Soğutma Suyu Şartlandırma Nedir?

Endüstriyel tesislerde gerek üretim tarafında gerekse üretim prosesini destekleyici ekipmanlarda soğutma suyunun şartlandırılması ciddi önem arz etmektedir. Soğutma suyunun içerdiği safsızlıkların yarattığı korozyon, birikinti, depozitlenme ve bakteriyel kirlilik soğutma sistemlerinde karşılaşılan başlıca problemler olarak göze çarpmaktadır. Konu mümkün olduğunca kimya ve termodinamik öğelerden sadeleştirilerek her mühendisin anlayacağı sade bir dille ifade edilmiştir. Detaylı bilgi için referans kaynaklara başvurulabilir.

Temelde sanayi uygulamalarında soğutma suyu;
– Tek geçişli soğutma sistemlerde
– Kapalı devre soğutma sistemlerde
– Açık tip soğutma devrelerinde kullanılmaktadır.

İyi bir ısı transferi için gereken akışkan; hem termodinamik açıdan hem de maliyet açısından
uygun olmalıdır. Buradan yola çıkılırsa su, soğutma işlemi için en uygun akışkandır. Çünkü; termal kapasitesi yüksektir, düşük maliyetlidir, kolayca sağlanabilir ve genelde proses akışkanından yeterli derecede düşük sıcaklığa sahiptir. Suyun en iyi ısı transfer akışkanı olması termodinamik olarak; konveksiyon, radyasyon ve iletim (conduction) yasaları ile açıklanabilir. Suyun özelliklerine hem yakın hem de aynı ekonomide başka bir akışkan yoktur. Bu nedenle soğutma işleminde su en önemli unsurdur.

Tek geçişli sistemlerde soğutma suyu ısı transferi sonrasında sistemi terk eder. Örnek olarak deniz suyu ile soğutma yapan enerji santralleridir. Su alma yapısı ile denizden alınan suyun ısısı soğutulması gereken akışkana transfer edildikten sonra ısınan su tekrar denize deşarj edilir. Kapalı devre sistemlerinde amaç sabit hacimde akışkan ile sürekli olarak sistem soğutmasının sağlanmasıdır. Burada buharlaşma olmadığından su kaybı olmaz. Örnek olarak chiller sistemlerini veya motor soğutma suyu devreleri gibi kapalı sistemler gösterilebilir.

Açık tip soğutma sistemlerinde su atmosferik koşullarda dış ortama açıktır. Soğutma amacıyla prosesten aldığı ısıyı buharlaşarak atmosfere transfer eder. Böylece soğuyan su tekrar sisteme pompalanır. Yukarıda görüldüğü gibi her üç tipte de farklı miktarlarda su ihtiyacı oluşur. Bu ihtiyaçlar gerek yüzeysel kaynaklardan (deniz, göl, nehir vb) gerekse yeraltı kaynaklarından (kuyular) sağlanmaktadır. Soğutma işlemi esnasında kullanılacak suyun kalitesi çok önemlidir. Özellikleri, sağlandığı yere, çevresel ve coğrafi şartlara göre değişir. Su çözücü özelliği nedeni ile kaynağından kullanım noktasına gelene kadar bir çok safsızlıkla karşılaşır ve bunları bünyesine transfer eder. Bu nedenle her yörede temelde aynı gibi görünse de oldukça farklı yapıda (toplam çözünmüş katı içeriğine) su kalitesi izlenmektedir.

Suların özelliklerine göre kullanılacağı işlemde uygun hale getirme prosesine şartlandırma denmektedir. Bu noktada şartlandırma işlemini mekanik ve kimyasal olarak iki ana bölüme ayırmak uygun olur. Suları bazı ekipmanlar vasıtasıyla içerdiği safsızlıklardan arıtmak ve hedeflenen amaca yönelik olarak hazırlamak mümkündür.Günümüzde ham su filtrasyon, yumuşatma, dealkalinizasyon, demineralizasyon, elektrodiyaliz ve membran teknolojileri gibi
yöntemlerle endüstriyel kullanıma hazırlanmaktadır. Fakat sistemlerde stres altında suyun bileşenleri bazı sorunlara yol açmakta, işte bu noktalarda da kimyasal şartlandırma sorunlara çözüm olarak kullanılmaktadır.

Su arıtmaya dair daha fazla bilgiye ulaşak için linkte bulunan Splash Dergisi 1. sayısına göz atmayı unutmayın.