Soğutkan Nedir ve Soğutkanların Özellikleri Nelerdir?

Soğutkan ısı pompası ve soğutma sistemlerinde kullanılmaya elverişli maddelere denir. Soğutkanlarda aranan özellikler;

  1. Termodinamik özellikler
  2. Kimyasal özellikler olmak üzere ikiye ayrılır.

Soğutkan Maddelerin Termodinamik Özellikleri

1. Uygun buharlaşma eğrisine sahip olmalıdır.
1.1. Buharlaşma basıncı atmosfer basıncının çok altında olmamalıdır. Aksi halde atmosfer havası soğutma devresine girerek soğutmanın bozulmasına neden olur.
1.2. Kondenzasyon (yoğuşma) basıncı da çok yüksek olmamalıdır. Aksi halde gerek kompresörün gerekse kondenserin konstrüksiyon problemleri ortaya çıkar.
1.3. Kritik sıcaklığı soğutma havası ve soğutma suyu sıcaklığının üstünde olmalıdır.
1.4. Donma noktası (Üçlü Nokta) düşük olmalıdır.
2. Genleşme valfinde kayıpların az olabilmesi için akışkanın özgül ısınma ısısı akışkanın faz değişim ısısından küçük olmalıdır.
3. Kompresör boyutlarının küçük olabilmesi için akışkanın buhar fazı özgül hacmi faz değişim ısısından küçük olmalıdır.

Soğutkan Maddelerin Kimyasal Özellikleri

a. Demir ve diğer metallere karşı kimyasal olarak nötr olmalıdır.
b. Kullanıldığı çevrimdeki basınç ve sıcaklık aralığında dengeli olmalıdır.
c. Sistem içerisinde mevcut veya sisteme dışarıdan gelecek hava su ve yağ gibi maddelerle kimyasal reaksiyona girmemelidir.
d. Hava ile patlayıcı bir karışım meydana getirmemelidir.
e. Zehirleyici olmamalıdır.
f. Bir soğutma sisteminde oluşabilecek kayıpları kolaylıkla tespit edilebilmelidir.

Kullanılan Soğutkanlar

  1. Su/Su buharı (1755)
  2. Amonyak (1697)
  3. Kükürt dioksit (1675)
  4. Karbon dioksit (CO2) (1876)

Derin Soğutmada Kullanılan Soğutkanlar

  1. Azot oksidil (N2O) (1912)
  2. Etan (C2H6) (1916)

1930 yılında Amerikan Kinetic Chemical firması florlu, klorlu hidrokarbonlu yeni soğutkanlar üreterek piyasaya sürmüştür. Bu soğutkanlar FREON ticari adı ile piyasaya sunulmuştur. Bu soğutkanların kimyasal formülü;
“CmHnFpClq” şeklindedir. Soğutkanların birbirleri ile karışmaması için her bir soğutkana bir soğutkan numarası verilmiştir. Başına da ‘’R’’ (soğutkan) olarak ‘’RHZE’’ formülü ile gösterilir.
** H = m – 1 adet C sayısını
** Z = n + 1 adet H sayısını
** E = P adet Flor sayısını
R50 ile ifade edilen metan hava ile patlayıcı bir karışım meydana getirmektedir. Bu neden soğutma sisteminde kullanımı uygun değildir. Buna karşılık metandan R14’e doğru gidildikçe soğutkanların kimyasal stabilitesi artmakta sıkıştırma sonu sıcaklığı düşmekte ve mineral yağları eritme kabiliyeti azalmaktadır.
Klor köşesine doğru gidildikçe basınç oranı artmakta moler ağırlık artmakta ve özgül hacim yükselmektedir.

Soğutkan Akışkanlar

Örnek: Kimyasal formülü à ‘’CHF2CL’’ olarak verilen soğutkan numarasını bulunuz.

RHZE
H = m – 1 = 1 – 1 = 0
Z = n + 1 = 1 + 1 = 2
E = p = 2
‘’R22’’