SOĞUTMA / Soğuk Depoculuk ve Soğutma

Bugün yeryüzünde yaşayan insanların en az üçte birinin açlıkla karşı karşıya olup yeter derece de beslenememekte, insanlığın besin ihtiyacı için üretilen gıdalarında gene en az üçte biri tüketilemeden bozulmakta, çürümekte ve çöpe atılmaktadır. Bugün insanlığın besin ihtiyacı için üretilen tüm gıda maddeleri bozulmadan ve çürümeden tüketime sağlıklı koşullarda sunulabilseydi, belki de hiç kimse açlıkla karşı karşıya kalmayacak ve hatta yeter derecede beslenebilecekti.

İşte insanlığın besin ihtiyacı için üretilen gıda maddelerinin bozulmadan - çürümeden pazarlanması, nakli ve tüketime kadar muhafazası için gene, insanlık geçmişten bu yana çeşitli tedbirlere ve muhafaza şekillerine başvurmuş ve çeşitli usüller geliş- tirmiştir.Kendi tarihimizde atalarımız; etin bozulmadan uzun sü- reli dayanımı için SUCUK - PASTIRMA gibi, sütün bozulmadan değerini kaybetmeden değerlendirilmesi için de PEYNİR - TEREYAĞ gibi yeni gıda türleri icat etmişlerdir.

Balık, çeşitli meyve ve sebzeleri de kurutarak uzun süreli muhafazasını sağlamışlar ve her türlü gıdayı da derin ve serin MAĞARA’ lar da saklama yolunu seçmişlerdir. Ancak tarih ilerledikçe, dünya nüfusu arttıkça üretim ve tüketim de doğru orantılı olarak artmış ve sonunda 19.yy sonları 20.yy başlarında Avrupa ve özellikle ABD de, gıda muhafazası mekanik sistemlerle soğutulan SOĞUK DEPOLAR’ da yapılmaya başlanmıştır. Alınan olumlu sonuçlar soğuk depoculuk için başta ABD olmak üzere Avrupa ülkelerinde hızla yayılmış ve gelişmiştir.

Ülkemizde 1. Dünya savaşı öncesi MORG odaları ile başlayıp ya- şantımıza giren soğutma işlemi 2. Dünya savaşından sonra GIDA MADDELERİ MUHAFAZASI ile birlikte ticari bir önem de kazanarak hızla gelişip öncelikli ülkelere yetişmeye çalışmış ve bu istek artarak ilerlemiştir.

Geniş bir tanmsal ve hayvansal üretim ile kalabalık bir tüketim kitlesine sahip ülkemizde, SOĞUTMA ve SOĞUK DEPOCULUK endüstriyel kalkınmamızda da büyük rol oynamakta ve sağladı- ğı ivme ile önemle ele alınması gereken öncelikli birim olmasını gerektirmektedir. Genellikle gıda maddelerinin korunması ve belli sürelerde saklanabilmesi için düşünülen bu sistem geliştirilerek bugün KONFOR KLİMA sistemlerinin soğutma işlemlerinde ve endüstriyel tesislerde soğutulması istenen ortamların iklim şartlandırılmasında da kullanılmaktadır.

Soğuk Depoculuk ve Muhafaza Şekilleri

Ticari hayatta soğuk depoculuk;

1-SOĞUK MUHAFAZA

2-DONMUŞ MUHAFAZA olmak üzere iki şekilde yapılır.

Gıda maddelerinin özelliğine ve muhafaza sürelerine göre soğuk muhafazalar -5OC ile +15OC arasında yapılırken; donmuş muhafazalar yine emtiaların özellik ve muhafaza sürelerine göre -12OC ile -25OC arasında yapılır. Donmuş muhafaza yapılacak olan emtia, önce ön soğutma ile OOC ‘ye kadar soğutulur, sonra cinsine göre -35OC ‘ye kadar ŞOK soğutmaya uğratılarak dondurulur. En son olarakta yine özelliklerine göre -12OC ile -25OC arasında donmuş muhafaza edilir.

Sistemler

Bir soğutma sistemi KOMPRESÖR - KONDERSER - SIVI TANKI ve EVAPORATÖRDEN müteşekkildir. İşin büyüklüğüne ve muhafaza şekline (Soğutma, Donmuş muhafaza veya Şoklama gibi) göre yardımcı ünitelerle takviye edilerek sistem geliştirilir. Yani ısı eşanjörü, ısı pompası, yağ ayırıcı, yağ tutucu , buharlaştırıcı v.s. gibi birbirine benzeyen, birbirini tamamlayan ve çevrimi kolaylaştırıcı tamamlayıcı ünitelerdir.

Hepimizin artık yakından tanıdığı, günlük yaşamını- zın ayrılmaz bir parçası konumuna ulaşan bu dünün karmaşık, çözülmesi zor, herkesin uğraşmaktan veya algılamakta zorlandığı SOĞUTMA ve sistemleri artık evlerimizin ve ofislerimizin, araçlarımızın baş tacı olarak yerini almış bulunmakta ve hızla da elektronik - otomasyon ve bilgi işlemlerle kaynaşıp hayatımızı da kolaylaştırmaktadır. Şöyle bir gözünüzün önüne getiriniz; evlerimizde ve ofislerimizde gıdalarımızın koruyucusu, konforumuzun baş tacı.

Tıp, Endüstri, taşımacılık gibi birçok alanda geniş kullanım olanakları sağlayan ve hayati önlemleri olan bir YÜKLENİCİ. Bizler SOĞUTMA + ELEKTRONİK + BİLGİ İŞLEM + OTOMASYON kombinasyonunu artık uzaktan kumandalarımızın üzerindeki birkaç tuş ile kullanma kolaylığı- na sahibiz. O kadar çok anlatılacak konu ve özellik var ki bizler burada günlerce konuşsak bitmez. Çünkü konu konuyu getirecek ve bu böyle sürüp gidecek. Ben bugün burada bir soğutma sisteminin akış şeması, kullanılan ana cihazları bir soğuk depo işlemi için hesap yöntemleri ile ısı kazancının hesaplaması için Pratik Bilgiler vermek istiyorum.

Soğutma Devresi

Mekanik soğutma sistemlerine giriş yaparken konunun daha çabuk anlaşılabilmesi için öncelikle tek Kademeli soğutma devresinin ele alınması uygun görülmüş ve bu devre basit bir şema halinde Şekil 1’de verilmiştir. Bu şemadan da görüldüğü gibi tek kademeli bir soğutma devresi esas itibari ile;

1. Soğutma ünitesi

2. Emme borusu

3. Kompresör

4. Basma borusu

5. Kondanser

6. Sıvı tankı

7. Sıvı borusu

8. Genleşme valfı olmak üzere sekiz ayrı ana üniteden meydana gelmektedir. Bu ünitelerden herbirinin görevi ayrı ayrı aşağıda belirtilmiştir.

Soğutma Ünitesi

Belirli bir ısı transfer düzeyinde olup, soğutulan hacim buharlaşan soğutucu akışkana ısı geçişini sağlar. Diğer bir deyimle soğutulan hacimden gerekli ısı transferini sağlayarak soğutucu akışkanı buharlaştırır. Bu İşlem sırasında soğutulan hacim havasının ısı tutumu azalır, buharlaşan soğutucu akışkanın ısı tutumu artar.

Sonuç olarak, ısı tutumu azalan soğutulan hacmin havasının sıcaklığı düşer ve bu işlemin devamı halinde Soğutma işlemi gerçekleşmiş olur.

Emme Borusu

Soğutucu ünitede buharlaşan düşük basınçlı soğutucu buharının kompresör emişi girişine taşınmasını sağlar.

Kompresör

Soğutucu ünitede buharlaşan düşük basınçlı soğutucu akışkan buharını emerek daha yüksek bir basınç ve Sıcaklık altında kondansere basar. Kompresör bu görevini yaparken emme ve basma tulumba gibi rol oynar. Ancak kompresörün emip bastığı akışkan, soğutucu akışkan buharıdır.

Basma Borusu

Kompresörün bastığı yüksek basınç ve sıcaklık altındaki soğutucu akışkan buharının kondansere taşınmasını sağlar.

Kondanser

Soğutucu ünitede olduğu gibi belirli bir ısı transfer yüzeyinde olup ancak soğutucu ünitede olan işlemin aksine yüksek basınçlı sıcak soğutucu akışkan buharından kondanser ortamına yani; yoğuşturma ortamına ısı transferini sağlar.

Yoğuşturma ortamı genellikle su veya atmosfer havasıdır. Bu işlem sırasında yüksek basınçlı sıcak soğutucu akışkan buharının ısı tutumu azalır. Isı tutumu azalan yüksek basınçlı sıcak soğutucu akışkan buharı öncelikle eğer kızgın buhar ise sıcaklık kaybına uğrar ve yoğuşur yani sıvı durumuna düşer.

Bu işlem sırasında yoğuşturma ortamı olarak kullanılan su veya atmosfer havasının ısı tutumu artmaktadır. Isı tutumu artan su veya atmosfer havası miktar bakımından sonsuz büyüklükte müteala edilen akarsu veya atmosferden beslenmekte olup, bu mütealaya göre akarsu veya atmosferin sıcaklığında herhangi bir artış olmaz.

Dolayısıyla kondenserde yoğuşma sıcaklığı, kondenserin ısı transfer yüzeyi ile akarsu veya atmosfer havası- nın sıcaklığına göre belirlenir. Oysa soğutucu ünitede soğutulan hacmin havası sınırlı (bilhassa izole edilmiş bölme veya odalar halinde) olduğu için, soğutma işleminin devamı halinde, soğutulan hacmin havası daimi olarak sıcaklık kaybetmektedir.

Soğutucu ünitenin ısı transfer yüzeyi beirli olmakla beraber soğutulan hacimde sıcaklık kaybı devam ettiği sürece, soğutucu ünitede buharlaşan soğutucu akışkanın sıcaklık kaybı ve basıncı belirli değildir.Bu belirsizlik, soğutulan hacmin havasının sıcaklık kaybı devam ettikçe soğutucu ünitede buharlaşan soğutucu akışkanın da daha düşük sıcaklık ve basınçta olacak şekilde görülür.

Sıvı Tankı

Kondanser’de yoğuşan sıvı soğutucu akışkan, sıvı tankında toplanır. Sıvı tankında daimi olarak sıvı soğutucu akışkan stok’u bulunması, soğutucu ünitenin ihtiyacı soğutucu akışkanın emniyet altında beslenmesini sağlar.

Sıvı tankında herhangi bir sıvı soğutucu akışkan birikintisi olmaması halinde soğutucu ünitenin ihtiyacı soğutucu akışkanın beslenmesinde kesilmeler veya ara vermeler olur. Bu durum ise, soğutma düzenini ciddi şekilde bozar. Bu durumda daha çok soğutma devresinde yeter miktarda soğutucu akışkan bulunmaması halinde ortaya çıkar.

Ancak , soğutma devresinde yeter miktarda soğutucu akışkan bulunsa dahi soğutma devresinde sıvı tankı bulunmazsa aynı düzensiz soğutma devam eder. Bu sebeple düzenli bir soğutma işlemi için bir soğutma devresinde bir sıvı tankının bulunması bir zorunluluktur.

Sıvı Borusu

Sıvı tankında biriken sıvı soğutucu akışkanın genleşme valfîne kadar taşınmasını sağlar.

Genleşme Valfi

Genleşme valfinde sıvı soğutucu akışkan aniden genle- şir. Bu ani genleşme sırasında sıvı soğutucu akışkanı- nın basıncı, dolayısı ile sıcaklığı düşer. Genleşme çok ani olduğu için soğutucu akışkanın ısı tutumunda herhangi bir değişiklik olmaz. Sonuç olarak görülmektedir ki soğutucu akışkanın ısı tutumu soğutucu ünitide artmakta, bu artışa bir miktarda sıkıştırma işinden dolayı kompresörde ilave olunmaktadır.

Kondanserde ise tekrar soğutucu akışkanının ısı tutumu azalmaktadır. İlerde de görüleceği gibi bu azalma soğutucu akışkanının soğutucu ünitedeki ve kompresördeki ısı tutumu artışına eşittir. Burada gene sonuç olarak görülmektedir ki belirli bir termodinamik çevrim esasına göre bir düşük sıcaklık bölgesinden bir yüksek sıcaklık bölgesine ısı depolanması ile soğutma işlemi elde olunmaktadır.

Bir düşük sıcaklık bölgesinden bir yüksek sıcaklık bölgesine ısı pompalanmasında kullanılan esas vasıta soğutucu akışkandır. Bir soğutucu akışkan ısı pompalanmasında, diğer bir deyimle soğutma işleminde kendisine düşen görevini soğutucu ünitede buharlaşmak ve kondonserde yoğuşmak sureti ile yapar.

#SOĞUTMA