Soğutma sistemlerinde neden su kullanılır?

Çevremizde soğutma için su kullanan birçok şey vardır. Yandığımızda etkilenen bölgeyi akan su ile soğutuyoruz. Binalardaki ve büyük ticari tesislerdeki iklimlendirme de ortam olarak suyu kullanır. Kısacası gerek ticari gereksede endüstriyel alanların çoğunda soğutma sistemlerinde su kullanıyoruz. Suyun özgül ısısının yüksek olması onu soğutma sistemlerinde kullanıma uygun hale getirir.

Mükemmel bir soğutma  için SU;

Her türlü durumda soğutma ortamı olarak kullanılabilecek, temin edilmesi kolay bir madde olmasının yanı sıra, suyun özellikleri onu mükemmel bir soğutma ortamı haline getirmektedir.

1. Kimyasal olarak kararlı

   Su, oda sıcaklığında ısıtılması veya diğer maddelerin ciddi şekilde aşındırılması nedeniyle farklı maddelere ayrışma riski daha az olan bir maddedir.

2. Suyun özgül ısısı büyüktür

   Özgül ısı, bir maddenin 1 gramının sıcaklığını 1 °C (K) artırmak için gereken ısı miktarıdır.
   Birim olarak KJ/(kg/°C) kullanılır.
   
   Özgül ısı “bir maddenin sıcaklığını değiştirmenin zorluk derecesini” temsil eder. Bir maddenin özgül ısısı ne kadar yüksek olursa, onu ısıtmak veya soğutmak o kadar zor olur.
   Yüksek özgül ısı = suyun sıcaklığını yükseltmek için çok fazla ısı gerekir.
   
   Örneğin, bu, ateşe su sıçratırsanız, suyun sıcaklığı yükselip kaynayana kadar yanan nesnelerden çok fazla ısıyı uzaklaştırabileceğiniz anlamına gelir. .
   
   Aşağıdaki tabloda göreceğiniz gibi hava ile suyu karşılaştırdığınızda suyun özgül ısı değeri havanın dört katından fazladır.
   Bunu soğutmaya uygulamayı deneyelim. Örneğin 1 kg suyun sıcaklığını 1 °C düşürmek için 1 kg suya ihtiyaç duyulduğunu varsayarsak, suyu hava kullanarak aynı miktarda soğutmak için 1 kg × 4,18/1,01 = 4,14 kg  gerekir .
   Bu hacime dönüştürülürse suyun havaya oranı
   1 L suya 3436 L (3,5 m3) havaya dönüşür.
   3,5 m3 hava ile aynı soğutma etkisini elde etmek için yalnızca 1 L suya ihtiyaç duyulduğundan suyun soğutmada havaya göre daha verimli olduğu söylenebilir.
   Suyun özgül ısısı da diğer sıvılara göre yüksektir ve oda sıcaklığında sıvı maddeler arasında özgül ısısı en yüksek olan madde olarak bilinmektedir.

    

   Maddenin adı	Özgül ısı [kJ/kg °C] /20 °C
   Hava	1.01
   su	4.18
   Etanol	2.42
   Mineral yağ	1.85
   EtilenGlikol	2.38

   Bu özelliklerinden dolayı soğutma uygulamalarında sıklıkla su kullanılmaktadır.

3. Yüksek buharlaşma ısısı

   Buharlaşma ısısı, bir sıvıyı gaza dönüştürmek için gereken ısıdır. Buharlaşma ısısı, buharlaşma gizli ısısı olarak da bilinen bir tür gizli ısıdır. Aşağıdaki tabloda görebileceğiniz gibi suyun buharlaşma ısısının diğer malzemelere göre olağanüstü yüksek olduğu bilinmektedir.

    

   Maddenin adı	Kaynama noktası [°C]	Buharlaşma ısısı [kJ/kg]
   su	100	2250
   Etanol	80	393
   Merkür	357	285
   Sıvı oksijen	-183	213
   Sıvı nitrojen	-196	199

   Buharlaşma ısısı ne kadar büyük olursa, bir sıvının buharlaşması da o kadar zor olur çünkü maddenin buharlaşması için çok fazla ısı gerekir. Tersine, buharlaşma ısısı ne kadar yüksek olursa, soğutma kapasitesi de o kadar büyük olur çünkü madde buharlaştığında çevreden çok fazla ısı alır. Bu prensip, yaz akşamları verandaya su sıçradığında serinlemek için de kullanılıyor.

Ayrıca ticaret ve sanayide bu prensibi kullanan soğutma tesislerinde soğutma kulesi bulunmaktadır. Soğutma kulesi, bina klimalarında ve yerel klima ekipmanlarında kullanılan buzdolaplarını ve endüstriyel suyu soğutmak için kullanılan bir soğutma sistemidir. Geriye kalan soğutma suyu, soğutma suyunun bir kısmının buharlaşması için soğutma suyunun dışarıdaki havayla doğrudan temas etmesine izin verilerek soğutulur. Oda sıcaklığında suyun buharlaşma gizli ısısı yaklaşık 2,250 kJ/kg ve özgül ısısı 4,2 kJ/kg °C'dir, dolayısıyla kalan suyun sıcaklığı %1'lik buharlaşma nedeniyle yaklaşık 6 °C azalacaktır. soğutma suyu.

Sonuç olarak;

Su, soğutma sistemlerinde kullanmak için mükemmel bir sıvıdır:

• Çünkü suyun özgül ısı kapasitesi yüksektir.
• Özgül ısı kapasitesi: Sistemin sıcaklığını bir santigrat derece artırmak için gereken ısı miktarı olarak tanımlanır.
• Suyun özgül ısı kapasitesinin yüksek olması nedeniyle büyük miktarlarda ısı absorbe edebilir.
• Bu, sistemin soğumasına neden olur.