SOĞUTMA SİSTEMİ BESİ SUYU İÇİN YUMUŞATICI MI, TERS OZMOZ CİHAZI MI?

Enis Burkut
Makine Yüksek Mühendisi
enis@burkut.com.tr

Eylül 2010 
Soğutma sisteminde devridaim yapan su soğutma kulesine geldiğinde, su içinden yalnızca H2O molekülü buharlaşır. Sudaki diğer mineraller soğutma suyu içinde kalır. Durum böyleyken, eksilen H2O molekülü yerine neden soğutma sistemini yalnızca H2O molekülü ile beslemiyoruz?

Sulu soğutma sisteminde, suyu soğutmaya yarayan soğutma kulesinin görevini basitçe şöyle tarif edebiliriz: soğutma kulesi, içindeki dolgu malzemesi ile, soğutma suyunu önce damlacıklara böler, böylece suyun hava ile temas yüzeyini arttırır, bir taraftan da, su damlacıkları arasından ortam havasını geçirerek su damlacıklarının kısmen buharlaşmasını sağlar. Buharlaşan su, buharlaşmayan sudan yaklaşık 540 kcal/kg ısı aldığı için, soğutma suyu soğumuş olur.Soğutma suyu içinde bulunan çözünmüş mineraller ve katılar buharlaşmaz.  Soğutma kulesinden buharlaşan su yalnızca  SAF SUDUR, yani H2O molekülü.   Bu bilgiye dayanarak kendi kendimize şu soruyu sorabiliriz:  “Soğutma sisteminde, devridaim yapan  su, soğutma kulesine geldiğinde içinden yalnızca H2O molekülü buharlaşıyorsa, eksilen bu saf su yerine  neden soğutma sistemini saf su ile beslemiyoruz?“   Çok yerinde bir soru.
 
Soğutma sisteminde dolaşan suyun içinden H2O molekülü, yani SAF SU kısmen buharlaştığı için, soğutma suyu içindeki çözünmüş veya çözünmemiş minerallerin su içindeki oranı gittikçe artar.  Çözünmüş mineraller suyun elektrik iletkenliğini arttırdığından,  soğutma sistemindeki metal aksam “elektro-korozyon” riski altındadır.  Elektro- korozyonun azaltılması için işleticiler sık sık soğutma suyunun iletkenliğini kontrol ederler, iletkenlik yükseldiğinde bir miktar soğutma suyunu sistem dışına atarlar (blöf, deşarj).  Bu işlemi el ile yapanlar olduğu gibi, bize müracaat eden işletmelere iletkenlik yükseldiğinde otomatik blöf yapan bir sistem kuruyoruz.

Soğutma suyu iletkenliği hangi değere geldiğinde bir miktar suyu blöf etmek lazım?  Bu sorunun cevabı bir çok parametreye bağlıdır:

• Besi suyunun iletkenlik değeri,
• besi suyunun pH derecesi,
• klorür iyonu miktarı,
• silikat miktarı,
• sertlik değeri,
• suyun alkalinitesi,
• ve sistemde kullanılan su kimyasalının türü ve miktarı gibi.

Pratikte, demir boru veya galvanizli boru içeren soğutma suyu sistemlerinde iletkenlik  2000 – 2500 mikroS/cm değerinde tutulduğunda korozyon riski çok azalır.  Ancak, korozyona dayanıklı bir soğutma sistemi tasarlandığında ve doğru su kimyasalları kullanıldığında soğutma sistemi deniz suyu ile dahi işletilebilir.         

Soğutma sistemi besi suyunun hazırlanmasında “Su Yumuşatıcı” ile “Ters Ozmoz” cihazı kullanımını karşılaştıralım:

BAKIŞ AÇISI:  
Dar açı ile bakıldığında şunu görürüz: su yumuşatma cihazı günde birkaç kez rejenerasyon yaptığı sırada dışarı su atar. Oysa ters ozmoz cihazı, çalıştığı süre içinde sürekli olarak - %30 oranında su atar.

Geniş açı ile bakış:  Soğutma sistemi besi suyunun hazırlanmasında, bakış açısını dar tutup, yalnızca su hazırlama cihazlarını karşılaştırmak doğru olmaz.  Çünkü bu cihazlar soğutma sistemi için su üretir ve bakış açısını geniş tutup su hazırlama cihazlarını soğutma sistemi içinde karşılaştırmak doğru olur. 

Geniş açıdan bakarak su hazırlama cihazlarını incelediğimizde şunu fark ederiz:  soğutma sistemi  H2O molekülünü buharlaştırarak soğutma yapar ve su içindeki H2O molekülünden başkaca hiçbir maddeyi buharlaştıramaz.  Dolayısı ile soğutma sistemine yapılacak ilave suyun, teorik olarak, H2O molekülünden başkaca hiçbir şey içermemesi gerektiği  düşünülebilir.  Geniş açıdan bakıldığında, %95  kadar minerallerden arındırılmış su üreten ters ozmoz cihazının ürettiği su, yumuşatıcının ürettiği çok mineralli suya kıyasla  soğutma sistemine daha uygun bir sudur.

Yumuşatılmış su ile soğutma sistemi beslendiğinde, H2O dışında, sistemin istemediği mineraller sisteme verilmiş olur ve bu mineraller suyun iletkenliğini yükselttiği için soğutma sistemi blöfleri ile beraber dışarı atılır. 

Soğutma sistemini gözlemlediğimizde, soğutma sistemine verilen H2O dışındaki maddelerin, 
yani tabii olarak suda bulunan minerallerin blöf ile atıldığını görürüz. Soğutma sisteminden dışarı  BLÖF (deşarj) ile atılan su miktarı yaklaşık olarak ters ozmoz cihazının 
iyi su üretirken attığı su kadardır. 

Özet olarak, geniş açıdan bakıldığında ve her iki cihazı soğutma sistemi içinde kabul ettiğimizde, ters ozmoz cihazı ile beslenen sistem, su yumuşatıcı ile beslenen sistemden  daha çok su atmaz.  Hatta ters ozmoz suyu ile beslenen soğutma sistemi daha ekonomik çalışır.  Şöyle ki, ters ozmoz cihazı suyu ile beslenen sistem %90 daha az blöf yaptığından soğutma suyu blöfü içinde bulunan ve ücreti yüksek kimyasallardan az telef eder. Oysa yumuşatılmış su ile beslenen soğutma sisteminde iletkenlik kısa zamanda yükseldiğinden çok sık aralılara ile blöf ve yüksek miktarda blöf  yapılır ve bu blöfler ile su kimyasalları da atılmış olur.

Neden soğutma sistemleri  yumuşatılmış su ile besleniyor?
Ülkemizde su yumuşatıcının tarihi çok eskidir.  Oysa ilk ters ozmoz cihazını biz 1990 da kurduk ve o sırada sanayi kuruluşlarında ters ozmoz cihazı kullanan yoktu..  Bu sebeple, işleticiler ve projeciler yumuşatma cihazına çok alışkındır ve soğutma sistemi besi suyu olarak genelde “yumuşatılmış” suyun kullanımını düşünürler. Su yumuşatma cihazı suyun sertliğini (Kalsiyum ve Manyezyum minerallerini) alırken yerine Sodyum veren bir cihazdır, sudaki mineral miktarını düşürmediği suyun iletkenliğini de arttırır ve suyu daha çok korozif yapar..  Dolayısı ile, yumuşatılmış besi suyu, soğutma suyu sisteminde kristal (taş, kireç) oluşmasını kısmen önlese de, su içinde “Silikat” minerali varsa, silikat kristali oluşunu önleyemez;  ayrıca sistemin metal aksamında KOROZYON oluşmasını arttırır. 

Ters ozmoz cihazı   %90 - %97 oranında suyu minerallerinden arındıran bir cihazdır, ayrıca, 
yumuşatma cihazına kıyasla çok önemli bir avantajı daha bulunur:  Ters ozmoz cihazı ham 
sudaki istenmeyen maddeler için KESİN ENGELDİR. Bu sebeple, işletme hataları olsa dahi,  ters ozmoz cihazı soğutma suyuna hiçbir zaman  ilk tasarım dışında sertlik ve başkaca 
maddeler kaçırmaz.  Oysa, su yumuşatma cihazı ile su hazırlandığında, işletme hataları 
ve elektrik kesilmesi gibi durumlarda sertlik ve iletkenlik yapan diğer maddelerin soğutma 
suyuna kaçma riski çok yüksektir. 

Ters ozmoz cihazı %90 - %97 oranında suyu minerallerden arındırdığına göre, ters ozmoz ile üretilen suyun iletkenliği de ayni oranda düşük olur.  Bunun sonucunda,  ters ozmoz suyu ile beslenen bir soğutma sisteminden yapılacak blöfler  %90 - %97 oranında azalır.  Böylece, (tekrar etmekte yarar var)  soğutma suyunda kullanılan su kimyasallarının su deşarjı ile telefi  %90 oranında  azalır ki bu da işletme ekonomisine katkısı olan bir avantajdır.  

Şöyle bir soru ile karşılaşıyoruz: “Ters ozmoz suyunun iletkenliği çok düşüktür, ayrıca  saf suyun korozif olduğunu biliyoruz.  Soğutma sistemine  düşük iletkenlikte su vermek sistemdeki metaller için riskli değil midir?”

Soru çok güzel.  Ancak, ters ozmoz cihazının ürettiği su kalitesi ile soğutma sisteminde dolaşan suyun kalitesi arasında çok büyük fark vardır.    Soğutma kulesi, görevi gereği sürekli olarak saf H2O molekülünü buharlaştırdığı için, soğutma sisteminde dolaşan suyun iletkenliğini ve sertliğini işletmeci arzu ettiği seviyede tutabilir. 

Örneğin;  soğutma sistemini beslediğimiz ters ozmoz cihazının üretim suyu özelliklerini şöyle kabul edelim: iletkenlik 50 mikroS/cm, sertlik 0,2 Fr.  Soğutma sistemi içinde iletkenlik sınırını 2000  mikroS/cm olarak tutmayı amaçlarsak, sistemi devreye aldıktan sonraki ilk birkaç gün dışında soğutma suyu  zaten 2000 mikroS/cm  iletkenlik seviyesine yükselecektir ve sistemdeki metal malzeme 2000 mikroS/cm  iletkenlikte su ile temas edecektir.  İletkenliği 2000 mikroS/cm seviyesinde tuttuğumuzda sistem besi suyunu (2000 / 50) 40 kez konsantre etmiş oluruz.  Besi suyunun sertliği olan 0,2°Fr da soğutma suyu içinde 40 kez artmış ve 8°Fr seviyesine ulaşmış olur.   Galvanizli borular ile donatılmış evaporatif kondenser  imalatçıları da soğutma suyunun 5 – 10 Fr sertlikde olmasını arzu ederler.  Bu durumda, ters ozmoz suyu ile beslenen bir soğutma sistemi, imalatçının bu teknik şartını karşılar.

SONUÇ OLARAK; Sulu soğutma sistemi H2O molekülünü buharlaştıran bir sistemdir. Dolayısı ile sistemde eksilen H2O molekülünü tamamlamak için,  H2O molekülü konsantrasyonu çok yüksek olan ve  az miktarda mineral içeren ters ozmoz suyu ile soğutma sistemini beslemek mantıklı görünüyor. 

Soğutma Kulesi Şeması

Soğutma Suyu Hazırlamak için Yumuşatıcı

Soğutma Suyu Hazırlamak için Yumuşatıcı