ISITMA HAVALANDIRMA VE KLİMA SİSTEMLERİNDE ENERJİ EKONOMİSİ

İlk soğutma çalışmaları 1755 yıllarında Glasgow Üniversitesinde Dr William
CULLEN tarafından buz yapma makinasının imal edilmesi ile endüstriyel bir anlam kazanmıştır. 1858 yılında Fransız Ferdinand CARRE tarafından ilk absorbsiyonlu soğutma uygulamaları geliştirilmiş, 1888 yılında mühendis Windhausen Almanyada ilk karbondioksitli soğutma sistemini geliştirmiştir. 1912 yılında ABD’de
J.M.Larsen firması ilk buzdolabını imal etmiştir.

Bir maddenin sahip olduğu sıcaklığı faz değişikliğine yol açmadan ihtiyaç duyulan bir ölçüde değiştirmek için gerekli olan enerjiye duyulur ısı denir. Bir maddenin duyulur ısı oranı sahip olduğu enerji değişim miktarıyla tanımlanır. Bu miktar entalpi kavramıyla şekillenir.

Su:2256 Çizelge:8.1

Yaş termometre sıcaklığı kuru termometre sıcaklığından her zaman düşüktür.

Baharatla muhafaza (sucuk-pastırma) Çizelge:8.3

Elektriksel yöntemler: Termoelektrik - Paramanyetik

Thomson etkisi, elektrik akımı yüklü olan bir iletkenin uçları arasında sıcaklık farkına bağlı olarak açığa çıkan ısı etkisidir. İletkende sıcaklık farkı varsa akım yönüne göre jolue ısısına ek olarak Thomson ısısı da oluşur. Thomson ısısı akım şiddeti, sıcaklık farkı ve zaman ile doğru orantılıdır.

Absorbsiyonlu soğutma sistemlerinde kullanılan temel elemanlar sırasıyla; jeneratör, yoğuşturucu (kondenser), buharlaştırıcı (evaporatör), absorber (soğurucu), eriyik pompası, ısı değiştirici, genleşme valfi, ayrıştırıcıdır. Bu çevrimde soğurma işlevi için çevrimde soğurucu, pompa, ısıtıcı, ısı değiştirici, kısılma vanası ve ayırıcı vardır.

Uçaklarda yolcu kabinlerini iklimlendirmek için Şekil 8.12’de şeması verilen çevrim kullanılmaktadır. Bu sistemin avantajları, ekipmanın hafif olması ve soğutucu akışkan görevi yapan havanın tüm çevrimde gaz halde bulunmasıdır.

Amonyak inorganik yapılı soğutucu akışkanlardandır. (Çizelge 8.4)

İlk soğutma çalışmaları 1755 yıllarında Glasgow Üniversitesinde Dr William CULLEN tarafından buz yapma makinasının imal edilmesi ile endüstriyel bir anlam kazanmıştır. 1858 yılında Fransız Ferdinand CARRE tarafından ilk absorbsiyonlu soğutma uygulamaları geliştirilmiş, 1888 yılında mühendis Windhausen Almanyada ilk karbondioksitli soğutma sistemini geliştirmiştir. 1912 yılında ABD’de J.M.Larsen firması ilk buzdolabını imal etmiştir.

Bir maddenin sahip olduğu sıcaklığı faz değişikliğine yol açmadan ihtiyaç duyulan bir ölçüde değiştirmek için gerekli olan enerjiye duyulur ısı denir. 

Soğutma temelde bir enerji hareketi olarak tanımlanır. Soğutma ihtiyacı istenilen ortamın yapısal özellikleri, maddelerin enerji yükleri veya ısı kazançların etkileri dikkate alınarak bir enerji yükü ile tanımlanır. Diğer bir ifadeyle istenilen ortamın, soğutma rejiminde tutulabilmesi için soğuk depodan çıkarılması veya dışarıya atılması için bir ısı miktarına ihtiyaç vardır. Bu ısı miktarı soğutma yükü olarak tanımlanır.

Buharlaşma ısısı bir maddenin 1 kg’ını doyma sıcaklığından sıvı fazından buhar fazına geçirmek için ihtiyaç duyduğu enerji miktarıdır. Buharlaşma ısısı her madde için tanımlanabilen bir özelliktir.

Özellikle akışkanlarda bir maddenin sabit sıcaklık ve basınç altında buhara dönüştürülmesi için gerekli olan enerjiye gizli ısı denir.

Soğutma ve iklimlendirme uygulamalarında havanın göreceli nemi veya derecesi, uygulamalarda psikometri diyagramıyla tespit edilir. Bu diyagramda gerekli değerlendirmelerin yapılabilmesi için kuru veya yaş termometre değerlerine ihtiyaç duyulur. Mevcut ortamın veya akışkan sıcaklığının çıplak ölçülmesi için kullanılan termometreler kuru termometrelerdir, bu termometrenin ölçtüğü sıcaklık (KT) kuru termometre sıcaklığıdır.

Fiziksel yöntemler:
Buhar sıkıştımalı
Absorbsiyonlu
Adsorbsiyonlu

Soğutma sistemlerinde soğutucu akışkan adı verilen bir akışkanın hal değişimlerinden yararlanılarak soğutulmak istenen ortamdan ısı çekme işlemine soğutma denir. Bu yüzden doğru cevap D seçeneğidir.

Buhar sıkıştırmalı, Absorbsiyonlu, Adsorbsiyonlu soğutma yöntemleri fiziksel soğutma yöntemleridir. Buhar sıkıştırmalı bu grupta yer aldığından doğru cevap A seçeneğidir.

Tek dişli, çift dişli, tek paletli, çok paletli kompresörler paletli dönel kompresör çeşitlerindendir. Bu yüzden doğru cevap C seçeneğidir.

Hermetik tip kompresörler, buzdolapları ve derin dondurucular başta olmak üzere, küçük tip ticari soğutucu ve dondurucularda en çok kullanılan kompresörlerdir. Bu yüzden doğru cevap E seçeneğidir.

Ev kullanımında gıda ürünlerinin depolanması ve saklanması amacıyla kullanılan soğutucular; 20 lt ile 850 lt aralığında depolama hacimlerine sahip, soğutucu akışkan şarj miktarları ise 50-250 gram aralığındadır. İlk uygulamalarında R12 soğutucu akışkanın kullanıldığı ünitelerin yerine günümüzde R134a gazı kullanan üniteler almıştır. Bu sistemlerin neden olduğu yıllık emisyon oranı ise ortalama %0,3' tür. Verilen bu özellikler ev tipi soğutucuların özellikleridir. Doğru cevap C seçeneğidir.

Halon 1301, R11, R12, R22, R134a, R152a, R410a saf soğutucu akışkanlardır. R500 karışım tip soğtucu bir akışkan örneğidir. Doğru cevap B seçeneğidir.

Soğutma sistemlerinde enerji verimliliğini sadece soğutma cihaz ve ekipmanlara bağlamak gerçekte eksik bir değerlendirme yaratır. Bu tür sistemlerin uygulanmasında yapısal özelliklerden sistem seçimine kadar yapılması gereken pek çok işlem vardır. Her ne kadar COP değeri yüksek bir soğutma cihazı tercih edilse de binanın yapısal özellikleri, yalıtım özellikleri ve ısı kazanç noktaları yetersiz veya yüksek olması durumunda, yüksek enerji tüketimi engellenemez. Bu yüzden doğru cevap a seçeneğidir.