Soğutma Çevrimi Temelleri
Soğutma çevrimi, soğutucu bir akışkanın ısıyı emmesi ve daha sonra yayması sonucu oluşan ısı değişiklikleridir ve bu ısı değişiklikleri bir soğutucu içinde gerçekleşir. Soğutma çevriminde; alçak basınçtaki soğutucu akışkan kompresör tarafından yüksek basınca çıkartıldıktan sonra kondensere yollanır. Kondenserde yoğuşma oluşturularak genleşme valfine yönlendirilir. Buradan geçen soğutucu akışkan alçak basınçlı sıvı haline dönüşür. Ardından evaporatör vasıtası ile soğutma gerçekleştirilir.
Bir Soğutma Çevriminde; Kondenser (Yoğuşturucu), Genleşme Vanası, Evaporatör (Buharlaştırıcı) ve Kompresör bulunur.
1. “Kondenser” kelimesi iki farklı anlama gelebilir. Endüstrideki birçok kişi, genellikle kondansatör, kompresör ve diğer parçaları içermesine rağmen, split klima, ısı pompası veya soğutma ünitesindeki dış üniteye "kondenser" diyebiliyor. Ama karışıklığı azaltmak için dış bileşene “yoğuşmalı ünite” veya sadece “dış ünite” demek daha iyidir.
2. Soğuk ve sıcak göreceli kavramlardır. Soğuk ve sıcak hem bir deneyim, hem bir tanımlama, hem bir karşılaştırma hem de bir duygudur. Soğuk, ısının yokluğunu, karanlığın ışığın yokluğunu tanımlamanın bir yoludur. Soğuk ve sıcak kelimelerini, iki şeyi karşılaştırmak için, örneğin “Bugün dünden daha soğuk” demek veya konfor durumunu tariflemek için kullanırız: “Burası sıcak geliyor” gibi. Bunlar faydalı iletişim araçlarıdır, ancak bunlar ölçüm değil, karşılaştırmadır.
3. Isı ve mutlak sıfır ölçülebilir. Isıyı BTU'larla ve ışığı lümenlerle ölçebiliriz, ancak "soğuk" veya "karanlık" ölçülemez. Mutlak soğuk, tüm ısının yokluğudur. "Gerçek" soğuk noktası, -460°F (-273.3°C), mutlak sıfır olarak bilinir; tüm moleküler hareketin durduğu sıcaklıktır. Bunun üzerindeki herhangi bir sıcaklık, ölçülebilir bir ısı seviyesine sahiptir. Bu, tüm moleküler hareketin durduğu bilinen bir nokta olsa da, elde edilememiştir (ve muhtemelen de olamaz).
4. Kaynatma her zaman sıcak değildir. “Dışarısı kaynıyor” dediğimizde, dışarısı sıcak demek istiyoruz. Bunun nedeni, kaynamayı düşündüğümüzde, hemen suyun bir tencerede 212°F (100°C) sıcaklıkta, yani deniz seviyesinde 14.7 PSI (inç kare başına pound) (1.01 bar) olan atmosferik basınçta kaynadığını düşünmemizdir. Kaynama aslında sadece sıvıdan buhara bir hal değişimidir ve meydana gelen sıcaklık, kaynatılan maddeye ve maddenin etrafındaki basınca bağlı olarak büyük ölçüde değişir. Bir klima veya soğutma sisteminde, soğutucu akışkan, sistemin tasarımına karşılık gelen düşük bir sıcaklıkta kaynamak üzere tasarlanmıştır. 75°F (23.88°C) iç ortam sıcaklığında normal koşullar altında çalışan ortalama bir klima sisteminde, evaporatör serpantini yaklaşık 40°F (4.44°C) sıcaklıkta kaynayan soğutucu akışkan içerecektir. İklimlendirme ve soğutmada, “kaynama”, “yanıp sönme” veya “soğutucu akışkanın buharlaşması”ndan söz ettiğimizde, soğutma olarak da bilinen ısıyı emme sürecinden bahsediyoruz.
5. Soğutma ve ısıtma “oluşturulamaz”. Sadece ısıyı bir yerden başka bir yere taşırız veya bir biçimden diğerine değiştiririz. Klimalı bir odayı "soğuttuğumuzda", havadaki ısıyı bir evaporatöre emer ve ardından bu ısıyı dışarıdaki kondansere taşırız, burada atılır veya dışarıya taşınır.
6. Isı ve sıcaklık aynı şey değildir. 212°F (100°C) sıcaklıkta kaynayan bir bardak su düşünün. Şimdi, bütün bir gölün 50°F (10°C) sıcaklıkta oturduğunu hayal edin. Hangisinin sıcaklığı daha yüksek (daha sıcak)? Bu cevap çok açık: Bir bardağın içinde 212°F (100°C) su. Ancak, hangisi daha fazla ısı içerir? Cevap göl. Görüyorsunuz, ısı basitçe enerjidir ve enerji -temel biçiminde- harekettir. Isıyı ölçtüğümüzde moleküler hareketi ölçüyoruz; su, oksijen veya nitrojen oluşturmak için birbirine yapışmış atomların hareketini ölçüyoruz. Moleküller HIZLI hareket ettiklerinde, YÜKSEK bir sıcaklığa, YAVAŞ hareket ettiklerinde ise DÜŞÜK bir sıcaklığa sahip olur. Sıcaklık, bir maddedeki moleküllerin ortalama hızıdır (hız), ısı ise bir maddedeki toplam moleküler harekettir. Gölün daha fazla suyu (molekülleri) olduğu için gölün ısısı daha fazladır.
7. Bir şeyi sıkıştırmak onu daha sıcak hale getirir (sıcaklık artışı). Bir şeyi alıp üzerine baskı uyguladığınızda, ısınmaya başlayacaktır. Neyi sıkıştırıyorsan onu oluşturan molekülleri paketledikçe, birbirlerine yaklaşır ve daha hızlı hareket etmeye başlar. Basıncı düşürürseniz, moleküller daha fazla alana sahip olacak ve daha yavaş hareket ederek sıcaklığın düşmesine neden olacaktır.
8. Maddenin durumunu değiştirmek, sıcaklığı değiştirmeden ısıyı hareket ettirir. Saf suyu atmosfer basıncında kaynattığınızda, her zaman 212°F (100°C) sıcaklıkta kaynar. Brülörü açarak daha fazla ısı ekleyebilirsiniz, ancak durum değiştiği (kaynama olduğu) sürece su 212°F'de (100°C) kalacaktır. Enerji, suyu sıvıdan (su) buhara dönüştürür ve sıcaklık aynı kalır. Bir maddenin sıcaklığı değiştirmek yerine durumunu değiştirdiği bu basınç ve sıcaklık kombinasyonuna "kaynama noktası", "yoğunlaşma sıcaklığı" veya daha genel olarak "doyma" noktası denir.
9. Kızgınlık, aşırı soğutma, kaynama ve doyma karmaşık değildir. Su deniz seviyesinde kaynarsa, 212°F (100°C) olacaktır. Deniz seviyesinde su 211°F (99.44°C) ise, tamamen sıvı olduğunu ve 1°F (-17.22°C) aşırı soğutulmuş olduğunu biliyoruz. Deniz seviyesinde su 213°F (100,55°C) ise, onun buhar olduğunu ve aşırı ısındığını biliyoruz. Bir şey tamamen sıvıysa aşırı soğutulur; tamamen buhar ise aşırı ısınır, değişim sürecindeyse (kaynama veya yoğuşma) doygunluktadır.
