Tesisat Dergisi 213. Sayı (Eylül 2013)

MAKALE 68 Tesisat Dergisi Say× 213 - Eylül 2013 Evaporatif Soùutma Evaporatif (Buharlaşt×mal×) soğutma basit bir prensibe dayan×r. Havan×n içine püskürtülen suyun buharlaşt×r×lmas× için gerekli olan bu- harlaşt×rma gizli ×s×s× havan×n duyulur ×s×s×n- dan al×n×r. Sonuçta havan×n kuru termometre s×cakl×ğ× düşürülerek soğutma elde edilir. Bu işlemde havan×n yaş termometre s×cakl×ğ× sabit kalmaktad×r. Bu işlem sabit entalpide meydana geldiğinden adyabatik işlemdir. Çünkü sisteme ne d׺ar×dan ×s× verilmekte ne de sistem d׺ar×ya ×s× vermektedir. Sistem içinde işlem boyunca sadece bir ×s× al׺verişi vard×r. Ayn× oranlarda duyulur ×s× azalmakta, gizli ×s× artmaktad×r. Bu soğutma tekniği y×llarca kullan×lm׺t×r. S×cak ve kuru bir günde avluda yer suland×ğ×nda havay× daha soğuk ve k×smi bir serinlik hissetmemiz buharlaşt×rmal× soğutman×n etkisindendir. Buharlaşt×rmal× soğutmaya olan ilginin art- mas×yla bu sistemlerde birçok yeni tasar×mlar ortaya ç×km׺t×r. Bu çeşitliliğe rağmen buhar- laşt×rmal× soğutma sistemleri üç ayr× s×n×fa ayr×labilir [1]. 1. Doğrudan (Direk) buharlaşt×rmal× soğutma 2. Dolayl× (İndirek) buharlaşt×rmal× soğutma 3. Birleşik buharlaşt×rmal× soğutma Doğrudan buharlaşt×rmal× soğutman×n temeli ûekil 1 ’de şematik olarak verilmiştir. Burada su bir pompa yard×m×yla bas×nçland×r×larak f×skiyelere (nozullara) verilerek küçük zerre- cikler halinde hava ak×m×na tabi tutulmaktad×r. Su zerreciklerinin buharlaşmas×yla hava ak×m× soğumaktad×r. Su buhar×n×n eklenmesiyle nemli havan×n gizli ×s×s× artmaktad×r. ûekil 1b ’deki psikrometrik diyagramda görüldü- ğü gibi bu izentalp işlem sabit yaş termometre s×cakl×ğ× çizgisi boyunca olmaktad×r. Bunun d׺×nda havan×n nemlendirilerek soğutulmas×, havan×n ×slak bir yüzeyden geçirilmesi ile de sağlanabilir ( ûekil 2 ). Gözenekli ve selülozik malzemeden özel olarak imal edilmiş petekler küçük bir sirkülasyon pompas× vas×tas×yla ×slat×l×r. Petek üzerinden geçen hava suyu buharlaşt×r×r. Buharlaşan su havadan ×s× al×r ve evaporatif soğutma gerçekleşmiş olur. Bu tür evaporatif soğutmada hava filtre edilmiş olduğundan daha temiz hava içeri verilmiş olunur ve iyi bir iç hava kalitesi sağlan×r. ûekil 1b ’ den görüleceği gibi doğrudan buhar- laşt×rmal× soğutmada ç×k׺ havas×n×n en düşük kuru termometre s×cakl×ğ× ancak giriş havas×n×n yaş termometre s×cakl×ğ×na eşit olabilir. Giriş ve ç×k׺ s×cakl×klar× kullan×larak buharlaşt×rmal× soğutucular×n yani nemlendirici verimi tarif edilebilir. Bu nemlendirici verimi doyma verimi olarak da bilinir. Pratikte kullan×lan nemlen- diricilerin verimleri % 70-90 aras×nda değiş- mektedir. ûekil 1b esas al×narak nemlendirici verimi veya buharlaşt×rmal× soğutma verimi, H N , aşağ×daki gibi yaz×labilir. Burada hava m x , hava ak×m×n×n kütlesel debisi (kg/s), W g ve W ç s×ras×yla nemlendiriciye giriş ve ç×k׺ havas×n×n özgül nemi(kg/kg kuru hava)’dir. Dolayl× evaporatif soğutma sisteminin en büyük özelliği soğutma işlemi boyunca hava neminin artmamas×d×r. Dolayl× soğutmada ulaş×lacak minimum s×cakl×k ikinci hava ak×m× yaş termometre s×cakl×ğ×na eşit olabilir. Bu ancak nemlendirici ve eşanjör verimleri % 100 olmas× durumunda mümkündür. Birleşik buharlaşt×rmal× soğutma sistemleri, hem doğ- rudan (direk) hem de dolayl× (indirek) buhar- laşt×rmal× soğutmadan değişik kademelerden yararlan×larak meydana gelmişlerdir. Bu tip sistemlere konvansiyonel soğutma sistemleri de eklenerek değişik kombinasyonlar yapmak mümkündür. Bu sistemler hakk×nda bilgiler literatürde mevcuttur [1, 9-14]. Bilge ve Bilge [9], yapt×klar× teorik çal׺mada, havan×n, dolayl× ve doğrudan olmak üzere iki aşamada evaporatif olarak soğutulduğu bir ûekil 1. Doğrudan buharlaşt×rmal× soğutma sistemi gD g ç g N T T T T (1) (2) Burada T g giriş havas× kuru termometre s×cakl×- ğ×n×, T ç ç×k׺ havas× kuru termometre s×cakl×ğ×n×, T gD giriş havas× yaş termometre s×cakl×ğ×d×r. Hava ak×m×nda buharlaşarak tüketilen su miktar× yani havaya geçen nem miktar×, su m x (kg/s); g ç hava su WW m m x x . ûekil 2. Petek sistemi ile buharlaşt×rmal× soğutma