak bira,gazoz ve kola gibi içecekler için yapilmis sogutma
tesislerinde kullanilir. Diger gazlarla karistigi zaman karbonmonoksit haline gelme
ihtimali vardir bununla beraber zehirsiz olarak kabul Fakat fazla miktarda tenefüs
edilirse insani uyutarak öldürür. Karbondioksitin kullanilma sahasini kisitlayan
baslica özellikleri, yogunlasma basincinin yüksek ve kritik basincinin düsük
olmasidir. Çalisma basinçlari en yüksek olan sogutucu akiskandir. Kritik sicakligi
31,1ºC, kritik basinci 75,38 , üçlü nokta sicakligi(-56,6ºC)’dir. Bu sebeple
sogutucu akiskan olarak karbondioksitin kullanildigi sogutma tesislerinde
kompresör ve diger tesis elemanlarinin çok saglam olmasi gerekir. Karbondioksit
bütün çalisma sartlari altinda tamamen kararli olup, sogutma makina ve techizat
metallerine karsi herhangi bir asindirma etkisi göstermez.Yaglama yagi yogunlasan
sogutucu içinde hiç çözünmez.Bu özellik kondansatör ve sogutucularda yagin
ayristirilarak alinmasina imkan verir. Hava ile karisimlari bogucu özellik
göstermesine ragmen %4’ün altinda olan karisimlarda hayat için tehlikeli degildir.
Kati karbondioksit’in donmus gida maddelerinin nakliyesinde oldukça büyük bir
yeri vardir Bir atmosfer basinç altinda kendi gazi ile çevrelendiginde –78,5ºC, yine
bir atmosfer basinç altinda hava ile çevrelendiginde ise -140ºC’dir.Bu degerler
donmus nakliye için istenen sogukluk degerinin çok altindadir.Kati karbondioksit
elde etmek için karbon dioksit gazi önce sivi hale getirilir. Bunun için de gaz
kademe halinde yaklasik 60 ila 70 atmosfer basinca kadar bir kompresyona
tutulur.Kademeler arasindaki sogutma ve kompresyondan sonraki karbondioksit
gazinin yogusmasi su ile yapilir. Yanarak elde edildigi için yanici degildir.Yangin
söndürmede de kullanilir.
KÜKÜRT DIOKSIT:(R-717)
Renksiz, zehirli ve kokusu yakici ve bogucu bir gaz oldugundan günümüzde
sogutma sistemlerinde çok fazla tercih edilmemektedir. Kullanilma alani sogutma
sanayiinde özellikle küçük ev tipi buz dolaplarinda sogutucu akiskan olarak
olmustur. Üretimi kolay ve maliyeti düsüktür. Kükürt dioksit kükürtün
yanmasindan elde edilir. Atmosfer basinci altinda kaynama noktasinin –10,1ºC
gibi düsük bir degerde olmasi iyi bir özelliktir. Bu sebeple sifir veya sifirin
üstündeki sicakliklarda sogutma yapmak için atmosfer basincinin altinda emme
yapma mecburiyeti olmaz.
Kükürt dioksit kritik sicakligi yüksek olan oldukça kararli bir sogutucu akiskandir.
Kritik sicakligi 157,7° C, kritik basinci 80,4atm, kaynama sicakligi -10,1°
C,donma sicakligi-72,7° C’dir.
Yanici ve patlayici degildir. Havada az miktarda bulunmasi halinde insanlar
üzerinde zehirli bir tesir göstermez. Küllü su veya kostik eryigi kükürt dioksiti
emer. Bu sebeple sistemden kaçan herhangi bir buhar atmosfere dagilmasi yerine
böyle bir su veya eriyik içinde toplanabilir.Bir teneke potasi ile dört litre suyun
karisimindan elde edilen eriyik yaklasik yarim kg kükürt dioksiti emer.Gaz kokusu
gelmeye basladigi zaman eriyik degistirilmelidir.
Kükürt dioksit saf hali ile asindirici bir etki göstermez.Fakat nemli ortamda
sülfüroz asit ( H2SO3) veya sülfirik asit (H2SO4) seklini alir.Bu durumda demir ve
çelige karsi siddetli bir asindirici etkisi gösterir.Bunun için sistemde nem
miktarinin minimum bir degerde tutulmasi için tedbir alinmalidir.
Kükürt dioksit yag ile kolay karismaz.Bu sebeple diger sogutuculara kiyasla
kompresörlerde daha hafif yaglar kullanilabilir.
HAVA: (R-729)
Günümüzde iklimlendirme-havalandirma sistemleri ile uçaklarda, hava çevrimli
sistemlerde kullanilmaktadir. Zehirsiz,hafif ve dogada istedigimiz kadar
bulabildigimiz bir maddedir. Isletme katsayisi, diger sogutuculara göre oldukça
düsüktür.Örnegin 300C yogusma ve –150C buharlasma sicakliklari arasinda
isletme katsayisi 1,68’dir.Bu nedenle hava çevrimli sistemlerde yüksek güce
gereksinim vardir.
SU:
Buhar-jet sogutma makinalarinda, iklimlendirme sistemlerinde basariyla
kullanilmaktadir. Sogutucu madde olarak su, diger sogutucu maddelere göre en bol
ve en kolay bulunan bir maddedir.Sifir derecede kati faza geçmesi kullanim alanini
sinirlamaktadir. Ucuz ve zehirsizdir. Yüksek bir gizli isisi vardir. Ton basina
hacimsel miktari büyüktür. Bunun yaninda Lityumbromit ile birlikte ve birçok
emici maddelerle sogutucu maddeler olan salamuralar ve antifrizler, suyun
varligina ihtiyaç duyarlar.
SALAMURALAR:
Su içerisinde NaCl (sodyum klorür = tuz ) , CaCl2 (kalsiyum klorür ) gibi
maddeler karistirilarak elde edilen donma noktasi düsük sogutucu akiskanlar
salamura olarak adlandirilir. Zehirleyici tesiri yoktur. Soguk depolama
kabiliyetinin yüksektir. Bu nedenle sogutma yükünde beliren ani yükselmeleri
karsilayabilir. Sadece debi ayari ile sogutma yükünün istenilen degerde tutulabilir.
BAZI SOGUTUCU AKISKANLARIN TERMODINAMIK ÖZELLIKLERI
SOGUTUCU AKISKAN BUHARL. BASINCI kp/cm2YOGUSTURMA BASINCI kp/cm2 kcal/h
SOGUT.AKIS. DEBISISOGUT. ETKENL. etSOGUTMA YÜKÜCARNOT VERIMI
%kg/hm3/hkcal/kwhkcal/m3CARNOT
ÇEVRIMI5.744940CO223.5173.0531.770.512.562210196044.7NH32.4111.903.721.894.85417053084.5F223.031
2.2625.962.024.90422049485.4F121.867.5935.283.284.72407030582.3CH3Cl1.476.7112.783.624.67403028081.7
SO20.834.6812.695.094.74408020082.5C2H5Cl0.331.9112.6013.445.324570
Ek1’De daha
ayrintili olarak ASHRAE tablolari verildi.
7592.7F110.2051.2926.4320.414.1836004972.8CH2Cl20.080.7113.3242.064.9042102585
C) BU MADDELERE UYGULANABILECEK HAL
DENKLEMLERI:
HALOKARBON SOGUTUCULAR IÇIN: (R-13, R-14, R-23, R-113, R-114,
R-142B, R-152a, R-500, R-502, R-503 IÇIN)
R-13 R-115 R-C318 R-500 R-503 IÇIN HAL DENKLEMI:
:
R-11 R-13 R-14 R-22 R-23 ün ileri kullanim asamalarinda deklem su hali alir:
Ayrica R-502’nin kullaniminda ve
R-114 IÇIN HAL DENKLEMI:
eklenir.
K =5.5
R-22 IÇIN HAL DENKLEMI:
R-12 IÇIN HAL DENKLEMI:
ETAN , PROPAN, NORMAL BÜTAN VE ISOBÜTAN IÇIN HAL
DENKLEMI IÇIN GENEL OLARAK HAL DENKLEMI SÖYLEDIR:
ve
BUHAR BASINCI VE DOYMA SICAKLIGIDIR.
:AMONYAK
IÇIN HAL DENKLEMI:
A : HELMHOLTZ FONKSIYONU (A=U-TS)
IDEAL GAZ HELMHOLTZ FONKSIYONU
DE TANIMLANMIS BIR FONKSIYONDUR.
KARBONDIOKSIT IÇIN HAL DENKLEMI:
Tanimlanmis bir fonksiyondur.
,
HAVA IÇIN HAL DENKLEMI:
her biri bir foksiyon olarak tanimlanmistir. Her biri bir
fonksiyondur.
D) SOGUTUCU AKISKANLARIN ELEKTRIK
ÖZELLIKLERI:
Bir tablo halinde bazilarini verelim, ayrintili olarak ASHRAE tablosu EK2 ‘de
verildi.(Tablo.3 ve Tablo.4)
ISIMSICAKLIK ºFDielektrik SabitiHacimsel Direnç MO -mFreon 1184 b 772.28
1.92 2.563680 90Freon 1284 b 77 772.13 1.74 2.1 2.10053900 >120Freon 13-22
682.3 1.64120Freon 2275 b 776.11 6.12 6.60.83 75Freon 11386 b 772.44 1.68
2.645490 >120Freon 11488 b 772.17 1.83 2.266470 >0Freon 124a774.0 50Freon
290b1.2773840Freon
500b1.8055750Amonyak6915.5Karbondioksit321.59Klorotetraflor
etan774.050propanb1.2773840Sogutucu12 ve 152a’nin ozotropub1.8055150Not:
b:ÇEVRE SICAKLIGI
E) SOGUTUCU AKISKANLARIN PERFORMANSLARI:
EK3 ve EK4 ’te verdigim 1993 ASHRAE FUNDEMANTALS HANDBOOK’a ait
tablolarda sogutucularin birbirlerine göre bir tonluk miktarlarinin sogutma
performanslari verilmistir.(Bakiniz Tablo.7 ve Tablo.8). Ayrica bazi sogutucu
akiskanlarin karsilastirmasi ile ilgili bir tablo da asagida yer almaktadir.
BAZI SOGUTUCU AKISKANLARIN KARSILSTIRILMASI:
Çalisma kosullari : Yogunlasma sicakligi ty= 30ºC , Buharlasma sicakligi to= -15ºC
Sogutucu akiskanBuharl. Basinci Kp Cm2Yogus. Basinci Kp Cm21000kcal/h sogutmada
akis.debisiSogut Etken etSogutma yüküCarnot Verimi %Kg/hM3/hKcal/kwhKcal/m3Carnot
çevrimi5.744940100Karbon dioksid23.5173.0531.770.512.562210196044.7amonyak2.4111.90
3.721.894.85417053084.5Diflourmonoklormetan
F223.0312.2625.962.024.90422049485.4Diklordifluormetan
F121.867.5935.283.284.72407030583.3Metil Klorür 1.476.7112.783.624.67403028081.7Kükürt
dioksit0.834.6812.695.094.74408020082.5Etilklorür
C2H5Cl0.331.9112.6013.445.3245707592.7Monofluor Triklorme Tan
F110.2051.2926.4320.414.1836004972.8Metilen Klorür
CH2Cl20.080.7113.3242.064.9042102585F)
SOGUTUCU
AKISKANLARIN KAÇAK TESPIT YÖNTEMLERI:
FREON 12
Freon-12 kokusuz oldugu için, kullanildigi tesislerde kaçaklari saptamak oldukça
güçtür. Gaz kaçaklarini saptamak ancak özel olarak yapilmis lambalarla mümkün
olur.Freon-12, renksiz ve parlak olan lambanin alevinin açik yesile dönüsmesine
neden olur.havaya karisan Freon-12’nin miktari arttikça lambanin alevi de giderek
maviletir.
FREON 13
Kaçaklar halojen lamba ile tesbit edilir.
FREON 22
Cam berrakliginda ,renksiz ve etere benzer kokusu vardir. Kaçaklarin tespiti ve
tesiri F-12 ‘ye benzer
AMONYAK
3 yöntem vardir:
Kükürt deneyi: Bir miktar kükürt tozu yavas sekilde istilarak eritilir. Sonra
yaklasik 10cm uzunlugundaki ipler erimis haldeki kükürte batirilir. Kaçak yerini
bulmak için ip kaçak oldugu tahmin edilen yere tutulup yakilir. Amonyak ile
kükürt dumani bir araya geldiginde beyaz renkte bir buhar görülür.
Turnusol kagidi: Kondansatör suyunda amonyak bulunup bulunmadigini kontrol
etme isleminde kirmizi turnusol kagidi da kullanilabilir. Deney, kirmizi turnusol
kagidini kondansatör suyuna batirarak yapilir, amonyak varsa kagit maviye döner.
Deney kagidi: Amonyak baz karakterli oldugundan yumusak bir deney kagidi
yaklasik yarim gram fenol_ftaleyn olan yarim litrelik bir alkol solüsyonuna
batirilir. Bu kagit kurutulur, kulanilirken önce su ile nemlendirilir ve kaçak oldugu
tahmin edilen yerin yakinina tutulur. Eger bu yerde herhangi bir amonyak kaçagi
varsa kagit pembe renge döner.
METILEN KLORIT
Metilen klorit kullanilan bir sogutma sisteminde kaçak aranmasi için basincin
atmosfer basincinin üstüne çikarilmasi gereklidir. Kaçak tespiti için kaçak arama
lambasi kullanilir.
METILKLORID
Kaçaklar sabun köpügüyle tespit edilebilir.Ayrica kaçaklarin saptanmasi amaciyla
özel yapilmis lambalaradan yararlanilir. Lamba alevi kaçaklarin bulundugu yere
yaklastirildigi zaman mavimtrak yesil bir renk alir. Metilklorid kokusuz oldugu
için Sogutucu akiskan olarak kullanildigi tesislerde kaçaklarin saptanmasi
güçtür.kaçaklarin
Saptanmasi
amaciyla
özel
yapilmis
lambalardan
yararlanilir.Lamba alevi kaçaklarin bulundugu yere yaklastirildigi zaman
mavimtrak yesil bir renk alir.
KARBONDIOKSIT
Karbondioksit renksiz,kokusuz bir gazdir.Derisik bir halde solunursa hafif eksimsi
bir
tad algilanir. Kaçaklar sabun köpügü ile anlasilir. Sogutucu akiskan olarak karbon
dioksit kullanan bir sogutma sisteminde kaçaklar sadece köpük halindeki sabun
eriyigi ile tespit edilir.
KÜKÜRTDIOKSIT
Sogutucu akiskan olarak kükürt dioksit kullanilan bir sogutma sisteminde kaçaklar
%28 oraninda amonyak bulunduran amonyakli suya batirilmis bir bez parçasinin
kaçak oldugundan süpelenilen yerin yakinina tutularak aranir. Bir kükürtdioksit
kaçagi var ise beyaz bir duman meydana gelir. Bu duman amonyum sülfittir.
kaçaklarin yerinin saptanmasinda sabun köpügü kullanildigida olur. Zehirli ve
kokusu fenadir. Rahatsiz ve tahris edici bir kokusu vardir.Kokusu çok keskin
oldugundan küçük kaçaklarin bile hissedilme imkani vardir.Havada az miktarda
bulunmasi halinde insanlar üzerinde zehirli bir tesir göstermez.
Ayrica bir önlem olarak su yöntemden faydalanilabilir. Küllü su veya kostik eryigi
kükürt dioksiti emer. Bu sebeple sistemden kaçan herhangi bir buhar atmosfere
dagilmasi yerine böyle bir su veya eriyik içinde toplanabilir. Bir teneke potasi ile
dört litre suyun karisimindan elde edilen eriyik yaklasik yarim kg kükürtdioksiti
emer. Gaz kokusu gelmeye basladigi zaman eriyik degistirilmelidir.
Bu yöntemlerin yaninda kaçaklar mavi turnesol kagidinin kirmiziya dönüsmesi
suretiylede tespit edilir. Sabunlu su kullanilmasi korozyon sebebiyle önerilmez.
G) SOGUTUCU AKISKANLARIN DIGER
MALZEMELERE OLAN ETKISI:
GENEL OLARAK FREONLAIN DIGER MALZEMELER ETKILERI
Freon sogutucu akiskanlarin kimyasal kararliligi genel bir özelligidir. Sogutma
tesis ve teçhizatlarinda kullanilan çesitli metallere karsi asindirici etki göstermez.
Bununla beraber bazi maddeler için çözücü özelligi vardir. Conta ve benzerlerinin
seçimine dikkat edilmelidir. Sentetik lastikten yapilmis contalarda ise herhangi bir
problem yoktur. Normal hallerde yaglama yagi freon sogutucularla tamamen
karisabilir.(Bir sogutucu akiskanin yag ile kolayca karismasi istenmeyen bir
durumdur.) Hava ile %10’nun üstündeki karisimlari ancak hafif bir zehirlenme
etkisi gösterirler. Herhangi bir kaçak aninda hava ile freon gazlari karisim yapsa
dahi koku ve renk vermezler, ayrica buhari parlayici degildir.
Freon sogutucu akiskanlarin kullanildigi sogutma sistemlerinde su bulunmasina
izin verilmemelidir. Su yavas olsa da sogutucu akiskanla reaksiyona girerek asit
karakterli bir sivi meydana getireceginden metallere karsi asindirici bir durum
yaratabilir.
FREON 12
Kurtun,magnezyum ve alatimlari,magnezyum ihtiva eden alüminyum alasimlari ile
alstik ve yag haricindeki malzemeye tesiri yoktur.Sayet su ihtiva ederse sicaklikla
korozyon etkisi artar. Sivi F12 her nisbet ve sicaklikta yag ile kolayca karisabilse
de buhar haldeki F12 çok az karitir.F12 buhari ile temas eden yiyecek maddeleri
zarar görmez ve yenilebilir.F12 patlamaz ve yanmaz. Suda güç erir.
FREON 21:
Korozyon sebebiyle su ihtiva etmemelidir.
AMONYAK
Sivi yada gaz halindeki amonyak bakir , pirinç, teneke galvaniz kaplamali
malzeme üzerine korozif yönde etkimesine karsin çelige kesinlikle etkimez.Bu
nedenle sogutucu akiskan olarak amonyagin kullanildigi sogutma tesislerinde yapi
malzemesi olarak demir ve çelikten faydalanilir. Bronza da fazla tesir etmez.Bunun
yaninda bakir,bakir-çinko alasimlarida tesisatta kullanilir.
METILKLORID
Yalin haldeki metil klorür metallere (Çelik,dökme demir bakır, pirinç, kurşun,
kalay) karsi asindirici etki göstermez: Yanlız alüminyuma tesir ettiğinden,
evaparatörü alüminyum olan buzdolaplarında kullanılmaz. Fakat nem
bulundurdugundan metil alkol ve hidrolikasitin bir karisimi haline gelir buda
metalleri asindirir.Çesitli ihtimaller göz önüne bulundurularak alüminyum, çinko
ve magnezyum alasimlari hiçbir zaman sogutucu akiskan olarak metil klorür
kullanilan sogutma tesislerinde kullanilmamalidir. Çünkü metil klorür bu
metallerin alasimlari üzerinde daha fazla asindirici etki gösterir. Ayni zamanda
metil klorür sogutma kompresörlerinde kulanilan bazi maddeller için çözücü
özelligi vardir. Bu sebeple lastik contalar hiç bir zaman kullanilmamalidir. Conta
malzemesi olarak çözünme özelligi olmayan sentetik lastik,asbest ve fiber emniyet
sinirlari içinde kullanilabilir.
Madeni yaglar az da olsa metil klorür içinde çözünürler. Bu yüzden metil klorür
kullanildiginda daha yüksek viskoziteli yaglar kullanilmalidir.
KARBONDIOKSIT
Aktif olmayan bir maddedir,malzemeye herhangi bir etkisi yoktur.
KÜKÜRTDIOKSIT
SO2 gazi yanmaz ve hava ile patlayici karisimlar meydana getirmez.
Kükürtdioksitin doymus çözeltisi asidiktir ve metallere etkir. Kükürt dioksit saf
hali ile asindirici bir etki göstermez. Fakat nemli ortamda sülfüroz asit ( H2SO3)
veya sülfirik asit (H2SO4) seklini alir.Bu durumda demir ve çelige karsi siddetli
bir asindirici etkisi gösterir.Bunun için sistemde nem miktarinin minimum bir
degerde tutulmasi için tedbir alinmalidir.
Bakir ve pirinçten yapilmis olan parçalara etkimez. SO2 suda erir,buna karsilik
yagda erimesi güçtür. Bu sebeple diger sogutuculara kiyasla kompresörlerde daha
hafif yaglar kullanilabilir.
H) YARARLANILAN KAYNAKLAR:
•
•
•
•
•
•
•
Termodynamic Properties of Refrigertants,ASHRAE R.B. STEWART, R.T.
JACOBSEN, S.G.PENONCELLO 1986
1993 FUDAMENTALS HANDBOOK, ASHRAE
Sogutma Teknigi Dersnotlari, Doc. Dr. Refah Ayber, 1983 ITÜ
Refrigeration&Air Conditioning, W.F. STOECKER, J.W. JONES, 1982
McGRAW-HILL INTERNATIONAL EDITIONS
Refrigeration Engineering, PROF.DR.H.J.MACINTIRE, PROF.DR. F.W.
HUTCHINSON, 1955, John-Wiley&Sons, London
Modern Electric and Gas Refrigeration, A.D. ALTHOUSE, C.H.
TURNQUIIST, 1947, The Goodheart-Willcox Company, INC. Publishers.
http://www.forzamakine.com