Glikollü chiller, sıfırın altında soğutma isteyen prosesler için doğru çözümdür. Su 0 °C’nin altına inemez. Oysa sert eloksal, kimyasal reaktörler, buz pateni pistleri, şok soğutma ve bazı gıda uygulamaları sıfırın altında soğutma ister. Bu uygulamalarda chiller devresinde su yerine glikol-su karışımı kullanıyoruz. Bu yazıda glikol türlerini, doğru oranı nasıl seçtiğimizi ve glikolün glikollü chiller kapasitesine etkisini anlatıyoruz.
Glikollü chiller nedir?
Glikollü chiller, soğutucu sıvı olarak su yerine glikol ve su karışımı kullanan chiller’dır. Glikol karışımın donma noktasını düşürür. Böylece devre, suyun donacağı sıcaklıklarda da güvenle çalışır. Glikolü üç durumda kullanıyoruz:
- Sıfır altı proses: Çıkış sıcaklığı 0 °C’nin altında olan uygulamalar, örneğin −5 °C sert eloksal banyosu.
- Düşük su sıcaklığı: 0–5 °C arası çıkış sıcaklıklarında evaporatörü donmaya karşı korumak.
- Kış koruması: Dış ortamdaki borular, dry cooler ve hava soğutmalı ekipmanları kışın donmaya karşı korumak.
Etilen glikol mü, propilen glikol mü?
| Özellik | Monoetilen glikol (MEG) | Monopropilen glikol (MPG) |
|---|---|---|
| Isı transferi | Daha iyi | Biraz daha düşük |
| Viskozite (düşük sıcaklıkta) | Daha düşük | Daha yüksek, pompa gücü artar |
| Toksisite | Zehirli | Düşük toksisite |
| Uygun olduğu yer | Endüstriyel prosesler, gıdayla temas riski olmayan devreler | Gıda, içecek, ilaç ve temas riski bulunan tesisler |
Kuralımız basit: Eşanjörde bir sızıntı olduğunda glikolün ürüne karışma ihtimali varsa propilen glikol kullanıyoruz. Diğer tüm endüstriyel uygulamalarda ise etilen glikol daha verimli çalışır. İki madde hakkında genel bilgi için etilen glikol ve propilen glikol maddelerine bakabilirsiniz.
Glikol oranını seçmek
Glikol oranını devredeki en düşük sıcaklığa göre seçiyoruz. En düşük sıcaklık ise chiller’ın çıkış sıcaklığı değil, evaporatördeki buharlaşma sıcaklığıdır ve çıkıştan birkaç derece daha düşüktür. Bu yüzden pratik kuralımız şudur: karışımın donma noktası, istenen çıkış sıcaklığının en az 5–6 K altında olmalı.
Hacimce karışım oranlarına göre yaklaşık donma noktaları:
| Glikol oranı (hacimce) | Etilen glikol | Propilen glikol |
|---|---|---|
| %20 | ≈ −8 °C | ≈ −7 °C |
| %30 | ≈ −15 °C | ≈ −13 °C |
| %40 | ≈ −24 °C | ≈ −21 °C |
| %50 | ≈ −36 °C | ≈ −33 °C |
Bu değerler yaklaşıktır ve ürüne göre değişir. Bu nedenle kullandığınız glikolün üretici föyündeki tabloyu esas alın.
Örnek: −5 °C çıkış sıcaklığı isteyen bir sert eloksal hattında donma noktası en az −10/−11 °C olmalı. Hacimce yaklaşık %25–30 etilen glikol bu şartı güvenle sağlar. Öte yandan gereğinden yüksek oran ısı transferini düşürür ve pompa enerjisini artırır. Yani “ne kadar çok o kadar iyi” yaklaşımı doğru değil.
Glikolün glikollü chiller kapasitesine etkisi
Glikol-su karışımının özgül ısısı ve ısı iletimi saf sudan düşük, viskozitesi ise yüksektir. Bunun iki sonucu vardır:
- Aynı kapasite için daha fazla debi gerekir. Çünkü karışımın birim hacimde taşıdığı ısı azalır.
- Chiller’ın verdiği kapasite düşer. Hem glikolün etkisi hem de düşük buharlaşma sıcaklığı kompresör kapasitesini azaltır.
Örneğin +7 °C çıkışta belirli bir kapasite veren bir chiller, −5 °C çıkışta glikollü devrede bu kapasitenin belirgin şekilde altında kalır. Bu yüzden sıfır altı uygulamalarda glikollü chiller’ı katalogdaki standart +7 °C değerine göre değil, gerçek çalışma sıcaklığı ve glikol oranına göre seçiyoruz. Bu seçimi de kompresör üreticisinin seçim yazılımıyla yapıyoruz.
ρ: yoğunluk (kg/m³), c: özgül ısı (kJ/kg·K)
Su için bu ifade Q ÷ (1,163 × ΔT) şeklini alır.
Glikolde ρ × c daha düşüktür → aynı Q ve ΔT için debi artar.
Kullanım ve bakım kuralları
- Endüstriyel, inhibitörlü glikol kullanın. Otomotiv antifrizleri silikat içerir. Bu silikat eşanjör yüzeylerinde birikir ve pompa keçelerine zarar verir.
- Karışımı devreye almadan önce hazırlayın. Aksi halde glikol ve su devrede homojen karışmaz.
- Kaliteli su kullanın. Sert su inhibitörlerin etkisini azaltır. Bu nedenle yumuşak ya da saf su tercih edin.
- Oranı düzenli kontrol edin. Kaçaklar ve su takviyesi zamanla oranı düşürür. Bu yüzden refraktometreyle yılda en az bir kez ölçüm yapın.
- pH ve inhibitör seviyesini izleyin. Bozuk glikol asidik hale gelir ve korozyona yol açar.
Sıfır altı uygulamaların en yaygın örneği olan kaplama ve eloksal banyoları için kaplama banyosu soğutma rehberimize ve kaplama ve eloksal soğutma sayfamıza bakın. Ayrıca reaktör soğutma için kimya sektörü soğutma sayfamızı inceleyin.
Sık sorulan sorular
Glikollü chiller ile normal chiller arasında donanım farkı var mı?
Evet. Sıfır altı uygulamalarda evaporatörü, genleşme valfini, kompresörü ve yalıtımı düşük sıcaklığa göre seçiyoruz. Bu yüzden standart bir chiller’a glikol basmak, onu sıfır altında çalışacak hale getirmez. Glikollü chiller’ı baştan bu sıcaklık için seçmek gerekir.
Kışın donmaya karşı glikol gerekli mi?
Dış ortamdaki borular, dry cooler ve hava soğutmalı ekipmanlar kışın dururken donma riski taşır. Bu devrelerde bölgenin en düşük sıcaklığına göre glikol kullanırsanız kış boyunca güvenle çalışırsınız.
Glikolü ne sıklıkla değiştirmeli?
Sabit bir süre yok. Karışım oranı, pH ve inhibitör ölçümlerine göre karar veriyoruz. Düzgün bakım gören bir devrede glikol yıllarca hizmet verir.
Sıfır altı prosesiniz için doğru glikollü chiller’ı birlikte seçelim. İstediğiniz çıkış sıcaklığını, ısı yükünü ve prosesinizi WhatsApp’tan gönderin. İletişim ve teklif süreci →
Bu yazıyı Öztek Soğutma mühendislik ekibi hazırladı.