Robert P. Scaringe, Ph.D., P.E.

Lawrence R. Grzyll, M.S. Ch.E.

Mainstream Engineering Corporation

İklimlendirme sistemleri, ısı pompaları ve soğutma sistemlerinde kullanılan soğutma gazları içerisinde oluşan asitleşme, soğutma kompresörünün ve soğutma gazının ömrünü kısaltan ve yüksek maliyetli kompresör arızalarına sebep olan çok önemli bir problemdir. Soğutma gazının yüksek sıcaklıklara maruz kalması ( Örn. kondenser fanının arızalanması veya hava akışının tıkanması ), gazın yapısının bozulmasına ve soğutma gazının metal yüzeyler, soğutma yağları ve sistem içerisinde bulunan diğer kimyasal atık maddelerle tepkimeye girerek asit oluşturmasına neden olur. Soğutma sistemlerinde belirli aralıklarla asit testlerinin yapılması, kompresör yanmadan sistemdeki asitin belirlenerek temizlenebilmesi, ve yüksek maliyetli kompresör onarım maliyetlerinden kaçınılması için büyük önem taşımaktadır.

Soğutma sistemlerinde asit oluşumunu, soğutma yağından piyasada mevcut bulunan herhangi bir yağ test kiti ile, veya soğutma gazından Carrier Total Test veya Mainstream QwikCheck Asit Test Kiti ile tespit edebilirsiniz. Soğutma gazından yapılan asit testlerinde: hassas sonuç vermesi, ekonomik olması, ve sistem içerisindeki asit konsantrasyonunun zararlı seviyelere ulaşmadan çok daha önce belirleyebilmesi gibi özelliklerden dolayı Mainstream QwikCheck asit test kiti kullanılması tavsiye edilmektedir. Soğutma sistemlerinde asit oluşumunun engellenmesi, en iyi koruyucu bakım uygulamasıdır. QwikCheck Asit Test Kiti, tüm soğutma gazları ve yağlarına uygundur ve POE ( ester tabanlı ) yağ içeren sistemlerde kullanıldığında, diğer asit test kitleri gibi yanıltıcı sonuçlar vermez. QwikCheck Asit Test kitinin hangi soğutma yağı kullanılırsa kullanılsın hassas ve tam sonuç vermesi, sistemin içerisinde kullanılan yağ türünün bilinmediği durumlarda çok önemlidir. Yağdan test yapan bir çok asit test kiti, ester tabanlı POE yağlarda yanıltıcı sonuçlar vermektedir. POE yağları, amfoterik özellikler taşıdığından ve asit gibi davrandığından dolayı, yağdan test yapan asit test kitleri yağı asit olarak algılamakta ve yanıltıcı sonuçlar vermektedir. Bu yüzden bazı üreticiler mineral yağlar ve POE yağlar için ayrı ayrı test kitleri üretmektedir.

Soğutma sistemlerinde bulunan kompresör motorları yandığı zaman, kompresör yağı içerisinde son derece yüksek seviyede asitleşme meydana gelir. Bu tür sistemlerde, yeni kompresör sisteme monte edilmeden önce, yüksek seviyedeki bu asit sistemden uzaklaştırılmaz ise asit seviyesi zaman içerisinde sürekli yükselerek bir süre sonra yeni kompresörün de yanmasına sebep olur. Asit temizleme işlemleri, genel olarak, sistemdeki asit seviyesinin düşürülmesi için, kompresör yağının ve soğutma gazının değiştirilmesini gerektirir. Ancak, kompresör yağının ve soğutma gazının değiştirilmesi, asitin sistemden tamamiyle uzaklaştırıldığı anlamına gelmemektedir. Asit oluştuktan sonra, soğutma gazı vasıtası ile tüm sistem içerisinde dolaşmış ve sistem içerisinde artık madde olarak kalmıştır. Bu kalıntı asitin, zaman içerisinde, etkisini artırarak soğutma sisteminin ve ekipmanlarının ömrünü kısalttığı yapılan araştırmalar sonucunda görülmüştür. Yapılan testler sonucunda, kompresör yanmasından sonra oluşan sonraki yanmaların frekansının da ( sıklığının ) arttığı belirlenmiştir.

Asit temizleme işlemini tam olarak anlayabilmek için, sistemlerde oluşan asit türleri hakkında bilgi sahibi olmakta fayda vardır. Kullanılan soğutma gazı ve yağına bağlı olarak, bir soğutma sisteminde oluşabilecek iki tip asit vardır; organik asitler ve inorganik asitler. Organik asitler ( oleik asit gibi ), yağda çözünebilen asitlerdir ve gaz haline geçmezler. Bu sebeple, kompresör yağ karterinde, yağ içerisinde çözünmüş halde sıvı olarak kalırlar. İnorganik ( mineral ) asitler ( HCl-Hidroklorik asit v.b. ), yağ içerisinde az çözünürler. Organik asitlerin korosif özelliği çok azdır ve sadece ester tabanlı yağların içerisinde veya çok güçlü oxide edici madde içeren ve yüksek sıcaklıkların söz konusu olduğu sistemlerde bulunabilirler. Bu sebeple organik asitler, günümüzde kullanılan soğutma sistemlerinde, sistem içerisinde yayılmış halde ve zararlı seviyelerde bulunması çok zor olan asit türleridir.

İnorganik ve organik asitlerin tamamı korozif etkiye sahiptir. Bununla birlikte, inorganik asitler, özellikle HCl (Hidroklorik asit), daha yüksek ayrışma katsayısına sahiptir. Bu özelliğinden dolayı, inorganik asitler güçlü ve tepkimeye giren asitlerdir. Organik asitler, ayrışma katsayıları düşük olduğu için, daha yavaş tepkimeye girerler.

Mineral yağlar gözönünde bulundurulduğunda, yüksek seviyedeki sıcaklıklar, mineral yağın tamamen yapısının bozulmasına ve karbon-hidrojen gazlarının açığa çıkmasına neden olur. Açığa çıkan bu gazlar, sadece bir okside edici maddenin ( oksijen veya hava ) varlığı durumunda organik asit haline dönüşebilir. Sentetik yağlar gözönünde bulundurulduğunda ( POE yağlar gibi ), yağın üretim proseslerinden ( esterleme ) kaynaklanan sebeplerle, yağ içerisinde ilk başlangıçta 8 PPM'e kadar organik asit bulunabilir. Bu sebeple, soğutma sistemlerinde oluşan asit probleminin organik asit değil inorganik asit problemi olduğu açıktır.

Bir kompresör yanması esnasında, yüksek sıcaklıklarda soğutma gazının ayrışması yüzünden inorganik asitler oluşur. Bu inorganik asitler, yukarıda da bahsedildiği gibi, yağ içerisinde az çözünme özelliğine sahiptir. Kompresör yanması sonucu oluşan inorganik asitlerin önemli bir bölümü gaz halinde olup, sistem içerisindeki metal yüzeylerle tepkimeye girer veya filtre/drayer tarafından absorbe edilir ( yapılan deneyler sonucunda, sistem içerisinde ki inorganik asit buharının, tepkimeler sonucunda bir kaç saat içinde %85 oranında azaldığı görülmüştür ). Bununla birlikte, yine yapılan deneyler sonucunda, oluşan inorganik asitin bir bölümünün de ( monte edilecek yeni kompresörün yanmasına yetecek miktarda ) kompresör yağı içerisinde mevcut bulunduğu belirlenmiştir.

Yağ içerisinde tutunarak kalan asitin konsantrasyonu, normalde çözünmüş halde bulunabileceği miktardan daha fazladır ( inorganik asitlerin çözünürlüğü düşüktür ). Yağ içindeki bu yüksek asit konsantrasyonu, yağ içinde çözünen, yağ içinde tutunarak kalan (yağın köpükleşmesi ve karışma sebebiyle), sistemde bulunabilecek nem-su içerisinde çözünen, ve yağ içerisindeki katı parçacıklar tarafından absorbe edilen asit miktarlarının bir kombinasyonudur. Bu şekilde oluşan inorganik asitleşmenin, son derece uzun süre yağ içerisinde kaldığı ve kompresör motor sargıları da dahil olmak üzere tüm kompresör parçaları ile temas halinde olduğu görülmüştür.

Motor sargılarına temas eden inorganik asitler, zamanla motor sargı izolasyonunun aşınmasına, ve motor sargısının kısa devre yaparak yanmasına ( kompresör yanması ) neden olmaktadır. Yapılan deneyler sonucunda, 50 PPM asit konsantrasyonunun bir kaç gün içerisinde kompresörün yanmasına yol açtığı da görülmüştür.

Sistemdeki asidik kalıntıları uzaklaştırmanın bir yolu, soğutma gazı ile sistemin bir çok defa temizlenmesidir. Soğutma gazı, yağı çözerek, yağ ve asit konsantrasyonunu düşürür. Bir başka deyişle, asiti seyreltmiş olur. Bununla birlikte, bu tür temizleme işlemleri, oldukça maliyetli ve zaman alıcı işlemlerdir. Ayrıca EPA Standartları gereksinimlerine de aykırıdır.

Kabul edilemez bir başka yaklaşım ise, sistem içerisinde tuz ve su oluşumuna sebep olan, asitin bir bazik solüsyon yardımı ile, nötralize edilmesidir.

Tipik nötralize yaklaşımı, asitin bir baz ( KOH gibi ) ile nötralize edilmesi prensibine dayanır. Bu tür bazlar katıdır ve su içermeyen solvent sıvılar içerisinde çözünmüş halde bulunurlar. Böyle bir tepkimede, asit ve baz, metalik kostik tuz ve su açığa çıkarmak üzere tepkimeye girerler.

Asit nötralize edici kimyasallar bu sebeple, sistem içerisinde tuz ve su açığa çıkarır. Sistem içindeki su filtre/drayerler ile sistemden uzaklaştırılabilirken, tuz bir katı madde olduğu ve buharlaşamadığı için sistem içerisinde kalır ve sistem için daha önemli problemler yaratır. Ayrıca tuzun korozif etkiside yüksektir.

Asitin nötralize yöntemi ile etkisiz hale getirilmesinin yaratacağı bir diğer problem de, asitin nötralize edilebilmesi için uygun miktarda bazın sisteme eklenme zorunluluğudur. Eğer baz miktarı az ise, soğutma gazı hala asidiktir. Eğer fazla miktarda baz var ise, soğutma gazı bu sefer bazik olacaktır. Asidik veya bazik ortamlar, korozyona ve dolayısıyla kompresör yanmalarına sebep olur.

Asit nötralize yönteminin yaratacağı bir diğer problem ise, nötralize edici maddelerin katı olması ve taşıyıcı sıvılar içerisinde çözeltilmek zorunda olmalarıdır. Nötralize edici katı maddeler (baz), buharlaşamaz ve her nekadar taşıyıcı sıvı içerisinde çözünmüş olsada, sistem içerisindeki sirküle hareketleri son derece sınırlıdır.

Bazı asit nötralize kimyasalları üreticileri, nötralize kimyasalının kompresör basma hattına uygulanmasını önermektedirler. Bu şekilde nötralize kimyasalının, sistem içerisinde, kondenser, filtre/drayer, ekspenşın vanası, ve evaporatöre doğru hareket ettirilmesinin, ve yağ karterinde toplanmasının kolaylaşacağını, bu şekilde nötralize kimyasalının tüm sistem içerisinde sirküle edeceğini düşünmektedirler. Ancak bu doğru bir yaklaşım değildir. Ekspenşın vanası, soğutma gazı ile birlikte, nötralize kimyasalı içerisinde bulunan taşıyıcı solvent sıvının da buharlaşmasına neden olur. Taşıyıcı sıvı buharlaştığı zaman, katı madde olan baz ( KOH ) açığa çıkarak, vananın tıkanmasına neden olacaktır.

Asit nötralize kimyasalı, problemsiz bir şekilde ekspenşın vanasından geçmiş olsa bile, taşıyıcı sıvı bu defa evaporatör içerisinde buharlaşacak ve katı madde olan baz ( KOH ), evaporatörde tıkanmalara yol açacaktır.

Her nötralize reaksiyonu sonucunda tuz ve su açığa çıkacaktır. Bu kimyanın temel kurallarından biridir ve değiştirilemez. Bazı üreticiler, nötralize kimyasalı içerisinde baz madde olarak sodyum bi karbonat kullanılmasını önermektedirler. Ancak bu madde de tuz ve bazı durumlarda CO 2 gazı açığa çıkaracaktır ( yoğuşma yapmayan ve istenmeyen bir gaz ). Yine bazı üreticiler, nötralize kimyasalı içerisinde, katı yerine sıvı baz madde kullanımını önermektedirler. Böylece ürünlerinin, sistem içerisinde katı artık madde oluşturmayacağını savunmaktadırlar. Ancak bu seferde, oluşan artık madde sıvı halde olacak ve yine problemlere yol açacaktır.

Son olarak, bu tür asit nötralize teknikleri sadece mineral yağlar veya alkil benzen yağlara uygulanabilir. Bunun sebebi, ester tabanlı POE yağların amfoterik özelliklerinden dolayı, asit içermeleri durumunda baz davranışları göstermesidir.

Oluşan asitin sistemden uzaklaştırılmasına yönelik en uygun ve kabul edilebilir yöntem, asitin sıvı içerisinden ve sistemdeki metal yüzeylerden temizlenmesi ( süpürülmesi ) ve filtre/drayerler tarafından toplanması ve filtre/drayer değişimi ile sistemden uzaklaştırılmasıdır. Bir filtre/drayer asiti absorbe ederek toplar, nötralize etmez. Asitin sistemden tamamen temizlenmesi için sadece filtre/drayerlere güvenmek de aslında doğru bir yaklaşım değildir. Sistemde oluşan asitin önemli bir bölümü sistemdeki metal yüzeylerde ve yağ içerisinde kalacağı için filtre/drayerlere ulaşamayacaktır. Bir başka deyişle, asitin sadece bir kısmı filtre/drayerler tarafından tutulacak ve önemli bir kısmı da sistem içerisinde kalmaya devam edecektir.

Yapılan deneyler sonucunda, kompresör yanması ve yeni kompresörle değiştirilmesi sonrasında yeni monte edilen kompresör yağı içerisinde çok yüksek inorganik asit konsantrasyonları tespit edilmiştir ( 200 PPM den daha fazla ). Teorik olarak bu inorganik asit, yağ içerisinde ve yağ içerisindeki metal parçalar üzerinde ( motor yanması sonucunda oluşan ) absorbe edilerek çözünmeden kalan, ve yağ içerisinde eğer su bulunuyorsa su içerisinde çözünerek kalan asitin bir kombinasyonudur. POE yağlar genel olarak diğer yağ türlerine göre daha fazla nem/su içerirler. Yağın karıştırılması ve sirküle etmesi sonucunda bu asit serbest kalmaz. Bunu göstermek amacıyla, ilk olarak 133 PPM asit konsantrasyon değerine sahip inorganik asit numunesi 32 saat boyunca manyetik karıştırıcı ile sürekli olarak karıştırılmıştır. 32 Saat sonunda asidite değeri %45 azalarak 73 PPM seviyesine inmiştir. Bu önemli bir azalma olarak görülebilir olsada, çalışan bir soğutma sistemi düşünüldüğünde, yağında bu seviyede asit bulunan bir kompresör 33 saatten daha kısa bir süre içerisinde yanacaktır. Bir başka deyişle, yağ kompresör tarafından bu deneyde olduğu gibi sürekli karıştırılıyor olsada, asitin doğal olarak seviyesinin azalmasını beklemek kompresörün yanmasına neden olacaktır.

Bununla birlikte, eğer yağ içerisinde tutunarak kalan asit yağ içerisinden ve metal yüzeylerden kısa süre içerisinde uzaklaştırılabilirse ( ve buharlaşırsa ), sistemde bulunan filtre/drayer asitin tamamını toplayacaktır. QwikShot asit temizleyici, yağ içerisinde ve sistemdeki metal yüzeylerde tutunarak kalan asiti buharlaştırır ve filtre/drayerlere doğru süpürerek temizler. Aynı zamanda kendiside buhar haline geçerek sistem içerisinde tam sirküle eder.

Yukarıda bahsedilen deney bu sefer yağ numunesi içerisine QwikShot eklenerek tekrarlanmıştır. 20 Dakika içerisinde yağ numunesi içerisindeki asitin tamamının ( %100 ) temizlendiği görülmüştür. Soğutma sistemlerindeki standart filtre/drayerler temizlenen ( süpürülen ) asiti ve aynı zamanda QwikShot kimyasalını da tutacaktır.

İdeal koşullarda, QwikShot kompresör yağ karterine katılmalı, böylece kompresör yağı ile tam olarak karışması sağlanmalıdır. QwikShot yağ konsantrasyonu %1 den daha düşük olduğu için kompresör yağının özelliklerini etkilemeyecektir. QwikShot yağ ile karışırken, yağ içerisinde metal yüzeylerde bulunan asiti çözecektir. Çözünen asit ve QwikShot daha sonra buharlaşarak yağı terkeder ve sistem içerisinde sirküle ederek filtre/drayerlere ulaştığında absorbe edilir. Elde edilen net sonuç, sistemde bulunan tüm asitin temizlenmesi, asitin ve QwikShot'ın filtre/drayerlerde tutularak sistemde herhangi bir artık madde oluşmamasıdır.

QwikShot Asit Temizleyicisinin dozaj miktarları, filtre/drayerlerin kapasitelerini aşmamak üzere formüle edilmiştir. Dozaj miktarları, filtre/drayerlerin yaklaşık yarı kapasitesini kullanır, ve geri kalan kapasite ileride yapılacak su ve asit temizlik işlemlerine ayrılmış olur.

QwikShot kullanılarak yapılan asit temizleme işlemlerinde, sistemde bulunan tüm asitin temizlendiğini ve sistemde herhangi bir atık madde ( nötralize ürünlerinde olduğu gibi ) oluşmadığını göstermek için çeşitli deneyler yapılmıştır. Yapılan ilk deneyde, R-22 li bir sistemin asit içeren yağına QwikShot eklenmiştir. Deneyler sistemde filtre/drayer varken ve filtre/drayersiz tekrarlanmıştır. Bu noktada tekrar hatırlamak gerekirse, QwikShot'ın performansı tamamiyle sistemlerde filtre/drayer olmasına bağlıdır. Yapılan deneylerin sonuçları Şekil-1 den Şekil-3'e kadar grafiklerde özetlenmiştir.

QwikShot'ın R-22 li sistemde kullanımını gösteren Şekil-1 incelendiğinde, kompresör yağından asiti serbest bırakırken buharlaştığı açıkça görülmektedir. Ancak, sistemde filtre/drayer yok ise, QwikShot sistem içerisinde sürekli kalacak ve bir süre sonra dengeye ulaşarak artık daha fazla asiti serbest bırakamayacaktır. Bu durum aynı zamanda kompresör yağında bulunan QwikShot konsantrasyonunu gösteren Şekil-2 de de desteklenmektedir. Filtre/drayer kullanılması durumunda, QwikShot kimyasalının %60'ından fazlası 6 dakikadan daha az süre içerisinde ( 0.1 Saat ) filtre/drayerler vasıtası ile sistemden uzaklaştırıldığı görülmektedir.

Bununla birlikte, soğutma sistemlerinde önemli olan nokta QwikShot kimyasalının değil asitin sistemden uzaklaştırılmasıdır. Şekil-3 incelendiğinde, filtre/drayer kullanılması durumunda, sistemdeki asitin %7'sinin 6 dakikadan daha az sürede ( 0.1 Saat ), %18'inin ise 1.5 saat sonra, filtre/drayerler tarafından tutulduğu ve sistemden temizlendiği görülmektedir. Şekilde-3 de görülememesine rağmen, 12-16 saat arası bir sürede sistemden tüm asit temizlenmiş duruma gelmektedir. Bununla birlikte, filtre/drayer olmadığı durumda asit temizleme işleminin çok yavaş ilerlemekte olduğu da görülmektedir. Sisteme QwikShot ilave edildiğinde filtre/drayerlerin değiştirilmesi gerekmektedir. Şekil-3 de gösterildiği gibi, filtre/drayer değişmez ise asit temizleme işlemi 3 kat daha yavaşlar ve tam asit temizliği sağlanamayabilir.

Yukarıda anlatılan deneyler bir R-134a sistemi için tekrarlanmıştır. Deneylerden elde edilen veriler Şekil-4-6 arasında özetlenmiştir. Sonuçlar R-22 li sistemde yapılan deney sonuçlarına yakın olmakla birlikte, QwikShot'ın 1.5 Saat içerisinde daha fazla miktarda asiti temizlediği görülmüştür.

Sonuç olarak, asit temizleme işlemlerinde, patentli QwikShot Asit Temizleyicisi yaklaşımının kullanılmasının avantajı, asit nötralize reaksiyonları kullanılmadığı için sistem içerisinde kostik korozif tuz kalıntılarının ve diğer atık maddelerin oluşmamasıdır. Bu yaratıcı teknoloji, piyasada sadece Mainstream Engineering firması tarafından üretilen QwikShot™ da bulunmaktadır. Bununla birlikte, tekrar hatırlamak gerekirse, QwikShot kullanıldığı zaman sistemdeki filtre/drayerler sadece asiti değil aynı zamanda QwikShot'ı da tutacak ve sistem içerisinde QwikShot da dahil olmak üzere hiçbir atık madde kalmadan asit temizliği yapılacaktır.

QwikShot® Kullanım Talimatı

QwikShot® HVAC/R Sistemlerinde Asit Oluşumu - Makale

QwikShot® Ana Sayfa

Mainstream Eng. Corp. Türkiye Yetkili Temsilcisi