2.6. Vakumlu Soğutma Nedir?

Evaporatif soğutma, ısıyı uzaklaştırmak için suyu buharlaştırarak soğutma işlemidir. Su, gizli buharlaşma ısısını aldığında buharlaşır. Su, gizli buharlaşma ısısını alana kadar ısıyı emer, ancak sıcak ortam da aynı miktarda ısıyı kaybeder.

Evaporatif soğutma sistemi bunu aktif olarak kullanır. Evaporatif soğutma prensibi de şaşırtıcı derecede tanıdık bir yerde kullanılmaktadır.

Örneğin, bazı yüksek performanslı otomobiller, turboşarjlarla birlikte hava soğutmalı ara soğutucuların soğutma performansını iyileştirmek için evaporatif soğutma için su enjeksiyon sistemleri ile donatılmıştır.

Sıcak yaz günlerinde, dışarıya su serpmek de yol yüzeylerinin ve diğer yüzeylerin sıcaklığını düşürmek için buharlaşma ısısı kullanan bir evaporatif soğutma şeklidir.

Su, atmosferik basınç altında oda sıcaklığında bile buharlaşabilir. Bu durumda, su kütlesi sadece buharlaşır ve kaynamaz. Örneğin, su 40 ° C’de [104 ° F] kaynatılır ve buharlaştırılırsa, bu, gizli buharlaşma ısısına eşit miktarda ısının aktarılmasına neden olur.

Atmosferik basınçta su 100°C’de [212°F] kaynar. Daha sonra, basınç atmosferik basıncın altına düşürülürse, kaynama noktası da 100°C’nin [212°F] altına düşer. Bunun nedeni, doyma sıcaklığının 100°C’nin [212°F] altında olmasıdır. Detaylar Vakumlu Buharlı Isıtma Sistemleri’nde anlatılmıştır.

Vakumlu buharlı ısıtmada, ısıtma kaynağı olarak 100°C [212°F] veya daha düşük doymuş buhar kullanılırken, vakumlu buharlı soğutmada 100°C [212°F] veya daha düşük sıcaklıkta meydana gelen kaynama olayı kullanılır.

Teknik olarak vakum koşulları altındayken, vakumlu evaporatif soğutmada kullanılan sıcaklık aralığındaki buharın doyma basıncı birkaç kPa aralığındadır ve basıncı bu seviyeye düşürmek o kadar da zor değildir. Sorun şu ki, evaporatif soğutma işleminde, ne kadar çok soğursa, ısı transfer yüzeyinde üretilen ve bir şekilde ele alınması gereken buhar miktarları o kadar büyük olur.

Bu basınç aralığında, buharın hacmi suyunkinden bin veya birkaç yüz kat daha büyüktür, bu nedenle üretilen buhar tahliye edilmezse basınç hızla yükselecektir. Basınç artarsa, istenen sıcaklıkta evaporatif soğutma artık mümkün olmayacaktır.

Bu nedenle, evaporatif soğutma sistemi, sadece hava emme ile vakum oluşturmakla kalmayıp aynı zamanda evaporatif soğutma sırasında oluşan buharı da tahliye edebilen yüksek kapasiteli bir vakum pompası kullanır.

Yukarıda açıklandığı gibi, evaporatif soğutma, vakum basıncı aralığında suyun buharlaşmasını teşvik eder ve soğutma tarafında buharlı ısıtma ile karşılaştırılabilir ısı transfer performansı elde eder. Endüstride evaporatif soğutma şu amaçlar için kullanılmaktadır.

• Kirlilik oluşumunu azaltmak için hızlı ve eşit soğutma
• Ekzotermik reaksiyonları baskılayan yüksek performanslı soğutma sayesinde üretim verimini artırır.
• Daha hızlı soğutma ile proses parti sürelerinin azaltılması

Ek olarak, evaporatif soğutma teknolojisini vakumlu buharlı ısıtma ile birleştirerek, ısıtma ve soğutma arasında hızlı geçiş mümkündür ve yüksek hassasiyetli sıcaklık kontrolü elde edilebilir. Yüksek tekrarlanabilirliği ve kontrolü nedeniyle, vakumlu evaporatif soğutma sistemleri aşağıdaki durumlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

• Hammadde girişi, ekzotermik veya endotermik reaksiyonlar, çalkalanmış kaplarda ısı transferi vb. gibi hızlı sıcaklık regülasyonu çok önemli olduğunda.
• Kullanılan birçok yardımcı program olduğunda ve üretim partileri arasındaki sıcaklık değişiminin ortadan kaldırılması istendiğinde.
• Yeni ürünlerin pilot uygulaması veya fiili üretim için proses koşullarının hızlı bir şekilde belirlenmesi gerektiğinde
• Yeni ürün geliştirme için birden fazla üretim koşulunu test ederken

Umarız buhar kontrolü ve vakumlu ısıtma ve soğutma ile ilgili bu seriyi beğenmişsinizdir. Buharın etkili bir şekilde kontrol edilmesi, enerji harcamasını ve ekipman ayak izini azaltırken üretkenliğin artmasına ve parti sürelerinin kısalmasına olanak tanır.

Orijinal Kaynak: https://www.tlv.com/en-de/steam-info/steam-theory