SOĞUTMA TEKNİĞİ ve ÖRNEK UYGULAMA ÇALIŞMALARI
SOĞUTMA VE KLİMA TEKNİĞİNDE ISI DEĞERLENDİRME BİRİMLERİ
ÖZET;
Böyle bir karmaşayı önlemek amacı ile bu çalışmada; ton, Btu, kcal ve W gibi ısı değerlendirilmesine esas ölçü birimlerinin tanıtılması ile, bu ölçü birimlerinin birbirlerine göre farklılık değerleri,açıklanmaya çalışılacaktır.
GİRİŞ;
Ancak, Ülkemizin de bulunduğu 1960 yılında yapılan “Conference Generale des Poids Et Measure” (CGMP) toplantısında alınan 12 sayılı kararla (İnternational Systems of Units) Uluslar arası Birimler Sistemi,Ölçüler ve Birimler Pratik Sistemi (Sİ-Ölçü Sistemi) olarak kabul edilmiştir.
Sİ
– ÖLÇÜ SİSTEMİ ve SOĞUTMA TEKNİĞİNDEKİ YERİ; 1 J/s = 1 W 1 kW = 1000 W = 1000 J/s bağıntısı ve bağlantısının bulunduğu esas alınır.
Ancak bilhassa soğutma ve klima sisteminde doğrudan doğruya 10 kW = 10000 W’lık bir sistemi konu etmek bir kavram karmaşasına neden olur. Çünkü 10 kW = 10000 W’lık bir soğutma sistemi konu edilince, sistemin soğutma kapasitesinin mi, yoksa sistemin tahrik motorunun gücünün mi, 10 kW = 10000 W olup, olmadığı sorusu akla gelir.
Sİ-Ölçü Sisteminde bu kavram karmaşasını önlemek için soğutma sistemlerinde örneğin 10000 W soğutma kapasiteli ve gene örneğin 4000 W kompresör tahrik motorlu bir soğutma sistemi konu edilmelidir.
Soğutma sistemlerinde kompresör tahrik motorunun gücünün, yani; sıkıştırma ısısının, sistemin soğutma kapasitesinden soğutma performansı oranında küçük olacağı daima hatırlanmalıdır.
Öte yandan Sİ-Ölçü Sisteminde enerji birimi olarak Joule (J) kullanılmakta olup;
1 J = 1 Nxm = 1 Wxs’dir. Buna göre: 1 kWh = 3600x1000 J = 3600 kJ olur.
Ancak 1 kWh = 860 kcal olduğundan; 3600 kJ = 860 kcal 1 kcal = 4,186 kJ , olur.Ayrıca, 1 kcal = 3,968 Btu, olduğundan; 3,968 Btu = 4,186 kJ 1 Btu = 1,055 kJ, olur. Diğer taraftan; 1 kWh = 860 kcal olduğuna göre;
860 kcal/h = 1 kW = 1000 W, olacağından; 1 kcal/h = 1,163 W = 1,163 J/s, olur. Ayrıca;
Isı Akımı: 1 kcal/m²h = 1,163 W/m² = 1,163 J/ s.m² 1 W/m² = 1 J/s.m² = 0,860 kcal/m²h
Isı Geçirgenliği: 1 kcal/mh°C = 1,163 W/m°C = 1,163 J/s.m.°C 1 W/m°C = 1 J/s.m°C = 0,860 kcal/m.h°C
değerlerinin de mevcut olduğu görülmektedir.
TON SOĞUTMA (Eski Bir Soğutma Birimi):
Mekanik soğutma sistemlerinin gelişmesi ile doğal buzun soğutma vasıtası olarak kullanılması ortadan kalkmış, ancak bu defa mekanik soğutma sistemlerinin soğutma kapasitesinin eriyen buzun yaptığı soğutmaya göre değerlendirilmesi devam ede gelmiştir.
Eski İngiliz Birim Sisteminde 1 ton ağırlık 2000 lb’dir. +32°F’ta 1 lb. buz eridiğinde; Çevreden 144 Btu ısı emer. Buna göre: 1 ton soğutma = 2000 lb x 144 Btu/lb = 288000 Btu’dur. Bu durumda 1 ton buz 24 saatte (1 günde) erirse çevreden: 288000 Btu/24h = 12000 Btu/h = 200 Btu/min, ısı emer. Bu sonuca göre; 12000 Btu/h = 200 Btu/min = 1 ton soğutma kapasitesi olarak tarif edilir.
Soğutma kapasitesi değerlendirme ölçü birimi olarak ton soğutma İngiliz Ölçü Sisteminde yerini almış olmasına rağmen aynı tarifi Metrik Sistem için de yapmak gerekirse; 2000 lb/24 h 1 ton soğutma = ------------------x80 kcal/kg = 3024 kcal/h , olur.Sİ-Ölçü Sisteminde: 2,20462 lb/kg 1 kcal = 1,163 W olduğuna göre; 1 ton soğutma = 3024 kcal/h x 1,163 W/ kcal/h = 3417 W değerinde olur.
HATIRLATMA;
1 kcal/kg°C = 4187 J7kg°C = 4,187 kJ/kg°C , ve 1 kJ/kg°C = 0,239 kcal/kg°C , olmaktadır.
Nemli havanın değişik durumlarının hesabında metrik sistemde kuru havanın özgül ısısı 0,2369 kcal/kg°C , su buharının özgül ısısı 0,46 kcal/kg°C , suyun özgül ısısı 1 kcal/kg°C , suyun buharlaşma ısısı ise atmosfer basıncı altında 538 kcal/kg’ dır.
Oysa Sİ- Ölçü Sisteminde: Ckh = 1,00 kJ/kg°C Cb = 1,86 kJ/kg°C Csu = 4,189 kJ/kg°C r su = 2256,9 kJ/kg , değerlerindedir.
Görüleceği üzere Metrik Ölçü Sisteminden Sİ-Ölçü Sistemine dönüşüm biraz karmaşık olup,ancak uygulamaya alınması ve alışılması imkan dahilindedir ve olağan kabul edilmelidir.
SOĞUTMA ve KLİMA TEKNİĞİNDE BASINÇ DEĞERLENDİRME BİRİMLERİ
ÖZET:
Ayrıca SI-Ölçü Sisteminde, bilhassa basınç değerlendirme birimleri, soğutma ve klima tekniği ile buhar tekniklerinde,özellik arz etmektedir. Bu çalışmada soğutma ve klima tekniği ile buhar tekniklerinde genellikle kullanılan basınç değerlendirme birimleri konusunda pratik ve uygulamaya esas bilgiler verilmeye çalışılacaktır.
GİRİŞ: SI-Ölçü Sistemi, toplam bu yedi ayrı türde ölçüme esas temel birim sistemine dayalı uluslar arası bir ölçü sistemidir.
1960 yılında yapılan “Conferance Generale des Poids et Mesures”(CGMP) toplantısında alınan 12 sayılı kararla (İnternational System of Unit) uluslar arası birimler sistemi,ölçüler ve birimler pratik sistemi olarak kabul edilmiştir.
SI-Ölçü Sisteminde birimler,yukarda konu edilen yedi ayrı türdeki temel birimler esas olmak üzere,bu temel birimlere bağlı türetilmiş birimler ve tamamlayıcı birimler olmak kaydı ile üç ayrı sınıf altında tarif edilmektedir.
SI-Ölçü Sistemini,1960 yılında yapılan (CGMP) toplantısında alınan 12 Sayılı Karar’a imza koyarak, Ülkemiz de kabul etmiş bulunmaktadır.
Ancak aradan tam 48 yılı bulan ve aşmakta olan bir zaman geçmesine rağmen,SI-Ölçü Sistemi Ülkemizde yüzde yüz oranında kullanılır duruma gelmemiş olup,metrik sistem (metre,kilogram,saniye) ölçü sistemi kısmen de olsa alışkanlık halinde kullanılmaya devam olunmaktadır.
İleri imalat teknolojileri ve bilim üretiminde ölçme ve ölçümleme ile,hassas ve doğru ölçme ve ölçümleme esastır ve esas olmalıdır.
SI-ÖLÇÜ
SİSTEMİNDE BASINÇ DEĞERLEDİRME BİRİMLERİ:
Örneğin herhangi bir soğutma devresinde soğutma olayının gerçekleşmesi için dolaştırılması gereken soğutucu akışkanın devre içinde sıcaklığa bağlı olarak belirli bir basıncı vardır.Bu basınç;soğutma devresinin kondanseri tarafında sıcaklık daha yüksek olacağından,daha yüksek,soğutucu ünitesi tarafında sıcaklık daha düşük olacağından,daha düşüktür.
Bu esasa göre,soğutma devresi;alçak basınç tarafı ve yüksek basınç tarafı olmak üzere farklı iki ayrı basınç ortamı ile değerlendirilebilir.Soğutma devresindeki soğutucu akışkanın basıncı,soğutucu akışkanın türü ile,buharlaşma ve yoğuşma koşullarına göre değişir.
Basınç aslında bir yüzeye tesir eden bir kuvvet’tir.Ancak,genel anlamda kuvvet bir cisme itme veya çekme,burulma veya burkulma (flambaj) tesiri gösterir, ya da bir cisme değişik türlerde hareket verir.Bu açıklamaya göre basınç, kuvvetin özel bir durumu olmaktadır.
SI- Ölçü Sisteminde kütle,kilogram (kg.) temel ölçü birimi ile ölçülmekte olup,bir terazi (kantar) ile ölçülen veya tartılan değere eşittir. Uzunluk ise metre (m.) temel ölçü birimi ve zaman ise saniye (s) temel ölçü birimi ile ölçülür ve değerlendirilir.
SI-Ölçü Sisteminde türetilmiş birimlere göre kuvvet, Newton (N)(kgxm/s2) ile ölçülmekte olup,1 kg. kütleye 1 m/s2 ivme veren bir kuvvet’tir.
Ağırlık,cismin atmosfere düşmesi halinde yer çekimi ivmesine (9,81 m/s2) eşit bir ivme veren kuvvettir.Bu tarife göre ağırlık kuvvet ile eş anlamlıdır.
Ancak,cismin atmosferde veya yer yüzünde statik (durağan) haline göre ise ağırlık bu defa kütle ile eş anlamlıdır.
Genel kütle ve kuvvet kanununa göre:
Kuvvet = Kütle x İvme 1 Newton = 1 kg.x 1 m/s2 1 Newton = 1 kg.m/s2 1 dyn = 1 g.x 1 cm/s2 1 dyn = 1 g.cm/s2 1 g. = 10-3 kg. 1 cm = 10-2 m. 1 dyn = 10-3 kg x 10-2 m/s2 1 dyn = 10-5 kg x m/s2 1 dyn = 10-5 N 1 N = 105 dyn
Metrik ölçü sisteminde yer çekimi ivmesi 9,81 m/s2 değerinde olup,bu durumda kütle ve kuvvet kanununa göre;kilogram kuvvet (kp):
1 kp = 1 kg.x 9,81 m/s2 1 kp = 9,81 kg.x m/s2 1 kp = 9,81 N (1 kg.kuvvet) Alan....1 m2 = 104 cm2 1 kp/cm2 = 9,81 x 104 N/m2 1 kp/cm2 ≈ 105 N/m2
Öte yandan, içinde gaz veya sıvı akışkan ihtiva eden basınçlı kaplarda kuvvet ile eş anlamlı basınç değeri yer alır.Sİ – Ölçü Sisteminde dyn veya Newton türetilmiş ölçü birimi ile değerlendirilmesine karşılık basınç Paskal (Pa)(N/m2) = kg./ms2 türetilmiş ölçü birimi ile ölçülür ve değerlendirilir.Buna göre:
105 N/m2 = 1 Bar 1 Bar = 100000 Pa 1 atm = 760 mmHg = 10336 mmSS = 1,0336 kg/cm2 1 Bar = 750 mmHg = 10200 mmSS = 750 torr 1 atm = 1,01333 Bar 1 atm = 101333 Pa = 101,333 kPa = 0,101333 MPa 1 Bar = 100000 Pa = 100 kPa = 0,1 MPa
MUTLAK
BASINÇ (ALT BASINÇ);
1 atm = 1.0336 kg/cm2 = 1.0133 Bar = 101333 Pascal olarak ve hatırlatılmak üzere tekraren verilmiştir.
MANOMETRİK
BASINÇ (ÜST BASINÇ); Mutlak Basınç = Manometrik Basınç + 1 atmManometrik Basınç = Mutlak Basınç – 1 atmBu açıklamaların ışığı altında Kuvvet ve Basınç Ölçü Birimleri arasındaki sayısal değerler,aşağıda ayrı birer çizelge halinde verilmiştir.Bu çizelgelerdeki sayısal değerler,kuvvet ve basınç ile ilgili değişik ölçü birimlerinin değerlendirilmesinde okuyucuya kolaylık sağlayacaktır.
SOĞUTMA SİSTEMLERİNDE SOĞUTUCU AKIŞKAN ŞARJI ve DEŞARJI Soğutma sistemlerinde soğutucu akışkan şarjı ve deşarjı hem sistem verimliliği hem de ekonomik anlamda çok önemli bir konudur. Soğutucu akışkanların atmosfere deşarjı çevre yönünden zararlıdır ve ekonomik değer kaybına neden olur. Soğutucu akışkanlar soğutma sistemlerinden kontrol altında deşarj edilmeli ve yeniden kullanılmak üzere ıslah edilmelidirler. Soğutma devrelerinin mümkün olduğunca daha az miktarda soğutucu akışkanla soğutma görevlerini yapabilecek ölçü ve boyutlarda dizaynı ile tesis ve teçhiz edilmesi de önemlidir. Bu çalışmada soğutucu akışkan şarjı ve deşarjı detaylı bir şekilde açıklanmıştır.
GİRİŞ; BASİT SOĞUTMA DEVRESİ;
1.Soğutucu Ünite;
2.Emme Hattı;
3.Kompresör;
4.Basma Hattı;
5.Kondanser;
6.Sıvı Tankı;
7.Sıvı Hattı;
8.Genleşme Valfi;
Şekil-1. Tek Kademeli Soğutma
Devresi Tek kademeli soğutma devresine ait Şekil-1.’de verilen şemanın tetkikinden de anlaşılacağı üzere soğutucu ünitede soğutulması istenen mekan havasından emilen Qo ısı miktarı ile kompresörün tüketim gücünün eşdeğeri Qm ısı miktarı soğutma devresinde sirküle eden soğutucu akışkan tarafından absorbe edilmekte ve Qk = Qo + Qm toplam ısı miktarı ise kondanserde çevreye atılmaktadır.
Soğutma devresinde sirküle eden soğutucu akışkan, soğutulması istenen mekan havasından soğutucu ünitede aldığı ısı sonucu düşük basınç ve sıcaklık altında buharlaşarak, kompresörde ise bir miktar daha tahrik enerjisi ısısı alarak yüksek basınç ve sıcaklık altında kızgın buhar durumuna gelip, kondanserde ise mevcut ısısını çevreye atmak sureti ile, yoğuşarak soğutma görevini yapmaktadır.
Bu açıklamalardan sonra, soğutma olayını termodinamik yönden aşağıda Şekil-2.’de verilen LnP-h (basınç-entalpi) diyagramından daha basit ve kolay bir şekilde izleyebiliriz.
Tek kademeli soğutma devresi çevrimi olarak Şekil-2.’de verilen bu LnP-h diyagramı üzerinde;
CD eğrisi kompresörde sıkıştırma, DA doğrusu kondanserde yoğuşturma, AB doğrusu genleşme valfinde genleşme (termodinamik kısma) BC doğrusu soğutucu ünitede buharlaşma,
Olaylarını açıklamaktadır.
Soğutma devresinde 1 kg. soğutucu akışkan sirkülasyonunu esas aldığımızda;
qo = hc – ha soğutma miktarı, W qm = hd – hc kompresör tüketim enerjisi, W
Şekil-2.Tek Kademeli Soğutma Çevrimi (LnP-h Diyagramı)
qk = hd – ha kondanser yoğuşturma kapasitesi, W olarak görülmektedir.
Ayrıca açıklamak gerekirse teorik esaslar altında herhangi bir soğutma devresinde;
qk = qo + qm veya Qk = Qo + Qm
Bağıntılarının da mevcudiyetini göz önüne almalı ve hatırlamalıyız.
Soğutucu akışkanlar çok çeşitli olmakla beraber son yıllara kadar ülkemizde;
R – 11, Trikloroflorometan..........CCl3F R – 12, Diklorodiflorometan........CCl2F2 R – 13, Klorotriflorometan..........CClF3 R – 22, Kloroflorometan..............CHClF2 R – 502, (R-22/R-115)(48,8/51,2)..............Azeotrop karışım R – 717 Amonyak, NH3
Hatırlatma; R – 115, Kloropentalfloroetan.....CCl2CF3
Soğutucu akışkan olarak genellikle kullanılma ortamı bulmuştur. Bu soğutucu akışkanlardan amonyak, atmosfer havasında sıfır ömürlü olup, atmosfer havası yönünden (!) çevre dostu bir soğutucu akışkandır. Diğer soğutucu akışkanlar, yani; bünyelerinde klor bulunan soğutucu akışkanlar, klor mevcudiyetine göre atmosferde uzun ömürlü soğutucu akışkanlar olup, yer yüzünden yaklaşık 20 km. ile 40 km. yüksekliklerde (stratosferde) mevcut ozon tabakasında veya ozonosferde bozulmalara ve adeta delinme mahiyetinde yoğunluk kaybına yol açmaktadır. Atmosfer ekvatorda 8 km., kutuplarda ise 12 km. yükseklikte olup, dolayısı ile yoğunluk olarak daha hafif atmosfere sahip kutuplarda ozonosferde bozulmalar öncelikli olarak ortaya çıkmaktadır. Ozon bir gaz olarak O3 ifadesi ile sembolize edilmekte olup, yer yüzünden 20 km. ile 40 km. yüksekliklerde:
O + O2 → O3
ifadesi ile açıklandığı gibi oluşmakta, bir ozon tabakası veya ozonosfer olarak, yaşam için çok zararlı güneş ışınları arasında yer alan morötesi radyasyonunu yutarak yer yüzünü bir koruma altına almaktadır.
Bünyesinde klor (Cl) bulunan atmosferde uzun ömürlü soğutucu akışkanlar zamanla bileşenlerinden ayrışarak yeryüzünden ve atmosferden yukarıya doğru yükselir. Ancak bileşenler ozon tabakasına kadar yükseldiğinde:
Cl + O3 → ClO + O2
ifadesinden de görüleceği üzere zayıf klor oksit molokülü ile oksijen molokülünü oluşturur. Böyle bir olayın devamlılığı zamanla ozonosferde bozuşmalara ve adeta delinmelere yol açar.
İşte bu nedenledir ki, 1985 yılında ilk olarak Güney Kutbu üzerinde OZONOSFER’de bozuşma ve zayıflamanın saptanması ile, müteakip saptamalara da dayanılarak 1987 yılında Montreal Protokolü ile bünyesinde klor bulunan soğutucu akışkanların tüketimlerinin sınırlandırılmasına karar verilmiş, ancak 1995 yılında Avrupa Birliği Ülkelerince bu tür soğutucu akışkanların tüketimlerinin yasaklanmasına karar verilmiş, 1996 yılında gelişmiş ülkelerce kişi başına 0,3 kg/yıl miktarını geçmemek kaydı ile bu tür soğutucu akışkanların tüketimlerinin sınırlandırılmasına karar verilmiştir.
Bugün için başta Avrupa Birliği Ülkeleri ile, gelişmiş endüstriyel ülkelerde R-11 ve R-12 üretimi ve tüketimi yapılmamaktadır. Ancak ozon şemsiyesine (ozonosfer) daha az zarar verdiği gerekçesi ile R-22’nin soğutucu akışkan olarak bir süre daha kullanılacağı görülmektedir,
ALTERNATİF
SOĞUTUCU AKIŞKANLAR; R – 11 yerine, henüz alternatifi yok. R – 12 yerine, R – 134a CH2FCF3 , Tetrafloroetan “ “ R – 600a CH(CH3)3 , İzobutan R – 13 yerine, R – 170 CH3CH3, Etan R – 22 yerine, R – 404A (R-143a/R-125/R-134a)(44/52/4) R – 502 yerine, R – 407C (R-32/R-125/R-134a)(23/25/52) “ “ R – 290 CH3CH2CH3, Propan
alternatif soğutucu akışkan olarak kullanılmaktadır.
Hatırlatma; R – 143a , Trifloroetan , CH3CF3 R – 125 , Pentafloroetan, CHF2CF3 R – 32 , Diflorometan , CH2F2
Bu alternatif soğutucu akışkanlardan R-134a ve R-404A ile R-407C bugün için ülkemizde genellikle kullanılmaktadır. R-134a buzdolaplarında, klima cihazlarında ve soğuk (taze) muhafaza soğuk depolarında, R-404A ile R-407C ise derin dondurucularda ve donmuş nakil araçları ile donmuş muhafaza depolarında uygulama alanı bulmaktadır.Bugün için alternatifine ihtiyaç olmayan R-717 (amonyak,NH3) soğutucu akışkan olarak büyük boyutlu ticari tür soğuk ve donmuş depolarla buz fabrikalarında uygulama alanı bulmaktadır.
SOĞUTMA
SİSTEMLERİNDE SOĞUTUCU AKIŞKAN ŞARJI; Soğutucu
Akışkan Tüpleri;
Yüksek sıcaklık ve basınç altında bu güvenlik tapası eriyerek veya açılarak patlama veya infilak tehlikesini önler.
Soğutucu akışkan tüplerinin muhafaza edilmesinde veya taşınmasında genel olarak aşağıda belirtilen hususlara dikkat edilmelidir.
1-Herhangi bir nedenle tüpleri düşürmeyiniz veya birbirine çarpmayınız 2-Taşıma veya stoklama işleminde tüp valflerinin tam kapalı olmasına dikkat ediniz. Mevcut olması halinde valf muhafaza kapaklarını da yerlerine takınız. 3-Soğutucu akışkan tüplerinde doluluk oranının azami yüzde seksen olmasına veya yüzde yirmi oranında boşluk bulundurulmasına dikkat ediniz. 4-Tüpleri soğutucu akışkan muhafazasından başka bir amaçla kullanmayınız. 5-Güvenlik tapa veya sistemlerini bilinçsiz kurcalamayınız. 6-Herhangi bir soğutucu akışkan tüpü kısmen de olsa + 500C sıcaklığın üstünde bir sıcaklığa maruz bırakılmamalıdır.
Tüp’ten
Tüp’e Soğutucu Akışkan Nakli; soğutucu akışkan nakletmek amacı ile tertip edilebilecek basit bir sistem aşağıda Şekil-3.’de şema halinde verilmiştir.
Bu şekilde verilen şema üzerinden de izleneceği üzere, bir büyük tüpten bir küçük tüpe soğutucu akışkan nakletmek için; önce büyük tüp uygun bir yere baş aşağı durumda bağlanır ve sonra küçük tüp uygun bir platformlu kantar üzerine oturtulur. Gerekli irtibat boruları veya hortumları bağlanır. Bundan sonra da B, D ve C valfleri açılarak vakum pompası çalıştırılır.
Elde edilebilir azami vakuma erişilince C ve B valfleri kapanır ve E valfi açılır.Bu durumda B valfi kontrol altında açılıp kapatılarak küçük tüpe soğutucu akışkan nakli sağlanır. Küçük tüpe azami yüzde seksen dolulukla soğutucu akışkan doldurulduğunda B ve D valfleri ile E valfi kapatılır ve böylece küçük tüp kantar platformundan alınarak kullanıma arz edilir.
Şekil-3. Büyük Tüpten Küçük Tüpe Soğutucu Akışkan Nakli
Ev
Buzdolaplarında Hava Tahliyesi ve Soğutucu Akışkan Şarjı;
Bu nedenle bu gibi durumlarda öncelikle soğutma sisteminde mevcut kaçak yeri tespit edilerek giderilir ve arıza ile ilgili gerekli bakım, onarım ve revizyon yapılarak soğutma sistemi çalıştırılabilir duruma getirilir.
Gerek yeni imalatı tamamlanmış ve gerekse kaçak veya arıza nedeni ile bakım, onarım ve revizyonu tamamlanmış bir ev buzdolabına soğutucu akışkan vermeden önce soğutma sisteminin mevcut havasının tahliyesi gerekir. Havasının tahliyesinden sonra da soğutma sistemine soğutucu akışkan şarj edilir.
Bu amaçla değişik usuller uygulanmakla beraber genellikle basit hali ile Şekil-4.’de verilen sistem ve yöntem uygulanır.
Şekil-4.Ev Buzdolaplarında Hava Tahliyesi ve Soğutucu Akışkan Şarjı
Böyle bir sistem ve yöntemde A bir ev buzdolabının ekovatıdır. Ev buzdolapları için ekovat küçük bir kompresörü ve monofaze elektrik motoru ile birlikte tam kapalı bir sistem veya hermetik bir sistemdir. Bu sistemde mevcut ekovat üzerinde soğutucudan (buzluktan) emme için bir giriş, kondansere basmak için ise bir çıkış hattı bulunur.Ayrıca soğutma sisteminin havasını tahliye etmek ve soğutma sistemine soğutucu akışkan şarj etmek için de D gibi bir giriş ya da çıkış hattı da bulunur. Buzdolabı normal çalışır durumda iken D çıkış ya da giriş hattının ucu bir özel pens ile sıkıldıktan hemen sonra gümüş kaynağı ile tam kapatılmış, yani, sızdırmaz durumdadır. Buzdolabı soğutma sisteminin havasının tahliyesi ve soğutma sistemine soğutucu akışkan verilmesi istendiğinde bu D giriş ya da çıkış ucu, özel pens ile sıkılıp ezilen yerin hemen yanından (ekovat tarafından) kesilerek, eğer uygun uzunlukta ise gerekli rakor ve ünyon sistemi belirli bir havşalama sistemi ile, teçhiz edilir. D giriş ya da çıkış ucunun uygun uzunlukta kalmaması durumunda ise, bu uç gümüş kaynaklı yerinden ekovat borucuğundan sökülerek uygun uzunlukta bir uç ile değiştirilir ve ekovat borucuğuna gümüş kaynak yöntemi ile irtibatlandırılır. Müteakiben de yukarda konu edildiği gibi belirli bir havşalama yöntemi ile, gerekli ve uygun ünyon ve rakor sistemi ile teçhiz edilir
Ev buzdolabı bu şekilde ekovatının D ucundan hava tahliyesine ve soğutucu akışkan şarjına hazır duruma getirildikten sonra, bir C (T) bağlantı sistemi ele alınır. Ele alınan bu C (T) bağlantı sistemi, uygun ve özel fleksible hortumlarla bir ucundan ev buzdolabı ekovatının D ünyon ve rakor bağlantılı özel ucuna, diğer ucundan vakum amacı ile kullanılacak B ekovatının emme tarafındaki G vanasına, irtibatlandırılır. Diğer üçüncü ucu ise, E (T) bağlantılı K manometre sisteminin bir ucuna bağlanır. E (T) bağlantılı K manometre sisteminin diğer bir ucu ise F soğutucu akışkan tüpünün J vanasına bağlanır. Böylece, ev buzdolabımız hava tahliyesine ve soğutucu akışkan şarjına hazır duruma getirilmiştir.
Aslında soğutma sistemlerinde hava tahliyesi için özellikle vakum pompaları kullanılır. Ancak ev buzdolapları ve benzeri küçük soğutma sistemlerinde kullanılmış, çalışır ve etkin bir ev buzdolabı ekovatı da vakum pompası yerine kullanılabilir. Bu durumda ekovatın yağsız kalıp, sıkışma yapmaması ve motorunu yakmaması için belirli aralıklarla yağlama yağı takviyesi, daima göz önüne alınmalıdır.
Ev buzdolaplarında soğutucu akışkan olarak bugün için genellikle R-134a,dipfrizlerde ise R-404A vb. soğutucu akışkanlar kullanılır. Bu tür soğutucu akışkanlı soğutma sistemlerinde tesis ve teçhizat malzemesi olarak genellikle bakır ve bakır alaşımı malzeme ile krom nikelli çelik malzeme kullanılır. Bakır ve bakır alaşımı malzeme ile bakır borulama gümüş kaynak veya rakorlu birleştirme işlemine son derecede uygun ve müsaittir.
Bu açıklamalardan sonra Şekil-4.’de verilen şema üzerinden bir ev buzdolabında soğutma sisteminin havasının tahliyesi nasıl yapılır, inceleyelim. Bu amaçla öncelikle F soğutucu akışkan tüpünün J vanasının tam kapalı olmasına dikkat edilmelidir. Daha sonra vakum pompası olarak kullanılan B ekovatının G emme ve H basma valfleri açılır ve bu B ekovatı çalıştırılır. Bu durumda buz dolabının soğutma sisteminden ve bağlantı sisteminden hava tahliyesi başlamıştır. Hava tahliyesi bir vakum olayı olarak K manometresinden okunur. Aynı manometre soğutucu akışkan verme sırasında soğutma sistemine şarj olan soğutucu akışkanın emme basıncının durumunu da okumakta kullanılır. Bazı hallerde K manometresi yerine, biri emme tarafının vakumunu veya basıncını ölçmek, diğeri de basma tarafının basıncını ölçmek üzere yan yana ve ayrı olarak bağlanmış iki farklı manometre sistemi de düşünülebilir. Vakum pompası olarak kullanılan B ekovatının yapabileceği azami vakum değerine inildikten sonra G valfi kapatılarak B ekovatı stop ettirilir. Daha sonra da F soğutucu akışkan tüpünün J valfi açılarak soğutma sistemine soğutucu akışkan şarj edilmeye başlanır. Ayrıca F soğutucu akışkan tüpü hassas bir terazi platformuna oturtularak şarj olunan soğutucu akışkanın miktarı izlenebilir. Buzdolabı soğutma sisteminin, yani; A ekovatının çalışır durumda olması soğutucu akışkan verilmesi olayını çabuklaştırır. Soğutma sistemine yeter miktarda soğutucu akışkan verilince F soğutucu akışkan tüpünün J valfi kapatılır ve A ekovatı stop ettirilir veya kontrollu olarak çalıştırılması sürdürülür. Daha sonra A ekovatının D çıkış ya da giriş ucu ünyon ve rakor sistemli bağlantı sistemine en yakın yerinden özel bir pense veya özel ezici bir kıskaçla ezilir ve ezilen yerin hemen ucundan kesilir. Kesilen yer ise hemen hiç beklenilmeksizin gümüş kaynağı ile tam ve sızdırmaz bir biçimde kaynatılarak kapatılır. Böylece bir ev buzdolabının soğutma sistemine soğutucu akışkan verilmesi işlemi tamamlanmış ve soğutma sistemi soğutma işlemine hazır duruma gelmiş olmaktadır. Ayrıca, gümüş kaynağı yerine ünyon ve rakor bağlantı sisteminin ünyon ucuna bir kör rakor bağlanarak yada ünyon sökülerek yerinde kalan rakora bir kör tapa bağlanarak da bir ev buzdolabının soğutma sisteminin dışa karşı tam kapalılığı sağlanabilir. Gümüş kaynağı veya kör rakor ya da kör tapa ile soğutma devresini dışa karşı kapama işleminde A ekovatının çalışır durumda olması, işlem sırasında olası soğutucu akışkan kaçağının oldukça sınırlı seviyede kalmasını sonuçlandırır.
Ancak ve hele hele, bazı soğutucu akışkan türlerinin ozonosferde bozuşmalara ve zayıflamalara yol açtığı bilindiği halde ve ayrıca alternatif soğutucu akışkanların hidrokarbon molekülleri ihtiva ettiklerinde yanıcı oldukları da bilindiği halde, hiç tavsiye edilmemekle beraber ülkemizde, olanak olmaması, yani; hava tahliyesi için gerekli vakum pompası ya da vakum ekovatı olmaması gerekçe kabul edilerek bir ev buzdolabının ve hatta bir bakkal veya kasap dolabının soğutma sistemine havası çok farklı bir yöntemle tahliye edilerek, soğutucu akışkan şarj edilmesi de gündemdedir. Şöyle ki, önce içinde hava bulunan soğutma sistemine bir miktar soğutucu akışkan verilmekte ve daha sonra sistemde oluşan soğutucu akışkan ve hava karışımı diş havaya tahliye edilmekte ve bu işlem birkaç defa tekrarlanmakta, soğutma sistemindeki soğutucu akışkan ve hava karışımındaki hava miktarının yeter derecede azaldığına kanaat getirilince soğutma sistemine gerekli ve yeterli miktarda soğutucu akışkan şarj edilmektedir. Böyle bir yöntemle soğutma sistemlerinde hava tahliyesi ve soğutucu akışkan şarjı soğutucu akışkanın türüne göre ozonosferi bozucu sonuçlar vermesi ya da yangın tehlikesi yaratması nedenlerinin yanında çok önemli bir ekonomik zayiat ve kayıptır. Soğutma sistemine soğutucu akışkan verilirken A ekovatının çalışmaması, yani; stop durumunda olması halinde Şekil-4’de yer alan F soğutucu akışkan tüpü düşey (baş aşağı) olmalı, A ekovatının çalışır durumunda olması halinde ise aynı şekilde yer aldığı üzere dikey durumda olmalıdır.
Bakkal
ve Kasap Tipi Vitrin Buzdolapları ile Küçük Soğuk Depolarda Hava Tahliyesi ve
Soğutucu Akışkan Şarjı;
Ancak bu tür soğutma sistemlerinde düşük devirli çarpmalı (pompasız) sistem yağlamalı kompresör kullanılması durumunda aşırı vakum altında çalışma durumunda kompresörde yağlama işleminde yetersizlik sorunu olmayacağından hava tahliyesi ve soğutucu akışkan şarjı çok daha basit bir esas ve yöntem altında yapılır. Bu esas ve yönteme göre, bu tür kompresörler, ayrı bir vakum pompası veya vakum ekovatına ihtiyaç duyulmadan, aynı zamanda soğutma devresinden hava tahliyesi amacı ile de kullanılabilir. Buna göre soğutma sisteminde bu tür kompresör kullanılması durumunda hava tahliyesi ve soğutucu akışkan şarjı için Şekil-6’da verilen esas ve yöntem uygulanır.
Şekil-5.Vakum Pompalı Hava Tahliyesi ve Soğutucu Akışkan Şarj yöntemi
Bu tür kompresörlerde emme ve basma vanaları genellikle üç yolludur. Bunlardan üçüncü yol emme ve basma manometreleri ile emme ve basma basınç otomatiklerinin bağlanması için kullanılmakla beraber, basma vanasındaki üçüncü yol hava tahliyesi, emme vanasındaki üçüncü yol ise soğutucu akışkan şarjı ve kompresöre yağlama yağı verilmesi amacı ile de kullanılabilir. Ancak konuyu daha kolay açıklayabilmek için kompresörün emme ve basma üç yollu vanalarını Şekil-6’da belirtildiği gibi basit olarak iki yollu ve ayrıca hava tahliyesi ve soğutucu akışkan şarjı için de basma tarafına bir C vanası, emme tarafına ise bir B vanası bağladığımızı düşünelim. Bu durumda hava tahliyesi ve soğutucu akışkan şarj’ında aşağıda açıklanan yöntem izlenir. Öncelikle hava tahliyesi için emme ve basma valfleri açık olmak kaydı ile soğutma kompresörü çalıştırılır. Daha sonra C hava tahliye vanası açılır ve müteakiben de D kondansere giriş vanası kapatılır. Ancak bu arada eğer soğutucu akışkan tüp düzeni soğutma sistemine bağlanmamış ise B valfi tam kapalı, bağlanmış ise B valfinin açık ve J valfinin tam kapalı olmasına dikkat edilmelidir. Soğutucu akışkan tüp düzeninin soğutma sistemine bağlı olması durumunda hava tahliyesi, hem hava tahliyesi sırasında oluşan vakum miktarının K manometresi ile okunmasına ve hem de tüp bağlantı düzenindeki havanın da ayrıca ve öncelikle tahliyesine imkan verir. Böylece daha etkili bir hava tahliyesi sağlanmış olur
Şekil-6.Soğutma Devresinin Kompresörü ile Hava Tahliyesi ve Soğutucu Akışkan Şarj’ı
Soğutma sisteminde yeter miktarda hava tahliyesi sağlandıktan sonra C hava tahliye valfi tam sızdırmaz bir biçimde kapatılır ve D kondansere giriş valfi açılır. Daha sonra da soğutucu akışkan tüpünün J valfi açılarak soğutma sistemine soğutucu akışkan şarj’ı sağlanır. Şarj sırasında K manometresi ile soğutucu akışkanın emme sıcaklık ve basıncı izlenir. Bu izleme sonucu soğutma sistemine yeter miktarda soğutucu akışkan sevk edildiği anlaşılınca başta soğutucu akışkan tüpünün J valfi olmak üzere B valfi tam sızdırmaz bir biçimde kapatılır ve soğutucu akışkan tüp düzeni soğutma sisteminden sökülerek alınır. Böylece soğutma sisteminde hava tahliyesi ve soğutucu akışkan şarjı işlemi tamamlanmış ve soğutma sistemi soğutma işlemine hazır duruma getirilmiş olmaktadır.
Merkezi
Sistem ve Büyük Soğutma Sistemlerinde Hava Tahliyesi ve Soğutucu Akışkan Şarjı;
Ayrıca, soğutma devresinde mevcut valf tij salmastraları ile kayış kasnaklı tür kompresör kullanılması durumunda boğaz körüklerinin (mekanik salmastralarının) aşırı vakumdan zarar görmemeleri için soğutma devresi ve bilhassa kompresör karteri aşırı vakum altında uzun süre bekletilmemelidir. Sistemin hava tahliyesi için soğutma devresinde mevcut kompresör türüne göre işlem yapılmalıdır. Kompresörün hermetik veya yarı hermetik kompresör ya da pompalı sistem yağlamalı ve açık tip (kayış kasnaklı) kompresör olması durumunda soğutma sisteminde hava tahliyesi ve soğutma sistemine hava verilmesi için daha büyük kapasitede vakum pompası kullanmak kaydı ile, genellikle Şekil-5’de verilen esas ve yöntem uygulanır. Ancak kompresörün çarpmalı sistem yağlamalı tür veya özel tedbirli ayrı bir elektrik motoru ile tahrik olunan pompalı tür yağlamalı kompresörlerde ve büyük boyutlu merkezi sistem soğutma devrelerinde bu defa ve ayrıcalıklı olarak Şekil-7’de şema halinde belirtilen esas ve usul uygulanır. Bu esas ve usulde de yine ve bu defa da Şekil-6’da belirtildiği gibi kompresör veya kompresörlerin çıkışında bulunması gerekli C hava tahliye valfi açılır ve kondanser girişinde veya kompresörün basma hattında bulunması gerekli D valfi kapatılır. Daha sonra da kompresör çalıştırılır. Ya da kompresör çalıştırılırken de yukarda belirtilen açma ve kapama işlemleri yapılabilir. C valfi açık ve D valfi kapalı durumda iken kompresörün çalışmaya devam etmesi soğutma sisteminde D valfinden itibaren kondanser, sıvı tankı, sıvı hattı, soğutucu üniteler ve emme hattındaki mevcut tüm havanın emilerek C valfinden atmosfere atılmasını sağlar. Sistemde yeter miktarda hava tahliyesi yapıldıktan sonra C hava tahliyesi valfi kapatılır. Artık, sıra soğutma devresine soğutucu akışkan şarjına gelmiştir. Bunun için, yani; soğutma sistemine soğutucu akışkan verilmesi için gerekli işlemleri Şekil-7. üzerinden izleyelim. Ne tür soğutma kompresörü kullanılırsa kullanılsın merkezi sistem büyük boyutlu soğuk depo ve soğutma sistemlerinde Şekil-7’de verilen şemada yer alan sistem ve yöntem aynen uygulanır. Bu açıklamalardan anlaşılacağı üzere soğutma sistemi vakum altında olduğunda bu şekilde yer alan C valfi ile J valfinin açılması sonucu F soğutucu akışkan tüpündeki soğutucu akışkan soğutma devresine doğal olarak akmaya başlayacaktır. Ancak bu arada B valfini, yani; sıvı tankının çıkışındaki valfi kapatacak olur isek soğutma sistemine F tüpünden akan soğutucu akışkan önce soğutucu ünitelere gidecek ve soğutucu ünitelerden de kompresör tarafından emilerek kondansere basılacak ve B valfi kapalı olduğundan da kondanser ve sıvı tankında stoklanacaktır. Böylece devamlı olarak B valfinden itibaren sıvı hattı, soğutucu üniteler, emme hattı ve kompresör emişine kadar soğutma sisteminin vakum altında olması sağlanacaktır. Bunun sonucu olarak da soğutma sistemine soğutucu akışkan verilmesi çok daha kısa bir zamanda sağlanmış olacaktır. Soğutucu akışkan yetersizliği durumunda da soğutma sistemine soğutucu akışkan verilmesi veya takviyesi de aynı usul ve yöntem altında yapılır.
Şekil-7.Merkezi Sistem Soğutma Devrelerinde Hava Tahliyesi ve Soğutucu Akışkan Şarjı
Soğutma
Sistemlerinde Soğutucu Akışkan Deşarjı;
Bu nedenlerle, gerek ozonosfere zararlı soğutucu akışkanlar olsun ve gerekse ozonosfere zararlı soğutucu akışkanların alternatifi soğutucu akışkanlar olsun, genelde ve esasta soğutucu akışkanların atmosfere deşarjı son derecede zararlıdır ve hatta son derecede tehlikelidir. Ayrıca soğutucu akışkanlar ne türden olursa olsun, genelde bir bedeli ve bir parasal değeri vardır. İşte bu nedenlerle, herhangi bir sebeple veya bakım, onarım ve revizyon öncesi soğutma devrelerinde mevcut soğutucu akışkanlar deşarj olunurken atmosfere deşarj edilmemeli, kontrol ve kumanda altına alınarak stoklanmalı ve gerektiğinde ıslah edilerek tekrar kullanıma arz edilmelidir. Herhangi bir soğutma devresinde mevcut soğutucu akışkanın kontrol ve kumanda altında deşarjı ile stoklanmasında izlenen usul ve yöntem gazların sıvılaştırılmasında uygulanan termodinamik usul ve yöntem ile esasta benzerdir ve aynıdır.
Bu
benzerlik ve esas altında soğutma sistemlerinde soğutucu akışkan deşarjı ve
stoklanmasında uygulanan usul ve yöntem Şekil-8’de şema halinde açıklanmıştır.
Bu şemanın tetkikinden de anlaşılacağı üzere soğutma sistemlerinde soğutucu
akışkan deşarjı ve stoklanması amacı ile tasarlanan ve gazların
sıvılaştırılmasına esas usul ve yöntemde A bir buzdolabı ekovatı, B kondanser
(yoğuşturucu), C ekovatın emme tarafını soğutma devresine irtibatlandırma vana
ve sistemi, D emme manometresi, E basma manometresi ve F ise deşarj edilecek
soğutucu akışkanın stoklanması için vakuma alınmış soğutucu akışkan tüpüdür.
Şekil-8.Soğutma Sistemlerinde Soğutucu Akışkan Deşarj’ı ve Stoklanması
Böyle bir usul ve yöntemde soğutma devresinde mevcut soğutucu akışkan A ekovatı vasıtası ile emilip, kondansere basılarak yoğuşturulur ve müteakiben de daha önceden vakuma alınmış F tüpüne sevk edilerek stoklanır. Böyle bir işlem sırasında emme ve basma basınçları D ve E manometreleri ile izlenir. Bu arada, ekovatta yağlama yağının seviyesi ve miktarı da özel olarak ekovata teçhiz edilmiş G gözetleme camından (müşir’inden) takip ve kontrol edilmelidir. Çünkü böyle bir sistemde işlem doğrusal olup, çevrim esasına göre dönel değildir.
Bu nedenle A ekovatında zamanla yağlama yağı kaybı olur. Her on ila on beş operasyonda ekovata yağlama yağı takviyesi yapılması gerekli görülmektedir. Bir ev buzdolabı ekovatı yaklaşık 0,350 litre yağlama yağı alır. Ancak farklı büyüklükteki her ekovatın kendine özgü miktar ve hacımda yağlama yağı gereksinimi olduğu da hatırlanmalıdır.
Yukarda Şekil-8’de açıklanan soğutma sistemlerinde soğutucu akışkan deşarjı ve stoklanması yönteminde F tüpünde stoklanan soğutucu akışkanda kompresör yağlama yağı ve nem ile çeşitli ve kirli yabancı maddeler olabilir. Bu durumda aşağıda Şekil-9’da verilen şema ile açıklanan ıslah ve temizleme yöntemi uygulanır.
Böyle bir ıslah ve temizleme yönteminde F tüpünde stoklanan deşarj ürünü soğutucu akışkan, daha önce Şekil-8.’de açıklanan usul ve yöntem altında, emilerek buharlaşturılır ve tekrar yoğuşturularak H tüpünde stoklanır ve kullanıma arz edilmek üzere hazır duruma getirilir.
Buharlaştırılarak F tüpünden emilen soğutucu akışkandan arta kalan yağ ve nem yoğuşması (su) bu F tüpünde kalır. Ayrıca T temizleme filtresinde de kirli ve yabancı maddeler tutulur tekrar kullanılmak üzere F tüpü valfi açılarak baş aşağı getirilerek içindeki yağ ve varsa su tahliye edilir. T filtresi temizlenir veya bir yenisi ile değiştirilir. Böyle bir esas ve usul altında F tüpünden H tüpüne aktarılıp stoklanan soğutucu akışkan sade ve temiz olarak kullanıma hazır duruma getirilmiş ve çevreye olası zararları önlenmiş ve ekonomiye kazandırılmış olmaktadır.
Şekil-9.Deşarj Ürünü Soğutucu Akışkanın Islah ve Temizlenmesi
Soğutucu akışkan tüplerinde doluluk oranının azami yüzde seksen olmasının gerektiği hatırlanarak, soğutma devrelerinde deşarj edilip yoğuşturulmak sureti ile stoklanan soğutucu akışkan miktarı,doluluk oranının tespiti için soğutucu akışkan stok tüpü uygun bir baskül platformuna oturtulmalı ve stoklama sırasında devamlı olarak, izlenmeli ve kontrol altında tutulmalıdır.
Ancak bu durumda soğutucu akışkan stoklama tüpünün hacmi ile, yüzde seksen doluluk oranında ve soğutucu akışkanın türüne göre ağırlığının bilinmesine ihtiyaç olacaktır. İşte bu amaçla, sıvı durumundaki çeşitli soğutucu akışkanların +300C sıcaklık altındaki özgül ağırlıkları aşağıda bir çizelge halinde verilmiştir. Çünkü farklı özgül ağırlıktaki soğutucu akışkanlar eşit hacimli tüplerde yüzde seksen doluluk oranında farklı ağırlık değerleri vereceklerdir.
Soğutucu akışkanın özgül ağırlığı ile,stoklama tüpünün hacmi bilindiğinde yüzde seksen doluluk oranındaki soğutucu akışkanın ağırlık miktarı basit bir hesap yöntemi ile tayin ve tespit edilebilir.
Bazı Soğutucu Akışkanların 30 °C sıcaklık Altındaki Özgül Ağırlıklar Akışkan Türü R-11 R-12 R-134a R-600a R-22 R-502 R-404A R-407C R-717 Özgül ağırlık,kg./lt 1.461 1,292 1,187 0,544 1,170 1,192 1,023 1,117 0,596
SONUÇ
VE ÖNERİLER; Öte yandan, soğutma devrelerinde soğutucu akışkan kaçağının olmaması veya önlenmesi ne kadar önemli ise, soğutma devresindeki soğutucu akışkana atmosfer havasından sızma olmaması da o kadar önemlidir. Soğutucu ünitede buharlaşma basıncının atmosfer basıncından düşük olması durumunda, atmosfer havası soğutma devresinin alçak basınç tarafından sızma yaparak dolaşım halindeki soğutucu akışkanla karışır ve böylece soğutma devresinin etkinliği azalır, ayrıca basma basıncı da yükselir. Böylesi olası durumların önlenmesi için soğutma devrelerinde soğutucu akışkan buharlaşma basıncı en çok atmosfer basıncına eşit veya atmosfer basıncından daha yüksek olacak durumda proje koşulu belirlenmeli ve buna göre de soğutucu akışkan türü seçilmelidir.
Soğutma devresinde mevcut ve dolaşım halindeki soğutucu akışkana atmosfer havası sızması durumunda gerek emme basıncı ve gerekse basma basıncı, termodinamik tablolarda sıcaklığa göre yer alan basınç değerlerinden daha yüksek değerlerde olur. Soğutma devresinde mevcut ve dolaşım halindeki soğutucu akışkana, örneğin azot vb. yabancı gazların karışması durumunda da emme ve basma basınçlarında benzer şekilde yükselmeler olur. Ancak soğutucu akışkanla birlikte soğutma devresinde atmosfer havasının da dolaşması durumunda atmosfer havasında mevcut nemin yoğuşması ve buzlaşması ile, başta genleşme valfi olmak üzere dar boğaz teşkil eden yer ve yörelerde tıkanmalar olur. İşte bu nedenlerle de soğutma devrelerinde soğutucu akışkan şarj edilmesi ile deşarj edilmesi ve ayrıca soğutucu akışkan seçimi son derecede önemlidir.
SOĞUTMA SİSTEMLERİNDE KOMPRESÖRE YOL VERME, STOP ETTİRME VE SIVI SOĞUTUCU AKIŞKAN TUTMA
ÖZET;
GİRİŞ;
Bunun dışında emme tarafında bulunan sıvı soğutucu akışkanın buharlaşması ile kompresör emme basıncı yükselir ve böylece kompresör aşırı zorlanma ile yüz yüze kalır. Ayrıca, özellikle merkezi sistem ve büyük boyutlu amonyaklı sistem soğutma tesislerinin yüksek basınç tarafında basınç 16 atmosferi, yani; 15 atü’yü geçmemelidir. Çünkü amonyaklı tür soğutma sistemleri büyük boyutlu olduklarından genellikle 25 atm. tecrübe basıncı ve 16 atm. İşletme basıncına göre projelendirilip, imal ve monte edilirler. Buna göre işletme basıncının 16 atm’i geçmesi durumunda soğutma sistemi basınç yönünden kontrol altına alınmalı ve gerektiğinde otomatik olarak stop ettirilmelidir.
Merkezi sistem ve büyük boyutlu amonyaklı soğutma sistemlerinde tesis ve teçhizatın tecrübe ve işletme basınçları yukarda açıklandığı gibi uygulanmakla beraber sınırlı boyutlu freon ve halojenli soğutma sistemlerinde tecrübe ve işletme basınçları soğutucu akışkanın türü ve basınç özellikleri ile kondanserde yoğuşturma (hava veya su yardımlı) yöntemine göre değişir.
Diğer taraftan soğutma sisteminin emme tarafında basınç 1 atmosferin altına, yani vakuma düşerse, sistem atmosfer basıncının etkisi altında kalabilir. Bu etki, bilhassa kayış kasnaklı tür soğutma kompresörlerinin boğaz körüklerinde ve ayrıca çeşitli valflerin açma ve kapama tij salmastralarında etkisini gösterir. Bu etki dolayısı ile atmosfer havası soğutma sistemine sızarak mevcut soğutucu akışkana nüfus edebilir. Ayrıca bu etki, kayış kasnaklı tür soğutma kompresörlerinin boğaz körükleri ile, soğutma devresinde mevcut olabilecek vana vb. açma ve kapama teçhizatı tijlerinde bulunan sızdırmazlık salmastralarının aşırı derecede zorlanmasına ve dolayısı ile kısa sürede yıpranıp sızdırmazlık görevlerini yapamamalarına neden olur. Diğer taraftan soğutma sisteminde soğutucu akışkanla birlikte atmosfer havasının da dolaşması sistemin soğutma tesirini düşürmesinin yanında normalin üstünde emme ve basma basıncı verir. Buna ilave olarak atmosfer havasındaki nem genleşme valfi ve soğutucu ünitede yoğuşup buzlaşarak tıkanma olayına ve dolayısı ile soğutma etkinliğinin sıfırlanmasına neden olunur.
Böylesi sorunlara neden olunmamak için soğutma sistemlerinde emme basıncı, yani soğutucu ünitede buharlaşma basıncı asla atmosfer basıncının altına düşürülmemeli ve istenilen soğutma koşullarına uygun soğutucu akışkan türü seçilmelidir.
SOĞUTMA KOMPRESÖRLERİNDE GÜVENLİK VE OTOMATİKLENDİRME;
Bugün, soğutma kompresörlerinde yağlama yağı pompasının basma basıncını değişken karter basıncına göre kontrol altında tutan ve yağ pompasının basma basıncının karter basıncına belirli bir değerde yaklaşması halinde kompresörün otomatik olarak stop ettirilmesini sağlayan yağ otomatikleri mevcuttur.
Ayrıca soğutma sistemlerinde basma basıncının belirli bir değere yükselmesi halinde soğutma kompresörünü stop ettiren yüksek basınç otomatikleri, emme basıncının belirli bir değere inmesi halinde kompresörü stop ettiren alçak basınç otomatikleri veya emme otomatikleri yahut da vakum otomatikleri mevcuttur.
Pompalı sistem yağlamalı bir soğutma kompresörü üzerinde; 1 adet yüksek basınç otomatiği ile, 1 adet vakum otomatiği, tesis edilmesinin gerekliliği yanında belirli boyutlardaki soğutma kompresörlerinde;
1 adet de yağlama yağı basınç otomatiği, muhakkak tesis edilmeli ve soğutma kompresörü bu otomatiklerle kontrol ve kumanda altına alınmalıdır. Ayrıca, küçük kapasiteli soğutma kompresörleri dışında belirli ve büyük kapasiteli soğutma kompresörlerinde;
1 adet yağ basınç manometresi ve 1 adet yüksek basınç manometresi ile, 1 adet alçak basınç manometresi ve ayrıca, 1 adet yağ sıcaklığını ölçme termometresi ve 1 adet basma sıcaklığını ölçme termometresi ile, 1 adet emme sıcaklığını ölçme termometresi
tesis edilmeli ve böylece soğutma kompresörlerinin yağ basınç ve sıcaklığı ile, emme ve basma basınç ve sıcaklıkları da bu manometre ve termometrelerden izlenmelidir. Kompresör basma tarafında aynı basınç olmasına rağmen kompresör basma sıcaklığı ile, soğutucu akışkanın kondanserden çıkış, yani sıvı tankı ve sıvı hattındaki sıvı sıcaklığı farklıdır. Doğal olarak, kompresörün bastığı kızgın buhar durumundaki soğutucu akışkanın sıcaklığı sıvı hattındaki sıvı soğutucu akışkan sıcaklığından daha yüksektir.
Bu farklı iki durum nedeni ile soğutma kompresörlerinde basma sıcaklığını ölçen termometreye ilave olarak sıvı tankından çıkan sıvı soğutucu akışkan hattına da bir sıcaklık termometresi de ilave edilmeli ve soğutucu ünitelere giden sıvı soğutucu akışkanın sıcaklığı da adım adım izlenmelidir.
KOMPRESÖRÜ STOP ETTİRME;
Kompresörün emişinde sıvı soğutucu akışkan bulunmamasının gerektiğini ve nedenini yukarda açıklamıştık. Bu husus, yani kompresörün emiş hattında veya karterinde sıvı soğutucu akışkan bulunmasının en önemli sorunu, yani aşırı vuruntu ve aşırı yükleme durumu kompresöre yol verme sırasında kendini gösterir. Kompresörün emiş hattında veya karterinde yol verme sırasında sıvı soğutucu akışkan bulunmaması için kompresörü stop ettirirken alınması gerekli tedbirleri Şekil-1. üzerinden izleyelim.
Şekil-1.Kompresörü Stop Ettirme
Yöntemi Herhangi bir soğutma devresi bir
veya birkaç soğutma kompresörünün çalışması ile soğutma işlevini yapabilir.
Soğutma ihtiyacı azaldıkça kompresörler birer birer stop ettirilerek en sonunda
tek bir kompresörle çalışma durumunda kalınabilir. İşte en önemli olan bu
durumda kompresörün stop ettirilmesidir. Bu durumda kompresörü stop ettirmek
için Şekil-1. de belirtilen ve sıvı hattının sıvı tankı çıkışında yer alan B
vanası öncelikle kapatılır ve böylece soğutucu ünitelere sıvı soğutucu akışkan
gitmesi önlenir. Böylece, belirli bir süre sonunda B valfinden soğutucu
ünitelere kadar yer alan sıvı soğutucu akışkan, aynı şekilde soğutucu
ünitelerde ve emme hattında olabilecek sıvı durumundaki soğutucu akışkan
kompresör tarafından emilerek kondansere ve sıvı tankına toplanır. Bu şekilde
kompresör bir süre çalışmaya devam edince emme hattındaki buhar durumundaki
soğutucu akışkanın basıncı vakum değerine doğru yaklaşacak ve vakum değerine
inilmeden ve tam inilirken kompresör vakum otomatiği vasıtası ile otomatik
olarak stop ettirilecektir. Kompresörün stop etmesi halinde hemen ve
beklenilmeksizin kompresörün C emme vanası ve hemen akabinden de A basma vanası
kapatılır. Bundan sonra da kondanser suyu pompası ile su soğutma kulesi
aspiratörleri stop ettirilir. Böylece kompresörün stop ettirilme işlemi
tamamlanmış olmaktadır
1. Yukarda Şekil-1. de verilen soğutma devresinde belirtilen A, B ve C vanalarının dışında tüm vanalar açık olmalıdır. 2. Tüm genleşme valfleri açık ve çalışır durumda olmalıdır. 3. Tüm termostat’lar ve selenoid valfler çalışır durumda olmalıdır. 4. Kondansere su giriş ve çıkış vanaları açık olmalıdır. 5. Kompresör karterindeki yağlama yağı seviyesi kontrol edilmelidir. 6. Kompresördeki yağlama yağı, yüksek basınç ve vakum otomatikleri ile manometre ve termometreleri görevlerini yapabilir durumda olmalıdır. 7. Kondanser suyu pompasına ve varsa su soğutma kulesi aspiratörlerine yol verilmeli, kondanser ve su soğutma kulesi görevini yapabilir duruma getirilmelidir. 8. Kompresör su ile soğutuluyorsa, su soğutma sisteminin görevini yapıp yapmadığı kontrol edilmelidir. 9. Kompresörün A basma vanası açılmalıdır. 10.Şaltere kumanda edilerek kompresöre yol verilmelidir. 11.Kompresör yol alma işlemini tamamlarken C emme vanası açılmalıdır. 12.Emme manometresi normal bir basınç gösteriyorsa sıvı tankının çıkışında ve sıvı hattında yer alan B vanası açılmalıdır. Böylece kompresöre ve soğutma devresine yol verme işlemi tamamlanmış olmakta ve soğutma işlemi başlamış bulunmaktadır. Soğutma işlemi devam ederken;
1. Kompresör karterindeki yağlama yağı seviyesi, 2. Yağ manometresi ve termometresi, 3. Basma manometresi ve termometresi, 4. Emme manometresi ve termometresi, 5. Sıvı sığutucu akışkan termometresi, 6. Kondanser giriş ve çıkış suyu termometreleri, 7. Soğuk depoların
muhafaza sıcaklıkları, devamlı
olarak kontrol edilmeli ve izlenmelidir. SIVI SOĞUTUCU AKIŞKAN TUTMA;
Şekil-2. Basit Sıvı Ayırıcılı Soğutma Sistemi.
Şekil-3. Sıvı Tankına Sıvı Soğutucu Akışkan Aktarmalı Sıvı Ayırıcılı Soğutma Sistemi
Bir sıvı ayırıcının soğutma devresinde kompresör emiş hattına bağlanması sistem olarak çok çeşitli olmakla beraber özet ve prensip yönünden bilgi verilmek üzere Şekil-2 ve Şekil-3 de yapılan açıklamalar ile konu ele alınmıştır. Diğer taraftan soğutma sistemlerinde, soğuk odalarda yer alan soğutucu ünitelerin emme taraflarına da uygun sıvı ayırıcılar ilave ve tesis edilebilir. Böylesi durumlar Şekil-4, Şekil-5 ve Şekil-6 da şema halinde açıklanmıştır. Bu şemalardan Şekil-4 de verilen tertip şekli en basit ve ucuz bir tertip şekli olup, bu tertip şeklinde sıvı hattından gelen sıvı soğutucu akışkan A genleşme valfinde genleşerek soğutucu üniteye girer ve soğutucu ünitede buharlaşmasını tamamlayarak B vanası ve emme hattından geçerek kompresörün emişine doğru haraket eder. Bu arada buharlaşan soğutucu akışkanda buharlaşma imkanı bulamayan ya da yoğuşan sıvı soğutucu akışkan zerreleri sıvı ayırıcıda tutularak a ve b yolunu takiben tekrar soğutucu üniteye akarak buharlaşma imkanı bulur.
Şekil-4 Şekil-5
Daha ayrıntılı ve gelişmiş bir sistem ise Şekil-5 de verilmiştir. Bu sistemde soğutma işlemi, E ve I vanaları tam kapalı ve B, C, F, G ve H vanaları ile D selenoid valfi ve A genleşme valfi açık durumda iken olur. Genleşme valfi veya selenoid valfin herhangi bir nedenle onarımı için B ve C vanaları kapatılır, E el ayar valfi açılarak yine soğutma işlemine devam olunur. Soğutucu ünite tamamen karladığında, yani buz tuttuğunda buz çözmek (defrost) için G, F, B, C ve E vanaları kapatılarak I sıcak gaz vanası açılır ve soğutucu üniteye sıcak gaz verilir. Sıcak gaz verilmesine devam olunurken soğutucu ünitenin vantilatörlerinin çalıştırılmasına devam olunur. Bu amaç için gerekli sıcak gaz kompresörün basma hattında yağ ayırıcı ile kondanser arasından alınır. D selenoid valfi ise soğuk oda içine mevcut soğuk oda termostadından kumanda alır.
Bilhassa büyük soğutma kapasiteli ve amonyaklı merkezi sistem soğutma tesislerinde her üniteden, bu arada her soğutucu ünitedcn azami kapasite elde etmek istenir. Soğutucu üniteden azami soğutma kapasitesi elde etmek, vantilatör hava sirkülasyon debisinin yüksek tutulması ve soğutucu ünitede buhar durumunda soğutucu akışkan değil de sıvı durumunda düşük basınç ve sıcaklık altında soğutucu akışkan dolaştırmakla mümkün olur. Ancak bu durumda soğutma devresinde mevcut soğutucu akışkan miktar olarak artacağından, soğutucu ünitelerde düşük basınçlı soğuk sıvı soğutucu akışkan dolaştırılması, soğutucu akışkan olarak aslında ucuz ve çevre dostu sayılabilecek amonyak kullanılması daha uygun olacaktır. Bu amaçla, soğutucu ünitede sıvı durumunda düşük basınç ve düşük sıcaklık altında soğutucu akışkan dolaştırılmak için düşünülen soğutucu ünite bağlantı şeması Şekil-6 da verilmiştir.
Bu şekil ve şemada belirtildiği üzere soğutucu ünitede normal genleşme valfi yerine A şamandıralı genleşme valfi kullanılmıştır. Bu şamandıralı genleşme valfi sayesinde soğutucu ünitede düşük basınç ve sıcaklık altındaki sıvı soğutucu akışkan seviyesi şamandıra seviyesinde tutulmakta ve dolayısı ile soğutucu ünitenin soğutma kapasitesinin azami seviyede tutulması sağlanmış olmaktadır
Şekil-6
Bu şekil ve şemada bağlantı detayı verilen soğutucu ünitenin soğutma işlemi yapması için I sıcak gaz, E el ayar ve L emdirme vanalarının kapalı; B, C, G, F, H, K, M ve N vanaları ile, A şamandıralı genleşme valfinin ve J ile D selenoid valflerinin açık olması gerekir. A şamandıralı genleşme valfi ile D selenoid valfinin herhangi bir nedenle bakım ve onarımı gerektiğinde B ve C vanaları kapatılır, E el ayar valfi açılarak soğutma işlemine, tamirat sırasında ara vermeden, devam olunur. Şamandıralı genleşme valfini tamir için ayrıca M ve N vanaları kapatılır ve L emdirme vanası açılarak şamandırada mevcut sıvı soğutucu akışkan emdirilir. Emdirme işlemi tamamlanınca L vanası kapatılır ve A şamandıralı genleşme valfinin tamirine başlanır. Böylece hem soğutucu akışkan kaybı ve hem de kaçak yapma ihtimali olan soğutucu akışkanın soğutulmakta olan mekana zarar vermesi önlenmiş olur.
Defrost için E, F, G, ve H vanalarının kapatılarak I vanasının açılması ile, soğutucu üniteye sıcak gaz sevk edilmesi ve ayrıca sıcak gaz sevki sırasında soğutucu ünite vantilatörlerinin çalıştırılmaya devam olunması ihtiyaca yeter.
Bu tür soğutucu ünite bağlantısı durumunda soğutucu ünitenin emme tarafına da muhakkak bir selenoid valf daha ilave olunmalıdır. Çünkü soğutucu ünitede sıvı soğutucu akışkan bulunduğundan soğuk odadaki soğutma sıcaklığının soğutma rejiminin altına düşmesi durumunda soğuk odada mevcut soğuk oda termostadı D selenoid valfini kapatarak soğutucu üniteye sıvı soğutucu akışkan girişini önler. Ancak, soğutucu ünitedeki sıvı soğutucu akışkan kompresör emişi yüzünden buharlaşacak ve soğutma bir süre daha devam edecektir. Böyle bir durum ise soğutma rejiminin altında ve istenmeyen bir soğutmaya yol açabilecektir. Bu nedenle, soğuk odadaki soğuk oda termostadı kumanda ettiğinde soğutucu ünitenin soğutma işlemini anında ve hemen stop ettirmesi istenir. Bunun için de soğutucu ünitenin emme tarafına yine aynı soğuk oda termostadından kumanda alan bir J selenoid valfi daha ilave edilmelidir.
Herhangi bir soğutma devresinde otomatik imkanlardan yararlanmak herhalde en doğrusu olmakla beraber, her biri bir maliyet ve teferruat unsuru olan otomatikleri ve otomatik sistemleri gereksiz yere ve lüzumundan fazla kullanmak fayda yerine zarar da getirebilir. Teknolojide ve teknoloji uygulamasında “teşkilat müşkülattır” vecizesi daima hatırda tutulmalıdır.
SONUÇ VE ÖNERİLER;
SOĞUTMA SİSTEMLERİNDE BOR ÖNCESİ SOĞUTUCU AKIŞKAN STOKLANMASI
ÖZET;
Soğutucu akışkanın atmosfere deşarjı ile çevre kirliliğine ve ayrıca kloro-floro-hidrokarbonlu soğutucu akışkanlarda ozon şemsiyesinin delinmesine veya bozuşmasına neden olunmasının yanında çok önemli miktarda parasal kayıplara neden olunmaktadır.
Oysa, soğutma devresinde çok basit tedbirler alınarak, soğutucu akışkanın soğutma devresinin uygun bir ünite veya bölümünde stoklanması ile, soğutucu akışkan zayiatı olmadan gerekli bakım, onarım ve revizyonun yapılması mümkündür.
Bu çalışmada, soğutucu akışkan zayiatı olmadan, soğutma devrelerinde bakım, onarım ve revizyon imkanları konu edilecektir.
GİRİŞ;
Amonyaklı soğutma sistemlerinde bu tür uygulama, yani; soğutma devresinde mevcut soğutucu akışkan amonyağın, sıvı tankı ve gerektiğinde kondansere de müştereken stoklanması ile, soğutma sisteminin bakım, onarım ve revizyona alınması ve hatta gerektiğinde tadilat, tevsii ve de-montaj yapılması, alışılagelen ve olağan bir işlem olduğu halde, böylesi bir işlem soğutma tekniğinde freon soğutucu akışkanlı sistemler üzerinde çalışanlarca her nedense pek uygulanmaz veya bilinmez. İşte bu nedenle, amonyaklı soğutma sistemlerinde olduğu gibi, freonlu soğutma sistemlerinde de BOR öncesi soğutucu akışkan stoklanması konu edilmiştir.
Ancak, genelde olması gerektiği gibi bilhassa freonlu soğutma sistemlerinde böyle bir uygulama için soğutma devresindeki sıvı tankının (halk dili ile likit deposunun veya resiverin) uygun ve yeterli hacimli ve uygun donanımlı olması gerekir. Öncelikle uygun donanımlı olması gerekir, çünkü sıvı tankı, soğutma devresi çalışma durumunda iken, ancak; yüzde on veya yüzde yirmi oranında dolu olmalıdır. Uygun ve yeterli hacımda olmalıdır, çünkü gerektiğinde tüm soğutma devresindeki soğutucu akışkanın toplanıp stoklanmasına yeterli olmalıdır.
Soğutma devrelerinde sıvı tankı, soğutma kapasitesinin ve soğutucu akışkan istiap hacmi büyüklüğüne ve küçüklüğüne göre farklılıklar gösterir. Herhangi bir soğutma devresinin soğutma kapasitesi soğutma ihtiyacına göre belirlenir. Oysa soğutma devresinin soğutucu akışkan istiap hacmi, soğutma devresindeki tesis ve teçhizatın boyutlandırılması ve dizaynındaki mühendislik tecrübe ve becerilerine bağlıdır.
Örneğin bir ev buzdolabında veya benzeri küçük boyutlu soğutma sistemlerinde drayer (nem alıcı veya kurutucu) aynı zamanda reciver yerine de kullanılabilir. Fakat soğutma devresindeki konumu özellik arz eder. Biraz daha büyük soğutma sistemlerinde hava ile soğutmalı kondanserin distrübütörü veya ev buzdolaplarında olduğu gibi drayer de resiver yerine kullanılabilir.Daha da büyücek soğutma sistemlerinde kondanser yatay ve uygun durumda soğutma devresine tesis edilerek aynı zamanda resiver amaçlı olarak da kullanılabilir. Ancak, ev buzdolapları ve benzeri küçük boyutlu soğutma sistemlerinde mevcut uygulamalar dışında diğer basit uygulamalarda soğutma devresinde mutlaka soğutucu akışkan stoklama imkanları düşünülmeli ve tesis edilmelidir. Soğutma kapasitesine göre soğutma devreleri boyutça büyüdükçe likit depoları tür, tip ve boyut olarak ve ayrıca en önemlisi donanım olarak özellik arz eder.
EV
TİPİ BUZDOLAPLAR;
Bugün ev buzdolaplarında kullanılan ekovatlar monofaze elektirik motorlu olup, genellikle 1/6 ve 1/5 beygir gücündedirler. Ayrıca, daha küçük soğutma sistemleri için 1/8 ve 1/12 beygir gücünde olanları mevcut olduğu gibi, daha büyükçe soğutma sistemleri için 1/4 , 1/3 , 1/2 , 3/4 , 1 ve 1 ½ beygir gücünde olanları da mevcuttur. Bu büyüklükteki ekovatlar genellikle 50 veya 60 Hertz monofaze akımla çalışan elektirik motoru ile akupledir. Akım gerilimi 220 V olduğu gibi 110 V olanları da vardır. Ayrıca özel durumlar için 24 V veya 12 V doğru akımla çalışan ekovat türleri de mevcuttur. Monofaze motorda ana sargılar (işletme sargıları) ilk harekette tek başına bir döndürme momenti sağlayamaz. Bunu sağlamak için, motor içinde ayrıca bir yardımcı sargı vardır. Ana sargı ile yardımcı sargı müştereken manyetik bir döndürme alanı meydana getirdiğinde motor ilk hareketini başarır. Motorun harekete geçebilmesi için başlangıçta her iki sargıya da akım verilir. Motor normal devrine ulaşınca, yardımcı sargıdaki akım kesilir ve böylece motor ana sargıdaki akımla dönmesine devam eder.
İlk hareket rölesi; Ekovat motorunun ilk hareketini sağlayan manyetik bir röledir. Şekil-2’den izleneceği üzere ilk hareket rölesinin iki ayrı çıkış ucu vardır. Bunlar M ve S uçlarıdır. M ucu ana sargı ile, S ucu ise yardımcı sargı ile seri bağlanmıştır.Motor ilk harekete geçerken, röle’de bulunan manyetik bobinde mıknatıslanma olur. Çünkü ilk harekette, motorun çektiği akım etkisi ile, alt platin kontaktları mıknatıslanıp, üst platin kontaktlara yapışır. Böylece elektirik şebekesinden gelip, devreye giren akım;
1. Platin kontaklar aracılığı ile, S ucuna ve oradan da yardımcı sargıya (devreye), 2. Bobin aracılığı ile M ucuna, oradan da ana sargıya, girer.
Böylece röle aracılığı ile hem ana ve hem de yardımcı sargıya akım girerek, motorun ilk hareketi sağlanır. Motor normal devrine ulaşınca çektiği akımın değeri düşer, manyetik bobinde akım azalır ve mıknatıslanma kaybolur. Bunun sonucu platin kontakt aşağı düşerek, yardımcı devreye giren akımı keser ve motor rölenin ön ucundan girip M ucundan çıkan ana devre akımı ile çalışmasını sürdürür.
Aşırı yük koruyucusu (Termik); Aşırı yük koruyucusu, ısıtıcı tel ile, bir bi-metal diskten ibaret olup, küçük dairesel bakalit bir kutu içersindedir. Rölenin üst veya alt tarafında bulunur. Normal çalışma akımı, aşırı bir sıcaklık meydana getiremeyeceğinden termik kontaktları kapalı durumda olacak ve termikten geçerek motor sargılarına girecektir. Ancak, aşırı yüklenme veya voltaj düşüklüğünde, termikte aşırı ısınma olur.
Bu durumda bi-metal disk açılarak elektrik akımını keser. Böylece termik; motoru aşırı akım çekmesi ile, aşırı ısınmasına karşı koruyan bir güvenlik tertibatı olarak tanımlanır. Ev buzdolaplarında, gerektiğinde soğutma devresinden hava tahliyesi ile, soğutma devresine soğutucu akışkan şarjında, ekovatın gaz verme borucuğuna tesis edilecek özel amaçlı bir supap kullanılabileceği gibi, aynı supap; bakım, onarım ve revizyon öncesi soğutma devresinde mevcut soğutucu akışkanın soğutma devresinden alınmasında ve stoklanmasında da kullanılabilir.
TİCARİ
TÜR BUZDOLAPLARI ve SOĞUTUCULAR;
Şekil-3. Basit ve Sade Soğutma Devresi Freon soğutucu akışkanlar, sıvı durumunda iken yağlama yağı ile çok kolay karışır ve dolayısı ile soğutma devresinde yağlama yağı ile birlikte sirküle eder. Ancak sıvı soğutucu akışkanla karışık yağlama yağı soğutma devresinde kılcal borudan evaporatöre açılırken, soğutucu akışkan buharlaşır, ancak yağlama yağı sıvı durumunu korur. Ekovatın (kompresörün) yağlanma güvenliğinin sürdürülmesi için, kompresör karterinden ayrılıp soğutucu akışkanla birlikte soğutma devresinde dolaşan yağlama yağının mutlaka ve devamlı olarak kompresör karterine geri dönmesi gereklidir ve zorunludur. İşte bu nedenle, başta kondanser ve evaporatör olmak üzere soğutma devresinin, soğutucu akışkanın azalan bir seviye ile, dolayısı ile, kompresör karterinden soğutucu akışkanla birlikte karışım yapan yağlama yağının tekrar kompresör karterine dönmesine imkan verebilecek soğutucu akışkan sirkülasyonuna uygun bir şekil ve biçimde dizaynı ile tesisine zaruret bulunmaktadır.
Şekil-3 de verilen freonlu soğutma sistemi, ekovat gücü 1/5 , 1/4 , 1/3 , 1/2 , 3/4 , l ve 1 ½ beygir gücüne uygun soğutma kapasitesine gereksinim olan ticari tür buzdolapları ve soğutucular ile, özel türden çeşitli soğutucular için uygun ve tercih edilen, bir soğutma sistemi olmalıdır. Ancak bu tür soğutma sistemlerinde 3/4 , 1 ve 1 ½ beygir ekovat tahrik güçlerinde soğutma sistemi en az bir vakum otomatiği ile güvence altına alınmalıdır.
Şekil-3 de şema halinde verilen soğutma sistemlerinde de sistemden hava tahliyesi, sisteme soğutucu akışkan şarjı ile, gerektiğinde bakım, onarım ve revizyon için, sistemdeki soğutucu akışkanın alınıp stoklanmasında ev buzdolaplarında uygulanan usul ve yöntem aynen uygulanır. Böylece, bilhassa soğutma sisteminde soğutucu akışkan alınıp, stoklanması ile, mevcut soğutucu akışkanın atmosfere atılması adeta usul olan Ülkemizde çevre kirliliğine neden olunmayacağı gibi, maalesef ithal bağımlısı olduğumuz soğutucu akışkanın maddi yönden mevcut kayıpları da önlenmiş olacaktır.
ORTA
BOY SOĞUTMA SİSTEMLERİ;
Soğutma sisteminde likit deposu kullanılması durumunda, yine; sistemin basit ve sade olması için, likit deposunun giriş ve çıkışına açma ve kapama vanası düşünülmemelidir. Ancak, çıkış borusunun likit deposunun dibine çok yakın olacak şekilde uzatılması gerekli ve zorunlu olmalıdır. Çünkü, likit deposu soğutma sistemi çalışırken tam dolu değil, ancak yüzde on oranında dolu olmalıdır. Likit deposunun çeşitli amaçları yanında en önemli amacı gerektiğinde soğutma devresinde mevcut soğutucu akışkanı stoklayıp, bakım, onarım ve revizyona imkan hazırlamaktır. Ancak bu tür soğutma sistemlerinde ekovat üzerinde, üç yollu emme ve basma vanası bulunmalı, ayrıca, yağ seviyesi gösterme camı da mutlaka olmalıdır. Diğer taraftan, bu tür soğutma sistemlerinde kılcal yerine normal genleşme valfi tesis edilmeli, genleşme valfinin hemen önüne drayer, onunda hemen önüne selenoid valf tesis edilmelidir.
Şekil-4. Likit Deposu + Kondansere Soğutucu Akışkan Stoklanması
Soğutma devrelerinde yağ sirkülasyonu yönünden yukarda konu edilen tedbirler alınıp, ayrıca tesis ve teçhizatın gaz kaçağına imkan vermeyecek şekilde soğutma sisteminin oluşturulması durumunda, zamanla herhangi bir arıza ihtimali sınırlanacak, ancak, genleşme valfi memesinin tıkanması ile drayer tıkanması sorunları olağan hali ile devam edecektir.
Böylesi bir sorun durumunda Şekil-4 de şeması verilen soğutma devresindeki selenoid valf elektirik bağlantısı kesilerek tam kapalı duruma getirilir. Daha sonrada ekovat çalıştırılarak; drayer, genleşme valfi ve emme hattında mevcut soğutucu akışkan kondansere ve likit deposuna stoklanıp, akabinde de hemen ekovatın B basma vanası kapatılır.
Böylece soğutma devresinde mevcut soğutucu akışkan zayi olmadan kontrol altına alınıp, ekovatın B basma vanası ile selenoid valf arasındaki kondanser ve likit deposuna stoklanmış olmakta ve dolayısı ile soğutma devresinin selenoid valfden itibaren drayer, genleşme valfi, evaporatör ve emme hattını ve hatta ekovatı bakım, onarım ve revizyona alma imkanı elde edilmiş olmaktadır.
Böyle bir uygulama ile, mevcut soğutucu akışkan bir taraftan soğutma devresinin kondanser ve likit tankı bölgesine stoklanırken, diğer taraftan drayerden itibaren genleşme valfi, evaporatör ve emme hattı vakuma inecektir.Bu nedenle ekovatın emme ve basma basınçları üç yollu emme ve basma vanalarının üçüncü yoluna irtibatlandırılacak emme ve basma manometreleri ile kontrol altında tutulmalıdır.
Ancak böyle bir uygulama için en önemlisi, hava ile soğutmalı ve bakır borulu alüminyum lamelli kondanserin olması gerekli makul basınca karşı dayanım gösterebilmesidir. Bu gün için genellikle kullanılması gereken R-134a ve R-404A, kondanserde yoğuşma sırasında, makul basınç verdiği halde. Soğutucu akışkan R-404A; +300C yoğuşma sıcaklığında 14,28 Bar, +400C yoğuşma sıcaklığında 18,29 Bar, +500C yoğuşma sıcaklığında ise 23,08 Bar gibi çok yüksek basınç değerlerine ulaşmaktadır.
Oysa Standard tesisat boruları ve bu arada bakır borular; 25 Bar test basıncı ve 16 Bar işletme basıncına göre imal edilirler ve kullanılırlar. Öte yandan, maliyet indirimi yönünden bu tür imalat uygulamalarında Standard dışı ince cidarlı bakır borular da kullanılabilmektedir.
Yaz günlerinde 23 ve 25 Bar basınç değerleri olağan olması gereken hava ile soğutmalı bakır borulu alüminyum lamelli kondanserlerin 6 Bar test basıncı ile piyasaya arzı düşündürücü olup, olası yırtılmalar ve patlamalar sonucu soğutucu akışkan zayiatına ve çevre kirliliğine neden olunması yanında soğutma sisteminde önemli arızalara da yol açılabileceğinden çok önemli bir sorun olarak ortadadır.
BÜYÜK BOY SOĞUTMA SİSTEMLERİ
Büyük boy soğutma sistemleri, küçük ve orta boy soğutma sistemlerinde mevcut esaslar altında freon soğutucu akışkan kullanılarak soğuk ve donmuş depoculukta ve ayrıca çok çeşitli endüstriyel ve özel amaçlı soğutma sistemlerinde, uygulama alanı bulmaktadır. Böylesi bir amaçla düşünülen bir soğutma devresi Şekil-5 de şema halinde verilmiştir. Bu şemanın tetkikinden de anlaşılacağı üzere, büyük boy soğutma sistemleri de genelde orta ve küçük boy soğutma sistemleri ile aynı esaslar altında dizayn ve tesis edilmektedir.
Ancak bu tür soğutma sistemlerinde likit soğutucu akışkan stoku için likit tankı giriş ve çıkışına açma ve kapama valfi tesis edilmelidir. Böylesi bir tedbir, mevcut soğutucu akışkanın atmosfere atılıp zayi edilmeden ve çevre kirliliğine neden olunmadan likit tankına stoklanıp, soğutma devresinin top yekün bakım, onarım ve revizyonuna imkan vermektedir. Freon soğutucu akışkanla birlikte soğutma devresinde sirküle edebilecek kompresör yağlama yağının tekrar kompresör karterine dönüşü yönünden bu tür soğutma sistemlerinde de benzer tedbirler uygulanır.
Ancak, bu defa drayer likit tankından hemen sonra uygun bir durumda monte edilir. Soğutma kapasitesine ve kullanım türüne göre soğutma devresinde bir veya birkaç evaporatör olabilir. Ancak evaporatör sayısı daha da artınca, kompresörün basma tarafına kondanserden önce bir otomatik yağ ayırıcı tesisi gerekir.
Böylesi durumlarda, soğutucu ünite dizaynı ile, soğutma devresi emme tarafı boru donanımında özel tedbirler alınması gerekir. Ayrıca soğutma kompresörü, yağ seviye göstergeli olmasının yanında vakum ve basınç otomatikleri ile olduğu gibi yağ otomatikleri ile de donatılmalıdır. Fakat ayrıcalıklı bir özellik arz ettiğinden böylesi özel tedbirler ve konular, ayrı bir çalışmada ele alınacaktır. Büyük boy soğutma sistemlerinde bir çok evaporatör olabileceği gibi, birkaç kompresör ve birkaç kondanser de birbirine paralel bağlı olarak çalıştırılabilir. Ancak böylesi konular da açıklanması özellik isteyen konulardır.
Şekil-5. Likit Deposuna Soğutucu Akışkan Stoklanması
Büyük boyutlu soğutma sistemlerinde, soğutucu akışkan şarjı ve deşarjı ile sistemden soğutucu akışkan alınması ve stoklanıp islah edilmesi usul ve yöntemlerini ayrı ve farklı bir çalışmada kaleme almıştır. Ancak, bilhassa sınırlı büyüklükteki soğutma sistemlerinden zayiat ve çevreye zarar vermeden soğutucu akışkan alınması ve stoklanması son derecede basit olup, böylesi bir uygulama Şekil-6 da verilen şema üzerinde çok basit olarak açıklanmıştır. Böylesi bir uygulamada vakum pompası olarak, yağ seviyesi gözetleme gözü tesis edilmek, gerektiğinde yağ takviyesi yapılmak kaydı ile, bir ev buzdolabı ekovatı kullanmak, ihtiyaca yetecektir. Ayrıca, sınırlı boyutlu freonlu soğutma sistemlerinde, gazların sıvılaştırılması yönteminde olduğu gibi teferruatlı bir sisteme ihtiyaç kalmadan, soğutucu akışkan stoklanacak tüpün; içi soğuk su dolu bir bidona daldırılması, ihtiyaca yetec
Şekil-6. Soğutucu Akışkan Deşarjı ve Bir Tüpe Stoklanması
Küçük soğutma sistemlerinde sorun olsa da es geçilmesine rağmen, soğutma sistemleri kapasite yönünden büyüdükçe, soğutucu ünite ve kondanser türlerinde ilan edilen kapasitelerde Ülkemizde tutarsızlıklar izlenmektedir. Örneğin, genelde evaporatör imalinde 5/8 inç ve hini hacette 1/2 inç standard bakır boru kullanılması gerekirken; çok ince cidarlı ve standard dışı bakır borular Ülkemizde evaporatör imalinde de kullanılabilmektedir. Alüminyum lamel aralığı 6 mm.olan 5/8 inç bakır borulu evaporatörlerde, sadece bakır borunun realize ettiği soğutma yükü; evaporatör toplam soğutma kapasitesinin yüzde otuzuna yaklaşmakta iken, bu değer; 3/8 inç bakır borulu evaporatörde maalesef yüzde yirmilere doğru inmektedir. Bu inişe bir de, küçük çaplı boruların lamel ile olabilecek temas yüzeylerinin daha az olması nedeni ile lamel veriminin de düşmesi ilave edilince; ilan edilen soğutma kapasitesinin tutarlılığı yönünden sorunlar daha da artarak ortada görülmektedir. Ayrı durum, hava ile soğutmalı alüminyum lamelli bakır borulu kondanser imalinde de mevcuttur. Genelde bu tür kondanser imalinde soğutma kapasitesinin büyüklüğünden küçüklüğüne doğru 1/2 inç veya 3/8 inç standard bakır boru kullanılması uygun ve gerekli görülürken, 5/16 inç standard dışı ve ince cidarlı bakır boruların kullanıldığı durumlar da mevcuttur.
Kapasite yönünden önemine binaen, bakır borulu alüminyum lamelli evaporatör ve kondanserlerin tanıtım literatürlerinde ısı transferine esas lamel yüzeyi ile, boru yüzeyi ayrı ayrı yer almalıdır.
Bilhassa evaporatör imalinde, soğutma erkinliği ve defrost enerjisi sarfiyatı ile mevcut sorunlarının azaltılması yönünden ısı transfer kapasitesi, alüminyum lamelden daha çok bakır borulardan beklenmeli, daha az alüminyum lamel yüzeyi, daha çok bakır boru ısı transfer yüzeyi hedef alınmalıdır.
Avrupa Birliğine girme aşamasında bulunan Ülkemizde bilhassa gıda sektöründe yeterli, etkin ve sürdürülebilir soğuk ve donmuş muhafaza ile, soğuk ve donmuş taşımacılık ve lojistik yönünden son derecede önemli olup, yeterlilikte, etkinlikte ve sürdürülebilirlikte tam isabet son derecede önem arz etmektedir.
AMONYAKLI SOĞUTMA SİSTEMLERİNDE SOĞUTUCU AKIŞKAN STOKLAMA; Amonyak, aslında freon soğutucu akışkanlara kıyasen son derecede ucuz bir soğutucu akışkan olmasına rağmen bakım, onarım ve revizyon, ya da tevsiat veya tadilat öncesi soğutma devresinde mevcut soğutucu akışkan, yani; amonyak, belki de Et ve Balık Kurumu, İller Bankası ve Süt Endüstrisi Kurumu Soğuk Depo Uygulamalarından 1950’li yıllardan bu yana devam ede gelen disiplinle, sıvı tankına veya sıvı tankı ile kondansere müştereken stoklanır ve böylece soğutma devresinin sıvı tankı veya sıvı tankı ile kondanser dışında ihtiyaca göre bakım, onarım ve revizyona alınabilir ya da gerekli tevsiat ve tadilat yapılabilir.Böyle bir uygulama amonyaklı soğuk depo proje yapıcıları ile, tesis kurucuları ve işletmecileri yönünden çok olağan bir uygulama olmakla beraber, freonlu soğutma sistemleri ile uğraşanlar, acaba aynı yöntemi neden uygulamazlar veya böylesi bir yöntemin varlığından bi-haber olurlar, merak ederim! Tek kademeli bir amonyaklı soğutma sisteminde, soğutma devresinde mevcut soğutucu akışkan amonyağın toplanıp sıvı tankında stoklanması veya sıvı tankı ve kondanserde müştereken stoklanması yöntemi aşağıda Şekil-7 de şema halinde açıklanmıştır.Bu şemanın tetkikinden anlaşılacağı üzere, soğutma devresindeki amonyak soğutucu akışkanın toplanıp sıvı tankına stoklanması için önce sıvı tankının çıkışındaki B vanası kapatılır ve bu arada,sırası ile, su soğutma kulesi, kondanser suyu pompaları ve kompresör çalıştırılır. Bu çalışma sırasında, kompresörün emme ve basma manometreleri kontrol altında tutulmalı, ayrıca ve öncelikle yağ otomatiğinin işlevinin kontrolu ile, güvenlik görevinin sürdürülebilirliği, güvence altına alınmalıdır.
Şekil-7. Soğutma Devresinde Amonyak Stoklanması
Soğutma devresinde yeterli vakuma inilince, sadece sıvı tankına amonyak soğutucu akışkan stoklaması yapılacak ise I ve D vanaları kapatılır., sıvı tankı ile kondanser müştereken stoklama amacı ile kullanılacak ise sadece C vanası kullanılır ve hemen akabinde kompresör stop edilerek E emme vanası ile, A basma vanası, ayrıca F otomatik yağ dönüş vanası da kapatılır. Böylece amonyaklı sistem tek kademeli soğutma devresinde sıvı tankına veya sıvı tankı ve kondansere müştereken sıvı amonyak stoklanması tamamlanmış olmakta ve soğutma sistemi böylece bakım, onarım ve revizyona ya da tevsiat veya tadilata hazır duruma getirilmiş bulunmaktadır.
Şekil-8.Amonyaklı Soğutma Sistemi için Sıvı Tankı Gerek freonlu sistem ve gerekse amonyaklı sistem soğutma devrelerinde sıvı tankının dizaynı ve imali son derecede önemlidir. Sıvı tankı ister yatık durumda olsun, isterse dik durumda olsun, likit çıkış borusu sıvı tankının alt kısmına çok yakın bir şekilde tesis edilmelidir. Böylece sıvı tankının dip kısmında az miktarda, hacımca en fazla yüzde on veya yüzde yirmi oranında likit birikmesi durumunda normal soğutma olayı başlamalıdır. Aksi takdirde, normal soğutma için, sisteme likit tankı doluncaya kadar soğutucu akışkan şarjı gerekir ki, bu durum soğutma sistemine lüzumundan fazla soğutucu akışkan şarjını sonuçlandıracağı gibi, soğutma devresinde mevcut soğutucu akışkanın stoklanma imkanını son derecede sınırlayacaktır.
SONUÇ;
SOĞUTMA SİSTEMLERİNDE YAĞLAMA, YAĞ VERME ve YAĞ TAHLİYESİ
SOĞUTMA
SİSTEMLERİNDE YAĞLAMA;
Soğutma kompresörlerinin krank milinin ana yatakları,biyel kolunun büyük ve küçük uç yatakları, piston pernosu, piston ve silindirler ile, boğaz körüklerinin yağlanması kompresör karterine konan yağlama yağı ile yapılır. Yağlama yağının yağlanması gerekli yataklara ve sürtünen yüzeylere dağılımı küçük soğutma kapasiteli ve yavaş devirli kompresörlerde çarpma usulü ile, yüksek devirli tüm kompresölerde ise özel yağ pompaları ile sağlanır.
Ancak, öncelikle açıklamak gerekir ki, boğaz körüğü (mekanik salmastra) konusu sadece kayış kasnaklı tür kompresörler için bahis konusu olup, hermetik ve yarı hermetik kompresörler için bahis konusu değildir.
Bilhassa freon soğutucu akışkanlar olmak üzere çeşitli soğutucu akışkanların yağ absorbe etme ve dolayısı ile yağ taşıma özelliği vardır. Bu özelliğe soğutucu akışkanın soğutma devresindeki akım hızı da ilave olunduğunda emme ve basma sırasında soğutma kompresörleri, karterlerinde bulunan yağlama yağının bir kısmını da soğutucu akışkan buharı ile basma hattına ve dolayısı ile soğutma devresine pompalar. Soğutma devresinde herhangi bir tedbir alınmaz ise zamanla kompresör karterinden yağlama yağı tamamen emilerek soğutma devresine pompalanmış olur. Soğutma devresine pompalanan bu yağlama yağının tekrar kompresör karterine dönmesi sağlanmaz ise krank milinin ana yatakları, biyel kolunun küçük uç ve büyük uç yatakları ve piston pernosu ile piston ve silindirlerin sarmasına ve kayış kasnaklı tür kompresörlerde boğaz körüğünün yanmasına neden olunabilir. Bu sebeple, yukarıda konu edilen nedenlerle kompresör karterinden soğutma devresine pompalanan yağlama yağının kompresör karterine geri döndürülmesi mutlaka sağlanmalıdır.
KÜÇÜK
BOYUTLU SOĞUTMA SİSTEMLERİNDE YAĞLAMA;
Bu şemanın tetkikinden görüleceği üzere kompresör tarafından pompalanan yüksek basınçlı sıcak soğutucu akışkan buhar beraberinde sürüklediği yağlama yağı ile kondansere gelir ve kondanserde yoğuşarak sıvı durumuna dönüşür.Sıvı freon veya halojenli soğutucu akışkan yağlama yağı ile homojen bir şekilde karışacağından kondanserde yoğuşan soğutucu akışkan sıvı tankı ve sıvı hattını takip edeceğinden yağlama yağı ile birlikte genleşme valfine kadar gelir.Genleşme valfinden geçerken buharlaşmaya başlayan ve soğutucu ünitede buharlaşmasını tamamlayan soğutucu akışkandan sıvı durumunu koruyan yağlama yağı ayrışır. Ayrışan bu yağlama yağının kompresör karterine dönebilmesi için soğutma sisteminin genleşme valfinden kompresör emişine kadar azalan bir seviye ile tertip ve tanzim edilmesi gerekir.Aksi takdirde soğutma sisteminin alçak seviyeli kısımlarında yağ birikimi olur ve kompresör yağsız kalabilir.
Şekil-2 Yağlama Yağının Kompresör
Karterine Zorlamalı Dönüşümü Yukarıdaki açıklamaya rağmen soğutucu ünite serpantin boruları ile emme boruları küçük çaplı tutulursa genleşme valfinden kompresör emişine kadar azalan bir seviye ile soğutma sisteminin tertip ve tanzim edilmesi gerekmez. Küçük çaplı borularda soğutucu akışkan buharı daha hızlı hareket edeceğinden beraberinde zorlamalı olarak yağlama yağını da sürükler. Şekil-2’de şema halinde açıklandığı üzere böylece yağlama yağının kompresör karterine zorlamalı olarak dönüşü ve sonuç olarak da yağlama işleminin devamı sağlanmış olur. Ancak böyle bir yağlama yöntemi küçük boyutlu ve belki de sınırlı boyutlu freon ve halojen soğutucu akışkanlı soğutma sistemleri için geçerli olup, büyük boyutlu soğutma sistemleri için geçerli değildir..
KÜÇÜK BOYUTLU SOĞUTMA SİSTEMLERİNDE YAĞLAMA;
Şekil-3.Otomatik Yağ Ayırıcı
Şekil-4. Büyük Boyutlu ve Otomatik Yağ Ayırıcılı Soğutma Sistemi
Büyük boyutlu ve otomatik yağ ayırıcılı bir soğutma sisteminde otomatik yağ ayırıcının giriş ve çıkış, yani A ve B hatlarındaki basınçlar kompresörün basma basıncına eşittir. Şekil-4’de bir otomatik yağ ayırıcının soğutma devresine bağlanış durumu şema halinde verilmiştir. Bu şemanın tetkikinden de görüleceği üzere otomatik yağ ayırıcı kompresörün basma tarafı ile kondanser arasında yer almaktadır. Bugünkü şartlar altında düşünülen ve yapılan her makine ya da tesiste ideal sınırlara ulaşılamaz. Dolayısı ile otomatik yağ ayırıcıda da ideal sonuçlara ulaşılamaz. Yani, kompresörün bastığı kızgın durumdaki yüksek basınçlı soğutucu akışkan buharı ile birlikte sürüklenen yağlama yağı otomatik yağ ayırıcıda tam olarak ayrıştırılıp, kompresör karterine iade edilemez. Bir miktar yağlama yağı çok az da olsa soğutucu akışkanla birlikte soğutma devresinin çeşitli kısımlarına ve soğutucu ünitelerine dağılır ve düşük seviyeli kısımlarda toplanır.Bu şekilde düşük seviyeli kısımlarda yağ toplanması zamanla soğutma olayını olumsuz yönde etkiler. Bu nedenle soğutma devresindeki yağ birikintilerinin zaman zaman tahliye edilmesi gerekir. Bunun için de soğutma sisteminde düşük seviyeli kısımlara ve soğutucu ünitelere yağ drenaj valfleri konulmalıdır.Yağlama yağının sistemde dolaşmasının burada konu edilen zararları yanında faydaları da vardır. Örneğin; soğutma sisteminde bulunan çeşitli açma ve kapama valfleri ile, ayar valflerinin, genleşme valfleri ve selonoid valflerin açma kapama ya da ayar tijlerindeki salmastraların tam sızdırmaz olabilmeleri için gerekli olan yağlama ihtiyacı sistemde bulunan ve soğutucu akışkanla birlikte ve aslında kaçak olarak dolaşan bu yağlama yağı ile içten, yani iç kısımlardan devamlı bir şekilde kendi kendine sağlanır. Buna rağmen bu kabil salmastraların ve tijlerin zaman zaman ve olanak oranında dış taraftan da yağlanması ele alınmalıdır.
KÜÇÜK KAPASİTE VE
PARALEL KOMPRESÖRLÜ SOĞUTMA SİSTEMLERİNDE YAĞLAMA;
Değişik kompresörlerin farklı ve ayrı zamanlarda çalışması sonucu yağlama yağı stop halindeki bir kompresörün karterinden emilerek çalışma durumundaki diğer bir kompresörün ya da kompresörlerin karterine toplanır. Bu durumda stop halindeki kompresörün çalışması durumunda ilk harekette belirli bir süre yağsız kalabilir.
Şekil-5. Küçük Kapasiteli ve Paralel Bağlı Soğutma Kompresörlerinde Yağlama
Bu durumu önlemek için Şekil-5’de çalışma prensipleri şema halinde belirtildiği gibi birbirine paralel bağlı kompresör karterleri birbirine birer yağ dengeleme ve birer de buhar dengeleme boruları ile irtibatlandırılır. Bu irtibatlandırmada yağ dengeleme borusunun karter yağ seviyesinin altında, buhar dengeleme borusunun ise yağ seviyesinin epeyce üstünde olmasına dikkat edilmelidir. Bu şekilde bir dengeleme sistemi tertip ve tanzimi ile birbirine paralel bağlı kompresörlerin tümünün çalışması halinde kompresör karterlerindeki yağ seviyesinin aynı olması, bir veya bir kaçının çalışması halinde ise çalışan kompresör ya da kompresörlerin karter ya da karterlerine tesisteki tüm yağlama yağının toplanmaması, bu arada çalışmayan ve stop halindeki kompresörlerin yağsız kalma tehlikesine düşmemesi sağlanmış olur.
SOĞUTMA SİSTEMLERİNDE YAĞ TAHLİYESİ;
Şekil-6.Sıvı Tankı ve Soğutucu Ünitede Yağ Drenajı
KOMPRESÖR KARTERİNDEN YAĞ TAHLİYESİ VE
KOMPRESÖRE YOL VERME;
(a) (b) Şekil-7.Soğutma Kompresörlerinde Yağ Tahliyesi ve Yağ Verilmesi
Kompresör karterinden, üst kısmı atmosfere açık bir kaba yağ tahliyesi için karterdeki soğutucu akışkan buharı basıncının bir atmosferden yüksek olması ve dolayısı ile soğutma sistemi çalışma şartlarının böyle bir duruma imkan verecek şekilde kontrol ve kumanda altına alınması gerekir. Aynı şekilde kompresör karterine dışarıda bulunan ve üstü atmosfere açık bir kaptan yağ verilmesi için karterdeki soğutucu akışkan buharı basıncının bir atmosferden küçük, yani; vakum altında olması gerekir. Kompresör karterindeki soğutucu akışkan buharının vakum altına inebilmesi için kompresör çalışırken emme vanası belirli bir süre ve kontrollu olarak kapatılmalıdır.
Gerek soğutma kompresörünün karterinden yağ tahliyesi ve gerekse soğutma kompresörünün karterine yağ verilmesi için gerekli bağlantı ve uygun sifon teşkilatı Şekil-7, a ve b de basit birer şema halinde verilmiştir. Bu şemalarda verilen ve açıklanan yağ tahliye ve yağ verme sistemlerinin çok basit görünümlü olmasının yanında bir soğutma kompresöründe yağ tahliyesi ve yağ verme işlemi de yukardaki açıklamalardan anlaşılacağı üzere çok basit bir olaydır.
Bu duruma karşılık yağlama olayı, bir soğutma kompresörü için en önemli ve titizlikle dikkat edilmesi gereken bir olaydır ve önemli bir operasyondur. Kompresörün yağsız kalması ya da gerekli şekilde yağlanmaması halinde öncelikle boğaz körüğü (mekanik salmastrası) yanar ve hemen önlem alınmaz ise soğutma sistemindeki soğutucu akışkan bozulan boğaz körüğünden atmosfere kaçar ve çevre kirliliği yanında maddi kayıplara da neden olunur. Ayrıca ve hemen bu arada yatak sarması ve krepaj olayı gibi çok önemli sorunlar da ortaya çıkabilir. Böylesi sorunların ortaya çıkmaması ve soğutma kompresörlerimizin uzun ömürlü olması için yağlama olayı ile yağlama işleminin önemi çok iyi bilinmelidir.
SONUÇ VE ÖNERİLER;
SOĞUTMA KOMPRESÖRLERİNDE YAĞLAMA EMNİYETİ YÖNÜNDEN ALINMASI GEREKLİ TEDBİRLER
ÖZET;
Düşük devirli ve yüksek devirli olması durumlarına göre soğutma kompresörlerinde yağlama sistemlerinde farklılıklar olması gerektiği gibi, kontrol altında sınırlı süreli vakum altında çalışma durumları ile, kompresörün soğutma kapasitesine, cesametine ve soğutucu akışkan türüne göre de yağlama sistemleri özellik arz eder.
Ayrıca bilhassa freonlu sistem soğutma kompresörlerinde kapasite ikmali veya çift rejim amaçlı paralel kompresör tesisi uygulamalarında yağlama emniyeti ve sürekliliği yönünden ayrıcalıklı tedbirler alınmasını gerektirir.
Bu çalışmada, devir hızına, kontrol altında sınırlı süreli vakum altında çalışma durumuna, soğutma kapasitesine, cesametine ve soğutucu akışkan türü ile, paralel bağlı olması durumlarına göre, soğutma kompresörlerinde yağlama emniyeti yönünden mevcut olması veya alınması gerekli tedbir ve donanımlar konu edilecektir.
GİRİŞ;
Öte yandan soğutma kompresörlerinde yağlama emniyeti ile, soğutma etkinliği ve ayrıca dayanım ve çalışma ömrü kompresörün devir hızı ile, yağlama sistemine bağlı olmasının yanında, pompalı sistem yağlamalı kompresörlerde yağ pompasının yapısı ile, kompresör karterindeki yerleşim durumuna ve karterdeki yağlama yağına batırılmış olması veya herhangi bir konumda tesis edilme durumuna göre değişir. Düşük devirli ve çarpmalı tür kompresörler uzun ömürlü ve sınırlı ölçüde vakum altında çalışma özelliğini taşımakla beraber, sınırlı ölçüde yüksek devirli pompalı tür yağlamalı kompresörler de, yağ pompasının kompakt dişli tür ve karterdeki yağlama yağına tam batırılmış olarak tesisi durumunda uzun ömürlüdür ve ayrıca sınırlı ölçüde ve kontrollü olarak vakum altıda çalışma özelliğini de taşırlar
Yüksek soğutma kapasiteli ve büyük boyutlu soğutma kompresörlerinde ilk hareket sırasında öncelikle yağlama emniyeti için yağ pompası, yukarda konu edilen özellik ve yerleşim durumuna uygun olmak kaydı ile farklı ve ayrı bir elektrik motoru ile tahrik olunmalıdır. Freonlu soğutma sistemlerinde soğutma kapasitesi ikmali ve çift rejimli soğutma ihtiyaçları durumlarında birbirine paralel bağlı kompresör grubu oluşturulması durumlarına soğutma kompresörlerinde karter yağ seviyesinin altında ve üstünde paralel yağ dengeleme sistemine uygun irtibat yerleri taşımalıdır
Soğutma kompresörü satın alınmasında ve bilhassa ithalinde, böylesi hususların aranması ve istenmesi son derecede önemlidir.
SOĞUTMA
KOMPRESÖRLERİNDE DÖNME HIZI;
Bu nedenle, ithal edilen ve Ülkemizde soğutma tekniği ve soğuk ve donmuş depoculuk uygulamalarında kullanılan soğutma kompresörlerine dönme hızı yönünden sınır getirilmelidir. 750 dev/dak dönme hızı kabul, 1000 dev/dak dönme hızı kabul, 1500 dev/dak dönme hızı da kabul, ancak daha fazlası ve 3000 dev/dak dönme hızı asla! Ancak, pompalı tür değil, çarpmalı tür yağlamalı, 750 dev/dak dönme hızlı kompresörler daha da kabul.
SOĞUTMA
KOMPRESÖRLERİNDE YAĞLAMA;
Yüksek devirli soğutma kompresörlerinde yağlama, pompalı tür, yağlamadır. Pompalı tür yağlamada, kompresör karterinde mevcut yağlama yağı, yağ pompası ile emilerek, krank milinde, biyel kollarında ve tüm yataklarda mevcut kanalcıklardan tüm sürtünen elemanlara pompalanır ve böylece yağlama olayı gerçekleşmiş olur.
Ancak üretici firmaların ucuzuna ve kolayına geldiği için, iyi özelliği sınırlı her hangi bir yağ pompasını krank milinden kumanda alabilecek karterde mevcut yağlama yağının seviye olarak epeyce üstünde montajı kolay bir yere tesis etmektedirler. Pompaların, bu arada yağlama yağı pompalarının, emme ve basma yetenekleri basma ve emme basınç farkına bağlıdır. Bu basınç farkı büyüdükçe yağlama yağı pompasının işlevi sınırlanır ve hatta soğutma kompresörünün vakumda ve bilhassa aşırı vakumda çalışması durumunda yağlama pompasının emme ve basma yeteneği sıfırlanır ve böylece soğutma kompresörü yağlama yönünden sorunlarla karşılaşır.
Oysa, yağlama yağı pompası olarak hassas yapılı bir dişli yağlama yağı pompası seçilse ve bu pompa, yine krank milinden kumanda alacak bir şekilde kompresör karterine tam batırılmış olarak tesis edilse, yağlama yağı pompasının emme mesafesi sıfırlanmış olacağından ve ayrıca kompresör karter mekanında yer alan sürtünen ve dönen elemanlar ile,yağlama yağı kanallarına, soğutma kompresörü kontrollu olarak vakum altında çalışsa dahi, yağlama olayı devam edecektir. Burada, soğutma kompresörünün kontrollu olarak çalışmasından amaç, soğutma kompresörleri, esasen emme ve basma basınçları ile, yağlama yönünden otomatiklendirilmiş olmalı, yağlama yönünden otomatiklendirmede ise yağlama yağı pompasının basma basıncı ile emme basıncı arasındaki fark yaklaşık olarak ∆P = 2 Bar basınç ile sabitlenmesi durumunda, soğutma kompresörü yağlama yönünden esasen güvenlik altına alınmış olacaktır.
Çok daha büyük soğutma kompresörlerinde, ilk harekette kompresör yol alıncaya kadar, usulüne uygun imal ve tesis edilmiş olsa dahi, krank milinden kumanda alan yağlama yağı pompası işlevini yapamayabilir ve bu arada kompresör yağlama yönünden sorunlarla karşılaşabilir.İşte böylesi sorunların izalesi için, çok büyük boyutlu soğutma kompresörlerinde, yağlama yağı pompası hassas yapılı dişli pompa olmak ve karterdeki yağlama yağı içersine tam batırılmak kaydı ile, dışardan ayrı bir motor ile tahrik edilir. Bu tür kompresörlerde önce yağlama yağı pompası çalıştırılarak, yağlama olayı gerçekleştişrilir ve daha sonra soğutma kompresörüne yol verilir.
Ancak Ülkemize soğutma kompresörü ithalinde tüm bu hususlara özenle ve önemle dikkat olunmalıdır.
SOĞUTMA
KOMPRESÖRLERİNDE GÖRÜNÜRDE OLMASI GEREKENLER;
Bu hususlar da soğutma kompresörlerinin ithalinde ve satın alınmasında dikkat edilecek hususlar olmalıdır.
SOĞUTMA
KOMPRESÖRLERİNDE DİĞER OLMASI GEREKENLER;
Ülkemize soğutma kompresörü ithalinde ve satın alınmasında bu hususlara da önem verilmeli ve özen gösterilmelidir.
SOĞUTMA
KOMPRESÖRLERİNDE OTOMATİKLENDİRME;
Ev
Buzdolaplarında Otomatiklendirme;
Ticari
Tür Buzdolapları ve Soğutucularda Otomatiklendirme;
Orta
Boy Soğutma Sistemlerinde Otomatiklendirme:
Büyük
Boy Soğutma Sistemlerinde Otomatiklendirme:
Amonyaklı
Soğutma Sistemlerinde Otomatiklendirme:
Bugün, soğutma kompresölerinde yağlama yağı pompasının basma basıncını, değişken karter basıncına göre kontrol altında tutan ve yağlama yağı pompasının basma basıncının karter basıncına belirli bir değerde yaklaşması halinde kompresörün otomatik olarak stop ettirilmesini sağlayan yağlama yağı otomatikleri mevcuttur.
Ayrıca soğutma sistemlerinde basma basıncının belirli bir değere yükselmesi halinde soğutma kompresörünü stop ettiren yüksek basınç otomatikleri, emme basıncının belirli bir değere inmesi halinde kompresörü stop ettiren alçak basınç otomatikleri veya emme otomatikleri ya da vakum otomatikleri mevcuttur.
Belirli boyutlu freonlu soğutma kompresörlerinde olduğu gibi amonyaklı sistem soğutma kompresörlerine genellikle, 1 adet yüksek basınç otomatiği ile, 1 adet vakum otomatiği tesis edilmesinin gerekliliği yanıda 1 adet de yağ basınç otomatiği, tesis edilmeli ve soğutma kompresörü bu otomatiklerle alçak ve yüksek basınç sorunları ile yağlama yağı etkinliği yönünden kontrol ve kumanda altına alınmalıdır.
Ayrıca büyük boyutlu freonlu soğutma kompresörlerinde de olması gerektiği gibi, bilhassa amonyaklı sistem soğutma kompresörlerinde, 1 adet yağ basınç manometresi, 1 adet yüksek basınç manometresi ile, 1 adet alçak basınç manometresi ve ayrıca, 1 adet yağ sıcaklığını ölçme termometresi ve 1 adet basma sıcaklığını ölçme termometresi ile, 1 adet emme sıcaklığını ölçme termometresi ile, 1 adet de sıvı hattına tesis edilmesi gerekli sıvı amonyak ölçme termometresi, tesis edilmeli ve böylece soğutma sisteminde basınç ve sıcaklık yönünden tüm değerlerin izlenme ve kontrol imkanı elde edilmelidir.
SONUÇ; Ancak,soğutma kompresörlerinde yağlama emniyeti yönünden alınması gerekli tedbirler arasında öncelikle soğutma kompresörünün türü, dönme hızı, yağlama yağı pompası ve yerleşim durumu ile, kompresör üzerinde bulundurulması ve tesisi gereken teçhizat önem arz etmektedir.
Önemli olan, soğutucu akışkan ve soğutma sisteminin türü ile, küçüklük ve büyüklük değerini esas alarak, daha az masraflı ve daha sade sistem, tesis ve teçhizatla soğutma kompresörlerinde yağlama güvenliği yönünden uygun ve gerekli tedbirleri uygulama alanına almak ve ayrıca yağlama yönünden alınması gerekli tedbirlerin sağlanmasına esas ve uygun soğutma kompresörleri ithal etmek ve satın alabilmektir.
SOĞUK DEPOCULUKTA MUHAFAZA USULLERİ:
Bugün ticari ve endüstriyel yaşamda besin ürünleri soğuk depoculukta iki ayrı usul altında muhafaza edilir.
1. Soğuk Muhafaza 2. Donmuş Muhafaza
Genellikle meyve ve sebzeler ile kısa süreli muhafazalar için soğuk muhafaza usulü uygulanır. Soğuk depoculukta soğuk muhafaza yerine taze muhafaza tabiri de kullanılır. Besin ürününün özelliği ve muhafaza süresine göre bir soğuk muhafaza deposunun sıcaklığı ±1 ˚C ila +15 ˚C arasında değişir.
Uzun süreli muhafazalar için ise donmuş muhafaza usulü uygulanır. Gene besin ürünün özelliği ve muhafaza süresine göre bir donmuş muhafaza odanın sıcaklığı –10 ˚C ila –30 ˚˚C arasından değişir.
Soğuk depoculukta ±0 ˚C ila –10 ˚C sıcaklıkları arasında besin ürününün donmuş muhafazası pek doğru olmaz. Soğutma işleminin herhangi bir sebeple stop etmesi durumunda bu bölgede donmuş besin ürünü belirli bir süre sonunda çözülme olayı ile karşılaşa bilir. Oysa besin ürünleri,besin ve lezzet özelliklerini kaybetmemesi için ancak bir defa dondurulmalı ve sadece tüketilmek veya pişirilmek üzere gene bir defa çözülmelidir. Herhangi bir besin ürününün birkaç veya bir çok defa dondurulup çözülmesi besi,n ve lezzet özelliklerini büyük ölçüde bozar ve hatta o besin ürününün bozuşmasına neden olur.
Bu sebeple, donmuş muhafaza işleminin güvenlik altında devamı için donmuş muhafaza odası sıcaklığının en azından –10 ˚C veya daha düşük sıcaklıklarında olması arzu edilir.
Önemli bazı besin ürünlerinin soğuk ve donmuş muhafaza sıcaklıkları, bağıl nem miktarı ve yaklaşık depolama süreleri ile, ortalama su muhteviyatı ve yaklaşık donma sıcaklıkları ve ayrıca donmadan önce ve donduktan sonra özgül ısıları ile, donma gizli ısıları aşağıda çizelge-1.,2.,3. ve 4.’de verilmiştir.
Ön Soğutma:
Ön soğutma süresi besin ürününün türüne göre farklılıklar gösterir. Örneğin, ön soğutma süresi süt için azami 4 saat, balık ve tavuk eti için azami 12 saat, küçükbaş ve büyükbaş hayvan eti için azami 12 ila 24 saat, çeşitli meyve ve sebzeler için ise azam 24 saattir. Bu sürelere bağlı kalmak kaydı ile ön soğutma işlemi gıda ürününün türü ile elimizdeki teknolojik imkanlara göre farklı yöntemlerde yapılır.
Ön Soğutma Yöntemleri:
Böylece besin ürünü hasat sonrası hemen soğutma zincirine alınıp, bu zincir içerisinde tüketime arz edilecektir. Ayrıca hasat mevsimi toplama ve pazarlamaya sevk kapasitesine uygun ön soğutma tesisleri gıda sanayi ve ticaretinde yerini aldığında soğuk zinciri tüketime kadar sürdüren soğuk ve donmuş muhafaza tesis ve sistemleri makine ve tesisat bakımından ekonomik büyüklükle sınırlı kalacaktır.
Önemi bu şekille açıklanan ön soğutma işlemi değişik yöntemler altında uygulanır.
Basınçlı Hava Akımı (Forced Air) İle Ön Soğutma:
Su İle Ön Soğutma (Hydrocooling) :
Kar Veya Yaprak Buzla Ön Soğutma:
Vakumlu Ön Soğutma (Vacuum Cooling):
Durgun hava, aslında en ideal bir yalıtım malzemesidir. Örneğin tabii mantar, cam ve taş yünü, stryrophor ve poliüratan gibi yalıtım malzemelerinin ısı iletim değeri λ= 0.030 ila 0,040 W/mºC arasında değişirken yalın halde durgun havanın ısı iletim değeri λ=0.018 W/mºC’dir. İşte bu nedenledir ki, birbiri üzerine sarılmış yaprak ve liflerden oluşan ve kütlesine göre çok büyük yüzeysel alanlı sebzeler ısı akımı yönünden adeta yalıtım malzemesine benzer özellik gösterir.
Bu nedenle bu tür besin ürünlerinin basınçlı soğuk hava akımlı soğuk odalarda ön soğutulması, günler ve haftalara sarkan çok uzun zaman alır. Bu durum ise hem gıda ürününün kalitesi ve hem de ticari aktivite yönünden sakıncalıdır.
Basınçlı soğuk hava akımlı soğuk odalarda ön soğutma işlemi sadece yüzey alanının kütlesine göre küçük olduğu ve bünyesinde durgun hava bulunmayan elma, armut, ayva, şeftali, havuç, patates, domates, biber, kabak gibi meyve ve sebzelerde uygun ve yeterli olmaktadır.
Çabuk Dondurma (Şoklama):
Yukarıda açıklanan yöntem ve şartlar altında dondurma tünelinde dondurulan besin ürünü muhafaza süresine göre sıcaklığı tespit olunacak, donmuş muhafaza odasına alınır veya doğrudan pazarlamaya sevk edilir.
Şoklama Yöntemleri:
Basınçlı Hava Akımlı (Forced Air) İle Şoklama:
Bu tür şoklama belirli mekanlarda statik olarak yapılabileceği gibi belirli mekanik donanımlarla da kontinyu sistem altında da yapılabilir.
Levhalı Dondurucular:
Salamura İle Şoklama:
ENTEGRE SOĞUK DEPOLAR:
Ancak sınırlı boyutlu ticari tür soğuk depolarda, örneğin sadece soğuk muhafaza uygulaması yapılan soğuk depolarda ayrı bir ön soğutma odası düşünülmeden sadece aynı soğuk odada besin ürünü soğuk muhafazaya alınabildiği gibi aynı zamanda soğuk muhafaza depolama kapasitesinin % 2 ila – %10’u oranında bir besin ürününün de aynı soğuk odada ön soğutulması yapılabilir. Şüphesiz bu tür amaçla kullanılacak bir soğuk depoya tesis edilecek soğutma makine ve tesisatın kapasite ve boyutları uygulama amacına uygun seçilmelidir.
Aynı şekilde donmuş muhafaza uygulamasında da aynı donmuş muhafaza odasın aynı zamanda şoklama amacı ile de kullanılabilir. Ancak bu durumda da şoklama miktarı donmuş muhafaza miktarının belirli bir oranı ile örneğin; % 2 ila %10’u oranı ile sınırlı olmalıdır.
Çizelge : 1. Çeşitli Sebzelerin Soğuk ve Donmuş Muhafaza Koşulları
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||