Dr. Kadir İSA

Giriş
Soğutkan seçimi bütünsel bir yaklaşım gerektirir ve enerji verimliliği, sistem performansı, kişisel ve toplum sağlığına olan etkileri, maliyet ile çevreye olan dolaylı ve dolaysız zararlarını içerir. Örneğin, bazı alternatif soğutkanlar henüz tüm uygulamalar için test edilmemişlerdir ve KIP (GWP) değerleri düşük olmasına karşın bazıları hafif tutuşucudurlar ve maliyetleri yüksektir. Dolayısıyla, ideal soğutkan yoktur. Doğal ve alternatif soğutkanlar yakın gelecekte kullanılmaya devam edileceklerdir.

Dün, Bügün ve Yarın
Ülkemizde CFC‘lerin kullanımı 2010 yılı başlarında sonlandırılmıştır. Çevre ve Şehircilik Bakanlığı tarafından 12 Kasım 2008 tarih 27052 sayılı Resmi Gazete’de yayımlanarak yürürlülüğe giren “Ozon Tabakasını İncelten Maddelerin Azaltılması ile İlgili Yönetmelik”te bazı yaptırımlar zorunlu hale gelmiştir. Revize OTİM yönetmeliği 07 Nisan 2017 tarih ve 30031 sayılı Resmi Gazete'de yayımlanarak yürürlüğe girmiştir. HFC‘lerin kullanımı ve piyasaya arzı konusunda F-Gaz yönetmeliği ile kısıtlamalar gündeme gelmektedir. Bu gelişmeler alternatif soğutkanları gündeme getirmiştir. Farklı oranlarda HC karışımları, CFC ve HFC ile çalışan sistemlere uygunlukları, mevcut yağlama yağları ile uyumlulukları ve emniyet önlemleri üzerine çalışmalar önem kazanmaktadır.

Şekil 1. Soğutkanların dünü, bugünü ve geleceği

Tablo 1. Soğutkanların tutuşuculuk sınıfları (ASHRAE)

Yeni AB F-Gaz yönetmeliği (EC 517/2014) şarj miktarını kilogram yerine CO2 eşdeğeri cinsinden ele almaktadır. Sistemin işletmecileri açısından kullanılan f-gazın KIP (GWP) değerini bilmek ve CO2 eşdeğeri cinsinden şarj miktarını hesaplamak önem kazanmaktadır. Yeni yönetmelik gereği, 2017’den itibaren CO2 eşdeğerini cihaz etiketi üzerinde belirtmek zorunludur. F-Gaz şarjını belirlemek için işletmecinin cihazın etiketini, el kitabını veya teknik özelliklerini incelemesi gerekmektedir. Herhangi bir sorun durumunda işletmeci, imalatçıya ya da yetkili servis şirketine başvurmalıdır. 

Tablo 2. Bazı soğutkanların KIP (GWP) değerleri

Kilogram cinsinden şarj miktarı elde edildiğinde, sistemde kullanılan florlu gazın KIP (GWP) değeri ile çarpılarak CO2 eşdeğeri cinsinden şarj miktarı bulunur.

Tablo 3. Bazı soğutkanların şarj miktarlarının ton CO₂ eşdeğer karşılıkları

Bazı Alternatif ve Doğal Soğutkanlara Genel Bakış

R-32 Hafif yanıcı HFC cinsi bir soğutkandır. ASHRAE 34’e göre yanıcılık sınıfı A2L’dir. R-410A, karışımı oluşturan soğutkanlardandır. 675 KIP değerine sahiptir. Yüksek basma basıncı nedeniyle, sıvı enjeksiyon benzeri çözümler uygulanabilir.

R-717 Amonyak (NH3) - büyük endüstriyel soğutma tesislerinde yaygın olarak kullanılan bir soğutkandır. ODP ve KIP değeri sıfırdır. Zehirli olması önündeki en büyük engellerden biridir. Büyük amonyaklı sistemlerde verim, R-22 ile aynıdır. Düşük maliyetli bir soğutkan olmasına rağmen, zehirli olması ve tutuşuculuğu ticari soğutma sistemlerinde kullanılmasında çekincelere neden olmaktadır. Birçok ticari soğutma sisteminde bulunmayan özel emniyet tedbirlerinin alınmasını gerektirmektedir.

R-744 Karbondioksit (CO2) - Yanıcı olmayan, düşük zehirlilik seviyesine sahip, eldesi kolay ve maliyeti düşüktür. CO2 çevriminin termodinamik açıdan performansı HFC’lerden %30-50 daha kötü olmasına rağmen, ısı transfer karakteristikleri açısından olumlu özelliklere sahiptir. Birçok CO2’li sistem genelde transkritik çevrimde çalışır. Bu sistemler yüksek dış hava sıcaklıklarında geleneksel sistemlere nazaran daha düşük enerji verimliliğine sahiptir ve sistem tasarımı birçok açıdan farklılıklar gösterir. Transkritik çevrimde geleneksel bir kondenser yerine gaz soğutucu (gas cooler) kullanılır. CO2 çevriminde yüksek basınç tarafındaki basınç 140 bar civarında olup, 240 bar’a kadar çıkabilmektedir. Bu durum gerek ısı değiştiriciler ve gerekse de kompresör açısından büyük zorlukları beraberinde getirmektedir.

R-290 Propan - ODP’si sıfır ve KIP değeri çok düşük bir soğutkandır. Temini kolay ve maliyeti düşüktür. Propanlı soğutma sisteminin çalışma basınçları R-22’ye yakındır. Genellikle 150 gramdan daha düşük şarjlı sistemlerde kullanım yeri bulmaktadır. Yönetmeliklerde yapılması muhtemel değişikliklerle şarj sınırının yükseltilmesi beklenmektedir. Propanın ve tüm hidrokarbonların dezavantajı yüksek tutuşuculuklarıdır. Sistem maliyeti gerekli ek emniyet tedbirleri nedeniyle yüksektir. Yüksek basınç, elektrik bağlantıları ve yanıcı gaz konsantrasyonunu önlemek üzere havalandırma önem arz eden konulardır.

R-1234yf - Hidrofloroolefin (HFO) cinsi saf bir soğutkan olup, KIP değeri R-134a’dan çok düşüktür. Otomobil iklimlendirme sistemlerinde R-134a’nın yerini alacak gibi görünmektedir. HFO1234yf’nin sabit ekipmanlarda kullanımına henüz rastlanmamıştır. Hafif tutuşuculuk ve zehirlilik özellikleri vardır ve performansı R-134a’ya yakındır.

Şekil 2. Ticari soğutma sistemlerinde kısa ve uzun vadeli soğutkanlar (Kaynak: Danfoss)

Real Alternatives 4 LIFE Projesi
Amacı, düşük KIP’a sahip soğutkanlar için karma öğrenme platformu oluşturmak olan ve AB Komisyonu tarafından desteklenen Real Alternatives projesinin ikinci safhasında SOSİAD (Soğutma Sanayii İş Adamları Derneği) sosyal ortak olarak aktif rol almaktadır. Projede, mevcut uzaktan eğitim içerikleri güncellenmiş, emniyetli çalışma standartları ile ilgili yeni eğitim materyalleri geliştirilmiş ve pratik uygulamalar ile değerlendirme metodolojisi belirlenmiştir. Aynı zamanda, sosyal ortakların bulunduğu ülkelerde eğitimcilerin eğitimi seminerleri düzenlenecektir.

Bu eğitimlerin ilgili alandaki işverenler, tedarikçiler, üreticiler, son kullanıcılar ve politika belirleyiciler tarafından tanınması için geniş çapta yürütülecek faaliyetler de proje kapsamı içindedir. Sonuç olarak, alternatif ve doğal soğutkan uygulamaları konusunda güven artırıcı bir ortam oluşturulması amaçlanmaktadır. Projenin sonunda tüm Avrupa’da yaklaşık 220 bin teknisyene proje tarafından akreditasyonu sağlanmış eğitmenler tarafından bu eğitimlerin ulaştırılması hedeflenmektedir.

Bu kapsamda belirlenen beş mühendis Kasım-Aralık 2018’de Almanya, Belçika ve İtalya’daki eğitim merkezlerinde teorik/uygulamalı eğitim alacaklardır. Eğitim sonunda yapılacak teori/uygulama sınavında başarılı olanlara yetki sertifikası verilecektir. Eğitim materyalleri Türkçe dâhil 14 farklı dilde hazırlanarak e-öğrenme platformunda http://www.realalternatives4LIFE.eu adresinde ücretsiz kullanıma açılmıştır. 

Proje kapsamında ülkemizde seçilen eğitim merkezinde CO2 konusundaki teorik/uygulamalı "Eğitimcilerin Eğitimi" faaliyetleri Nisan-Haziran 2019 ayları arasında gerçekleştirilecektir.

Sonuç
HFC’lerin ODP değerleri sıfır olmasına rağmen, halen belli küresel ısınma potansiyeline sahiplerdir. Alternatifler yapılan çalışmalar bir süreç gerektirmektedir. Düşük KIP değerine sahip HFC’ler, HFO’lar ve bunların karışımları ile doğal soğutkanlar halen bir değerlendirme sürecindedirler. Teknoloji geliştikçe yeni uygulamalar ve sistem tasarımları söz konusu olacak ve farklı soğutkanlar gündemi meşgul edebileceklerdir. Hiçbir HFC uygun muhafaza edildiğinde direkt küresel ısınmaya sebep olmayacaktır. Kazaen ya da kasıtlı emisyonlar (kaçaklar) sadece çevreye zarar vermeyecek aynı zamanda sistem verimini düşürecektir. İklimlendirme soğutma ve diğer ilgili sektörlerde, soğutkan geri kazanım ve kaçak önleme önümüzdeki yıllarda üzerine daha fazla vurgu yapılacak konular olacaklardır. Alternatif ve doğal soğutucu akışkanlar önümüzdeki yılların gündemini işgal eden konular olamaya devam edeceklerdir.

Kaynaklar
1. İsa, K., Onat, A., İklimlendirme Soğutma Sistemlerinde Enerji Verimliliği, 2017, Friterm Yayınları No:2, ISBN: 978-975-6263-33-4.
2. İsa, K., AB Florlu Sera Gazları (F-Gaz) Yönetmeliği, 2016, Friterm Yayınları No:3.