Soğutucu Klima

Transkript

Soğutucu Klima
Eğitim Elkitabı
Soğutucu Klima
12/2000
Eğitim Elkitabı
Đçindekiler
Đçindekiler
1
Termodinamiğin Temelleri .................................................................................................................... 1-1
1.1
Giriş ................................................................................................................................................. 1-1
1.2
Sıcaklık ............................................................................................................................................ 1-1
1.3
Basınç.............................................................................................................................................. 1-1
1.3.1 Hava Basıncı............................................................................................................................... 1-2
1.3.2 Pozitif Basınç ve Mutlak Basınç.................................................................................................. 1-2
1.4
Entalpi.............................................................................................................................................. 1-3
1.5
Yoğunluk ve Özgül Hacim ............................................................................................................... 1-3
1.6
Maddenin Hal Değişiklikleri ............................................................................................................. 1-3
1.6.1 Faz Grafiği................................................................................................................................... 1-3
1.6.2 Buhar Basınç Eğrisi .................................................................................................................... 1-3
2
Soğutma Maddesi Devridaimi - Đlkeler ................................................................................................. 2-3
2.1
“Soğuk elde etmek” için bir maddenin termodinamik özelliklerinden yararlanma ........................... 2-3
2.2
Basit Soğutma Maddesi Devresi ..................................................................................................... 2-3
2.3
Kızdırma .......................................................................................................................................... 2-3
2.3.1 Kızdırma nasıl elde edilir?........................................................................................................... 2-3
2.3.2 Normal kızdırma değerleri........................................................................................................... 2-3
2.3.3 Kızdırmanın ölçülmesi................................................................................................................. 2-3
2.4
Aşırı soğutma .................................................................................................................................. 2-3
2.4.1 Aşırı soğutma nasıl elde edilir?................................................................................................... 2-3
2.4.2 Normal aşırı soğutma değerleri................................................................................................... 2-3
2.4.3 Aşırı soğutmanın ölçülmesi......................................................................................................... 2-3
2.5
Soğutma maddesi devresi............................................................................................................... 2-3
3
Soğutma Maddesi Devresindeki Ana Elemanların Đşlevleri............................................................... 2-3
3.1
Evaporatör ....................................................................................................................................... 3-3
3.1.1 Evaporatör içindeki olaylar.......................................................................................................... 3-3
3.1.2 Evaporatör verimi........................................................................................................................ 3-3
3.1.3 Buharlaşma basıncı .................................................................................................................... 3-3
3.2
Kompresör ....................................................................................................................................... 3-3
3.2.1 Kompresörün sevk davranışı ...................................................................................................... 3-3
3.2.2 Soğutma verimi ........................................................................................................................... 3-3
3.2.3 Kompresör motor verimi.............................................................................................................. 3-3
3.2.4 Kompresör kullanma sınırları ...................................................................................................... 3-3
3.3
Kondansatör .................................................................................................................................... 3-3
3.3.1 Kondansatör içindeki olaylar ....................................................................................................... 3-3
3.3.2 Kondansatör verimi ..................................................................................................................... 3-3
3.3.3 Yoğunlaşma basıncı ................................................................................................................... 3-3
3.4
Genleşme elemanı .......................................................................................................................... 3-3
4
Soğutma Maddesi Devresinin Bileşenleri ........................................................................................... 4-3
4.1
Kompresör ....................................................................................................................................... 4-3
4.1.1 Genel........................................................................................................................................... 4-3
4.1.2 Gitgel pistonlu kompresör ........................................................................................................... 4-3
4.1.2.1
Dalma pistonlu kompresör ................................................................................................. 4-3
4.1.2.2
Aksiyel pistonlu kompresör ................................................................................................ 4-3
4.1.3 Kanatlı kompresör....................................................................................................................... 4-3
4.1.4 Spiral kompresör......................................................................................................................... 4-3
4.1.5 Vidalı kompresör ......................................................................................................................... 4-3
4.1.6 Kompresör tahriki........................................................................................................................ 4-3
4.2
Kondansatör .................................................................................................................................... 4-3
überprüfen_Klima_Egitim_El_Kitabi_9003161A
I
Eğitim Elkitabı
Đçindekiler
4.2.1 Aşırı soğutucusu olmayan kondansatör...................................................................................... 4-3
4.2.2 Aşırı soğutuculu kondansatör ..................................................................................................... 4-3
4.2.3 Fan .............................................................................................................................................. 4-3
4.3
Kolektör ........................................................................................................................................... 4-3
4.4
Filtre kurutucu.................................................................................................................................. 4-3
4.4.1 Filtre kurutucunun görevleri ........................................................................................................ 4-3
4.4.2 Filtre kurutucunun montajı .......................................................................................................... 4-3
4.4.3 Filtre kurutucunun yapısı............................................................................................................. 4-3
4.5
Gözetleme penceresi ...................................................................................................................... 4-3
4.6
Genleşme elemanları ...................................................................................................................... 4-3
4.6.1 Sıcaklık kumandalı genleşme elemanları ................................................................................... 4-3
4.6.1.1
Đç basınç dengelemeli termostatik genleşme ventilleri....................................................... 4-3
4.6.1.2
Dış basınç dengelemeli termostatik genleşme ventilleri .................................................... 4-3
4.6.1.3
Blok ventil ........................................................................................................................... 4-3
4.6.1.4
MOP ventili ......................................................................................................................... 4-3
4.6.2 Genleşme borusu (orifis tüpü)..................................................................................................... 4-3
4.7
Evaporatör ....................................................................................................................................... 4-3
4.7.1 Hava uygulanan evaporatörler.................................................................................................... 4-3
4.7.2 Su uygulanan evaporatörler........................................................................................................ 4-3
4.7.3 Soğutma maddesi dağıtımı ......................................................................................................... 4-3
4.8
Sıvı ayırıcı........................................................................................................................................ 4-3
4.9
Hortum hatları.................................................................................................................................. 4-3
4.10
Boru hatları ...................................................................................................................................... 4-3
5
Soğutma maddeleri, yağlama maddeleri ve ısı taşıyıcılar ................................................................. 5-3
5.1
Giriş ................................................................................................................................................. 5-3
5.2
Đdeal soğutma maddesinden beklenenler ....................................................................................... 5-3
5.2.1 Fiziksel özellikler ......................................................................................................................... 5-3
5.2.1.1
Buharlaşma basıncı............................................................................................................ 5-3
5.2.1.2
Yoğunlaşma basıncı........................................................................................................... 5-3
5.2.1.3
Basınç farkı ........................................................................................................................ 5-3
5.2.1.4
Basınç oranı ....................................................................................................................... 5-3
5.2.1.5
Kompresyon son sıcaklığı .................................................................................................. 5-3
5.2.1.6
Suda çözünebilirlik ............................................................................................................. 5-3
5.2.1.7
Buharlaşma entalpisi ve emiş yoğunluğu........................................................................... 5-3
5.2.1.8
Yağlama maddelerinin karışma kabiliyeti/çözünebilirliği .................................................... 5-3
5.2.2 Kimyasal özellikler....................................................................................................................... 5-3
5.2.3 Fizyolojik özellikler ...................................................................................................................... 5-3
5.2.4 Çevre için sakıncasızlık .............................................................................................................. 5-3
5.2.4.1
Ozon yıkım potansiyeli (ODP) ............................................................................................ 5-3
5.2.4.2
Sera etkisi potansiyeli (GWP)............................................................................................. 5-3
5.2.4.3
TEWI................................................................................................................................... 5-3
5.3
CFC-Halon yasak kararnamesi ....................................................................................................... 5-3
5.4
R 134a soğutma maddesinin R 12 ile karşılaştırılması................................................................... 5-3
5.5
Soğutma maddesi dönüşümü.......................................................................................................... 5-3
5.5.1 Retrofit......................................................................................................................................... 5-3
5.5.2 Drop In ........................................................................................................................................ 5-3
5.6
Soğutma makinesi yağları ............................................................................................................... 5-3
5.6.1 Soğutma makinesi yağlarının görevi........................................................................................... 5-3
5.6.2 Yağın yarattığı sorunlar............................................................................................................... 5-3
5.6.3 Kullanılmakta olan soğutma makinesi yağları............................................................................. 5-3
5.6.3.1
Madeni yağlar ..................................................................................................................... 5-3
5.6.3.2
Alkil benzoller ..................................................................................................................... 5-3
5.6.3.3
Poliglikoller (PAG) .............................................................................................................. 5-3
5.6.3.4
Ester yağları ....................................................................................................................... 5-3
5.7
Isı taşıyıcıları ................................................................................................................................... 5-3
6
Sistem Tekniği........................................................................................................................................ 6-3
6.1
II
Güvenlik elemanları......................................................................................................................... 6-3
überprüfen_Klima_Egitim_El_Kitabi_9003161A
Eğitim Elkitabı
Đçindekiler
6.1.1 Genel........................................................................................................................................... 6-3
6.1.2 Güvenlik düzeneklerinin türleri.................................................................................................... 6-3
6.2
Güç regülasyonu ............................................................................................................................. 6-3
6.2.1 Regülasyonsuz kompresörler ..................................................................................................... 6-3
6.2.1.1
Manyetik kavramalı regülasyon.......................................................................................... 6-3
6.2.1.2
Karşı ısıtmayla güç ayarlaması .......................................................................................... 6-3
6.2.1.3
Sıcak gaz baypası .............................................................................................................. 6-3
6.2.1.4
Emişin kısılması ................................................................................................................. 6-3
6.2.1.5
Devir sayısı ayarı................................................................................................................ 6-3
6.2.2 Đçten regüleli kompresörler.......................................................................................................... 6-3
6.2.2.1
Silindir kapama................................................................................................................... 6-3
6.2.2.2
Yalpa diski ayarı (içten ayarlama) ...................................................................................... 6-3
6.2.2.3
Yalpa diski ayarı (dıştan ayarlama).................................................................................... 6-3
6.2.2.4
Kanatlı kompresör .............................................................................................................. 6-3
6.2.2.5
Spiral kompresör ................................................................................................................ 6-3
6.3
Soğutma maddesi deplasmanı........................................................................................................ 6-3
7
Đşletime alma........................................................................................................................................... 7-3
7.1
Soğutma maddesi devresindeki nem .............................................................................................. 7-3
7.1.1 Genel........................................................................................................................................... 7-3
7.1.2 Korozyon/asit oluşumu................................................................................................................ 7-3
7.1.3 Bakır kaplama ............................................................................................................................. 7-3
7.1.4 Buz kristali oluşması ................................................................................................................... 7-3
7.1.5 Nemin azaltılması ....................................................................................................................... 7-3
7.2
Soğutma maddesi devresindeki katı ve çözünebilir maddeler ........................................................ 7-3
7.3
Soğutma maddesi devresindeki yabancı gazlar ............................................................................. 7-3
7.4
Soğutma maddesi devresinin tahliye edilmesi ................................................................................ 7-3
7.4.1 Genel........................................................................................................................................... 7-3
7.4.2 Vakum pompası .......................................................................................................................... 7-3
7.4.3 Doğru şekilde tahliye yapma....................................................................................................... 7-3
7.5
Soğutma maddesi devrelerinde kaçak kontrolü .............................................................................. 7-3
7.5.1 Genel........................................................................................................................................... 7-3
7.5.2 Basınç tutma yöntemiyle kaçak kontrolü .................................................................................... 7-3
7.5.3 Kabarcık testi ile kaçak arama.................................................................................................... 7-3
7.5.4 Sabun köpüğü testi ile kaçak arama........................................................................................... 7-3
7.5.5 Elektronik kaçak arama cihazı ile kaçak arama.......................................................................... 7-3
7.5.6 Test gazları yardımıyla kaçak arama.......................................................................................... 7-3
7.6
Servis cihazları ................................................................................................................................ 7-3
7.7
Manometre bloğu ............................................................................................................................ 7-3
7.8
Emiş istasyonu ................................................................................................................................ 7-3
7.9
Servis ventili .................................................................................................................................... 7-3
7.10
Đşletime almanın adımları ................................................................................................................ 7-3
7.10.1
Gözle kontrol........................................................................................................................... 7-3
7.10.2
Basınç testi ............................................................................................................................. 7-3
7.10.3
Sızdırmazlık testi .................................................................................................................... 7-3
7.10.4
Kurutma, tahliye etme............................................................................................................. 7-3
7.10.5
Dolum, gerekli dolum miktarının belirlenmesi......................................................................... 7-3
7.10.6
Güvenlik elemanlarının kontrolü ve ayarlanması ................................................................... 7-3
8
Hata Arama ............................................................................................................................................. 8-3
8.1
Koşullar............................................................................................................................................ 8-3
8.2
Hata aramada takip edilecek yol ..................................................................................................... 8-3
8.2.1 Soğutma maddesi ....................................................................................................................... 8-3
8.2.2 Sistem şeması............................................................................................................................. 8-3
8.2.3 Gözle kontrol ............................................................................................................................... 8-3
8.2.4 Ölçümler...................................................................................................................................... 8-3
8.3
Tipik hatalar ve olası nedenleri ....................................................................................................... 8-3
8.3.1 Emiş basıncı çok düşük, yüksek basınç düşük ila normal.......................................................... 8-3
8.3.2 Emiş basıncı normal, yüksek basınç çok yüksek........................................................................ 8-3
überprüfen_Klima_Egitim_El_Kitabi_9003161A
III
Eğitim Elkitabı
8.3.3
8.3.4
8.3.5
9
Soğutma maddesinin kullanımı ....................................................................................................... 9-3
Basınçlı kapların kullanımı .............................................................................................................. 9-3
Basınçlı gazlar teknik kuralları (TRG) ............................................................................................. 9-3
Atık kanunu, tespit yönetmeliği, artık madde denetleme yönetmeliği ............................................. 9-3
Diğer standartlar ve yönergeler ....................................................................................................... 9-3
Ek ........................................................................................................................................................... 10-3
10.1
10.2
10.3
10.4
IV
Emiş basıncı çok yüksek, yüksek basınç düşük ila normal ........................................................ 8-3
Emiş basıncı çok yüksek, yüksek basınç çok yüksek................................................................. 8-3
Diğer hatalar................................................................................................................................ 8-3
Güvenlik Talimatları ............................................................................................................................... 9-3
9.1
9.2
9.3
9.4
9.5
10
Đçindekiler
Kullanılan semboller ve parametreler............................................................................................ 10-3
Ölçüm yerleri tanımları .................................................................................................................. 10-3
Semboller (EN 1861, Nisan 1998) ................................................................................................ 10-3
R 134a’nın buhar tablosu .............................................................................................................. 10-3
überprüfen_Klima_Egitim_El_Kitabi_9003161A
Eğitim Elkitabı
Đçindekiler
Şekiller
Şekil 1-1
Şekil 1-2
Şekil 1-3
Şekil 1-4
Şekil 1-5
Şekil 1-6
Şekil 1-7
Şekil 1-8
Şekil 2-1
Şekil 2-2
Şekil 2-3
Şekil 2-4
Şekil 2-5
Şekil 2-6
Şekil 2-7
Şekil 2-8
Şekil 2-9
Şekil 3-1
Şekil 3-2
Şekil 3-3
Şekil 3-4
Şekil 3-5
Şekil 3-6
Şekil 3-7
Şekil 3-8
Şekil 3-9
Şekil 4-1
Şekil 4-2
Şekil 4-3
Şekil 4-4
Şekil 4-5
Şekil 4-6
Şekil 4-7
Şekil 4-8
Şekil 4-9
Şekil 4-10
Şekil 4-11
Şekil 4-12
Şekil 4-13
Şekil 4-14
Şekil 4-15
Şekil 4-16
Şekil 4-17
Şekil 4-18
Şekil 4-19
Şekil 4-20
Şekil 4-21
Şekil 4-22
Şekil 4-23
Şekil 4-24
Şekil 4-25
Şekil 4-26
Şekil 4-27
Şekil 4-28
Şekil 4-29
Şekil 4-30
Şekil 4-31
Şekil 4-32
Kelvin ve Celsius sıcaklık ıskalası .............................................................................................. 1-1
Barometre ile hava basıncının ölçülmesi.................................................................................... 1-2
Manometre göstergesi, mutlak basınç ve pozitif basınç............................................................. 1-2
Su için p = 1,013 bar iken sıcaklık-entalpi grafiği ....................................................................... 1-3
Bir soğutucu maddenin faz grafiği .............................................................................................. 1-3
Sabit basınçta (p = 1,013 bar) suyun buharlaşması................................................................... 1-3
R 134a'nın buhar basınç eğrisi ................................................................................................... 1-3
Doyma sıcaklığı ıskalalı bir manometre. .................................................................................... 1-3
Buzun erime entalpisi yardımıyla ısının uzaklaştırılması: “Buz dolabı” ...................................... 2-3
Soğutma maddesi devresinin basitleştirilmiş gösterimi: “Buzdolabı” ......................................... 2-3
Kompresörlü soğutma sistemi ile dört ana elemanının prensip şeması..................................... 2-3
t, h grafiği .................................................................................................................................... 2-3
Bir soğutma maddesi devresinin t, h grafiği ............................................................................... 2-3
Soğutma maddesinin evaporatörde kızdırılması ........................................................................ 2-3
Soğutma maddesinin aşırı soğutulması ..................................................................................... 2-3
Soğutma devresi şeması ............................................................................................................ 2-3
t, h grafiğinde soğutma maddesi devri .....................................Hata! Yer işareti tanımlanmamış.
Evaporatör içindeki olaylar ......................................................................................................... 3-3
Pistonlu kompresörün hasar odacığı .......................................................................................... 3-3
Hasar odacığının etkisi ............................................................................................................... 3-3
Basınç oranına bağlı hacimsel verim.......................................................................................... 3-3
Çeşitli yoğunlaşma msıcaklıklarında buharlaşma sıcaklığı üzerinden soğutma verimi.............. 3-3
Buharlaşma ve yoğunlaşma sıcaklığına bağlı olarak kompresör güç ihtiyacı ............................ 3-3
Açık strok pistonlu kompresörün kullanım sınırları..................................................................... 3-3
Kondansatörün bölgeleri............................................................................................................. 3-3
Soğutma maddesi sıvısının genleşme olayı............................................................................... 3-3
Açık dalma pistonlu kompresör, şematik, Bock marka............................................................... 4-3
Bock firmasının FK 40 tipi dalma pistonlu kompresörü .............................................................. 4-3
Bitzer marka açık tip kompresörün mil geçişindeki mekanik mil contası.................................... 4-3
Aksiyel pistonlu kompresör......................................................................................................... 4-3
Bir aksiyel pistonlu kompresör kesiti........................................................................................... 4-3
5 kanatlı bir kanatlı kompresör ................................................................................................... 4-3
Spiral kompresör......................................................................................................................... 4-3
Bir spiral kompresörün sıkıştırma işlemi..................................................................................... 4-3
Vidalı kompresör, şematik .......................................................................................................... 4-3
Kayış kasnağı tipleri ................................................................................................................... 4-3
Kayış ön gerilimi (Bock firması) .................................................................................................. 4-3
Manyetik kavrama....................................................................................................................... 4-3
Borulu lamelli ısı eşanjörü .......................................................................................................... 4-3
Borulu lamelli kondansatörün yapısı........................................................................................... 4-3
Bir otobüs kondansatörüne örnek............................................................................................... 4-3
Paralel akışlı kondansatör .......................................................................................................... 4-3
Paralel akışlı kondansatörün yapısı............................................................................................ 4-3
Aksiyel vantilatör......................................................................................................................... 4-3
2 fanlı radyal vantilatör ............................................................................................................... 4-3
Bir otomobil soğutma sisteminin kolektörü ................................................................................. 4-3
Bir otobüs soğutma sisteminde kolektörün montaj örneği.......................................................... 4-3
Soğutma maddesinin az olmasından dolayı gözetleme penceresinde görülen kabarcıklar ...... 4-3
Katı madde elemanlı filtre kurutucu kesiti................................................................................... 4-3
Nem göstergeli gözetleme penceresi ......................................................................................... 4-3
Đç basınç dengelemeli TEV......................................................................................................... 4-3
Termostatik genleşme ventili (iç basınç dengelemeli) ile evaporatör......................................... 4-3
Đç basınç dengelemeli termostatik genleşme ventilinin şeması.................................................. 4-3
Termostatik genleşme ventilinin kapasite eğrisi ......................................................................... 4-3
Dış basınç dengelemeli TEV ...................................................................................................... 4-3
Dış basınç dengelemeli TEV (dirsek ventil)................................................................................ 4-3
Dış basınç dengelemeli TEV (blok ventil)................................................................................... 4-3
Sensör sıcaklığına bağlı sensör basıncı..................................................................................... 4-3
überprüfen_Klima_Egitim_El_Kitabi_9003161A
V
Eğitim Elkitabı
Şekil 4-33
Şekil 4-34
Şekil 4-35
Şekil 4-36
Şekil 4-37
Şekil 4-38
Şekil 4-39
Şekil 4-40
Şekil 4-41
Şekil 4-42
Şekil 4-43
Şekil 4-44
Şekil 4-45
Şekil 4-46
Şekil 4-47
Şekil 4-48
Şekil 5-1
Şekil 5-2
Şekil 5-3
Şekil 6-1
Şekil 6-2
Şekil 6-3
Şekil 6-4
Şekil 6-5
Şekil 6-6
Şekil 6-7
Şekil 6-8
Şekil 6-9
Şekil 6-10
Şekil 7-1
Şekil 7-2
Şekil 7-3
Şekil 7-4
Şekil 7-5
Şekil 7-6
Şekil 7-7
Şekil 7-8
Şekil 7-9
Şekil 7-10
Şekil 7-11
Şekil 7-12
Şekil 7-13
Şekil 7-14
Şekil 7-15
Şekil 7-16
Şekil 7-17
Şekil 7-18
Şekil 7-19
Şekil 8-1
Şekil 8-2
Şekil 8-3
Şekil 8-4
Şekil 8-5
Şekil 8-6
Şekil 8-7
Şekil 8-8
Şekil 10-1
VI
Đçindekiler
Orifis tüpü ................................................................................................................................... 4-3
Lamelli evaporatör ...................................................................................................................... 4-3
Otomobil plaka evaporatörü ....................................................................................................... 4-3
Dolaylı soğutma .......................................................................................................................... 4-3
Plaka evaporatörün yapısı .......................................................................................................... 4-3
Plaka evaporatör......................................................................................................................... 4-3
Soğutma maddesi distribütörü.................................................................................................... 4-3
Soğutma maddesi distribütörü.................................................................................................... 4-3
Plaka evaporatörde soğutma maddesi dağılımı ......................................................................... 4-3
Atomizer...................................................................................................................................... 4-3
Sıvı ayırıcı................................................................................................................................... 4-3
Hortum yapısı ............................................................................................................................. 4-3
Dokumalı basınç taşıyıcı katmanlı hortum (2 katlı) .................................................................... 4-3
Kompresöre giden emiş hattının döşenmesi .............................................................................. 4-3
Kondansatör yüksekte olduğunda basınç hattı döşenmesi ........................................................ 4-3
Basınç hattı döşenmesi, kondansatör aynı yükseklikte veya daha aşağıda olduğunda ............ 4-3
R 134a yağ çözünebilirlik karakteristiği ...................................................................................... 5-3
CO2 konsantrasyonunun artışı.................................................................................................... 5-3
Yağlama maddesinin görevleri ................................................................................................... 5-3
Bazı güvenlik elemanlarından oluşan güvenlik zinciri ................................................................ 6-3
Regülasyonsuz ve kademesiz regülasyonlu kompresörlerde hava çıkış sıcaklığının ve
kompresör güç ihtiyacının seyri .................................................................................................. 6-3
Sıcak gaz baypas devresi........................................................................................................... 6-3
Vario şanzıman ile devir sayısı ayarlaması ................................................................................ 6-3
Silindir çifti kapaması .................................................................................................................. 6-3
Silindir kapama, tam yük ............................................................................................................ 6-3
Silindir kapama, regüle durumu.................................................................................................. 6-3
Đçten regülasyonlu yalpa diskli kompresörün güç regülasyonu .................................................. 6-3
Đçten regülasyonlu yalpa diskli kompresörün regüle ventili ........................................................ 6-3
Pump down devresi .................................................................................................................... 6-3
Çeşitli soğutma maddelerinin maksimum su oranı..................................................................... 7-3
Çeşitli yağ türlerinin su tutma kapasiteleri .................................................................................. 7-3
Đki kademeli döner sürgülü vakum pompasının şematik gösterimi............................................. 7-3
Gaz safrası ile ve gaz safrası olmadan yapılan tahliye işleminin şeması .................................. 7-3
Đki taraflı tahliyenin şematik gösterimi......................................................................................... 7-3
Vakum pompasındaki ve sistem içindeki basıncın seyri ............................................................ 7-3
Sabun köpüğü testi ile kaçak arama........................................................................................... 7-3
Elektronik kaçak arama cihazı.................................................................................................... 7-3
Servis cihazı ............................................................................................................................... 7-3
Manometre bloğu........................................................................................................................ 7-3
Manometre bloğunun yapısı ....................................................................................................... 7-3
Kompresör vanası....................................................................................................................... 7-3
Kompresör vanası, üstten görünüş............................................................................................. 7-3
Üç konumdaki servis ventili (şematik) ........................................................................................ 7-3
Đğneli ventil (otomatik ventil) ....................................................................................................... 7-3
Servis ventilleri için hızlı bağlantı................................................................................................ 7-3
Optimal dolum miktarı................................................................................................................. 7-3
Dolum miktarına bağlı kızdırma.................................................................................................. 7-3
Dolum miktarına bağlı yoğunlaşma basıncı ............................................................................... 7-3
Hata aramada değerlendirme için ölçüm noktaları..................................................................... 8-3
Dolum armatürü olarak manometre bloğu kullanılan soğutma maddesi devresinin şeması...... 8-3
Devre dışı kalmış yaklaşık 40.000 kompresördeki hata nedenleri ............................................. 8-3
Bock firmasının sürgülü hata arama cetveli ............................................................................... 8-3
Emiş basıncı çok düşük, yüksek basınç düşük ila normal.......................................................... 8-3
Emiş basıncı normal, yüksek basınç çok yüksek ....................................................................... 8-3
Emiş basıncı çok yüksek, yüksek basınç düşük ila normal ........................................................ 8-3
Emiş basıncı çok yüksek, yüksek basınç çok yüksek ................................................................ 8-3
Basınç ve sıcaklık ölçme yerleri ............................................................................................... 10-3
überprüfen_Klima_Egitim_El_Kitabi_9003161A
Eğitim Elkitabı
Đçindekiler
Tablolar
Tablo 1-1
Tablo 3-1
Tablo 3-2
Tablo 4-1
Tablo 4-2
Tablo 7-1
Tablo 8-1
Tablo 8-2
Tablo 8-3
Tablo 8-4
Tablo 8-5
Tablo 8-6
Tablo 8-7
Tablo 8-8
Tablo 10-1.
Tablo 10-2.
Tablo 10-3
R 134a'nın nemli buhar tablosu.................................................................................................. 1-3
Çeşitli parametrelerin buharlaşma basıncına etkisi.................................................................... 3-3
Çeşitli parametrelerin yoğunlaşma basıncına etkisi ................................................................... 3-3
Basınç düşüşünden dolayı soğutma kapasitesi kaybı................................................................ 4-3
Tavsiye edilen akış hızları .......................................................................................................... 4-3
Sıcaklığa bağlı olarak suyun buhar basıncı................................................................................ 7-3
Beklenen emiş basıncı ............................................................................................................... 8-3
Beklenen yüksek basınç............................................................................................................. 8-3
Đşletim basınçlarına etki eden büyüklükler.................................................................................. 8-3
Emiş basıncı çok düşük ve yüksek basınç düşük veya normal iken hata seçimi....................... 8-3
Emiş basıncı normal ve yüksek basınç çok yüksek iken hata seçimi ........................................ 8-3
Emiş basıncı çok yüksek ve yüksek basınç düşük ila normal iken hata seçimi ......................... 8-3
Emiş basıncı çok yüksek ve yüksek basınç çok yüksek iken hata seçimi.................................. 8-3
Diğer hatalar ............................................................................................................................... 8-3
Kullanılan semboller ................................................................................................................. 10-3
Kullanılan işaretler .................................................................................................................... 10-3
R 134a’nın madde özellikleri [hesaplama programı Solkane Refrigerants Version 2.0] .......... 10-3
überprüfen_Klima_Egitim_El_Kitabi_9003161A
VII
Eğitim Elkitabı
Đçindekiler
Giriş
Đçerik ve Amaç
Bu Eğitim Elkitabı, kamyon, otomobil ve otobüslerdeki klima sistemleri üzerinde çalışacak olan personelin
eğitilmesi için hazırlanmıştır.
En önemli termodinamik temellersen yola çıkarak, öncelikle soğutucu sistemin dört ana bileşeninin
(kompresör, kondansatör, genleşme elemanları, evaporatör) görevleri ve çalışma şekilleri tanımlanacaktır.
Bileşenler bölümünde, verilen bilgiler temelinde bir klima sistemindeki ana elemanların ve diğer tüm
bileşenlerin yapı ve işlevleri açıklanacaktır. Sistem tekniği bölümünde güvenlik zincirine ve çeşitli güç
ayarlama olanaklarına değinilecektir. Đşletime alma bölümü, işletime alma için gerekli yardımcı maddeleri ve
bir klima sisteminin nasıl doğru bir şekilde işletime alınacağı gibi önemli bilgiler içermektedir. Hata arama
bölümünde ise hata teşhisi için temel hareket şekli tanımlanmakta ve olası hata nedenleri sıralanmaktadır.
Đyileştirme ve Değişiklik Önerileri
Bu Eğitim Elkitabına ilişkin şikayetleri, iyileştirmeleri veya düzeltici önerileri lütfen
Webasto Thermosysteme GmbH
Abt. Technische Dokumentation
D-82131 Stockdorf
Telefon: 0 89 / 8 57 94 - 5 42
Faks: 0 89 / 8 57 94 - 7 57
adresine yöneltiniz.
Bu doküman
Test- und Weiterbildungszentrum Wärmepumpen und Kältetechnik
TWK GmbH
Floridastraße 1
D-76149 Karlsruhe
Telefon: 07 21 / 9 73 17 - 0
Faks: 07 21 / 9 73 17 - 11
tarafından hazırlanmıştır.
VIII
überprüfen_Klima_Egitim_El_Kitabi_9003161A
1 Termodinamiğin Temelleri
1 Termodinamiğin Temelleri
1.1
Giriş
Soğutma tekniği, ısı biliminin, dolayısıyla da katı, sıvı
ve gaz haldeki maddelerin davranışlarını inceleyen
termodinamiğin bir dalıdır.
“Termo”
“Dinamik”
Isı
Hareket bilimi
Yani termodinamik “ısı davranışlarıyla” (ısının
alınması
ve
verilmesi)
uğraşmaktadır.
Termodinamikte tam anlamıyla “soğuk” yoktur, çünkü
“soğuk” yalnız ısının bir yerden, sıcaklığı daha yüksek
olan bir yere taşınmasından ortaya çıkmaktadır. Bu
sırada soğuyan mekan, madde veya cisim, sıcaklık 273,15 °C üzerinde olduğu sürece, hala ısı
içermektedir.
1.2
Sıcaklık
noktasından aşağıya doğru eşit şekilde uzatılarak
tüm sıcaklık sahaları için geçerli bir sıcaklık ıskalası
elde edilir. Görüldüğü gibi böyle bir sıcaklık ıskalası
keyfi olarak ortaya çıkmıştır.
Ulaşılabilen en düşük sıcaklık -273,15 °C’tur. Bu
değer mutlak sıfır noktası olarak tanımlanır.
Termodinamik
sıcaklık
ıskalası
mutlak
sıfır
noktasından 0 K (Kelvin, Đngiliz fizikçi W. Thomson
ve daha sonra Lord Kelvin, 1824 - 1904, adıyla
anılmaktadır) başlar. Bu durum karşısında sıcaklık
için yeni bir baz büyüklük olan termodinamik
sıcaklık kullanılmaya başlanmıştır. Mutlak sıfır
noktasına geleneksel ısı transferi ile asla ulaşılamaz,
çünkü bir cismin sahip olduğu ısı daima sıcaklığı
daha düşük olan bir cisme verilebilir.
p = 1 bar
Suyun kaynama noktası 373,15 K
Bir maddenin sıcaklığı, yapı taşlarının (atomlar,
moleküller ve molekül grupları) hareketlerinin
yoğunluğunun ölçüsü olarak düşünülebilir.
Buzun erime noktası 273,15 K
Katı cisimlerde kafes yapı taşları yalnız bir salınım
merkezi etrafında titreşirler. Eğer bu hareket, ısı alımı
sonucunda kafes kuvvetleri aşılacak kadar büyük
olursa, katı kafes çöker. Cisim erimeye başlar ve sıvı
halde bulunur. Bu sırada kafes yapı taşları arasında
hala bağ kuvvetleri etki eder. Isı enerjisi alımı devam
ettikçe bu kuvvetler de aşılır, moleküller buhar ya da
gaz halde ortamda hareket edebilirler. Isının
ortamdan çıkarılmasıyla bu hal değişiklikleri tekrar
geri alınabilir.
Cisimlerin sıcaklığa bağlı tüm fiziksel özellikleri
(hacim genleşmesi, elektrik direnci vs.) sıcaklık
ölçümünde kullanılabilir.
Çoğu termometre cıva ve alkol gibi sıvıların ısıl
genleşmesi prensibine dayanmaktadır. Bunun için bir
sıcaklık ıskalasının belirlenmesi gerekir.
Doğadaki belli fiziksel olayların aynı şartlar altında
daima aynı sıcaklıkta gerçekleşmesi sayesinde sabit
sıcaklık noktaları elde edilebilir, ki bunların en çok
bilineni buzun erime noktası ve suyun kaynama
noktasıdır.
Sıcaklık ıskalası, sıvının genleşmesi iki sabit nokta
arasında belirli bir şekilde bölünerek elde edilir.
Đsveçli astronom A. Celsius (1701 - -1744) 1742
yılında Celsius ıskalası denen sıcaklık ıskalasını
belirlemiştir. Bunun için sıvı olarak cıva kullanmış ve
ıskalayı 100 eşit birime bölmüştür. Bu şekilde bir
Celsius derecesinin büyüklüğü belirlenmiştir. Celsius
ıskalası kaynama noktasından yukarıya ve donma
Mutlak sıfır noktası
0K
100 °C
0 °C
-273°C
Şekil 1-1 Kelvin ve Celsius sıcaklık ıskalası
1.3
Basınç
“Basınç” kavramı altında birim yüzeye etki eden
kuvvet anlaşılır. Uluslararası Yasal Ölçüler Komitesi
basınç birimi olarak Pascal (Pa) birimini
belirlemiştir. Bu birim m² başına Newton (N/m²) olarak
da tanımlanmaktadır.
Basınç p =
Kuvvet F
Yüzey A
Pa, N/m² cinsinden
(Pascal, Fransız filozof ve matematikçi B. Pascal,
1623 - 1662)
(Newton, Đngiliz fizikçi I. Newton, 1643 - 1727)
1-1
1 Termodinamiğin Temelleri
“Pascal” tarafından türetilen yasal “Bar” (bar) birimi
de basınç birimi olarak kullanılabilir.
pabs = pamb + pe
Burada:
5
1 bar = 100 000 Pa = 10 Pa
1 bar = 1 000 mbar
1.3.1
Hava Basıncı
Hava basıncı pamb barometre ile ölçülür.
pabs
pamb
pe
bar cinsinden
Mutlak basınç
Atmosferik hava basıncı (ortam basıncı)
Pozitif basınç (manometre göstergesi)
Bir soğutma sistemi boşaltıldığında, pozitif basınç
manometresi bir negatif değer gösterir. Ortama kaşı
ölçüldüğünde 0 bar göstermesi gerekir.
Pozitif basınç pe, bar cinsinden
Vakum
Hava sütunu
Hava katmanı
Hava sütunu
Mutlak basınç pabs, bar cinsinden
Cıva
pamb = 1 bar
Şekil 1-2 Barometre ile hava basıncının ölçülmesi
Yerküre yaklaşık 200 km kalınlığında bir hava
katmanı ile çevrilidir ve yükseklik arttıkça havanın
yoğunluğu (dolayısıyla hava basıncı) azalır. Havanın
ağırlığından kaynaklanan yeryüzü üzerindeki basınç
deniz seviyesinde ortalama pamb = 1,013 bar
değerindedir ve 760 mm cıva sütununa karşılık gelir.
Hava basıncı atmosferdeki iklim etkilerinden dolayı
da değişir:
–
Hava
ısındığında
genleşir,
yükselir
ve
yükseklerde yanal bir akıntıya uğrar, hava
basıncı düşer.
–
Yüksekte soğuyan hava belli bir süre sonra
yeryüzüne alçalır. Bu sırada yoğunlaşır, hava
basıncı artar.
1.3.2
Pozitif Basınç ve Mutlak Basınç
Pratikte kullanılan manometrelerin çoğu (maliyet
sebebiyle) pozitif basınç manometresidir. Bunlar
ortam basıncına (hava basıncı) karşı pozitif basınç
pe değerini ölçerler. Mutlak (“gerçek”) basınç pabs
değerini elde etmek için manometre göstergesine (pe)
ortam basıncı pamb eklenmelidir. Mutlak basınç
değerine hesaplamalar ve madde verilerinin
belirlenmesi için gerek duyulur.
1-2
Şekil 1-3 Manometre göstergesi, mutlak basınç ve
pozitif basınç
Örnek
Ne boşaltılmış, ne de soğutucu doldurulmuş olan yeni
kurulmuş bir soğutma sisteminde yaklaşık pamb = 1
bar olan atmosfer basıncı hakimdir.
Sisteme soğutucu doldurulmasıyla sistemde pozitif
basınç pe oluşur. Sistem, pozitif basınç pe = 3 bar
olacak kadar doldurulduğunda, sistemdeki mutlak
basınç ne olur?
pabs = pamb + pe = 1 bar + 3 bar = 4 bar
Sistem boşaltıldığında, “vakum” (negatif basınç)
oluşur. Sistem, atmosfer basıncı altında olan pe = -0,6
bar basınca kadar boşaltıldığında, sistemdeki mutlak
basınç ne olur?
pabs = pamb + pe = 1 bar - 0,6 bar = 0,4 bar
1 Termodinamiğin Temelleri
Entalpi
değişikliğinde de maddenin entalpisi artar, ancak
sıcaklık sabit kalır.
Entalpi H önceleri “ısı içeriği” kavramı ile
tanımlanmaktaydı. entalpi, bir maddenin içinde (belli
bir sıcaklığa göre) ne kadar ısı bulunduğunu belirtir.
Pratik olması açısından entalpinin “sıfır” değeri
çoğunlukla Celsius sıcaklık ıskalasına uygun olarak
alınır. Su buharında normal olarak 0 °C (273,15 K)
sıcaklığı esas alınır. Özgül entalpi h belli bir
maddenin 1 kg’nı esas alır.
Yani 0 °C’deki suyun özgül entalpisi h = 0 J/kg.
Entalpi değeri 0 °C üzerinde pozitif ve 0 °C altındaysa
negatiftir.
Çeşitli hallerdeki veya sıcaklıklardaki soğutucu
maddelere ait özgül entalpi tablo veya grafiklerden
öğrenilebilir.
1.5
Yoğunluk ve Özgül Hacim
Yoğunluk ρ, bir maddenin 1 m³ hacmine karşılık
gelen kütlesidir.
Yoğunluk ρ =
Kütle m
Hacim V
Buharlaşma ısısı, sıvı içinde ortaya çıkan daha büyük
bağ kuvvetlerinden dolayı erime ısısına göre çok
daha büyüktür.
Sıcaklık t, °C cinsinden
1.4
Özgül entalpi h, kJ/kg
Şekil 1-4 Su için p = 1,013 bar iken sıcaklık-entalpi
grafiği
q
r
1
2
3
4
5
kg/m³ cinsinden
Özgül hacim v bir maddenin hacminin 1 kg
ağırlığındaki kütlesine oranıdır.
Özgül hacim v =
1.6
Hacim V
Kütle m
Erime ısısı
Buharlaşma ısısı
Buz
Buz ve su
Su
Su ve su buharı (nemli buhar)
Kızgın su buharı
m³/kg cinsinden
Maddenin Hal Değişiklikleri
Bir madde sürekli ısınma veya soğuma esnasında
pek çok hal değişikliğine uğrar. Bir maddenin hangi
halde bulunduğu, onun sıcaklığına ve ona etki eden
basınca bağlıdır. Madde hal değiştirirken, sıcaklık
maddenin tümü diğer hale dönüşene kadar sabit
kalır.
Beyin jimnastiği
Katı bir maddeye sürekli ısı verilir. Önce maddenin
sıcaklığı artar. Erime noktasına ulaşıldığında,
sıcaklık sabit kalır ve madde erimeye başlar. Bir
maddenin erimesi için gerekli olan ısı enerjisine
erime ısısı q denir. Ancak maddenin tüm parçacıkları
kristal kafesin katı bağından çözüldükten ve eriyik
içinde hareket etmeye başladıktan sonra, ısı
verilmeye devam edilmesi halinde sıcaklık artmaya
devam edecektir. Sıcaklık diğer bir hal değişikliğine
(sıvı halden gaz hale geçiş) ulaşıncaya kadar devam
eder. Bu olaya buharlaşma ve bunun için gerekli
olan enerjiye buharlaşma enerjisi r denir. Bu hal
Her madde üç halde (katı, sıvı ve gaz) bulunabilir.
Kızdırılan buhara “gaz” denir (ör. hava ortam
şartlarında aşırı kızdırılmış bir halde bulunmaktadır).
Hangi kızdırma durumundan itibaren “buhar” yerine
“gaz” dendiği bugüne kadar herhangi bir teknik
kaynakta tespit edilmemiştir.
1.6.1
Faz Grafiği
Su, deniz seviyesinde 100 °C’de buharlaşır. Burada
yaklaşık olarak ortam basıncı pamb = 1,013 bar değeri
hakimdir.
Eğer suya bir dağda ısı enerjisi verilirse, daha düşük
bir sıcaklıkta buharlaşır. 2.000 m yüksekliğindeki bir
dağda yaklaşık 0,8 bar ortam basıncı pamb hakimdir.
Suyun bu yükseklikteki buharlaşma sıcaklığı yaklaşık
93,5 °C’dir.
Madde üzerine etki eden basınç ne kadar düşük
olursa, moleküllerin bağdan kurtulmaları o kadar
kolay olur ve buharlaşma sıcaklığı da o kadar düşük
olur.
1-3
1 Termodinamiğin Temelleri
Bir maddenin çeşitli hal değişikliklerinin sıcaklık ve
basınç ilişkisi faz grafiği ile gösterilir.
Kritik
nokta K
Basınç
Sıvı
katı
gaz
Sıcaklık
Şekil 1-5 Bir soğutucu maddenin faz grafiği
Grafikteki üç eğri, yalnız katı veya yalnız sıvı veya
yalnız
gaz
fazlarının
olabileceği
bölgeleri
sınırlandırmaktadır. Üç bölgenin de birbirine sınır
olduğu noktada, yani üçlü noktada, üç faz da yan
Sıvı
Bir maddenin faz değişiklikleri soğutma tekniğinde
büyük bir öneme sahip olduğundan, bu konu su
örneğinde daha ayrıntılı açıklanacaktı.
Buhar basıncı eğrisi boyunca su ve su buharı yan
yana bulunur. Suyun su buharına dönüşümünde, tüm
sıvı
parçacıklarının
bağ
kuvvetlerinden
kurtulabilmeleri için büyük miktarda ısı verilmelidir. Bu
sırada bir parçanın buhar halinde ve bir başka
parçanın da hala sıvı halde olduğu görülür.
Üçlü nokta T
Kaynama
noktasının altında
t < 100 °C
yana bulunur. Eğriler üzerindeki noktalarda ise iki faz
yan yana bulunur. Eğrinin üçlü nokta T ve kritik nokta
K arasındaki kısmına sıvının buhar basıncı eğrisi
veya kaynama eğrisi denir.
Buhar oluşumunun başlangıcında mevcut olan
buhara (ortamda hala sıvı bulunmasından dolayı)
nemli buhar denir. Artık sıvı parçacık içermeyen ve
sıcaklığı, kayna sıcaklığına eşit olan buhara doymuş
buhar denir. Daha fazla ısı verilerek buharın sıcaklığı
artırılırsa, buna kızgın buhar denir.
Burada tanımlanan faz dönüşümü kızgın buharın
soğumasıyla tersi yönde gerçekleşir. Buharlaşma için
gerekli olan enerji miktarı, yani buharlaşma
entalpisi, yoğunlaşma sırasında açığa çıkan enerji
miktarına eşittir.
Kaynama hali
Nemli buhar
Doyma hali
t = 100 °C
t = 100 °C
t = 100 °C
Kaynayan
sıvı
Doymuş
buhar
Şekil 1-6 Sabit basınçta (p = 1,013 bar) suyun buharlaşması
1-4
Kızdırılmış
hal
t > 100 °C
Kızgın
buhar
1 Termodinamiğin Temelleri
1.6.2
Buhar Basınç Eğrisi
20
Basınç ve kaynama sıcaklığı ilişkisi soğutma tekniği
açısından en önemli maddeler için buhar tabloları ya
da buhar basınç eğrileri şeklinde gösterilmiştir. Şekil
1-7’de R 134a soğutucusu için bir buhar basınç eğrisi
gösterilmiştir.
4,72
5,72
Bu tablolar basınç ölçümleri yoluyla buharlaşma ve
yoğunlaşma
sıcaklıklarının
belirlenmesi
için
kullanılmaktadır. Bu bağlamda basınç verilerinin
daima
mutlak
basınç
olduğu
mutlaka
hatırlanmalıdır! Ekte R 134a’ya ait ayrıntılı bir buhar
tablosu bulunmaktadır.
Şekil 1-8 Doyma sıcaklığı ıskalalı bir manometre.
Çoğu manometrede basınç ıskalasının yanında bir de
doyma sıcaklığı ıskalası bulunmaktadır. Buradan
başka bir hesaplamaya gerek olmaksızın doyma
sıcaklığı okunabilir. sıcaklık ıskalası yalnız bir bar
ortam sıcaklığında ve yalnız belirtilen soğutma
maddesi
için
geçerlidir!
Şekilde
gösterilen
manometrede bu R 134a’dır. Düşük basınç
manometrelerinin çerçevesi mavi, yüksek basınç
manometrelerinin çerçevesi ise kırmızı renktedir.
Şekil 1-7 R 134a'nın buhar basınç eğrisi
Tablo 1-1’de R 134a’nın nemli buhar tablosundan bir
kesit gösterilmiştir.
Tablo 1-1 R 134a'nın nemli buhar tablosu
Doyma
sıcaklığı
t, °C
cinsinden
Pozitif basınç
(manometre
göstergesi)
pe bar
cinsinden
Mutlak
basınç
(pamb = 1 bar)
p bar
cinsinden
-20
0,33
1,33
-10
1,01
2,01
0
1,93
2,93
10
3,15
4,15
Örnek
Manometre (pozitif basınç) evaporatör çıkışında pe =
1,93 bar değerini gösteriyorsa, buharlaşma
sıcaklığının belirlenmesi için ortam basıncı (deniz
seviyesinde pamb = 1 bar) eklenmelidir. Bu durumda
mutlak basınç değeri olarak p = 2,93 bar elde edilir ve
bu da 0 °C’ye karşılık gelir
Örnek
R 134a ile doldurulmuş bir soğutma maddesi tüpü
(içinde nemli buhar bulunur) bir manometreye
bağlanmıştır.
20 °C ortam sıcaklığında ve 1 bar ortam basıncında
tüp içindeki pozitif basınç ve mutlak basınç nedir?
Mutlak basınç p: 20 °C’de 5,72 bar’dır
Pozitif basınç pe (manometre göstergesi):
5,72 bar - 1 bar = 4,72 bar
1-5
1 Termodinamiğin Temelleri
Aynı tüm şimdi de 2.000 m rakımlı bir dağa götürülür
(ortam basıncı 0,8 bar). 20 °C ortam sıcaklığında tüp
içindeki pozitif basınç ve mutlak basınç şimdi ne olur?
Mutlak basınç p: 20 °C’de 5,72 bar’dır
Pozitif basınç pe (manometre göstergesi):
5,72 bar -0,8 bar = 4,92 bar
1-6
1 Termodinamiğin Temelleri
Notlar için boş sayfa
1-7
2 Soğutma Maddesi Devresi - Đlkeler
2 Soğutma Maddesi Devridaimi Đlkeler
2.1
“Soğuk elde etmek” için bir
maddenin termodinamik
özelliklerinden yararlanma
2.2
Basit Soğutma Maddesi Devresi
Kompresörlü soğutma sistemi ile dört temel
elemanı (kompresör, kondansatör, evaporatör ve
genleşme elemanı) öncelikle bir buzdolabı örneğiyle
açıklanacaktır.
Evaporatör
Daha önce de söylendiği gibi, “soğuk” üretmek
mümkün değildir. Bir yer soğutulacaksa, bunun için
“ısı” soğutulacak yerden başka bir yere taşınmalıdır.
Genleşme
elemanı
Bu olay bir soğutma sisteminde nasıl gerçekleştirilir?
Soğutma sisteminde bir maddenin erime ve
buharlaşma sürecinde ısı içeriğinin çok arttığı ve
sıcaklığın sabit kaldığı gerçeğinden yararlanılır. Bir
ortamdan “ısıyı” uzaklaştırmanın en basit yolu bir buz
blok kullanılması olurdu, krş. Şekil 2-1. Buz erirken
ortamdaki ve gıda maddelerindeki ısı akımını alır ve
“buz dolabından” dışarı akan erime suyu ile ortama
verir.
Gıda maddesi
Buz bloğu
Ortamdan
gelen ısı
Kondansatör
Kompresör
Şekil 2-2 Soğutma maddesi devresinin
basitleştirilmiş gösterimi: “Buzdolabı”
Eriyen su
Şekil 2-1 Buzun erime entalpisi yardımıyla ısının
uzaklaştırılması: “Buz dolabı”
Buharlaşma entalpisinin erime entalpisinden birkaç
kat daha büyük olmasından dolayı, buharlaşma
sırasında sabit sıcaklıkta daha yüksek bir ısı akımı
alınabilir. Bundan dolayı ısı transferinin bir maddenin
kaynama noktasında gerçekleştirilmesi tavsiye edilir.
Bu avantajdan kompresörlü soğutma sistemi
yararlanır.
Buzdolabında, içine nemli buhar püskürtülen bir ısı
eşanjörü (evaporatör) bulunmaktadır. Buzdolabı
içindeki sıcaklık +5 °C iken, soğutma maddesinin
evaporatördeki kaynama ve buharlaşma sıcaklığı
yaklaşık -15 °C’dir ve R 134a’da bu 1,7 bar mutlak
basınca karşılık gelmektedir. Buzdolabının içindeki
ısı, çok daha soğuk olan evaporatör tarafından alınır
ve soğutma maddesinin sıvı kısmı bu sayede
buharlaştırılır. Buzdolabını içi soğur.
Kompresör
soğutma
maddesi
buharını
evaporatörden emer ve buzdolabının dış kısmında
bulunan, ikinci bir ısı eşanjörü olan kondansatöre
iletir.
Kondansatör içinde faz dönüşümü gerçekleşerek
soğutma maddesi buhar halinden sıvı hale geçer.
Kondansatörü çevreleyen sıcaklık (oda sıcaklığı)
çoğunlukla 20 ila 25 °C arasındadır. Burada da
kondansatörden ortama doğru yeterli bir ısı akımı
olabilmesi
için
yoğunlaştırma
sıcaklığının
(buzdolapları için olan deneyim değerlerine göre)
2-1
2 Soğutma Maddesi Devresi - Đlkeler
ortam sıcaklığının yaklaşık 20 ila 30 K üzerinde
olması gerekmektedir. R 134a soğutma maddesi
kullanıldığında ve varsayılan yoğunlaşma sıcaklığı 50
°C iken kondansatördeki mutlak basınç 13,2 bar’dır.
Yani kompresörün tek görevi buharlaşan soğutma
maddesini evaporatörden emmek değildir, aynı
zamanda onu daha yüksek bir basınca kadar
sıkıştırmalıdır.
Kondansatör ve evaporatör arasında bir genleştirme
elemanı (buzdolabında bu bir kapilerdir) bulunmakta
ve soğutma maddesini yoğunlaştırma basıncından
buharlaşma basıncına genleştirmektedir. Bu şekilde
soğutma maddesi devresi kapanır.
Soğutma maddesi ortam sıcaklığından daha yüksek
olan bir sıcaklıkta (yüksek basınç) yoğunlaştırılır. Bu
sırada, evaporatör ve kompresörde alınan ısı ortama
verilir.
Genleşme elemanı
Yoğunlaşma basıncı altındaki soğutma maddesi
genleşme elemanı içinde buharlaştırma basıncına
genleştirilir.
Soğutma maddesi devresi içindeki olaylar sıcaklık
entalpi grafiğinde (t, h grafiği) görsel olarak
gösterilebilir. Şekil 2-4’te soğutma maddesinin halleri
ve kaynama noktası ile erime noktasının sınır eğrileri
gösterilmiştir.
Sıcaklık t, °C cinsinden
Şekil 2-3’te basit bir soğutma sisteminin (örneğin
buzdolabı) devre şeması gösterilmiştir. Dört ana
eleman ve bunlara ait hat kesitleri gösterilmiştir.
Kondansatör
Kızgın buhar
Sıvı
Kaynama eğrisi
Erime eğrisi
Nemli buhar
Karma faz, sıvı + buhar
Özgül entalpi h, kJ/kg cinsinden
Şekil 2-4 t, h grafiği
Şekil 2-3 Kompresörlü soğutma sistemi ile dört ana
elemanının prensip şeması
Soğuk buharlı kompresörlü soğutma makinesinin
ana elemanlarına genel bakış:
Evaporatör
Soğutma maddesi düşük basınçta ve evaporatörün
ortam sıcaklığından daha düşük olan bir sıcaklıkta
buharlaşarak ortamdan ısı alır.
Kompresör
Evaporatörden düşük basınçla emilen soğutma
maddesi buharı daha yüksek bir basınçta ve
dolayısıyla daha yüksek bir sıcaklıkta sıkıştırılır. Bu
sırada soğutma maddesine ek olarak ısı verilir.
2-2
Sabit sıcaklıktaki olaylar (buharlaşma, yoğunlaşma) t,
h grafiğinde yatay olarak görülür, sabit özgül
entalpide olan olaylar ise (ısı alma veya ısı verme
yok, genleşme) düşey olarak gösterilir.
Şekil 2-5’te bir kompresörlü soğutma sisteminin (aşırı
ısıtma veya aşırı soğutma yok) devre süreci t, h
grafiği ile gösterilmiştir.
2 Soğutma Maddesi Devresi - Đlkeler
4 → 1: Evaporatör içinde sabit buharlaşma basıncı po
ya da sabit buharlaşma sıcaklığı to iken soğutma
maddesi buharlaşır. (Nemli buhar bölgesi!)
1 → 2: Kuru, doymuş soğutma maddesi buharı
kompresör içinde yoğunlaşma basıncı seviyesi pc
kadar sıkıştırılır. 2. noktada aşırı kızgın soğutma
maddesi buharı, sıkıştırma son sıcaklığı tV2h değerine
sahiptir.
2 → 3: Soğutma maddesi kondansatör içinde önce
yoğunlaşma sıcaklığına kadar soğur (olay 2 → 2´
soğuma). Bunun ardından buhar yoğunlaşır. Her iki
olay da sabit yoğunlaşma basıncı pc değerindeyken
gerçekleşir.
3 → 4: Sıvı soğutma maddesi genleşme elemanı
içinde daha düşük olan buharlaşma basıncı seviyesi
po ya da buharlaşma sıcaklığı to değerine kadar
genleşir. Bu olay entalpi (ısı içeriği) sabit iken
gerçekleşir.
2.3
Kızdırma
Bir
soğutma
maddesi
kompresörü
konstrüksiyonundan dolayı yalnız gaz ya da buhar
halindeki
maddeleri
sevk
edebilir.
Sıvılar
sıkıştırılamaz ve dolayısıyla kompresörün sıkıştırma
odasına girmemeleri gerekir.
Kompresörün emiş durumu doğrudan erime hattı
üzerindeyse (bkz. Madde 1, Şekil 2-5), örneğin düşen
evaporatör yükünden dolayı “nemli emiş” ortaya
çıkabilir. Bu sırada kompresörü tahrip edecek iki olay
meydana gelebilir. Sıvı soğutma maddesi piston ve
silindir cidarı arasındaki yağlama filmini temizler,
yetersiz yağlamadan dolayı aşırı aşınma olur. Eğer
silindirde sıvı soğutma maddesi varsa, bu, sıkıştırma
esnasında piston ve silindir kapağına doğrudan enerji
aktarımına yol açar. Sıvı darbeleri denen sebepten
dolayı ventil tablası tahrip olabilir.
Sıvı emilmesinin önlenmesi için kompresörün emiş
durumu erime hattından sağa doğru kaydırılır. Yani
soğutma maddesi buharı “kızdırılır”. Bu durumda
soğutma
maddesi
buharının
sıcaklığı
to2h,
buharlaştırma sıcaklığı to değerinin biraz üzerinde
olur. Kızdırma aşağıdaki gibi hesaplanır:
∆to2h = to2h - to
∆to2h
to2h
to
K cinsinden
Evaporatör çıkışındaki kızdırma, K cinsinden
Evaporatör çıkışındaki soğutucu madde
sıcaklığı, °C cinsinden
Buharlaşma sıcaklığı, °C cinsinden
Sıcaklık t, °C cinsinden
Aşağıdaki olaylar gerçekleşmektedir:
to2h = -3 °C
Buharlaşma
Kızdırma
to = -10 °C
Özgül entalpi h, kJ/kg cinsinden
Şekil 2-5 Soğutma maddesinin evaporatörde
kızdırılması
Kızdırma:
∆to2h = to2h - to
∆to2h = -3 °C - (-10 °C) = 7 K
Kompresörün sıvıdan korunmasının yanı sıra,
kızdırmanın daha başka avantajları da vardır. Emiş
buharındaki sıvı payından dolayı kompresörün sevk
miktarı düştüğünden, bu kompresör verimi belli bir
kızdırma ile artırılabilir. Ayrıca kızdırma sayesinde
yağ geri dönüşü iyileştirilir.
2.3.1
Kızdırma nasıl elde edilir?
Evaporatörde kızdırma
Kuru buharlaştırmalı soğutma sistemlerinin çoğu
termostatik ayarlanan genleşme elemanları ile
donatılmıştır. Bunların görevi, soğutma sisteminin her
işletim durumunda evaporatörden sonra kızdırma
olayının ayarlanmasıdır. Bu sırada evaporatör
yüzeyinin bir kısmı (yaklaşık %20) kızdırma için
kullanılır.
Emiş hattında kızdırma
Uzun emiş hatları daha sıcak (tamb > to2h) olan
mekanlardan geçiyorsa (ör. motor bölmesi), ortamdan
ısı alınması sonucunda fazladan kızdırma ortaya
çıkar. Soğutma maddesi sıcaklığı oda sıcaklığından
daha büyük olamaz. Emiş hattında kızdırma ile
kompresörün sıvıdan korunması güvenilir şekilde
sağlanamaz.
Kompresörde kızdırma
“Emiş
buharı
soğutulmasında”
emiş
buharı
kompresör motorunun soğutulması için kullanılır.
Soğutma maddesi, kompresyon odasına ulaşmadan
önce ek olarak kızdırılır. Kızgın gaz tarafı ve emiş
tarafı arasındaki dahili ısı transferi sonucunda yine
kızdırma elde edilir.
Buradaki “h” harfi “kızdırılmış” için kullanılır.
2-3
2 Soğutma Maddesi Devresi - Đlkeler
2.3.2
Normal kızdırma değerleri
Optimal kızdırma değeri yaklaşık 5 arasındadır.
8 K
Bu kızdırmada azami sistem kapasitesine ulaşılır.
Ancak termostatik genleşme ventili bu değeri tam
olarak ayarlayamaz. Yapı şekline ve işletim
koşullarına göre kızdırma 4 - 12 K aralığında
salınmaktadır. Emiş hattının ortam havası ile
ısıtılması ek bir kızdırma sağlar.
Not: Araştırmalar, 7 K ve daha yüksek kızdırma
olduğunda dahi evaporatörden küçük miktarlarda sıvı
damlalarının sürüklendiğini göstermiştir. Ancak
bunların bir zararı yoktur.
2.3.3
Kızdırmanın ölçülmesi
R 134a ile işletilen bir soğutma sisteminde kızdırmayı
ölçmekle görevlendirildiniz.
a) Hangi ölçüm cihazlarına ihtiyaç duyarsınız?
b) Nerede, hangi büyüklüğü ölçersiniz?
c) Doğrudan evaporatör üzerine takılmış olan bir
manometreden peo = 1,7 bar değerini
okuyorsunuz. Buharlaştırma basıncı po ne
kadardır?
d) Buharlaştırma sıcaklığı to ne kadardır?
e) Evaporatör çıkışında sıcaklık sensörü ile sıcaklığı
to2h = +3 °C olarak ölçüyorsunuz.
Evaporatör kızdırması ∆to2h ne kadardır?
f) Tespit edilen kızdırma değerini değerlendiriniz.
Genleşme ventili önündeki buharlaşmış haldeki
soğutma maddesi akış miktarını azaltır ve bunun
sonucunda evaporatöre yeterli soğutma maddesi
sevk edilemez. Buharlaşma basıncı ve evaporatör
kapasitesi düşer.
Eğer soğutma sistemi, “genleşme elemanı girişindeki”
hal doğrudan soldaki sınır eğride (kaynama eğrisi)
olacak şekilde işletilirse, işletim koşullarındaki en
küçük salınımda genleşme elemanı önünde kabarcık
oluşabilir.
Bundan dolayı “genleşme elemanı girişindeki” hal
kaynama eğrisinden uzaklaştırılarak sıvı bölgeye
kaydırılır ve bu durumdan aşırı soğutma olarak
bahsedilir. Aşırı soğutma sayesinde genleşme
elemanı önünde sıvı bulunması garanti edilir.
Aşırı soğutma aşağıdaki gibi hesaplanır:
∆tc2u = tc2u - tc
∆tc2u
tc2u
Çözüm
tc
a) Manometre, termometre, (buhar tablosu)
b) Buharlaştırma basıncı po ve
evaporatör çıkışından ölçülür.
Soğutma maddesi - kelimenin tam anlamıyla - bir
darboğazdan (kısma noktası) “zorlanarak” geçmelidir.
Belli bir kütlede soğutma maddesinin sıvı ve
buharlaşmış hali karşılaştırılırsa (sabit basınçta),
buharlaşmış haldeki soğutma maddesi büyük ölçüde
daha fazla hacim kaplayacaktır. Nitekim buharlaşmış
haldeki
soğutma
maddesinin
“darboğazdan
zorlanarak” geçmesi de daha fazla zaman alacaktır.
sıcaklık
to2h
K cinsinden
Kondansatör çıkışında aşırı soğutma, K
cinsinden
Kondansatör çıkışındaki soğutucu madde
sıcaklığı, °C cinsinden
Yoğunlaşma sıcaklığı, °C cinsinden
Buradaki “u” harfi “aşırı soğutulmuş” için kullanılır.
d) R 134a’nın buhar basınç tablosundan (bkz. Ek)
po = 2,7 bar’da buharlaştırma sıcaklığının -2,2 °C
olduğu görülür.
e) ∆to2h = to2h - to = 3 °C - (-2,2 °C) = 5,2 K
f)
2.4
Tespit edilen kızdırma değeri normal 4 - 12 K
aralığındadır.
Aşırı soğutma
tc = 45 °C
tc2u = 40 °C
Yoğunlaşma
Aşırı soğutma
Genleşme elamanının görevi, soğutma maddesini
yoğunlaştıktan sonra daha düşük bir basınç
seviyesine (buharlaşma basıncı) kısmaktır. Ventilin
optimal şekilde çalışması için girişte saf sıvı
bulunmalıdır.
2-4
Sıcaklık t, °C cinsinden
c) po = peo + pamb = 1,7 bar +1 bar = 2,7 bar
Özgül entalpi h, kJ/kg cinsinden
Şekil 2-6 Soğutma maddesinin aşırı soğutulması
Aşırı soğutma: ∆tc2u = tc - tc2u
∆tc2u = 45 °C - 40 °C = 5 K
2 Soğutma Maddesi Devresi - Đlkeler
Aşırı soğutma ile genleşme elemanı önünde sıvı
bulunmasının temin edilmesinin yanı sıra, duruma
göre soğutma kapasitesi de artırılabilir.
2.4.1
Aşırı soğutma nasıl elde edilir?
2.4.3
Aşırı soğutmanın ölçülmesi
R 134a ile işletilen bir soğutma sisteminde aşırı
soğutmayı ölçmekle görevlendirildiniz.
a) Hangi ölçüm cihazlarına ihtiyaç duyarsınız?
Kondansatörde aşırı soğutma
b) Nerede, hangi büyüklüğü ölçersiniz?
Eğer kondansatörde aşırı soğutma elde etmek
isteniyorsa, kondansatörün bir kısmının sıvı soğutma
maddesi ile doldurulması gerekir. Bu kısma nüfuz
eden
soğutucu
medyumu
(hava)
soğutma
maddesinin aşırı soğumasını sağlar. Bu kısımda ısı
transferinin çok zor gerçekleşmesinden dolayı
yoğunlaştırma basıncında artış olur ve dolayısıyla
sistemin verimliliğinin kötüleşmesine yol açar. Bu
bakımdan aşırı soğutmayı mutlaka kondansatörde
yapmak pek yararlı değildir. Çok yüksek yoğunlaşma
sıcaklıklarında bu aşırı soğutma söz konusu etkilere
rağmen verim artırıcı bir etki gösterir.
c) Doğrudan kondansatör üzerine takılmış olan bir
manometreden pec = 15 bar değerini
okuyorsunuz. Yoğunlaştırma basıncı pc ne
kadardır?
d) Yoğunlaştırma sıcaklığı tc ne kadardır?
e) Kondansatör çıkışında sıcaklığı tc2u = 55 °C
ölçüyorsunuz. Aşırı soğutma ∆tc2u ne kadardır?
f)
Tespit edilen aşırı soğutmayı değerlendiriniz.
Özel aşırı soğutuculu kondansatör
Çözüm
aşırı soğutma elde etmenin bir olanağı da aşırı
soğutuculu bir kondansatör monte edilmesi veya bir
aşırı soğutma serpantini monte edilmesidir. Bu sırada
sıvı kolektörüne giden sıvı hattı kondansatörün
radyatöründen geçirilir. Bu kısımdan geçen soğutucu
medyumu sıvı haldeki soğutma maddesinin aşırı
soğumasını sağlar.
a) Manometre, termometre, (buhar tablosu)
Sıvı hattında aşırı soğutma
Sıvı hattı sıcaklığı daha düşük olan yerlerden (tamb <
tc2u) geçirilirse, ortama ısı verilmesi sonucunda ek
aşırı soğutma sağlanır.
Sıvı-emme buharı ısı eşanjörü
Sıvı-emme buharı ısı eşanjörü (dahili ısı eşanjörü de
denir) sıvı hattındaki sıvı soğutma maddesi ile emiş
buhar hattındaki soğutma maddesi buharı arasında
ısı değişimi için kullanılır. Bu bir yandan sıvının aşırı
soğutulmasını ve diğer yandan da emiş buharının
kızdırılmasını sağlar. Bu yapı elemanı mobil soğutma
sistemlerinde kullanılmaz.
2.4.2
b) Yoğunlaşma basıncı po ve kondansatör
çıkışından ölçülen sıcaklık tc2u mümkün
olduğunca aynı yerden, kondansatörden sonra
ölçülür.
c) pc = pec + pamb = 15 bar +1 bar = 16 bar
d) R 134a’nın buhar basınç tablosundan (bkz. Ek) pc
= 16 bar’da yoğunlaştırma sıcaklığının 57,9 °C
olduğu görülür.
e) ∆tc2u = tc - tc2u = 57,9 °C - 55 °C = 2,9 K
f)
Tespit edilen aşırı soğutma değeri normal 2 -3 K
aralığındadır. Ancak sisteme bir kolektör monte
edilmişse, aşırı soğutmanın 0 K olması gerekirdi.
Normal aşırı soğutma değerleri
Kolektörlü sistemlerde kolektör çıkışındaki aşırı
soğutma o K değerindedir (soğutma maddesi
dolum miktarının doğru olması şarttır). Burada
kolektör sıvı halde bulunmayı temin etmektedir.
Kolektör olmadan optimal aşırı soğutma
çoğunlukla 2 - 3 K sahasındadır.
2-5
2 Soğutma Maddesi Devresi - Đlkeler
2.5
Soğutma maddesi devresi
Aşağıdaki şekillerde şematik soğutma maddesi devresi ve t, h grafiğinde gerçekleşen süreçler gösterilmiştir.
2-2
3 Soğutma Maddesi Devresindeki Ana Elemanların Đşlevleri
Kondansatör
Sıvı hattı
(aşırı soğutulmuş sıvı)
Soğuma
(kızgın buhar)
Genleşme elemanı
Enjeksiyon hattı
(nemli buhar)
Yoğunlaşma
(nemli buhar)
Aşırı soğutma
(sıvı)
Kızdırma
(kızgın buhar)
Sıcak gaz hattı
(kızgın buhar)
Emiş buhar hattı
(kızgın buhar)
Kompresör
Buharlaşma
(nemli buhar)
Evaporatör
Şekil 2-7 Soğutma devresi
şeması
2-1
3 Soğutma Maddesi Devresindeki Ana Elemanların Đşlevleri
3 Soğutma Maddesi Devresindeki
Ana Elemanların Đşlevleri
3.1
Evaporatör
Evaporatörün görevi, ortamdan ısı almak ve bunu
soğutma maddesine transfer etmektir. Bu sırada
buharlaştırma sıcaklığının ortam sıcaklığından daha
düşük
olması
gerekir.
Soğutma
maddesi
kompresörünün eşzamanlı emme etkisi ve genleşme
elemanının darboğazı sayesinde istenen buharlaşma
sıcaklığı tam olarak elde edilebilir. Sıcaklık farkından
dolayı evaporatör ve ortam arasında akan ısı akımı,
genleşme elemanı tarafından geçirilen sıvı soğutma
maddesinin
evaporatör
içinde buharlaşmasını
(buharlaşma bölgesi) ve gerekiyorsa kızdırılmasını
(kızdırma bölgesi) sağlar.
3.1.1
Genleşme elemanına giren sıvı (duruma göre aşırı
soğutulmuş) soğutma maddesi buharlaşma basıncı
po kadar genleştirilir. Bu sırada sıvı soğutma
maddesinin bir kısmı daha evaporatöre ulaşmadan
buharlaşır. Yoğunlaşma sıcaklığı ve buharlaşma
sıcaklığı arasındaki sıcaklık farkı ne kadar büyükse
Bu buhar payı x de o kadar büyük olur. Şekil 3-1’de
bu oran %20’dir.
Evaporatör çıkışı
Kaynayan sıvı
Sıcaklık
Evaporatör girişi
Kızgın buhar
Kuru buhar
3.1.2
Evaporatör verimi
Evaporatör verimi esas olarak aşağıdaki koşullara
bağlıdır:
Yüzey A
Isı transfer eden yüzey ne kadar büyükse, o kadar
fazla verim aktarılabilir. Burada ısı transferine katılan
dış yüzeyin tamamı dikkate alınır.
Sürücü sıcaklık eğimi ∆t1
Sürücü sıcaklık eğimi, giriş sıcaklığı farkı = hava giriş
sıcaklığı - buharlaşma sıcaklığı olarak tespit
edilmiştir.
Evaporatör içindeki olaylar
Nemli buhar
Kızdırma bölgesindeki mevcut olan ısı transfer
özellikleri kötüdür. Ayrıca ortama göre olan sıcaklık
farkı artan soğutma maddesi sıcaklığından dolayı
daha düşüktür. Bunun sonucunda kızdırma bölgesi
sahasında yalnız çok az ısı transfer edilebilir.
Şekil 3-1 Evaporatör içindeki olaylar
Soğutma maddesi evaporatörün sonunda tamamen
buharlaşır ve kızdın hale geçmiş olur. Soğutma
maddesi sıcaklığı ancak sıvı tamamen buharlaştıktan
sonra artar.
Evaporatörün bu çalışma şekline kuru buharlaştırma
(kuru genleşme) denir.
∆t1 = toL1 - to
K cinsinden
Eğer yalnız ısı eşanjörü göz önünde bulundurulursa,
şu hüküm geçerlidir: Sürücü sıcaklık eğimi ne kadar
yüksekse, ısı eşanjörünün verimi de o kadar yüksek
olur.
k değeri
k değeri (ısı geçiş katsayısı) ısı transferinin niteliğini
gösterir. Isının soğutulacak medyumdan (hava)
soğutma maddesine ne kadar iyi aktığını gösterir. Bu
değer aşağıdaki etkileri kapsar:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Evaporatörün malzemesi (bakır, alüminyum)
Boru aralığı ve boru çapı
Boru düzeni
Evaporatör derinliği
Lamel açıklığı
Lamel teşekkülü
Yüzey özellikleri
Kirlenme veya buzlanma
Gelen akım ya da geçen akım
Hava ve soğutma maddesinin akım hızları
Hava ve soğutma maddesinin akım biçimi
Soğuk medyumunun (hava) ve soğutma
maddesinin sıcaklığa bağlı özellikleri
• Her iki medyumun dağılımı
• Soğutma maddesi hali (buhar, nemli buhar,
sıvı)
• Soğutma maddesi içindeki yağ oranı
Sürücü sıcaklık eğimi evaportaör tarafında ideal
durumda yaklaşık 10 K değerini aşmamalıdır. Yer,
ağırlık ve maliyet sebebiyle mobil soğutma
uygulamalarında (normal çalışma koşullarında 15 3-1
3 Soğutma Maddesi Devresindeki Ana Elemanların Đşlevleri
20 K) görüldüğü şekilde büyük sıcaklık farkları (yani
buharlaşma sıcaklığının düşük olması) sistemin
verimliliğini kötüleştirmektedir. Soğutma sistemi ile
havanın nemi alınacaksa, daha büyük sıcaklık farkları
gereklidir. Evaporatör yaklaşık -5 ° buharlaşma
sıcaklığından sonra kırağı tutmaya başlar. Bir donma
denetçisi kompresörü kapatarak veya bir güç
ayarlaması işlevini devreye sokarak evaporatörün
buzlanmasını önlemelidir.
Evaporatör verimi (soğutma verimi) Qo için şu
geçerlidir:
Qo = A · k · ∆t1
kW (kJ/s) cinsinden
Bu eşitlik ısı eşanjörleri geliştirilirken kullanılır. k
değeri ile soğutma maddesi ve soğutulacak medyum
örtüşen halde dikkate alınır.
Soğutma verimi hava veya
üzerinden tespit edilebilir.
soğutma
Hava üzerinden belirlenen soğutma
aşağıdaki eşitlikle hesaplanabilir:
maddesi
verimi
Not: Bu hesaplama yalnız kuru hava için doğrudur.
Eğer su buharı yoğunlaşması olursa, verim rahatlıkla
%40 - 50 daha fazla olabilir!
Qo = mL · cL · ∆tL
kW (kJ/s) cinsinden
mL Havanın kütle akımı
kg/s cinsinden
cL Havanın özgül ısıl kapasitesi kJ/(kg · K) cinsinden
∆tL Havanın soğuması
K cinsinden
∆tL = toL1 - toL2
Soğutma maddesi üzerinden belirlenen soğutma
verimi aşağıdaki eşitlikle hesaplanabilir:
Qo = mR · ∆ho
kW (kJ/s) cinsinden
mR Soğutma maddesinin kütle akımı kg/s
cinsinden
∆ho Evaporatördeki entalpi farkı kJ/kg cinsinden
Soğutma veriminin belirlenmesine yarayan bu
yaklaşım pratikte neredeyse hiç kullanılmamaktadır.
Bunun için soğutma maddesi kütle akımının ölçülmesi
gerekirdi.
Bu
uygulama
test
kurumlarınca
kullanılmaktadır.
3.1.3
Buharlaşma basıncı
Buharlaşma basıncı po genleşme elemanını
“daralmasından” ve kompresörün emiş etkisinden
elde edilir. Ama yüzeyin, yüzeydeki kirlenmenin veya
buzlanmanın ve soğutulan medyumun (hava, su,
solüsyon) hacim akımının ya da giriş sıcaklığının da
anlık buharlaşma basıncına etkisi vardır.
3-2
Aşağıdaki ilişkiler geçerlidir:
Tablo 3-1 Çeşitli parametrelerin buharlaşma
basıncına etkisi
Etki
Sonuç
Hava ya da solüsyon sıcaklığının
artması
po artar
Hava ya da solüsyon sıcaklığının
düşmesi
po düşer
Yüzeyin büyümesi
po artar
Yüzeyin küçülmesi
po düşer
Kirlenme, buzlanma (k değerinin
düşmesi)
po düşer
Hava,
su,
solüsyon
hacim
akımının artması (k değerinin
artması)
po artar
Düşük bir buharlaşma basıncı (buharlaşma sıcaklığı)
soğutma verimini azaltır. Buharlaşma sıcaklığının bir
Kelvin düşmesi soğutma verimini yaklaşık %4
oranında azaltır.
3.2
Kompresör
Kompresörün görevi, buhar haldeki soğutma
maddesini düşük buharlaşma basıncı seviyesinden
yüksek yoğunlaşma basıncı seviyesine sıkıştırmaktır.
Ayrıca gerekli olan soğutma verimi için ihtiyaç
duyulan sevk miktarını (soğutma maddesi kütle
akımını) temin etmek zorundadır.
3.2.1
Kompresörün sevk davranışı
Kompresörün sevk davranışı aşağıda tanımlanan
karakteristiklerce belirlenmektedir.
Geometrik strok hacmi
Bir kompresörün geometrik strok hacmi, silindir hacmi
(kurs, silindir adedi, piston çapı) ile belirlenir.
Geometrik strok hacmi ne kadar büyükse, ulaşılabilen
soğutma maddesi kütle akımı da o kadar büyük olur.
Geometrik strok hacim akımı
Hacim akımı (zamana bağlı sevk davranışı)
belirlenecekse, kompresörün devir sayısı dikkate
alınmalıdır. Burada m³/h birimi kullanılır.
Kompresör devir sayısı ne kadar yüksekse, sevk
miktarı da o kadar büyük olur. ancak yüksek devir
sayılarında kayıplar da artar.
3 Soğutma Maddesi Devresindeki Ana Elemanların Đşlevleri
Emiş hacim akımı
λ=
Kompresörün imalat toleransı ve sağlamlığı sebebiyle
(ör. emiş buharındaki sıvı parçacıklara karşı) üst ölü
nokta (OT) üzerinde bir artık hacim (hasar odacığı)
bulunmaktadır. Sıkıştırma sonunda bu “zararlı
odacıkta” yüksek basınçlı gaz bulunur.
Emiş odası
Piston üst ölü noktada
Basınç odası
Hasar
odacığında
sıkıştırılmış
gaz
λ
VV1
Vg
VV1
Vg
m³/m³ cinsinden
Hacimsel verim
Gerçek emiş hacim akımı
Geometrik hacim akımı
m³/m³ cinsinden
m³/s cinsinden
m³/s cinsinden
Soğutma maddesinin sıcaklığı, yağ oranı vs. gibi
çeşitli etki büyüklüklerinin yanı sıra, kompresörden
önceki ve sonraki basınçların da hacimsel verim
davranışı üzerindeki etkisi büyüktür. Bundan dolayı
hacimsel verimin basınç oranları üzerinden
gösterilmesi
mantıklıdır.
Basınç
oranının
hesaplanmasında mutlak basınçların kullanılacağına
dikkat edilmelidir.
π=
π
pV2
pV1
pV2
pV1
Basınç oranı
Son kompresyon basıncı
Emiş basıncı
bar cinsinden
bar cinsinden
Şekil 3-2 Pistonlu kompresörün hasar odacığı
Bu gaz, piston yeniden emme için aşağıya doğru
hareket ederken, emiş ventili açılmadan önce emiş
basıncına genleşmesi gerekir. Bunun sonucunda
efektif emiş hacmi azalır, yani silindir hacmi tam
olarak kullanılamaz. Kompresörün gerçekte sevk
ettiği hacim akımı geometrik strok hacim akımından
daha küçüktür.
Piston alt ölü noktada
Şekil 3-4 Basınç oranına bağlı hacimsel verim
Geri genleşen
gaz
Yeni emilen
gaz
Basınç oranı arttıkça hacimsel verim sürekli düşer.
Hacimsel verim esas olarak hasar odacığı ve onun
geri genleşmesinden etkilenir. Bundan dolayı hasar
odacığı görece büyük ve piston sayısı çok olan çok
küçük kompresörlerde hacimsel verim davranışı
kötüdür.
Emiş yoğunluğu
Hacimsel verim
Kompresörün sevk miktarı emiş manşonundaki
soğutma maddesi yoğunluğuna da bağlıdır.
Kompresör yoğunluğu düşük olan bir gaz emiyorsa,
silindir hacmi yalnız küçük bir soğutma maddesi
kütlesi içerir. Bunun sonucunda her piston
hareketinde daha az soğutma maddesi sevk edilir.
Emiş hacim akımının geometrik strok hacim akımına
oranı kompresörün hacimsel verimi olarak
tanımlanır.
emiş buharının kızgınlığının artmasıyla soğutma
maddesi yoğunluğu ve bununla birlikte kompresörün
sevk miktarı azalır.
Şekil 3-3 Hasar odacığının etkisi
3-3
3 Soğutma Maddesi Devresindeki Ana Elemanların Đşlevleri
Emiş basıncının azalmasıyla soğutma maddesi
yoğunluğu ve bununla birlikte sevk miktarı da düşer.
3.2.2
Yüksek soğutma verimi için kompresör ve soğutma
maddesinden başka aşağıdaki faktörler önem
taşımaktadır:
–
Yüksek buharlaşma basıncı (emiş basıncı) ve
bununla birlikte yüksek buharlaşma sıcaklığı
–
Düşük yoğunlaşma basıncı ve bununla birlikte
düşük yoğunlaşma sıcaklığı
–
Genleşme elemanı önünde soğutma maddesi
sıcaklığının düşük olması
–
Emiş kızdırmasının düşük olması
Şekil 3-5’te buharlaşma ve yoğunlaşma sıcaklığının
soğutma verimine etkisi gösterilmiştir.
Soğutma verimi Qo, kW cinsinden
Kompresör motor verimi
Kompresörün
güç
ihtiyacı
büyüklüklerine bağlıdır:
Soğutma verimi
Kompresör yalnızca soğutma maddesi sevk etmeye
yarayan bir düzenek olduğundan, soğutma verimi
bilgisi, soğutma maddesinin ısı eşanjöründen
(evaporatör) önceki ve sonraki hallerine ve sevk
miktarına bağlıdır.
Yoğunlaşma sıcaklığı
R 134a
Emiş sıcaklığı
Aşırı soğutma
–
–
–
–
–
–
aşağıdaki
etki
Kompresör tipi ve yapısı
Kompresör devir sayısı
Soğutma maddesi
Kompresör
girişindeki
soğutma
maddesi
yoğunluğu
Kompresör girişindeki soğutma maddesi basıncı
Kompresör çıkışındaki soğutma maddesi basıncı
Kompresörün güç çekişi kompresör üreticisinin
dokümanlarında belirtilmektedir. Çok düşük kızdırma
ya da “nemli emiş” bariz şekilde daha yüksek güç
çekişi olmasına etki eder. açık kompresörlerde
transfer kayıpları (kayış verimi), mekanik kayıplar ve
harici motor kayıpları dikkate alınmalıdır.
Kompresör devir sayısının etkisi
Yüksek devir sayılarında daha fazla soğutma
maddesi sevk edildiğinden dolayı kompresörün motor
gücünün de yüksek olması gerekir.
Soğutma maddesinin etkisi
Soğutma maddesinin sevk edilmesi için harcanan
enerji emiş yoğunluğuna ve basınç oranına bağlıdır.
Çeşitli soğutma maddeleri kısmen büyük farklılıklar
göstermektedir. Kompresör belli bir hacim akımı sevk
ediyorsa, bundan çıkan soğutma verimi çok farklı
olabilir. Bunun sebebi buharlaşma ısılarının farklı
olmasıdır. Aynı kompresör örneğin R 134a soğutma
maddesi ile 9 kW soğutma verimi üretiyorsa, R 502
soğutma maddesi ile 16 kW verim üretecektir.
Kompresörün güç çekişi R 22 soğutma maddesi ile R
134a soğutma maddesine göre yaklaşık %50 daha
fazladır.
Yoğunlaşma sıcaklığının (basıncının) etkisi
Buharlaşma sıcaklığı to, °C cinsinden
Şekil 3-5
Çeşitli yoğunlaşma msıcaklıklarında
buharlaşma sıcaklığı üzerinden soğutma verimi
Buharlaşma sıcaklığının (buharlaşma basıncı)
değiştirilmesi
kompresörün
soğutma
verimine
yoğunlaşma sıcaklığının değiştirilmesinden daha
güçlü etki eder. Bundan dolayı öncelikle bir soğutma
sistemin evaporatörünün doğru boyutlandırılması ve
de emiş buhar hattındaki basınç kayıplarının mümkün
olduğunca küçük tutulması önemlidir. Soğutma verimi
alt devir sayısı sahasında daha büyük bir devir sayısı
ile büyük ölçüde artırılabilir. Üst devir sayısı
sahasında kayıpların artmasından dolayı sınırlamalar
mevcuttur.
3-4
3.2.3
Yüksek yoğunlaşma sıcaklığı (basıncı) esas olarak
kompresör güç çekişinin daha yüksek olmasına etki
eder. sabit buharlaşma sıcaklığında basınç oranı
artar. Bunun sonucunda soğutma maddesi kütle
akımı (soğutma verimi) düşer.
Buharlaşma sıcaklığının (basıncının) etkisi
Buharlaşma basıncının düşmesiyle birlikte soğutma
maddesi yoğunluğu azalır. Sabit yoğunlaşma
sıcaklığında basınç oranı eşzamanlı olarak artar.
Sonuç olarak soğutma maddesi kitle akımı ve
bununla birlikte kompresör motor verimi düşer.
Kompresör güç ihtiyacı PV, kW
3 Soğutma Maddesi Devresindeki Ana Elemanların Đşlevleri
Yoğunlaşma sıcaklığı
R 134a
Emiş sıcaklığı
Buharlaşma sıcaklığı to, °C cinsinden
Şekil 3-6
Buharlaşma ve yoğunlaşma
sıcaklığına bağlı olarak kompresör güç ihtiyacı
3.2.4
Kompresör kullanma sınırları
Soğutma gücünün ve güç ihtiyacının yanı sıra,
uygulamacılar için kompresör kullanma sınırları
büyük önem taşımaktadır.
Kompresör kullanma sınırları grafiğinin (Şekil 3-7)
yorumlanması
Kompresör buharlaşma sıcaklığı tc = 70 °C
değerine kadar kullanılabilir. Bu sınırlandırma bir
yandan yüksek basınç tarafının izin verilen işletme
fazla basıncından (ör. pzul = 25 bar) ve diğer yandan
kritik sıcak gaz sıcaklığı tV2h değerinden doğar.
Üreticisine veya kompresör tipine göre kompresörün
basınç borusundan ölçülen sıcak gaz sıcaklığı 120 °C
ila 140 °C ile sınırlandırılmıştır. Bu durumda
kompresyon odasında tekrar 20 ila 30 K daha yüksek
gaz sıcaklığı olması beklenir. Yağ koklaşması
tehlikesi vardır. Yüksek basınç manşonu sıcaklığı
ayrıca soğutma maddesi-yağ-su-kir ile bağlantılı
olarak muhtemel kimyasal tepkimelere elverişlidir.
Yüksek sıcak gaz sıcaklıkları kompresörün ömrüne
de olumsuz etki eder.
Kompresör, emiş buhar sıcaklığı tV1h çizgisinin 20 °C’den fazla üzerinde ancak ek soğutma
ile kullanılabilir, aksi halde yağın koklaşması ya da
kompresöre aşırı termik yük binmesi tehlikesi vardır.
Bir ısı koruma termostatı kullanılması tavsiye edilir.
Buna ek olarak termik dayanıklılığı yüksek yağ
kullanılmalıdır.
Kompresör buharlaşma sıcaklığı to = -30 °C
değerine kadar kullanılabilir. Bu sıcaklık altında sıcak
gaz sıcaklığı çok yüksek olur. Ayrıca sevk edilen
soğutma maddesi kütle akımı büyük ölçüde geriler.
Yoğunlaşma sıcaklığı tc, °C cinsinden
Kompresör buharlaşma sıcaklığı to = 25 °C
değerine kadar kullanılabilir. Bu sıcaklık üzerinde,
gaz yoğunluğunun yüksekliğinden (yüksek motor
gücü gerektirmesinden) dolayı motora aşırı yük
binerdi. Ayrıca bu sıcaklık sahasında soğuk üretmek
de pek mantıklı değildir. Kompresör ve tahrik motoru
yükünün azaltılması için sıklıkla bir MOP ventili
kullanılır. Bu, buharlaşma basıncını yukarı yönde
sınırlandırır.
Buharlaşma sıcaklığı to, °C cinsinden
Şekil 3-7 Açık strok pistonlu kompresörün kullanım sınırları
3-5
3 Soğutma Maddesi Devresindeki Ana Elemanların Đşlevleri
Diğer kullanım sınırları yüksek ve alçak basınç
taraflarının izin verilen azami işletim basınçları ile
azami ve asgari kompresör devir sayısıdır. Yüksek
devir sayılarında kompresör aşırı ısınır, düşük devir
sayılarındaysa yağ pompası sevk miktarının az
olmasından dolayı yataklar yeterince yağlanamaz.
Bu kullanma sınırları aşılırsa, kompresörün zarar
görmesi söz konusudur!
3.3
Kondansatör
Kondansatörün
görevi,
soğutma
maddesi
devresindeki ısıyı uzaklaştırmaktır. Isı havaya verilir.
Bir ısı akımı ancak sıcaklık farkı mevcut olduğunda
akabileceğinden, yoğunlaşma sıcaklığı daima ortam
havasının giriş sıcaklığının üzerinde olmalıdır. Dışarı
verilecek kondansatör gücü, evaporatörün soğutma
gücünden, kompresör motor gücünden ve diğer
alınan tüm ısıl güçlerden (ör. emiş buhar hattı) oluşur.
3.3.1
Kondansatör içindeki olaylar
Kondansatörde üç bölge ayırt edilir:
• Soğuma
• Yoğunlaşma
• Aşırı soğutma
Aşağıdaki incelemelerde basınç düşüşleri dikkate
alınmamıştır. Bununla birlikte her üç bölgede aynı
basınç hakimdir.
Soğuma bölgesi
Soğutma
maddesi
buhar
halinde
(kızgın)
kondansatöre girer. Burada önce soğutulur, bu sırada
soğutma
maddesinin
sıcaklığı
yoğunlaşma
sıcaklığına düşer. Soğutma bölgesinde saf gaz akımı
vardır. Büyük sürücü sıcaklık farkına ve yüksek akım
hızlarına rağmen ısı geçişi soğutma maddesi
yoğunluğundan dolayı iki fazlı akımdakinden daha
kötüdür. Soğuma bölgesinin yüzey oranı yaklaşık
%10 - 15’tir.
Yoğunlaşma bölgesi
Soğutma maddesi yoğunlaşma sıcaklığına kadar
soğuduğunda yoğunlaşma başlar. Yoğunlaşma
sıcaklığı hakim olan basınçtan elde edilir.
Yoğunlaşma süresince bu sıcaklık sabit kalır. Isı
alınması faz değişikliğine yol açar, sıcaklığın
düşmesini sağlamaz. Bu sahada ısı geçişi en iyi
düzeydedir.
Aşırı soğutma bölgesi
Soğutma maddesinin içinde buhar kalmadığında, ısı
verilmeye devam edilmesiyle beraber aşırı soğutma
başlar. Gaz halden sıvı hale faz değişimi artık
tamamlandığından dolayı ısının verilmeye devam
edilmesi sıcaklığın düşmesine yol açar.
tc1h = 80 °C
tcL2 = 45 °C
Soğuma
t = 80 °C ila 50 °C
Soğutma maddesi R 134a
pc = 13,2 bar
Yoğunlaşma
tc = 50 °C
Hava
tcL1 = 35 °C
Aşırı soğutma
t = 50 °C ila 47 °C
tc2u = 47 °C
Şekil 3-8 Kondansatörün bölgeleri
3-2
3 Soğutma Maddesi Devresindeki Ana Elemanların Đşlevleri
Soğutma maddesinin akış hızının düşük olmasından
dolayı buradaki ısı geçişi çok kötüdür. Duruma göre,
genleşme elemanı önünde buhar kabarcıkları
oluşmamasını temin etmek için aşırı soğutma
gereklidir. Soğutma maddesinin genleşme elemanı
önünde sıvı olması gerekir.
Aşırı soğutma bölgesindeki ısı geçişi çok kötü
olduğundan, kondansatördeki aşırı soğutma bölgesini
iptal etmek mantıklıdır. Bu da bir kolektör monte
edilerek mümkün olur. Kolektör soğutma maddesi
sıvısını diğer tüm buhar kabarcıklarından ayırır ve
genleşme elemanı önünde tamamen sıvı bulunmasını
garanti eder. Bu sayede kondansatör yüzeyinin
tamamı soğuma ve yoğunlaşma için kullanılabilir.
Kolektör
olmadığında,
soğutma
maddesinin
kondansatör içinde soğutma maddesi yığılması ile
aşırı soğutulması gerekecekti. Bunun sonucunda
“yüzey kaybı” ve daha yüksek yoğunlaşma basıncı
ortaya çıkacaktı.
Sıvı hattı basınç kaybı yaratan çok sayıda montaj
parçasına sahipse, daha sıcak bir ortamdan geçirilir
veya daha büyük bir yükseklik farkı aşılacaksa, aşırı
soğutma serpantini ile aşırı soğutma tedbiri
alınmalıdır. Burada da bir kolektör ile gaz ve sıvı faz
arasında ayrım olması temin edilmelidir. Bu ayrım
aşırı soğutmadan önce gerçekleşmelidir, aksi halde
yoğunlaşma bölgesi kondansatörden çıkmış olur ve
aşırı soğutma mümkün olmaz.
3.3.2
Yoğunlaşma basıncında aşağıdaki ilişkiler geçerlidir:
Tablo 3-2 Çeşitli parametrelerin yoğunlaşma
basıncına etkisi
Etki
Sonuç
Ortam sıcaklığının artması
pc artar
Ortam sıcaklığının düşmesi
pc düşer
Yüzeyin büyümesi
pc düşer
Yüzeyin küçülmesi
pc artar
Kirlenme (k değerinin düşmesi)
pc artar
Hava hacimsel akımının artması
(k değerinin artması), ör. ek fan
pc düşer
Fanın devre dışı kalması
pc artar
Kondansatör verimi
Kondansatör verimi, evaporatör verimi gibi yüzey, k
değeri ve sürücü sıcaklık eğimi faktörlerine bağlıdır.
Sürücü sıcaklık eğimi, giriş sıcaklığı farkı
yoğunlaşma sıcaklığı - hava giriş sıcaklığıdır.
∆t1 = tcL1 - tc
=
K cinsinden
Sürücü sıcaklık eğimi ne kadar yüksekse, ısı
eşanjörünün verimi de o kadar yüksek olur.
Sürücü sıcaklık eğimi kondansatör tarafında
yaklaşık 15 K değerini aşmamalıdır. Yer, ağırlık ve
maliyet sebebiyle mobil soğutma uygulamalarında
(normal çalışma koşullarında 10 -30 K) görüldüğü
şekilde büyük sıcaklık farkları (yani yoğunlaşma
sıcaklığının yüksek olması) sistemin verimliliğini
kötüleştirmektedir.
3.3.3
sisteminin ekonomik çalışabilmesi için, yoğunlaşma
basıncı belli bir sınır içinde tutulmalıdır. Yüksek
yoğunlaşma basınçları soğutma gücünün azalmasına
ve kompresörün güç çekişinin artmasına etki eder,
düşük
yoğunlaşma
basınçlarıysa
genleşme
elemanının işlevini olumsuz etkiler. Evaporatörün
soğutma maddesiyle beslenmesi sekteye uğrar.
Yoğunlaşma basıncı
Hava
uygulanan
kondansatörlerde
soğutma
medyumunun sıcaklığı çok şiddetli değişir. Yüksek
dış sıcaklıklar yoğunlaşma basıncının yükselmesine,
düşük sıcaklıklar ise düşmesine yol açarlar. Soğutma
Yoğunlaşma sıcaklığının 1 K yüksek olması soğutma
gücünü yaklaşık %1,5 azaltır.
3.4
Genleşme elemanı
Soğutma
maddesi
devresindeki
genleşme
elemanının görevi, sıvı soğutma maddesini yüksek
basınçtan ve yüksek sıcaklıktan daha düşük bir
basınca ve daha düşük bir sıcaklığa genleştirmektir.
Genleşme, genleşme elemanının ventil yuvasının en
dar kesitinden hemen sonra başlamaktadır. Bu sırada
soğutma maddesinin bir kısmı buharlaşır ve hala sıvı
olan kısımdan ısı alır. Bu sayede sıvı soğutma
maddesi buharlaşma sıcaklığına soğutulur.
Genleşme elemanlarının diğer bir görevi de,
evaporatöre, işletim durumunda buharlaştırabileceği
kadar sıvı soğutma maddesi gönderilmesidir.
Evaporatöre fazla soğutma maddesi giderse,
buharlaşmamış soğutma maddesi sıvısı kompresöre
ulaşır. Evaporatöre çok az sıvı soğutma maddesi
giderse,
evaporatörün
yüzeyi
tam
olarak
kullanılamaz. Bundan dolayı daha evaporatör içinde
büyük çalışma kızgınlığı ortaya çıkabilir ve bunun
sonucunda kompresyon son basıncı aşırı yüksek
olabilir.
3-1
3 Soğutma Maddesi Devresindeki Ana Elemanların Đşlevleri
Soğutma maddesinin tamamen buharlaşması ve az
miktarda çalışma kızgınlığı ile evaporatörü terk
etmesi sayesinde soğutma sisteminde yüksek verim
elde edilir.
ayrıca ayarlanmamaları gerektiğinden), sistemin
işletime alınması sırasındaki temel ayarın yapılması
çok sorumluluk gerektiren bir iştir ve belli bazı bilgi ve
deneyimin olmasını gerektirir.
Soğutma maddesinin genleşme elemanındaki
genleşmesi izoentalp gerçekleşir, yani soğutma
maddesi genleşme elemanından geçerken ısı
içeriğinde bir artış veya azalma olmaz.
Yanlış ayarlanan genleşme ventilleri (çok az aşırı
ısınma) sistemin durduğu zamanlarda sıklıkla
soğutma
maddesinin
evaporatöre
ve/veya
kompresöre kaymasına yol açar. Kompresör
arızalarında sık görülen nedenlerden biri sıvı
darbesidir.
Soğutma maddesi genleşme elemanından önce
yüksek basınç altında sıvıdır. Genleşme elemanından
sonra soğutma maddesinin durumu düşük basınçta
nemli buhar bölgesindedir. Bir kısmi buharlaşma
gerçekleşmiştir. Sıvı soğutma maddesinin %20 ila 50
kadarı daha evaporatöre girmeden buharlaşır.
12 bar ≡ tc = 46 °C
pE1
tE1u
42 °C
Sıvı
Buhar kabarcıkları
3,15 bar ≡ to = 2 °C
pE2
tE2
2 °C
Şekil 3-9 Soğutma maddesi sıvısının genleşme
olayı
Soğutma sisteminin işletim şekline ve tipine göre
uygun olan genleşme elemanı seçilmelidir. Daima
sabit koşullar altında çalışan sistemlerde ventüri
(genleşme borusu veya kapiler boru) kullanılabilir.
Đşletme sırasında büyük yük değişiklikleri oluyorsa,
ayarlı genleşme elemanı, ör. bir sıcaklık kumandalı
genleşme ventili kullanılması tavsiye edilir.
Soğutma sisteminin işletildiği her yer için genleşme
elemanında özel bir ayarlama yapılması gerekebilirdi.
Ventiller sürekli olarak ayarlanamayacağı için (ve
3-2
4 Soğutma Maddesi Devresinin Bileşenleri
4 Soğutma Maddesi Devresinin
Bileşenleri
4.1
Kompresör
4.1.1
Genel
Kompresör hiçbir sabit soğutma sisteminde mobil
soğutma uygulamalarındaki kadar çok aşırı dış
koşulların etkisi altında değildir. Araç içindeki yaklaşık
-40 °C ile +120 °C arasındaki ortam sıcaklıklarının ve
otomobillerde yaklaşık 700 ile 9.000 d/d, kamyon ve
otobüslerde 500 ile 3.500 d/d arasındaki devir
sayılarının yanı sıra, güç ayarı bulunmayan
uygulamalardaki kompresörler saliselik devir artışları
eşliğindeki sık açma/kapama çevrimlerinden dolayı
büyük bir yük altındadırlar.
Mobil soğutma uygulamalarında bilinen kompresör
tiplerinin neredeyse hepsi denenmiş ve kısmen de
uygulamaya konmuştur. Hala en yaygın olan gitgel
pistonlu kompresörün (yalpa diskli kompresör veya
dalma pistonlu kompresör) yanı sıra kanatlı
kompresör, Scroll (spiral) kompresör ve vidalı
kompresör de kullanılmaktadır.
Yaklaşık 15 yıldır teknolojik olarak en gelişmiş ürünler
olan
gücü
ayarlanabilir
kompresörler
geliştirilmektedir. Kullanıcıların 1980 öncesinde yalnız
pulsasyonu güçlü 2 silindirli YORK marka kompresör,
4 silindirli DELCO marka radyal kompresör ve 16 kg
ağırlığındaki FRIGIDAIR marka yalpa diskli
kompresör
arasında
seçim
yapabileceği
düşünüldüğünde,
otomobil
klima
kompresörü
konusunda büyük bir gelişme sağlandığı anlaşılır.
Mobil soğutma uygulamalarında soğutma maddesi
kompresörlerinden beklenen başlıca özellikler
şunlardır:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Küçük devir sayılarında büyük soğutma gücü
(rölanti koşulu)
Küçük ve hafif olması, buna rağmen büyük
hacimler sevk edilebilmesi
Eşit dağılımlı tork eğrisi, düşük kalkış momentleri,
düşük pulsasyonlu ve sessiz çalışması
yaklaşık 9.000 d/d (otomobil) veya yaklaşık 3.500
d/d’ya (otobüs) kadar dayanıklı olması
Yüksek ortam sıcaklıklarından (120 °C’ye kadar)
etkilenmemesi
Emilen soğutma maddesi sıvısından (“sıvı
darbeleri”) etkilenmemesi
Gücünün kademesiz olarak ayarlanabilmesi,
tercihen dışarıdan (“harici”) kumanda edilebilmesi
Ucuz ve uzun ömürlü olması
Güç çekişinin düşük olması ve bununla birlikte
verim katsayısının yüksek olması
Silindir kapağında geri yoğunlaşan soğutma
maddesinden etkilenmemesi
Bu taleplerin kısmen birbiriyle çelişmesinden dolayı
hiçbir kompresör türü bu maddelerin hepsini
karşılayamaz. Bir gitgel pistonlu kompresör rölanti
koşullarında (rölanti devri 700 - 800 d/d) spiral
kompresöre göre daha yüksek soğutma gücü sağlar.
Buna karşın bir spiral kompresör yüksek devirlerde
çalıştırılabilir, iyi bir hacimsel verim davranışına
sahiptir, görece daha dengeli bir tork dağılımına
sahiptir ve buharlaşmamış soğutma maddesi
sıvısından etkilenmez.
Soğutma gücünün rölantide büyük olması, büyük bir
soğutma maddesi kitle akımı gerektirir; bu da ancak
silindir hacmi büyük olan bir kompresör veya yüksek
devir sayılarıyla (aktarma oranı > 1 : 1) elde edilebilir.
Ya büyük hacimli kompresör yüksek devirlerde boyut
olarak büyük gelir ya da aktarma oranı yüksekse,
aşırı devirle çalışır ve sağlamlığı tehlikeye girer.
Genel olarak kompresör seçimi daima istenen
hedeflerin birçoğundan taviz verilmesidir.
4.1.2
Gitgel pistonlu kompresör
Bu tipin dezavantajı mekanizmasındaki kütlelerin
(piston ve biyel kol) osilasyon halinde olmasıdır. Bir
de üst ölü nokta bölgesinde daima mevcut olan
zararlı bölge bulunmaktadır. Bu, hacimsel verimi
etkiler ve diğer yandan da sıvı soğutma maddesi
emildiğinde yeterince yer olmasına elvermez. Diğer
bir dezavantaj da, bir direnç teşkil eden ve yay
geriliminin aşılmasını gerektiren emiş ve basınç
tarafındaki çalışma ventilleridir (hacimsel verimi
olumsuz etkiler).
Gitgel pistonlu kompresörün avantajı, düşük devir
sayılarında görece yüksek hacimsel verime sahip
olmasıdır (yüksek devirlerde çalışma ventilleri
olumsuz etki etmektedir). Bu aynı zamanda rölanti
koşullarında mümkün olan en büyük soğutma gücü
anlamına gelmektedir. Gitgel pistonlu kompresörün
en güçlü olduğu nokta budur ve sıklıkla bu sebepten
dolayı diğer kompresör türlerine tercih edilir.
Otomobil ve ticari araç iklimlendirmesi alanlarında
aksiyel pistonlu kompresörler (yalpa diskli
kompresör), otobüslerde veya daha büyük soğutma
gücü gerektiren diğer sistemlerde dalma pistonlu
kompresörler kullanılmaktadır.
Dalma pistonlu kompresörlerde piston, biyel kol ile
doğrudan krank miline bağlıdır. Aksiyel pistonlu
kompresörlerde biyeller bir yalpa diskine tespit
edilmiştir.
Aşağıdaki şekilde bir açık gitgel pistonlu kompresörün
(dalma pistonlu kompresör) kesiti gösterilmiştir.
4-1
4 Soğutma Maddesi Devresinin Bileşenleri
4.1.2.1
Dalma pistonlu kompresör
Emiş odası
Kompresör çıkışı
Emiş ventili
Basınç odası
Piston
Basınç ventili
Biyel
Kompresör girişi
Yağ deliği
Krank mili
Yağ pompası
Gözetleme
penceresi
Mekanik mil contası
Karter
Şekil 4-1 Açık dalma pistonlu kompresör, şematik, Bock marka
Şekil 4-2 Bock firmasının FK 40 tipi dalma pistonlu kompresörü
4-2
Yağ süzgeci
4 Soğutma Maddesi Devresinin Bileşenleri
O-ring
Sürükleme tırnağı
Rulman
O-ring
O-ring
Krank mili
Radyal mil contası
Yağ deliği
Kontra conta halkası (sabit)
Conta halkası (döner)
Keçe halka
Yay sistemi
Şekil 4-3 Bitzer marka açık tip kompresörün mil geçişindeki mekanik mil contası
Şekilde gösterilen kompresörün dışarı doğru çıkan bir
tahrik mili vardır. Tahrik türü münferit uygulamaya
göre seçilebilir. Bu sayede bu tip üniversal olarak
kullanılabilir.
Tahrik milinin mekanik mil keçesi dezavantaj yaratır;
burada, ister yağ olsun ister soğutma maddesi, daima
küçük kaçaklar görülür. Yukarıdaki şekil bir açık
kompresördeki
mil
contasının
yapısını
göstermektedir.
Soğutma maddesi kompresörleri için olan mekanik
mil contaları bir yay sisteminden, dönen conta
halkasından ve sabit kontra conta halkasından
oluşmaktadır. Yay sistemi yerine metal körük de
kullanılır.
Say sistemi ve conta halkası mil üzerinde dönecek
şekilde yerleştirilmiştir. Kontra conta halkası gövde
kapağı içine yataklanmıştır; O-ring ile dışa doğru
yalıtım sağlanır. Yay sistemi içindeki ve de yay
sistemi ve mil arasındaki yalıtım için hem profil halka
hem de O-ring kullanılmaktadır.
Conta halkalarının yalıtılması için yeterli bir yağ
beslemesi gerekmektedir. Conta halka yay sistemi
tarafından kontra conta halkasına bastırılır.
Kompresör gövdesi içindeki basınç sayesinde yağ
conta halkaları arasındaki boşluğa basılır (hidrostatik
yatak). Buna ek olarak dalgalı conta yüzeylerinin
tanjantsal kayma hareketi ile yatağa ayrıca yağ
sürüklenir (hidrodinamik yatak). Conta halkaları ince
bir yağ filmi ile birbirinden ayrılır ve yalıtılır. Yalıtım
için küçük bir yağ akımı gerektiğinden, tam
sızdırmazlık elde edilemez. Dışarı çıkan yağ bir
radyal mil contası ile tutulur ve bir delik üzerinden
keçe halka altına akar.
Keçe halka dışarı sızan yağı tutar ve kompresör
üzerinde kirlenme olmasını önler.
4.1.2.2
Aksiyel pistonlu kompresör
Dalma pistonlu kompresör, silindir sayısının az
olmasından dolayı soğutma maddesi hatlarında güçlü
pulsasyonlara yol açar. Ayrıca devir sayısı yüksek
osilasyonlu kütlelerden dolayı sınırlıdır. Otomobillerde
soğutma sisteminin sessiz çalışması beklendiğinden,
kompresörün silindir sayısı artırılmaya çalışılmıştır.
Aksiyel pistonlu kompresör (yalpa diskli kompresör)
yapısı sayesinde kompakt yapıda, devir sayısına
dayanıklı çok pistonlu (10 pistona kadar) kompresör
imal edilmesine elverişlidir.
Aksiyel pistonlu kompresörler çoğunlukla bir V kayış
üzerinden araç motoru ile tahrik edilir. Regülesiz
kompresörlerde kayış kasnağı elektromanyetik
kavrama ile kompresör miline irtibatlıdır. Güç ayarlı
modern kompresörlerde bu kavrama kısmen
kullanılmaz.
4-1
4 Soğutma Maddesi Devresinin Bileşenleri
Basınç bağlantısı
Emiş bağlantısı
Yağlama, kompresör gövdesi içindeki basınç ile
emişte mevcut olan basınç arasındaki basınç farkıyla,
dönen parçaların yarattığı yağ santrifüjü ile ve
soğutma maddesi akımının taşıdığı yağ ile sağlanır.
4.1.3
Manyetik kavramalı kayış kasnağı
Şekil 4-4 Aksiyel pistonlu kompresör
Şekil 4-5’te basit etkili (pistonlar yalnız bir yönde sevk
etmektedir), yalpa diski sabit duran bir aksiyel
pistonlu kompresör gösterilmiştir.
Kompresörün çok sayıda pistonu vardır; bunların
eksen boyunca hareketi kompresör miline bağlı yalpa
diski ile sağlanır. Silindir kapağında her silindir için
otomatik çalışan ventiller bulunmaktadır. Bu ventiller
hem emiş hem de basınç zamanında soğutma
maddesi akımını otomatik olarak iletecek şekilde
tasarlanmıştır.
Kanatlı kompresör
Standartlaşmış tarifi “döner valflı kompresör”dür.
Kanatlı kompresörler küçük, yalpa diskli kompresörler
büyük soğutma güçlerine uygundur. Kanatlı
kompresörler 50 ila 150 cm³ hacimleri arasında, yalpa
diskli kompresörler 150 ile 200 cm³ hacimleri
arasındadır. Kanatlı kompresörler 3, 4 veya 5 kanatlı
olarak mevcuttur. 5 kanatlı tipin çalışma davranışı 10
silindirli gitgel pistonlu kompresör gibidir, 3 kanatlı tip
ise 6 silindirli gitgel pistonlu kompresöre karşılık gelir.
Bunlar yaklaşık 8.000 d/d’ya kadar, kısa süreli olarak
da 9.000 d/d’ya kadar devir sayısına dayanıklıdır ve
yüksek derecede sessiz çalışırlar.
Çalışma şekli
Rotor, silindirik bir gövde içinde, silindir eksenine göre
eksantrik bir eksende dönmektedir. Rotor üzerindeki
hareketli sürgüler (kanat) orak şeklindeki çalışma
odacığını böler ve merkezkaç kuvveti ile yalıtkan
şekilde gövde cidarına dayanırlar. Kapanma
sırasında kompresörün ters yönde çalışmasını
önlemek için sıklıkla bir çekvalf monte edilir.
Şekil 4-6’da iki akımlı işletilen, 5 kanatlı ve oval
mantolu bir kanatlı kompresör gösterilmiştir.
Ventil tablası
Nipel
Piston ve piston segmanı
Yalpa diski
Mil
Kombine
emme-basınç ventili
Ön kapak ve
elektromanyetik
kavramanın kılavuz
göbeği
Silindir kapağı
Biyel
Yatak
Şekil 4-5 Bir aksiyel pistonlu kompresör kesiti
4-2
4 Soğutma Maddesi Devresinin Bileşenleri
Kanat
Emiş kanalı 1
Çıkış deliği
Hem emiş işlemi (spirallerin dış kısmı) hem de çıkış
akımı (iç kısımda) neredeyse kesintisizdir.
Rotor
Sabit spiral
Çıkış 1
Hareketli spiral
Çıkış
Çıkış
ventili
Çıkış 2
Emiş kanalı 2
Şekil 4-6 5 kanatlı bir kanatlı kompresör
Kanatlı kompresörün avantajı, yüksek devirlerde çok
sessiz çalışmasını olanaklı kılan kütle dengesinin çok
iyi olmasıdır. Kanatlar ancak yüksek devirlerde
yalıtabildiğinden,
kompresör
yüksüz
kalkış
yapmaktadır. Ayrıca bu yapı biçimi kıyaslanabilir bir
yalpa diskli kompresöre göre daha kompakttır.
Konstrüksiyon prensibinden dolayı gerekli olan
yüksek tahrik enerjisi (yüksek sürtünme ve
sızdırmazlık kayıpları) dezavantaj yaratmaktadır. Bu
kayıplar ısıya dönüştüğünden, kompresyon son
sıcaklığı yalpa diskli veya spiral kompresörden daha
yüksektir. Kanatlı kompresörler, iyi bir yalıtım elde
etmek için yüksek yağ oranlarıyla (soğutma
maddesinde %10’a kadar yağ) ve viskozitesi yüksek
yağlama maddeleriyle işletilmektedir. Devredeki
yüksek yağ oranı ısı eşanjörleri içindeki ısı transferi
koşullarını kötüleştirmektedir. Bu yağ oranının
azaltılması için kompresöre sıklıkla bir yağ ayırıcı
entegre edilir.
4.1.4
Spiral kompresör
Spiral, ilk kes 1905 yılında patenti alınan basit bir
kompresyon konseptidir. Spiral içe kıvrık bir sarmaldır
ve kendine uygun bir sarmal kalıp ile birlikte eleman
arasında bir dizi orak şeklinde gaz cepleri oluşturur.
Çalışma şekli
Sıkıştırma sırasında bir spiral sabit (sabit sarmal)
kalır, diğer spiral ilk kalıbı çevreler (dönmez!). Bu
hareketin devamında iki parça arasındaki gaz cepleri
yavaş yavaş her iki spiralin merkezine kaydırılır; aynı
zamanda bunların hacimleri azalır. Cep spiral
parçaların merkezine ulaştığında, yüksek basınç
altındaki gaz orada bulunan bir çıkış üzerinden dışarı
iletilir. Eş zamanlı olarak birden fazla gaz cebi
sıkıştırıldığından, çok dengeli bir süreç elde edilir.
Şekil 4-7 Spiral kompresör
Sıkıştırma işlemi
Şekil 4-8’de
gösterilmiştir.
sıkıştırmanın
akışı
ayrıntılı
olarak
1
Sıkıştırma, bir çevreleyen ve bir sabit spiralin
ortak etkisi sonucunda ortaya çıkar. Bir spiral
çevrelerken, dış kenardaki açıklıktan gaz girişi
olur.
2
Gaz içeri çekilirken, giriş akımı açıklıkları kapanır.
3/4 Spiral çevrelemeye devam ederken gaz da
gitgide küçülen iki cep içinde sıkıştırılır.
5/6 Gaz nihayet ortadaki açıklığa geldiğinde sevk
basıncına ulaşılmış olur ve gaz dışarı itilir.
Gerçekten de çalışma halinde gaz ceplerinin altısı da
çeşitli sıkıştırma aşamalarında bulunmaktadır;
bundan dolayı emiş ve çıkış işlemleri neredeyse
kesintisizdir.
Kalkış sırasında, spirallerin başta birbirine temas
etmesinden kaynaklanan kısa bir metal sesi duyulur.
Bu normaldir. Kapamadan sonra, dahili basınçlar
dengelenirken, kompresör kısa bir süre ters yönde
çalışabilir. Bunu önlemek için çoğu kez bir çekvalf
monte edilir.
4-1
4 Soğutma Maddesi Devresinin Bileşenleri
1
4
2
5
3
6
Şekil 4-8 Bir spiral kompresörün sıkıştırma işlemi
Avantajları
Spiralin konstrüksiyonundan dolayı içteki kompresyon
elemanları daima yüksüz kalkış yapar ve bu yüzden
mükemmel bir kalkış davranışı sergiler. Spiral
çalışma ventillerine gerek duymaz ve gitgel pistonlu
kompresörden çok daha büyük devir sayılarına
elverişlidir. Bunun sonucunda tanımlanmış bir
soğutma gücünde daha hesaplı olan ve daha az
4-2
montaj yerine gereksinim duyan küçük kompresörler
ortaya çıkar. Yüksek buharlaşma sıcaklıklarında ve
devirlerde iyi bir verim elde edilebilir.
Çalışma ventillerinin olmaması ve (bazı tiplerde)
spiralin eksende ve radyal kayma olanağına sahip
olmasından dolayı bu kompresör tipi nemli emişe ve
kir partiküllerine karşı daha az duyarlıdır.
4 Soğutma Maddesi Devresinin Bileşenleri
Dezavantajları
Bir spiral kompresörün başlıca dezavantajı, düşük
kompresör devir sayılarında hacimsel verim
düşüşüdür. Buna bağlı soğutma gücü düşüşünü
dengelemek için spiral kompresörün motorun rölanti
devrinde 1,5 kattan büyük bir aktarma oranı ile
çalıştırılması gerekir. Yüksek motor devrindeyse
10.000 d/d üzerine çıkan kompresör devir sayılarına
ulaşılır.
tarafta küçülürler (sıkıştırma ve dışarı itme).
Kompresyonun büyüklüğü sabit montajlı kumanda
kenarları tarafından belirlenmektedir. Vidalar bir
birlerine karşı yağ ile yalıtıldıklarından, soğutma
devresine çok fazla yağ karışmaktadır. Yağ
çoğunlukla dahili yağ ayırıcı ile tutulur.
Bundan başka, bir vidalı rotordan ve iki tane dişli
tabladan oluşan tek milli vidalı kompresörler de
mevcuttur.
Avantajları
4.1.5
Vidalı kompresör
Son yıllarda vidalı kompresörler konusunda çok hızlı
gelişmeler olmuştur. Bu tipin soğutma gücü yaklaşık
20
kW
üzerindeki
modelleri
klimalarda
kullanılmaktadır. Bu kompresör otobüslerde de
kullanılmaktadır.
Đki milli vidalı kompresör, dar bir gövde içinde temas
olmaksızın dönen iki farklı biçimli rotora (döner
piston) sahiptir. Ana rotorun alın kesitinde dışbükey
şekilli dişler, tali rotorda ise içbükey şekilli dişler
vardır. Bugün genel olarak en sık kullanılan diş
kombinasyonu ana rotorda 4 diş ve tali rotorda 6
diştir. Rotorların dönmesi sırasında diş arası
boşluklar, vida şeklinde olmalarından dolayı
değişirler, öyle ki, bir tarafta büyürken (emiş) öbür
Giriş
•
•
•
•
•
•
•
•
Yüksek devir sayıları mümkündür
25 - 30 arasında basınç oranı mümkündür
Hareketli parça sayısı azdır
Ventil yoktur
Kütle savrulması yoktur, titreşim azdır
Ağırlığı azdır
Küçük yapılıdır
Optimal basınç koşullarında kullanıldığında en
yüksek verim rakamlarına ulaşır
Dezavantajları
•
Yalıtım için yağ enjeksiyonu gerekmektedir,
dolayısıyla enerji ihtiyacı yüksektir
Kısmi yük davranışı kötüdür
•
Ana rotor (içbükey)
Tali rotor (dışbükey)
Çıkış
Emiş tamam
Sıkıştırma
Dışarı itme
Şekil 4-9 Vidalı kompresör, şematik
4-2
4 Soğutma Maddesi Devresinin Bileşenleri
4.1.6
Kompresör tahriki
Açık kompresörler bir kavrama veya kayışlı tahrik
üzerinden bir elektrik motoru, yanmalı motor veya
hidrolik motor tarafından tahrik edilmeyi gerektirir.
Kompresör ve motor arasında güvenilir bir işbirliği
olması için millerin birbirine göre iyi hizalanmış
olması (kavramalı tipte çakışmalı, kasnaklı tipte
paralel olmalı) büyük bir önem taşımaktadır. Gitgel
pistonlu kompresörlerde, silindir sayısına, güç
ayarlama türüne ve kullanım sahasına bağlı olarak
kompresör tarafında bir merkezkaç momenti olması
sağlanmalıdır. Bu şart kayış kasnaklarında gerekli
olan oluk çemberi ile çoğunlukla yeterli düzeyde
mevcut olmaktadır.
Kayış kasnağı olarak ya V kayışı kasnakları (1 veya 2
oluklu) ya da tırnaklı V kayışı kasnakları (normalde 3
- 8 oluklu) kullanılır.
uygulanabilir. Kayış kasnağı, yatak yükünün en aza
indirilmesi için kompresör yatağının mümkün
olduğunca yakınına monte edilmelidir. Uygun
olmayan şekilde yapılmış kayış tahriklerinde, kayış
darbelerinde veya yüksek sıkma kuvvetlerinde
kompresör zarar görebilir.
Şekil 4-12’de boşta duran bir manyetik kavrama
kesiti gösterilmiştir. Sargıya (7) çalışma gerilimi
gelmiyorsa, kavrama tablası (1) ile kayış kasnağı (2)
arasında irtibat yoktur. Ön tabla bir yay ile kayış
kasnağından uzakta tutulur. Kayış kasnağı rulman (3)
ile boşta döner, kompresör çalışmaz. Sargıya çalışma
gerilimi geldiğinde (12 veya 24 V), bir manyetik alan
oluşur ve kavrama tablasını çeker. Kayış kasnağı ön
tablayı ve bununla birlikte kompresör milini (8)
sürükler, kompresör çalışmaya başlar.
1 veya 2 oluklu V kayış kasnağı
6 oluklu tırnaklı kayış kasnağı
Şekil 4-10 Kayış kasnağı tipleri
Kayış ön geriliminde kompresör üreticisi tarafından
belirtilen değerlere mutlaka uyulmalıdır. Şekil 411’deki örnekte kayış ön gerilimi tarafından kuvvet
saldırı noktasına uygulanan kuvvet Fmax = 2.750 N
değeri aşılmamalıdır. Kuvvet saldırı noktası öne
doğru kayarsa (L1) izin verilen azami kuvvet, kuvvet
saldırı noktası mesafesine göre azalır.
Fmax = 2.750 N
Mbmax = 245 kNmm N
1
2
3
4
Kavrama tablası
Kayış kasnağı
Rulman
Kompresör başı
5
6
7
8
Kompresör gövdesi
Yatak
Sargı
Kompresör mili
L1
Şekil 4-11 Kayış ön gerilimi (Bock firması)
Kayış ön gerilimi belli bir rodaj süresinden sonra
yeniden kontrol edilmelidir. Kompresör miline yalnız
üretici tarafından izin verilen yönlerde yük
4-2
Şekil 4-12 Manyetik kavrama
4 Soğutma Maddesi Devresinin Bileşenleri
Klima sistemi çalışmaktayken manyetik kavramaya
buzlanma
koruma
termostatı
veya
basınç
regülatörleri kumanda eder.
Manyetik kavrama genel olarak kompresörün çalışma
ömrünün tamamına göre tasarlanmıştır. Bağlantı
geriliminin az olması (sargı kuvvetinin az olası)i klima
sisteminde aşırı basınç (basınç regülatörlerinin sık sık
açıp kapaması), yağ bulaşmış yüzeyler veya kayış ve
sürükleme kasnağı arasındaki boşluğun yanlış
ayarlanmış olması kavramanın kaçırmasına ve
zamanından önce aşınmasına yol açar.
4.2
Kondansatör
Kondansatör, ısı alışverişi için daha büyük bir yüzey
olması ve mümkün olduğunca iyi bir ısı geçişi elde
edilmesi için birbirine sağlam şekilde bağlı olan
borulardan
ve
lamellerden
oluşmaktadır.
Havalandırma fan ile veya hareket halinde olmaktan
kaynaklanan hava akımıyla sağlanır.
4.2.1
Lamel grubu
Borular
Soğutma
maddesi
girişi
Soğutma
maddesi çıkışı
Şekil 4-13 Borulu lamelli ısı eşanjörü
Aşırı soğutucusu olmayan
kondansatör
Sıklıkla görülen bir kondansatör tipi borulu lamelli
kondansatördür. Borular kullanım yerine göre
alüminyum
veya
bakırdan,
lameller
ise
alüminyumdandır.
Yoğunlaşma ile ortaya çıkan soğutma maddesi
sıvısının ısı eşanjörünün alt kısmında toplanabilmesi
ve genleşme ventiline saf sıvı iletilebilmesi için
kondansatörün soğutma maddesi girişi daima üst
kısımda bulunmaktadır. Çıkış bağlantısı çoğunlukla
giriş bağlantısından daha küçüktür, çünkü sıvı
soğutma maddesinin yoğunluğu daha büyüktür.
1
Boru
3
Lamel
2
Bağlantı
4
Hava akımı
Şekil 4-14 Borulu lamelli kondansatörün yapısı
Şekil 4-15 Bir otobüs kondansatörüne örnek
4-3
4 Soğutma Maddesi Devresinin Bileşenleri
Soğutma maddesi girişi
Lameller
Yassı borular
Kolektör
Baş
manifoldu
Sıvı hattı
Soğutma maddesi çıkışı
Şekil 4-16 Paralel akışlı kondansatör
Otomobil iklimlendirmesinde son zamanlarda paralel
akışlı kondansatörler kullanılmaktadır (bkz. Şekil 416). Bunlar komple alüminyumdandır.
Soğutma maddesi önce bölünür ve birden fazla
paralel konumda yassı borudan geçer. Soğutma
maddesi baş manifoldlarında toplanır, yönlendirilir ve
sonraki yassı borulara dağıtılır. Yüksek akış hızı elde
edebilmek için akış kesiti kondansatörün sonuna
doğru gitgide küçülmektedir.
(bkz. Şekil 4-16). Kolektör soğutma maddesi sıvısını
diğer tüm buhar kabarcıklarından ayırır ve genleşme
elemanı önünde tamamen sıvı bulunmasını garanti
eder.
Kolektör olmasaydı, sıvı temini kondansatör içinde
soğutma maddesi birikmesi (aşırı soğutma) yoluyla
sağlanacaktı. Ancak biriken soğutma maddesi
sıvısından dolayı yoğunlaştırma için yararlanılacak ısı
eşanjörü yüzeyi azalır, yoğunlaşma basıncı artar,
sistem gücü ve verimi düşer.
Kolektörlü sistemler sıklıkla o kadar çok doldurulur ki,
kolektöre rağmen aşırı soğutma ortaya çıkar. Bu
durumlarda kolektör yalnız olası soğutma maddesi
kayıpları için tampon depo olarak iş görür. Bu aşırı
soğutma ile çoğunlukla sistem gücü iyileştirilemez.
a Yassı boru
b Lameller
c Hava akımı
Şekil 4-17 Paralel akışlı kondansatörün yapısı
Bu teknik aynı oranda yer kaplayarak geleneksel
borulu lamelli ısı eşanjörlerine göre daha fazla ısı
alışverişi olmasına elvermektedir.
Kondansatörün kusursuz çalışabilmesi için yeterli bir
soğutma havası akımı olması ve yüzeyin temiz
olması gerekmektedir.
4.2.2
Aşırı soğutuculu kondansatör
Kondansatörün aşırı soğutma bölgesindeki ısı geçişi
görece çok kötü olduğundan, kondansatördeki aşırı
soğutma bölgesini iptal etmek mantıklıdır. Bu, bir
yüksek basınçlı kolektör monte ederek mümkün olur
4-2
Aşırı soğutuculu kondansatör, aşırı soğutma
sayesinde sistem gücünü iyileştirme olanağı sağlar.
Soğutma maddesi sıvısının kondansatör çıkışında bir
toplama kabı veya bir toplama borusu ile geri kalan
soğutma
maddesi
buharından
ayrılması
gerekmektedir. Bundan sonra sıvı yeniden ısı
eşanjörü grubundan geçirilir ve bu sırada aşırı
soğutulur. Faz ayrımı gereklidir, çünkü aksi halde
yoğunlaşma bölgesi aşırı soğutucuya kayar ve
bundan dolayı aşırı soğuma mümkün olmaz.
Kondansatör
yüzeyi
tamamen
soğutma
ve
yoğunlaştırma için kullanılabilir. daha yüksek bir
soğutma gücü ve daha iyi bir sistem verimi elde
edilebilir.
Eğer ayrı bir kolektör monte edilmeyecekse, faz
ayrımının kondansatörün daha büyük bir toplama
borusu içinde olmasını sağlama ve ardından sıvıyı ısı
4 Soğutma Maddesi Devresinin Bileşenleri
eşanjörü
grubundan
bulunmaktadır.
4.2.3
geçirme
olanağı
da
Fan
Yoğunlaştırma fanı olarak kullanım yerine göre
aksiyel veya radyal vantilatörler kullanılmaktadır.
Aksiyel vantilatörler yalnız hava tarafında düşük
dirençler aşılacaksa kullanılabilir; örneğin havayı
serbestçe emip üflerken ve lamel grubu çok derin
değilse ve boru mesafesi çok az değilse.
4.3
Kolektör
Genleşme elemanı önündeki soğutma maddesi sıvısı
içinde buhar kabarcıkları varsa, sistemin soğutma
gücü büyük oranda düşer. Bu durumu her halükarda
önlemek için soğutma maddesinin ya birkaç Kelvin
kadar aşırı soğutulması veya kalan soğutma maddesi
buharının bir kolektörde soğutma maddesi sıvısından
ayrılması gerekmektedir.
Đşletme şekli değişken olan soğutma sistemlerinde,
örneğin farklı buharlaşma sıcaklıkları ve kompresör
devir sayıları gibi, evaporatör içindeki soğutma
maddesi dolum miktarı koşullara göre büyük farklılık
göstermektedir. Özellikle de karakteristik eğrisi yatay
olan genleşme ventillerinde ya da MOP ventillerinde
evaporatörün doldurma miktarının yüke bağlı
olmasına dikkat edilmelidir. Anlık olarak evaporatör
içinde ihtiyaç duyulmayan soğutma maddesi herhangi
bir zararlı etkiye yol açmadan yüksek basınç
tarafında depolanmalıdır. Bu durum da yüksek
basınçlı kolektör kullanılmasının lehinedir.
Kolektörün olası diğer bir görevi de kaçak olması
durumunda rezerv kabı olarak iş görmesidir.
Şekil 4-18 Aksiyel vantilatör
Çıkış
Yüksek basınç müşiri
Alçak basınç müşiri
Lamel grubuna olan uzaklığın yeterli olması, giriş
hunisi ve de akım tekniği bakımından elverişli bir
muhafaza kafesi gibi montaj talimatlarına uyulmalıdır.
Radyal vantilatörler hava tarafında basınç farkları
daha büyük olduğunda (hava filtresi, hava dağıtım
sistemi) kullanılmaya uygundur. Lamel grubu derin
olan (4 - 5 boru sırasından daha fazla) kompakt
evaporatörler kullanılabilir.
Giriş
Kap
Şekil 4-19 2 fanlı radyal vantilatör
Lamel grubunun kirliliğinin sevk edilen hava hacim
akımına etkisi radyal fanlarda, aksiyel fanlarda olduğu
kadar bariz değildir.
Şekil 4-20 Bir otomobil soğutma sisteminin kolektörü
Kolektör ile, dolum miktarı doğru olduğunda aşırı
soğutma neredeyse 0 K olacaktır.
4-2
4 Soğutma Maddesi Devresinin Bileşenleri
Kondansatör fanı
Evaporatör
Kondansatör
Kolektör
Evaporatör fanı
Filtre kurutucu
Kalorifer ısı eşanjörü
Gözetleme penceresi
Şekil 4-21 Bir otobüs soğutma sisteminde kolektörün montaj örneği
Sıvı hattında basınç düşüşü olduğunda hemen buhar
kabarcığı oluşumu görülür. Kolektörlü işletimde aşırı
soğutma ancak kondansatördeki ek bir aşırı soğutma
serpantini ile veya aşırı doldurma ile mümkündür.
Đşlev
Nemli buhar yan taraftan kaba girer. Sıvı alt kısımda
çökelir ve ardından bir terfi borusu üzerinden
genleşme ventiline akar. Tipine göre kolektör kabına
başka işlevler de entegre edilebilir. Kolektör bir
kurutma kartuşuna (nem tutma), bir eleğe (kir tutucu),
duruma göre iki basınç müşirine (biri yüksek basınçta
kapama için ve diğeri de kaçak sonucundaki düşük
basınçta kapama için) sahip olabilir. Bazı kaplarda ek
olarak gözetleme penceresi veya yüksek basınç
tarafında servis ventili bulunabilir.
4.4
Filtre kurutucu
4.4.1
Filtre kurutucunun görevleri
tutulur. Soğutma maddesinin kurutulması bakımından
emiş buhar hattındaki montaj konumu ideal olurdu.
Ancak burada yağ geri dönüşünden dolayı akım hızı
görece yüksektir, öyle ki, basınç kaybının makul
sınırlar içinde tutulabilmesi için çok büyük hacimli
filtre kurutucular gerekir. Bundan dolayı filtre kurutucu
öncelikle sıvı hattına, yani kondansatör ve genleşme
elemanı arasına monte edilmelidir.
Daha iyi bir etki elde edebilmek için, sıvı soğutma
maddesinin filtre kurutucuyu yukarıdan aşağıya doğru
geçmesi gerekir. Gövde üzerine basılmış olan ok
daima akış yönünü göstermelidir. Akış hızı ne kadar
azsa, soğutma maddesinin filtre kurutucu içinde
bekleme süresi ve dolayısıyla kurutma kapasitesi o
kadar büyüktür.
Sadece filtre kurutucunun yanı sıra entegre
gözetleme pencereli ve/veya sıvı toplayıcılı
kombinasyonlar da bulunmaktadır. Kapsül içinde
kurutucuların yanı sıra, sıvı soğutma maddesi için
olan belli bir boş hacim bulunmaktadır.
Soğutmam maddesi devresindeki filtre kurutucunun
görevleri şunlardır:
Daima soğutma maddesine uygun filtre kurutucular
kullanılmalıdır.
• Soğutma maddesi içindeki suyun tutulması
• Soğutma maddesi içindeki asidin tutulması
Kir ve başka yabancı maddelerin filtrelenmesi
Kurutucu malzeme açık haldeyken derhal ortam
havasından nem alır ve duruma göre sisteme monte
edilmeden önce doymuş olur. Bundan dolayı filtre
kurutucu en son eleman olarak işletime almadan
hemen önce monte edilmelidir. Đki taraflı koruyucu
kapaklar ancak montajdan hemen önce çıkarılmalıdır.
•
Montaj, işletime alma veya onarım ne kadar itinalı
yapılırsa yapılsın, hava, soğutma maddesi, yağ ve
nem tutmuş parçalardan (hortumlar) dolayı sisteme
nem sızar. Kompresörde ve yağlama maddesinde
zarara yol açan asitler oluşabilir. Su ayrıca sistem
içinde katalitik korozyona (bakır kaplama) uygun
ortam yaratır. Kir, genleşme elemanında tıkanmalara
ve kompresörde aşırı aşınmaya yol açar. Kir, nemle
birlikte tehlikeli asit oluşumu için elverişli bir ortam
yaratır.
4.4.2
Filtre kurutucunun montajı
Filtre kurutucunun su tutması sıcaklığa bağlıdır.
Sıcaklık ne kadar düşük olursa, o kadar fazla su
4-2
4.4.3
Filtre kurutucunun yapısı
Kurutucu malzeme ya gevşek dökme olarak ya da
sinterli katı madde olarak yerleştirilir. Küçük filtre
kurutucularda bu malzeme metal kapsül içinde
erişilmez haldedir (bkz. Şekil 4-22). “Büyük
soğutmada” ve temizleme filtrelerinde, doymuş ya da
kirlenmiş elemanların değiştirilebilmesi için vidalı
kapsüller kullanılır.
CFC soğutma maddelerinin kurutulması için esas
olarak üç kurutucu madde kullanılır:
4 Soğutma Maddesi Devresinin Bileşenleri
• Alüminyum oksit
• Silikajel
• Lindes moleküler elek
4.5
Al2O3
SiO2
LMS
Bunlar asit ya da su tutma kapasiteleri ile birbirinden
ayrılır. Alüminyum oksit asidi, silikajel suyu yüksek
oranda tutar. LMS yüksek su ve orta asit tutma
kapasitesine sahiptir. Bundan dolayı katı madde
parçacıkları sıklıkla iki maddeden hatta bu üç
maddenin hepsinden oluşmaktadır.
Đlke olarak “filtre kurutucu” elemanı bir silindirik
gövdeden oluşmaktadır. soğutma maddesi giriş ve
çıkışı çoğunlukla alın tarafında bulunmaktadır. Gövde
içindeki katı madde (sinterli) veya dökme kürecikler
bir baskı yayı ile sabit tutulmaktadır. Kurutucu
partiküllerin soğutmam maddesi devresine girmemesi
için kurutucunun çıkışında bir delikli sac ile
desteklenmiş filtre doku bulunmaktadır. Bundan
dolayı gövde üzerinde basılı olan ok daima soğutma
maddesinin akış yönüne, yani genleşme elemanına
doğru bakmalıdır.
Gözetleme penceresi
Genleşme elemanları ancak önünde genleşmek
üzere sıvı soğutma maddesi bulunuyorsa kusursuz
olarak çalışabilirler. Sıvı kolektörü olmadığında bu
durum
ancak
soğutma
maddesinin
aşırı
soğutulmasıyla sağlanabilir. Soğutma maddesi
durumunun optik kontrolü için gözetleme penceresi
kullanılır. Bu doğrudan genleşme elemanının önüne,
sıvı hattı üzerine monte edilir.
Soğutma maddesi yeterince aşırı soğutulmuşsa,
soğutma maddesi renksiz olduğundan, gözetleme
penceresinde hiçbir şey görülmez. Soğutma sistemi
komple boşaltıldığında da gözetleme penceresinde
hiçbir şey görülmez. Yani basınç ölçümüyle soğutma
maddesinin doldurulmuş olduğu anlaşılmalıdır.
Eğer genleşme ventili önünde aşırı soğutma
olmamışsa, yani soğutma maddesi buhar kabarcıkları
içeriyorsa, bu durum gözetleme penceresindeki
kabarcıklardan anlaşılır.
Şekilde gösterilen filtre kurutucuda üç kurutma
maddesinin hepsi kombine edilmiştir. Esas kurutma
sinterli silikajel taneciklerinden oluşan içi boş bir
blokta gerçekleşir. Bu boşluk içine moleküler elek ve
alüminyum
oksit
aşıntı
olmayacak
şekilde
yataklanmıştır. Bunlar artık kurutmayı ve asit
tutulmasını sağlamaktadır. Filtreleme, büyük yüzeyli
ince gözenekli bir katı cisimde gerçekleşir.
Kurutucu boyutu soğutma sisteminin kapasitesine
(soğutma maddesi dolum miktarı) belirlenir. Tipine
göre 6 - 10 g su tutabilir.
Kurutucu malzeme aracın sarsıntısından veya motor
titreşimlerinden dolayı büyük vibrasyon yüküne maruz
kalır. Bu yük koşulları altında malzeme asla
parçalanmamalıdır.
Şekil 4-22 Soğutma maddesinin az olmasından
dolayı gözetleme penceresinde görülen
kabarcıklar
Moleküler elekler Alüminyum oksit
Çıkış
Baskı yayı
Giriş
Elek
Silikajel
Şekil 4-23 Katı madde elemanlı filtre kurutucu kesiti
4-3
4 Soğutma Maddesi Devresinin Bileşenleri
Normalde buhar kabarcıkları sistemdeki soğutma
maddesinin eksik olduğuna işaret eder. Ancak buhar
kabarcıkları hatlarda,
kapama armatürlerinde,
filtrelerde,
kurutucularda
vs.
olan
basınç
kayıplarından da ortaya çıkabilir. Aşırı kirli bir filtre
kurutucuda basınç düşüşü o kadar çok olabilir ki, filtre
kurutucu önünde aşırı soğutma olmasına rağmen
gözetleme
penceresinde
buhar
kabarcıkları
görülebilir. Bunun ötesinde ortamdan sıvı hattına aşırı
yüksek ısı etkisi sonucunda da buhar kabarcıkları
oluşabilir.
Eğer gözetleme penceresi içten siyah renk alırsa, bu
aşırı çalışma sıcaklığından dolayı yağın zarar görmüş
olduğuna işaret eder.
Gözetleme
pencerelerinde
çoğunlukla
nem
göstergeleri bulunmaktadır. Bu göstergenin aldığı
renkten soğutma maddesinin nem oranının (su
içeriğinin) fazla olup olmadığı anlaşılabilir. Bunun için
her üretici farklı renkler kullanmaktadır. Renk değişimi
olduğunda, filtre kurutucu suya doymuştur ve
değiştirilmesi gerekir.
Farklı soğutucu maddeler için özel göstergeler
kullanılmalıdır, aksi halde renk değişimi doğru su
oranında gerçekleşmez.
Termostatik genleşme elemanlarında iç ve dış basınç
dengelemeli termostatik genleşme ventilleri ayırt
edilir.
4.6.1.1
Đç basınç dengelemeli termostatik
genleşme ventilleri
Sıcaklık kumandalı genleşme elemanının (TEV) ana
bileşenleri yuva ve boru bağlantı uçlu gövde, ventil
konisi, ayar elemanı (metal diyafram veya metal
körük), kılcal boru, sıcaklık sensörü, ayar yayı
(nominal değer yayı) ve ayar cıvatasıdır.
Sıcaklık ya da basınç sistemi (sensörler, kılcallar ve
ayar elemanı buna dahildir) sıcaklık değişikliklerine
basınç değişikliği ile tepki veren bir madde ile
doludur. Bu madde en basitinden bir soğutma
maddesidir.
Sıcaklık sensörü sabit şekilde ve üretici verilerine
göre mümkün olduğunca evaporatör çıkışına yakın
tespit edilmelidir.
Sensör basıncı
Buharlaşma
basıncı
Şekil 4-24 Nem göstergeli gözetleme penceresi
Yay basıncı
Tipik otomobil soğutma sistemlerinde bu gözetleme
penceresi sıklıkla maliyet nedeniyle kullanılmaz.
4.6
4.6.1
Genleşme elemanları
Sıcaklık kumandalı genleşme
elemanları
Genel termostatik genleşme ventilleri adıyla bilinen
bu ventiller en sık kullanılan genleşme elemanlarıdır.
Termostatik genleşme elemanları aşırı ısınma
regülatörleri olup, evaporatör çıkışında soğutma
maddesi buharının çalışma kızgınlığını, stroku
değiştirerek sabit tutarlar. Termostatik genleşme
elemanları tüm buharlaşma sıcaklıkları için ve tüm
evaporatör tipleri için kullanılabilir.
4-2
Şekil 4-25 Đç basınç dengelemeli TEV
Çalışma şekli kumanda elemanına etki eden üç
basıncın etkileşimi ile belirlenir (bkz. Şekil 4-25):
Evaporatör
çıkışındaki
buharlaşan
soğutma
maddesinin sıcaklığına ve sensör dolumuna bağlı
olan sensör basıncı açma yönünde etki eder.
Evaporatör girişindeki buharlaşma basıncı po ve de
ayar yayının (nominal değer) basıncı kapama
yönünde etki eder.
4 Soğutma Maddesi Devresinin Bileşenleri
Şekil 4-26 Termostatik genleşme ventili (iç basınç dengelemeli) ile evaporatör
Bu üç basınç dengede olduğu sürece ventil açık
konumda kalır ve açık bırakılan ventil kesiti de
değişmez. Evaporatöre çok az sıvı soğutma maddesi
gelirse (fazla kızdırma), sensör ısınır, sensör basıncı
artar ve ventilin daha fazla açılmasını sağlar.
Buharlaşma basıncının düşmesi de aynı etkiyi
gösterir.
Sensör sıcaklığının düşmesi ve artan buharlaşma
basıncı ventilin kapanmasına yol açar. Kompresör
kapandığında, po hemen artar ve ventil kapanır. Bu
durum yalnız sensör basıncı gerekli olan ısınma ile
kapama basınçları po ve yay basıncı p3’ten büyük
olmadığı sürece geçerlidir.
Termostatik genleşme ventili bir orantılı regülatördür.
Bunun ayarlama büyüklüğü, evaporatör çıkışındaki
soğutma maddesinin kızgınlığıdır.
Nemli buhar A noktasında evaporatöre girer ve E
noktasında tamamen buharlaşmış olmalıdır. E ve
sensör noktası F arasında soğutma maddesi buharı
(evaporatör içinde) kızdırılır, yani doyma sıcaklığı
üzerinde ısıtılır. Gerçi bu kızdırma güzergahı
evaporatör kapasitesini düşürür, ancak ayar ventilinin
kararlı çalışması için gereklidir. Ayar yayının basıncı
p3 ile sensör ve buharlaşma basıncı arasındaki fark
ne kadar olduğunda ventilin açılmaya başlayacağı
belirlenir. Bu değer statik kızdırma olarak tanımlanır.
Kılcal boru
Diyafram
Đtici
Đç basınç dengelemesi
Giriş
Çıkış
Ayar yayı
Ventil yuvası
Ventil küresi
Ayar cıvatası
Şekil 4-27 Đç basınç dengelemeli termostatik genleşme ventilinin şeması
4-3
4 Soğutma Maddesi Devresinin Bileşenleri
Ventilin açma başlangıcından nominal kapasitesine
kadar açılması için, emiş basıncı aynı kalırken sensör
basıncının artmaya devam etmesi, yani artan yay
basıncının aşılması için ek sensör ısınması
(kızdırma) gerekmektedir. Bu ek kızdırma miktarı
açma kızdırması olarak tanımlanır.
4.6.1.2
Dış basınç dengelemeli termostatik
genleşme ventilleri
Statik kızdırma ve açma kızdırmasının toplamına
çalışma kızgınlığı denir. Evaporatör çıkışında
ölçülen kızgınlık çalışma kızgınlığıdır. Şekil 4-28’de
bu ilişkiler termostatik genleşme ventilinin kapasite
eğrisi yardımıyla gösterilmiştir.
Ventillerin kızgınlık seyri, statik kızgınlık fabrika
ayarında buharlaşma sıcaklığının üzerinde neredeyse
sabit seyredecek şekilde tasarlanmıştır. Termostatik
genleşme ventillerinin ilke olarak fabrika ayarında
işletilmeleri gerekmektedir. Eğer ayarlama yapmak
gerekli olursa, ayarlama işlemi yalnız küçük adımlar
şeklinde yapılmalıdır. Her yeni ayarlamada kızgınlık
seyri buharlaşma sıcaklığına bağlı olarak değişir.
po1
po2
p1
p2
Evaporatör basıncı (evaporatör girişi)
Evaporatör basıncı (evaporatör çıkışı)
Sensör basıncı
Yay basıncı
Şekil 4-29 Dış basınç dengelemeli TEV
Evaporatör girişinde hakim olan basıncın kumanda
elemanına (diyaframın altında) etki ettiği ventiller iç
basınç dengelemeli ventil olarak tanımlanır. Bunlar
çoğunlukla, evaporatör içindeki basınç düşüşünün
görece az olduğu küçük kapasiteli sistemlerde
kullanılırlar. Evaporatördeki basınç düşüşü iç basınç
dengelemeli ventillerde, evaporatör çıkışında daha
büyük bir kızgınlığa ve sistemde kapasite kaybına yol
açar.
Şekil 4-28 Termostatik genleşme ventilinin kapasite
eğrisi
Bir termostatik genleşme ventilinin çalışma kızgınlığı
yüksek evaporatör yükünde örneğin 10 K değerinden
6 K değerine değiştirilirse, evaporatörün kısmi yükte
çalışması sırasında çalışma kızgınlığının çok az
olması veya hiç olmaması tehlikesi vardır. Bunun
sonucunda kompresör zarar görebilir. Aşırı hallerde
ventil, kompresör kapandığında artık kapanmaz.
Basınç tarafından alçak basınç tarafına soğutma
maddesi deplasmanı olması beklenir. Bu bağlamda
kompresörde veya emiş buhar hattında soğutma
maddesi zenginleşmesi kritiktir.
4-2
Dış basınç dengelemeli termostatik genleşme
ventillerinde diyaframın alt tarafına evaporatör
çıkışında hakim olan basınç po2 etki eder. Basınç po1
yalıtılmış itici geçişi olan bir ara cidar ile ayrılmıştır.
Kızdırma evaporatör çıkışındaki basınca göre
ayarlanır. Evaporatördeki veya soğutma maddesi
dağıtıcısındaki
basınç
düşüşleri
bu
sayede
dengelenir.
Şekil 4-30’da böyle bir ventilin şeması gösterilmiştir.
Bu ventil örneğinde sarmal bir sıcaklık sensörü monte
edilmiştir.
Bunun
içinde
kullanılan
soğutma
maddesine çok benzer veya onunla aynı özelliklere
sahip bir sıvı bulunmaktadır.
Sensör basıncı bir diyafram üzerinden evaporatör
çıkış basıncıyla “karşılaştırılır”. Sonuç basıncı mil ile
ayarlama ventili ünitesine aktarılır, bu da soğutma
4 Soğutma Maddesi Devresinin Bileşenleri
maddesi debisini ayarlar. Kalibre edilmiş delik içinde
boğum gerçekleşir, onun altında da soğutma
maddesinin atomize olması gerçekleşir.
Basınç dengeleme borusu akım yönünde daima
sıcaklık sensöründen sonra olmalıdır, çünkü mil
contasında sızdırma olduğunda ventil doğru ayarlama
Diyafram
yapamaz. Kaçak olduğunda, sıvı damlaları
dengeleme hattından emiş buhar hattına
Sıcaklık sensörüne temas ederlerse, ventil
damlada ayarlama yapar. Bu da sensör
sıralaması ile önlenmelidir.
basınç
ulaşır.
her bir
montaj
Sensör basıncı
Basınç - evaporatör çıkışı
Sıcaklık sensörü
Basınç dengeleme borusu
Mil
Soğutma
maddesi
girişi
Kalibre
edilmiş
delik
Ayarlama yayı
Ayarlama
vidası
Ayar ventili ünitesi
Soğutma maddesi çıkışı
Şekil 4-30 Dış basınç dengelemeli TEV (dirsek ventil)
Diyafram
Termostatik sensör
Kompresöre soğutma maddesi çıkışı
Evaporatörden soğutma maddesi girişi
Boru bağlantı flanşı
Ventil gövdesi
Boru bağlantı flanşı
Kondansatör veya kolektörden
soğutma maddesi girişi
Evaporatöre soğutma maddesi çıkışı
Boğum
Ayar ventili ünitesi
Şekil 4-31 Dış basınç dengelemeli TEV (blok ventil)
4-3
4 Soğutma Maddesi Devresinin Bileşenleri
4.6.1.3
Blok ventil
Kompakt ve dayanıklı ünitelere olan talep otomobil
soğutma sistemleri için dış basınç dengelemeli
termostatik ventilin özel bir tipi olan blok ventilini
doğurmuştur (Şekil 4-31). Bu doğrudan evaporatöre
tespit edilir. Emiş buhar hattı doğrudan diyaframın
altından ventil gövdesine gitmektedir. Emiş basıncı
diyaframın altından kapatma yönünde etki etmektedir.
Emiş buharı sıcaklığı ısı hattı ile ventil gövdesi ve
termostatik sensör üzerinden diyaframa aktarılır.
Emiş buhar sıcaklığının yüksek olması ventil
başındaki basıncın yüksek olmasına yol açar, ventil
açılır. Statik kızgınlık yalnız özel bir alet ile ventil
gövdesinin alt kısmından ayarlanabilir.
4.6.1.4
MOP ventili
MOP kısaltması Maximum Operating Pressure
(azami çalışma basıncı) anlamındadır. Burada,
buharlaşma basıncını azami değer ile sınırlandıran
bir termostatik genleşme ventili söz konusudur.
Evaporatördeki ısı yükü artarken, buharlaşma
sıcaklığı ve bununla birlikte ventilin sensör sıcaklığı
yükselir. MOP genleşme elemanları sensör dolgusu
olarak, kesin olarak belirlenmiş bir sensör
sıcaklığında tamamen buharlaşmış olan tanımlanmış
bir nemli buhar miktarını içerirler. Sıcaklık artmaya
devam ettikçe, sensör içindeki basınç kayda değmez
bir artış gösterecektir.
Bu yüzden ventil daha fazla açılamaz. Evaporatöre
daha fazla soğutma maddesi iletilmez ve buharlaşma
sıcaklığı aynı kalır. Isı gelmeye devam ettikçe, yalnız
emiş buharı daha fazla kızdırılacaktır.
Basınç sınırlamalı ventiller daima kompresörün güç
çekişinin belli bir değeri aşaması gereken durumlarda
kullanılır. Aracın uzun süre güneş altında durması
halinde iç sıcaklık muhtemelen 60 ila 70 °C’ye kadar
yükselir. Klima açıldığında, buharlaşma basınçları
neredeyse 10 bar’a (to = 40 °C) ulaşacaktır. Bu çok
yüksek soğutma maddesi kütle akımına yol açacak
ve kompresörün çok yüksek güç çekişine neden
olacaktır. Kayışlı tahrikin mekanik tahrik parçalarının
aşırı yüke maruz kalması bir yana, aşırı hallerde içten
yanmalı
motorun
“boğulması”
tehlikesi
söz
konusudur.
Bundan dolayı otomobil klima sistemlerine ilke olarak
MOP ventilleri monte edilir. MOP değeri yaklaşık 5
bar’dır, bu da azami 15 °C’lik buharlaşma sıcaklığına
karşılık gelmektedir.
4.6.2
Genleşme borusu (orifis tüpü)
Orifis tüpü genleşme elemanının en basit seçeneğini
oluşturmaktadır. Kısa bir meme (ör. iç çapı 1,2 - 1,84
mm; boyu 38,8 mm) plastik yuva içine yerleştirilmiştir.
Giriş ve çıkışında kir tutucu olarak ince gözlü elek
bulunmaktadır. Bu eleman O-ringlerle yalıtılmış
olarak evaporatöre giden boru hattı içine yerleştirilir.
Orifis bağlamında sıklıkla “Bubble Point”ten
bahsedilir. Burada basınç düşüşü sonucunda ilk
buhar kabarcıklarının ortaya çıktığı yer söz
konusudur. Debi ve Bubble Point’un yeri fark
basıncına, yoğunlaşma basıncına ve aşırı soğutmaya
bağlıdır. Yüksek basınç ve büyük aşırı soğutma,
soğutma maddesi kütle akımını artırıcı etki gösterir.
Orifis ile çalıştırılan soğutma maddesi devresi
buzdolabındaki
kılcal
borulu
enjeksiyonla
karşılaştırılabilir. Bu tür sistemlerde evaporatör
dolumu regüle edilmez, onun yerine soğutma
maddesi dolum miktarı ile ayarlanır.
Şekil 4-32 Sensör sıcaklığına bağlı sensör basıncı
Kısa meme
Soğutma
maddesi
çıkışı
Soğutma
maddesi
girişi
Plastik kir filtresi
O-ringler
Şekil 4-33 Orifis tüpü
4-2
Plastik kir filtresi
4 Soğutma Maddesi Devresinin Bileşenleri
Kısa
memenin
çap/boy
oranı
uygun
boyutlandırıldığında, ek olarak dışarıdan gelen
soğutma maddesi evaporatör içinde zenginleşecektir.
Bu
şekilde,
eğer
evaporatörün
ısıl
yükü
buharlaşmamış
artık
sıvının
emiş
hattına
ulaşmamasını sağlarsa, soğutma maddesi dolum
miktarı tam olarak belirlenmiş olacaktır. Evaporatörün
ısıl yükü artarsa, soğutma maddesi daha evaporatör
ucundan önce buharlaşmış olur. Kalan yüzeyde
soğutma maddesi kızdırılır. Evaporatörün %100
kullanılmayacağı ve kompresörün basınç nipeli
sıcaklığının yüksek emiş kızgınlığı sonucunda
artması bir yana, başka dezavantaj olabilecek etkiler
beklenmemektedir. Ancak evaporatörün ısıl yükünün
gerilediği (devridaim hava işletimi/iç kısmın büyük
ölçüde soğumuş olması) işletim safhaları kritiktir.
Evaportörden emiş hattına soğutma maddesi sıvısı
ulaşır. Bu sıvının kompresör tarafından emilmemesi
için, evaporatörden sonra bir sıvı ayırıcı (akümülatör)
monte edilmelidir.
Evaporatör çıkışında buhar halindeki soğutma
maddesi tekrar toplanır ve kompresöre iletilir.
Soğutma maddesi
girişi (distribütör)
Kompresöre soğutma Lehimli boru
maddesi çıkışı
bağlantısı
Orifisli ayarlamaya boğumlu ayarlama da denir.
4.7
4.7.1
Evaporatör
Hava uygulanan evaporatörler
Mobil soğutma tekniğinde hava uygulanan evaporatör
olarak, plaka evaporatörün yanı sıra yalnız lamelli
evaporatörler
kullanılmaktadır.
Bunlar
bakır,
alüminyum veya çelik borulardan oluşmaktadır ve dış
yüzeyin büyütülmesi için çoğunlukla üzerlerinde
alüminyum lameller bulunmaktadır.
Lamel aralıkları münferit uygulama durumuna uygun
hale getirilmelidir. Bu arada havanın daima buhar
şeklinde
biraz
su
içerdiği
göz
önünde
bulundurulmalıdır. Hava, suyun donma noktası altına
kadar soğutulursa, su buharı soğuk evaporatör
yüzeyinde yoğunlaşır ve bu şekilde havadan ayrılır.
Bu su yoğunlaşma hattı üzerinden tahliye
edilebilmelidir.
Evaporatör sıcaklığı yaklaşık -3 °C altındaysa,
yoğunlaşan su evaporatör yüzeyinde donar. Oluşan
buz tabakası evaporatörün kapasitesini kötüleştirir.
Evaporatör ne kadar bu düşük sıcaklıklarda
çalıştırılırsa, lamel aralığı da o kadar büyük olmalıdır.
Lamel aralıkları 2,4 mm (otomobil klima evaporatörü)
ve 12 mm (derin donduruculu taşıtlar) arasındadır.
Buz tabakası çok kalınsa, entegre don denetçisi
kompresörü kapatmalıdır.
Şekilde gösterilen evaporatör 5 boru devresinden
oluşmaktadır. Genleşme ventilinden gelen soğutma
maddesi distribütörde çok sayıda boruya dağıtılır. Isı
transfer yüzeyinin büyümesi ve boru uzunluklarının
kısalması (daha az basın düşüşü) için bu gereklidir.
Ayrıca gerekli olan montaj yeri de küçülecektir.
Toplama borusu
Mekanik boru
bağlantısı
Lameller
Şekil 4-34 Lamelli evaporatör
Bu ünitenin boyutları kapasite talebine ve eldeki
montaj yerine göre değişiklik gösterir. U şeklinde
bükülmüş borular lamel gruplarından geçirilir ve
lamellerin iyi oturmasını sağlamak için genişletilir.
Son olarak boru dirsekleri ve bağlantıları lehimlenir
veya preslenir.
Isı
transferinin
iyileştirilmesi
için
otomobil
iklimlendirmesine özel olarak plaka veya disk
evaporatör (Şekil 4-35) geliştirilmiştir.
Evaporatör, içinden soğutma maddesinin geçtiği U
şeklinde bir boşluğa sahip alüminyum plaka
grubundan oluşmaktadır. Bu boşluk soğutma
maddesi akımında türbülans yaratacak ve bu şekilde
daha iyi bir ısı transferi sağlayacak bir dokuya
sahiptir. Giriş bağlantısından gelen soğutma maddesi
distribütörde ilk plakalara dağıtılır. Bu plakların
içinden geçtikten sonra toplanır ve sonraki plakalara
dağıtılır. Soğutma maddesi çıkışında bir kolektörde
toplanır ve ardından çıkış bağlantısına iletilir.
4-2
4 Soğutma Maddesi Devresinin Bileşenleri
Her bir plaka arasında yüzeyi büyüten ve hava
türbülansı (daha iyi ısı transferi) yaratan nervürler
bulunmaktadır.
Distribütör
Toplayıcı /
distribütör
Isı eşanjörü
Soğutma odası
Soğutma maddesi girişi
Bariyer
Soğutma maddesi
çıkışı
Soğuk taşıyıcı devresi
Toplayıcı
Devridaim pompası
Boşluk
Evaporatör
Hava
çıkışı
Genleşme ventili
Soğutma maddesi devresi
Lameller
Kompresör
Kondansatör
Şekil 4-35 Otomobil plaka evaporatörü
Taşıt iklimlendirmesinde sık görülen sorunlardan biri
“klima sisteminden gelen kokulardır”. Evaporatör belli
şartlar altında mikroorganizmaların yerleştiği bir yer
haline gelebilir ve bunların metabolizma süreci
sonucunda
nahoş
kokular
ortaya
çıkabilir.
Evaporatörün klima cihazı içinde çoğunlukla erişilmez
ve dolayısıyla temizlenemez olması nedeniyle
evaporatöre özel bir kaplama uygulanmaktadır. Bu
kaplamanın amacı mikroorganizmaların yerleşmesini
azaltmak ve ek olarak su yalıtıcı etkisi ile yoğunlaşan
su tahliyesini iyileştirmektir.
4.7.2
Su uygulanan evaporatörler
Otobüs iklimlendirmesinde kısmen dolaylı soğutmalı
sistemler
kullanılmaktadır.
Burada
soğutma
sisteminin evaporatöründe bir sıvı (çoğunlukla suglikol karışımı) soğuk taşıyıcısı olarak soğutulur.
Ardından bu karışım bir pompa ile soğutucu ısı
eşanjörlerine gönderilir.
Bu yöntemin savunması, tüketici ünitelerde kolay
ayarlanabilmesi, sızıntıların daha az kritik olması,
aynı ısı eşanjörleriyle soğutma ve ısıtma yapılmasının
mümkün olabilmesi, soğutma maddesi dolum
miktarlarının küçük olması ve daha kısa soğutma
maddesi hatlarından dolayı basınç kayıplarının daha
az olmasıdır.
Ancak ek tesisat maliyeti ve gerek duyulan daha
düşük buharlaşma sıcaklığı (soğutma kapasitesinde
azalma) dezavantajdır.
4-3
Şekil 4-36 Dolaylı soğutma
Mobil soğutma tekniğindeki dolaylı soğutmada plaka
evaporatörler (Şekil 4-37 ve 4-38) kullanılmaktadır.
Bunlar lehimlenmiş veya vidalı bağlantılı olan tekli
plakalardan oluşmaktadır. Her bir tekli plaka
arasındaki boşluklardan birinden soğutma maddesi
akarken, diğerinden de soğuk taşıyıcısı akar.
Plaka evaporatörde yüksek akış hızları ve büyük bir
ısı transfer yüzeyi olduğundan, küçük bir montaj
yerinde büyük bir kapasite transfer edilebilir.
Bir plaka evaporatör daima düşey konumda monte
edilmelidir. Sıvı ve buhardan oluşan soğutma
maddesi karışımı alttaki bağlantıdan girmelidir.
Buharlaşma süreci düşey akış kanallarında
gerçekleşir.
Büyük ve uzun plakalar evaporatör için daha
uygundur, çünkü uzun akış yolundan dolayı
evaporatörden dışarı sıvı soğutma maddesi
çıkmaması sağlanır.
Sistemin doğru şekilde çalışması için solüsyon
devresinin
tamamen
havasının
alınması
gerekmektedir. Devre içindeki hava soğutma
kapasitesinin azalmasına yol açar ve ayrıca ses
yapar.
4 Soğutma Maddesi Devresinin Bileşenleri
Sıcaklık sensörü
Soğutma maddesi çıkışı
Solüsyon girişi
Soğutma maddesi akımı
Soğutma
maddesi girişi
Solüsyon
çıkışı
Şekil 4-38 Plaka evaporatör
Şekil 4-37 Plaka evaporatörün yapısı
4.7.3
Soğutma maddesi dağıtımı
Evaporatörün ve genleşme ventilinin doğru şekilde
çalışması için evaporatör içinde doğru bir soğutma
maddesi dağılımı olması kaçınılmazdır. Đyi bir
soğutma maddesi dağılımında evaporatör az bir
kızdırma ile işletilebilir. Bu sayede buharlaşma için
etki yüzeyi ve bununla birlikte soğutma kapasitesi
daha büyük olur.
Buhar haldeki ve sıvı haldeki soğutma maddesinin bir
evaporatör grubundaki farklı devrelere bölünmesi, bu
amaca uygun bir distribütör monte edilerek elde edilir.
Buhar
Genleşme
ventilinden
gelen
soğutma
maddesi
Genleşme ventili
Buhar kabarcıkları
Sıvı
Buhar
kabarcıkları
Ventüri
Đçinde az sıvı olan boru
Đçinde fazla sıvı olan boru
Evaporatöre giden soğutma maddesi
Şekil 4-39 Soğutma maddesi distribütörü
Şekil 4-40 Soğutma maddesi distribütörü
4-4
4 Soğutma Maddesi Devresinin Bileşenleri
Şekil 4-39’da lamelli evaporatörde kullanılan soğutma
maddesi distribütörünün şeması gösterilmiştir. Montaj
konumu yanlış olduğunda evaporatör içindeki
soğutma maddesi dağılımı elverişsiz olur.
Soğutma maddesinin optimal dağılımı yalnız
distribütör düşey monte edildiğinde mümkündür. Şekil
4-39’da bu şarta uyulmakla birlikte, distribütör boru
dirseğine çok yakın bulunmaktadır. Bundan dolayı
dengesiz bir soğutma maddesi dağılımı olur.
Diğer bir distribütör montaj şekli Şekil 4-40’ta
gösterilmiştir. Büyük hacminden dolayı tampon depo
olarak çalışan bu tip soğutma sistemindeki büyük yük
salınımlarına ventüri distribütörden daha uygundur.
Plaka eşanjörlerde münferit akım kanalları üzerinde
soğutma maddesinin dengesiz dağıldığı görülebilir.
Soğutma maddesi sıvısı daha yüksek yoğunluğa
sahip olduğundan, merkezkaç kuvveti sayesinde ısı
eşanjörünün arka kanallarına daha fazla sıvı soğutma
maddesi ulaşır.
Solüsyon
4.8
Sıvı ayırıcı
Orifisli sistemlerde evaporatörün ısıl yükünün
gerilediği (devridaim hava işletimi/iç kısmın büyük
ölçüde soğumuş olması) kritik işletim safhaları vardır.
Evaporatörden soğutma maddesi sıvısı çıkar. Bu
sıvının kompresör tarafından emilmemesi için,
evaporatörden sonra bir sıvı ayırıcı (akümülatör)
monte edilir.
Hacim büyümesinden dolayı akış hızı düşürülür.
Akım içindeki sıvı damlaları aşağı düşer. Soğutma
maddesi yağ da taşır. Ancak kompresöre yağ geri
dönüşü kesintiye uğramamalıdır. Bunun için
akümülatör içine U şeklinde bir boru entegre
edilmiştir. Bu U borunun en derin noktasında bir yağ
sızma deliği (çapı yaklaşık 1 mm) bulunmaktadır. U
borusunun
açık
ucu
akümülatördeki
buhar
kamarasına bakar, diğer uç da emiş hattına gider.
Boru içinde akış hızı yeterli olduğunda, çekim etkisi
sayesinde akümülatörün alt kısmındaki yağ ya da
yağ-soğutma maddesi karışımı emilir.
Kompresöre
giden hat
Evaporatörden
gelen hat
Soğutma maddesi
Şekil 4-41 Plaka evaporatörde soğutma maddesi
dağılımı
Özel bir distribütör kullanılarak bu sorun giderilebilir.
Bir olanak da ör. atomizerdir (Mister). Bu küçük metal
kürelerden oluşan ince bir disktir. Küreler arasındaki
boşluklar bir tür elek oluşturur. Atomizer evaporatörün
soğutma maddesi tarafına yerleştirilir ve boru hattıyla
birlikte lehimlenir. Genleşme ventilinden gelen
soğutma maddesi partikülleri ve buhar karışımı
evaporatöre girmeden önce pulverize edilir ve eşit
olarak tüm akım kanallarına dağıtılır.
U boru
Yağ sızıntı
deliği
Şekil 4-43 Sıvı ayırıcı
Akümülatörün diğer bir görevi de, aşırı doldurma veya
kısmi
yükte
işletimde
soğutma
maddesinin
depolanmasıdır. Sıvı ayırıcının alt kısmında sıklıkla
kurutucu malzeme ve yağ sızıntı deliği üzerinde de
bir kir eleği bulunur.
Akümülatörün büyüklüğü normal olarak soğutma
maddesinin tamamını toplayacak kadar belirlenir.
Şekil 4-42 Atomizer
4-2
4 Soğutma Maddesi Devresinin Bileşenleri
4.9
Hortum hatları
Mobil soğutma uygulamalarında kolay montaj, imalat
toleranslarının dengelenmesi ve ses yalıtımı
nedenlerinden dolayı esnek bağlantı olarak sıklıkla
hortum kullanılmaktadır.
Hortumun hacimsel genleşme kabiliyeti sayesinde
basınç pulsasyonları soğurulur. Bunun ötesinde araç
motorundan
ve
kompresörden
kaynaklanan
titreşimler soğurulur ve dengelenir.
Mobil klima uygulamalarındaki bir hortum esas olarak
aşağıdaki bileşenlerden oluşmaktadır:
• Đç katman (sır)
• Basınç taşıyıcı (doku)
• Dış katman (kabuk)
Şekil 4-45 Dokumalı basınç taşıyıcı katmanlı hortum
(2 katlı)
Lastik ve/veya blokaj katmanlı bir hortum kapalı bir
sistem değildir. Daima kullanılan malzemelere ve
hortum yapısına bağlı olan belli bir gaz geçirgenliğine
sahiptir. Hortum bileşkesinde esas olarak sır
malzemesi blokaj görevini üstlenir. Soğutma maddesi
ve ester veya PAG yağları su çekmeye çok eğilimlidir.
Yetersiz hortum kullanıldığında ortamdaki su hortum
malzemesinden geçebilir ve sistemde kalıcı sorunlara
yol açabilir.
Soğutma maddesi hortum hatlarının hızlı ve güvenli
bir montaj için hortumun burulma açısına ve azami
bükümüne dikkat edilmelidir. Hortumlar hiçbir şekilde
gerilim altında monte edilmemelidir.
Doku
Soğutma maddesi R 12 ile kullanılmış olan hortumlar
R 134a için uygun değildir. R 134a molekülleri daha
küçüktür ve dolayısıyla hortum malzemesinin
gözeneklerinden geçebilir.
4.10 Boru hatları
Kabuk
Boru hatlarındaki basınç kaybı sistemin soğutma
kapasitesini etkilemektedir. Soğutma kapasitesinin
azalmasının yanı sıra kompresörün kapasite
ihtiyacının artmasına da yol açmaktadır.
Sır
Şekil 4-44 Hortum yapısı
Her katman aşağıdaki görevleri yerine getirmelidir:
Boru hatlarının boyutlandırılmasında
faktörler göz önünde bulundurulmalıdır:
Đç katman
Blokaj görevi ve R 134a ve PAG veya ester yağlarına
karşı dayanıklılık
Basınç taşıyıcı katman
Đç basınca karşı dayanıklılık, hortumun biçim
kararlılığı, dış kuvvetlerin soğurulması (ör. genleşme,
kompresyon)
Dış katman
Dış madde etkilerine karşı koruma, aşınmaya karşı
direnç
Otomotiv klima hortumlarının iç ve dış katmanları
farklı maddelere (sıvı ve gazlar) karşı dayanıklı
olmalıdır. Malzeme kimyasal tepkimeler ile yapısını
değiştirmemelidir.
Bundan
başka
elastomer
pürüzlenmemeli, büzüşmemeli veya kabarmamalıdır.
Basınç taşıyıcı (doku) çoğunlukla
katmanı üzerine dokuma şeklindedir.
kortumun
aşağıdaki
• Basınç kaybı
• Akış hızı
• Yağ geri dönüşü
Hatlardaki basınç kayıplarından dolayı sistemin
soğutma kapasitesi azalır. Basınç kayıpları daima
Kelvin (K) cinsinden doyma sıcaklığı düşüşü olarak
belirtilir.
Tablo 4-1 Basınç düşüşünden dolayı soğutma
kapasitesi kaybı
Basınç kaybı, K cinsinden
Soğutma gücü
Emiş hattında 2 K
%92,2
Sıcak gaz hattında 2 K
%98,8
iç
4-3
4 Soğutma Maddesi Devresinin Bileşenleri
Soğutma kapasitesinin küçük olmasından dolayı emiş
buharı ve sıcak buhar hattındaki basınç düşüşü de
mümkün olduğunca az olmalıdır. Mobil soğutmada
işletim durumuna göre 4 ila 7 K basınç düşüşü
normaldir. Sıvı hattında azami 0,5 K’ya izin verilir,
çünkü basınç düşüşü nedeniyle sıvı hattında buhar
kabarcıkları oluşabilir, bunlar da doğru kızdırma
ayarlamasını olanaksız kılarlar.
Emiş hattı
aşağı eğimli
Akış hızlarında Tablo 2’de gösterilen tecrübe
değerleri geçerlidir. Akış hızı, ortaya çıkan basınç
farklılıkları ve ses problemlerinden dolayı yukarı
yönde sınırlıdır.
Akış hızından dolayı emiş buhar ve sıcak gaz
hattında yağ sürüklendiğinden, mutlaka bir asgari
akış hızına uyulmalıdır. Buna özellikle kısmi yük
işletiminde ve kapasite regülatörlü kompresörde
dikkat edilmelidir. Yağ geri dönüşünün yetersiz
olması kompresörü tahrip edebilir. Tablo 2’de tavsiye
edilen akış hızları tecrübe değerleri olup, bu hızlarda
yağ geri dönüşünün doğru işlemesi sağlanır.
Otomobil soğutma sistemleri kapatılmış durumda
kısmen kızdırma olmadan çalışır. Bu sırada yağ, sıvı
hattında olduğu gibi soğutma maddesinde çözülür ve
düşük hızlarda da sürüklenir.
Tablo 4-2 Tavsiye edilen akış hızları
Hat
FC soğutma maddelerinde
tavsiye edilen hız
Emiş hattı
5 - 15 m/s
Sıcak gaz hattı
5 - 20 m/s
Sıvı hattı
0,3 - 1,2 m/s
Boru hatlarının doğru döşenmesi soğutma sisteminin
çalışması için belirleyicidir. Soğutma maddesi taşıyan
hatların hepsi ilke olarak basit ve mümkün olan en
kısa yoldan döşenmelidir.
Yağ geri dönüşünü kolaylaştırmak için soğutma
maddesi taşıyan hatların hepsi akış yönünde aşağı
eğimli döşenmelidir.
Emiş hattı kompresöre doğru inen doğrultuda monte
edilmelidir (Şekil 4-46). Kompresör önündeki bir sifon
veya sıvı ayırıcı, durma halinde evaporatörden emiş
hattına kaçabilen soğutma maddesi sıvısından
kompresörü korur. Soğutma maddesi deplasmanına
eğilimli olan sistemler (ör. kondansatör ve kolektör
çatıda ve kompresör araç altında olan demiryolu
klima
sistemleri)
Pump-Down
devresi
ile
donatılmalıdır.
Basınç hattında, hattın kompresörden gidişte iniş
yönünde döşenmesi tavsiye edilir (Şekil 4-47).
4-4
Şekil 4-46 Kompresöre giden emiş hattının
döşenmesi
aşağı
eğimli
Basınç hattı
Kondansatör
azami 2,5 m
aşağı eğimli
aşağı
eğimli
Basınç hattı
Kondansatör
2,5 m’den fazla
aşağı eğimli
Sifon
Şekil 4-47 Kondansatör yüksekte olduğunda basınç
hattı döşenmesi
Kondansatör yüksekteyse, basınç manşonundan
sonra daima bir miktar aşağı eğimli hat olmalıdır.
Kondansatörün kompresörden yüksekliği 2,5 m’den
fazlaysa, basınç hattına bir sifon veya çekvalf monte
edilmelidir. Sifon, yüksek terfi hattı üzerinden yağ geri
dönüşünü kolaylaştırmaktadır. Belli bir çalışma süresi
4 Soğutma Maddesi Devresinin Bileşenleri
sonunda burada yağ birikmişse, akış kesiti daralır ve
yağ sürüklenir. Ayrıca durma halinde yağ veya sıvı
soğutma maddesi silindir kapağına geri dönmez; aksi
halde bu kalkış sırasında sorun yaratırdı.
aşağı eğimli
Basınç hattı
Kondansatör
Şekil 4-48 Basınç hattı döşenmesi, kondansatör aynı
yükseklikte veya daha aşağıda olduğunda
Kondansatör kompresörden daha aşağıdaysa veya
kompresörle aynı seviyedeyse, basınç hattı
kompresör bağlantısından hemen sonra yükselebilir.
4-5
4 Soğutma Maddesi Devresinin Bileşenleri
Notlar için boş sayfa
4-6
5. Soğutma Maddeleri, yağlama maddeleri ve ısı taşıyıcıları
5 Soğutma maddeleri, yağlama
maddeleri ve ısı taşıyıcılar
5.1
Giriş
Soğutma maddeleri DIN 8960 standardında, bir
soğutma makinesi sürecinde düşük sıcaklıkta ve
düşük basınçta ısı alan (evaporatör) ve yüksek
sıcaklıkta ve yüksek basınçta ısı veren (kondansatör)
bir ısı transfer medyumu olarak tanımlanmaktadır.
Önceleri mobil soğutmada soğutma maddesi olarak
yalnızca CFC R 12 kullanılmaktaydı. 1974 yılında
CFC’lerin dünya çevresindeki koruyucu ozon
tabakasını tahrip ettikleri şüphesi doğdu. CFC-halon
yasaklama kararnamesi bu sebepten dolayı yeni
sistemlerde CFC kullanılmasını yasaklamaktadır. Bu
soğutma maddelerinin yerini alabilecek yedek
maddeler bulunması gerekmiştir. Mobil soğutmada
artık yeni sistemlerde soğutma maddesi R 134a
kullanılmaktadır.
5.2
Đdeal soğutma maddesinden
beklenenler
5.2.1
5.2.1.1
Fiziksel özellikler
Buharlaşma basıncı
Buharlaşma basıncı tüm çalışma sahasında en az 1
bar (mutlak) olmalıdır. Bu sayede kaçak olması
halinde ya da açık kompresörlü sistemlerde sisteme
hava ve su girişi önlenir.
5.2.1.2
Yoğunlaşma basıncı
Konstrüktif ve energetik maliyetleri belli sınırlar içinde
tutabilmek için yoğunlaşma basıncı mümkün
olduğunca düşük olmalıdır. Sistem için izin verilen
işletim
basınçları
soğutma
maddesine
ve
kondansatörün tipine göre değişir. Buna ilişkin bilgileri
DIN 8975 Kısım 1 altında bulabilirsiniz.
5.2.1.3
Basınç farkı
Basınç farkı pc - po kompresörün tahrik motorunun
boyutlandırılmasını belirler. Mümkün olduğunca
küçük olmalıdır.
5.2.1.4
Basınç oranı
Mümkün olduğunca küçük bir basınç oranı
amaçlanmalıdır.
Basınç
oranı
pc/po
artıkça
kompresörün hacimsel verimi λ düşer, yani
kompresör daha az sevk edebilir. Demek ki, buhar
basıncı eğrisi daha yatık olan bir soğutma maddesi
avantajlıdır.
5.2.1.5
Kompresyon son sıcaklığı
Kullanılan yağlama maddesinin termik dayanıklılığı
gözetilerek, kompresyon son sıcaklığı mümkün
olduğunca düşük olmalıdır. Bu sıcaklık soğutma
maddesine,
emiş
kızgınlığına
ve
sistemin
yoğunlaştırma basıncına ve de kompresöre bağlıdır.
Boru dış cidarından ölçülen kritik sıcaklık 120 ve 140
°C arasındadır.
Burada kompresörün ventil
tablalarındaki sıcaklık belirleyicidir; bu durumda bu
sıcaklık yaklaşık 160 °C’dir. Daha yüksek
sıcaklıklarda yağ koklaşmaya başlar.
5.2.1.6
Suda çözünebilirlik
Soğutma sistemi içindeki su arızalara yol açar. Bir
soğutma maddesinin suda çözünebilirliği ne kadar
yüksekse, sistemde arıza belirtileri olmadan o kadar
çok nem bağlayabilir.
Özellikle ester ve PAG yağlarının güçlü su alımı
bakımından sistemlerdeki nem belirleyici bir rol
oynamaktadır. Soğutma maddeleri azami 20 ppm
artık nem ile teslim edilmektedir.
5.2.1.7
Buharlaşma entalpisi ve emiş yoğunluğu
Bir soğutma maddesi ile ulaşılabilecek soğutma
kapasitesi hakkında bir şey söyleyebilmek için, bu iki
değerin birlikte incelenmesi gerekir. Bir soğutma
maddesinin buharlaşma entalpisi yüksekse, aynı
soğutma kapasitesi daha az kompresör strok hacmi
ile elde edilebilir. Kompresörün her strokta mümkün
olduğunca çok soğutma maddesi sevk edebilmesi
için,
soğutma
maddesi
kompresörün
emiş
manşonunda mümkün olduğunca yoğun olmalıdır.
5.2.1.8
Yağlama maddelerinin karışma
kabiliyeti/çözünebilirliği
Soğutma sistemlerindeki yağ geri dönüşü için sıvı
soğutma maddesinin yağlama maddesi ile tamamen
çözünebilmesi istenen bir özelliktir. Soğutma maddesi
amonyakta
görüldüğü
gibi,
tamamen
çözünememezlik uygun yağ geri dönüş tedbirleri ile
güvenli bir şekilde kontrol edilebilir.
Ancak bazı soğutma maddeleri her sıcaklıkta ve her
karışma oranında soğutma makinesi yağı ile
çözünemez. Bu “karışım boşluğu” denen saha yağ
geri dönüşü için belirleyici bir önem taşımaktadır.
Yağ/soğutma maddesi oranı karışım boşluğundaysa,
yağ geri dönüşü kesintiye uğradığında sistemin
çalışmasında arızalar meydana gelebilir. Karışım
boşluğunun seyri soğutma maddesinin türüne ve yağ
tipine bağlıdır.
5-1
5. Soğutma Maddeleri, yağlama maddeleri ve ısı taşıyıcıları
Aşağıdaki
şekil
yağ
üreticilerinden
tedarik
edilebilecek bir karışım boşluğu grafiği örneğini
göstermektedir.
olmamalıdır. Soğutma maddelerine ve sistemlere belli
kod numaraları verilmektedir; bu şekilde birbirlerine
göre çevre için sakıncasız olup olmadıkları
karşılaştırılabilir.
5.2.4.1
Ozon yıkım potansiyeli (ODP)
Dünyanın stratosfer ozonunun doğal konsantrasyonu
son birkaç on yılda zararlı etkilerden dolayı
çözülmektedir ve bununla birlikte ültraviyole
radyasyona karşı koruyucu etkisi azalmaktadır. Bu
atmosfere
yükselen
kloroflorokarbon
(CFC)
tepkimelerinden açığa çıkan klor, flor ve brom gibi
halojenlerden dolayı olmaktadır.
Şekil 5-1 R 134a yağ çözünebilirlik karakteristiği
Đki fazlı sahalar bu soğutma maddesi-yağ
eşleşmesinin karışım boşluklarıdır. Yağ bakımından
zengin ve soğutma maddesi bakımından zengin
fazlar ayrı olarak mevcuttur. Bu sahalarda yağ geri
dönüşü ancak yeterli bir akış hızı ile mümkün
olmaktadır. Tek fazlı sahada soğutma maddesi ve
yağ birbiriyle karışabilir. Yağ geri dönüşü yağın
soğutma
maddesi
içinde
çözünebilirliği
ile
sağlanmaktadır.
5.2.2
Kimyasal özellikler
Soğutma maddesi kullanılan hiçbir malzeme ve
yağlama maddesiyle mümkün olan tüm işletim
koşullarında kimyasal tepkimeye girmemelidir.
Soğutma maddeleri kullanılan malzemelere karşı
saldırgan değildir. Bu bağlamda soğutma maddesiyağ karışımı göz önüne alınmalıdır.
5.2.3
Fizyolojik özellikler
Yüksek fizyolojik sakıncasızlık (zehirli olmaması)
istenmektedir. R 134a için MAK değeri (azami işyeri
konsantrasyonu) 1.000 ppm’dir. Yani 8 saatlik bir
zaman diliminde bundan daha az soğutma maddesi
solunduğunda sağlığa yönelik herhangi bir tehdit
beklenmez. Daha yüksek konsantrasyonlarda,
özellikle yere yakın yerlerde (R 134a havadan daha
ağırdır) oksijen oranının azalmasından dolayı
boğulma tehlikesi vardır. Ayrıca baş ağrısı, mide
bulantısı ve baygınlık görülebilir.
Açık ateş, sıcak veya kor halindeki metal yüzeylerin
veya morötesi ışığın (ışık arkı) etkisi altında zehirli
parçalanma ürünleri ortaya çıkar.
5.2.4
Çevre için sakıncasızlık
Soğutma maddesinin kullanımının, üretiminin ve
tasfiye edilmesinin çevremize olumsuz etkileri
5-2
1987 yılında Uluslararası Montreal Konferansında
“Montreal Protokolü” imzalanmıştır; imzalayan
devletler ozonu yıkıcı maddelerin üretimini 1995
yılına kadar durdurmayı kabul etmişlerdir. 1995
yılından beri protokolü imzalayan ülkelerde CFC
üretilmesine izin verilmemektedir. Maalesef bugüne
kadar devletlerin hepsi Montreal Protokolünü tasdik
etmemiştir.
Serbest kalan uzun ömürlü CFC’lerin ozon
tabakasına ulaşması yaklaşık 15 - 20 yıl
sürdüğünden, ozon yıkımı önümüzdeki yıllarda da
devam edecektir.
En güçlü ozon yıkımı (%50’den fazla) kutup bölgeleri
üzerinde
gerçekleşmektedir.
Bu
nedenle
Antarktika’nın bahar mevsimi olan eylülden kasıma
kadar Antarktika üzerindeki ozon deliği gözlenebilir.
Kuzey yarımkürede kış ve bahar aylarında yıkım
daha güçlü olmaktadır. Avrupa üzerindeki ozon
azalması 1968 - 1992 yılları arasında, on yılda
yaklaşık yüzde üç olmuştur. Son yıllarda ozon
azalmasının on yılda yüzde beş olduğu tespit
edilebilmiştir. Artan ültraviyole ışınımı sonucunda cilt
kanseri veya göz hastalıkları ortaya çıkabilir.
En güçlü ozon yıkım potansiyeline sahip R 11 ve
R12 soğutma maddelerine verilen ODP değeri 1,0
(%100)’dür. Diğer klor içeren soğutma maddelerinin
ODP değerleri R 11’e kıyasla zarar verme
potansiyellerine göre verilmektedir.
5.2.4.2
Sera etkisi potansiyeli (GWP)
Dünya üzerindeki hayat güneşten gelen enerjiye
bağlıdır. Ancak bu enerjinin büyük kısmı yansıma ve
buharlaşma sonucunda kayıp olmaktadır. Doğal sera
gazları olan su buharı ve CO2 tüm enerji miktarının
tamamen yansıtılmasını engellemekte ve ısıyı dünya
atmosferi içinde tutmaktadır. Bunlar bir seranın cam
yüzeyi gibi etki etmektedirler. Doğal sera gazları
olmasaydı, dünya üzerindeki ortalama sıcaklık 18 °C
değil, -15 °C olurdu. Bu bereketli sera gazı etkisi
insanlar tarafından açığa çıkarılan sera gazları (CO2,
soğutma maddeleri, tarımdaki metan) nedeniyle
sürekli artmaktadır. Ortaçağda sanayileşmenin
5. Soğutma Maddeleri, yağlama maddeleri ve ısı taşıyıcıları
başlamasından beri atmosferdeki CO2 oranı sürekli
artmıştır.
5.3
CFC-Halon yasak kararnamesi
6 Mayıs 1991 tarihli CFC-Halon yasak kararnamesi
CFC kullanımından ve bu soğutma maddeleri ile ilgili
işlerden vazgeçilmesini düzenlemektedir.
Đçerik
Şekil 5-2 CO2 konsantrasyonunun artışı
Artan sera gazı etkisi sonucunda sıcaklık yılık
ortalamada 1 - 1,5 K artmıştır. Bu sıcaklık artışı uzun
vadede deniz seviyesinin yükselmesine, yağış
dağılımında değişikliklere ve yer değiştirmelere ve
aşırı meteorolojik olayların artışına yol açmaktadır.
•
1995 yılından beri yeni sistemlerde CFC (R 12)
kullanılması yasaktır.
•
Soğutma sistemlerinin işletilmesinde, bunların
onarım
çalışmalarında
ve
işletimden
çıkarılmalarında soğutma maddesinin teknik
olanakların aksine atmosfere bırakılması yasaktır.
•
Soğutma sistemleri üzerindeki işler yalnız gerekli
uzmanlık bilgisine ve teknik donanıma sahip
kişilerce yapılabilir.
•
Soğutma
maddelerinin
geçirilmelidir.
•
Eski sistemler mümkün olduğunca ozona daha az
zarar veren soğutma maddelerine (ikame
soğutma maddeleri) dönüştürülmelidir.
Soğutma maddelerinin sera etkisi potansiyeli GWP
(CO2’ye göre doğrudan sera gazı etkisi) veya H-GWP
(R 11’e göre doğrudan sera gazı etkisi) ile
tanımlanmaktadır.
• R 12
• R 134a
5.2.4.3
TEWI
TEWI değeri (total equivalent warming impact,
doğrudan ve dolaylı sera gazı etkisi) tek başına
soğutma maddesinin yarattığı sakıncaları değil,
soğutma maddesinin içinde bulunduğu sistemi de göz
önünde
bulundurmaktadır.
Sistemin
enerji
ihtiyacından ve tahliye ile kaçak sırasında açığa çıkan
soğutma maddesinin sera gazı etkileri de göz önünde
bulundurulmaktadır. Burada soğutma maddesi
(kaçak, onarım kayıpları, hurda kayıpları) nedeniyle
doğrudan sera gazı etkisi ve dolaylı sera gazı
etkisi (enerji üretiminde CO2 emisyonları) ayırt
edilmektedir.
TEWI değerlendirmesinin zayıf yanı, söz konusu
soğutma maddesinin üretiminin ihmal edilmesidir.
kayda
Bunun için Alman Federal Çevre Bakanlığı 1995
yılı sonunda R 12 yerine kullanılacak ikame
soğutma maddelerini bildirecektir. Bunun bir
sonucu olarak artık eski sistemlere R 12
doldurulamayacaktır.
Sistem
bir
serviste
açıldığında, uygun ikame veya servis soğutma
maddesine dönüşüm yapılmalıdır. Mevcut
sistemler sızdırmaz olduğu sürece çalışmaya
devam edebilir. R 12 yerine ikame soğutma
maddesi olarak R 134a ilan edilmiştir.
GWP 7.100
GWP 1.200
ODP ve GWP değerleri mutlak ölçülebilir madde
özellikleri değildir. Bunlar atmosferde gerçekleşen
tepkimelerin
model
hesaplamaları
yardımıyla
belirlenmektedir. Bu da rakam olarak farklılık
gösteren sonuçlara yol açmaktadır. Her iki değer
yalnız soğutma maddesinin özelliklerini göz önünde
bulundurmaktadır, üretim sürecini veya soğutma
sisteminin enerji ihtiyacını değil.
kullanımı
CFC ve H-CFC maddelerinin üretimini, kullanımını ve
hazır bulundurulmasını Avrupa Birliği içinde “ozon
tabakasının yıkımına yol açan maddeler hakkındaki
2037/2000 sayılı AB Kararnamesi” düzenlemektedir.
5.4
R 134a soğutma maddesinin R 12 ile
karşılaştırılması
R 134a ile R 12 yerine uygun özelliklere sahip bir
ikame maddesi bulunmuştur ve günümüzdeki
otomotiv
klima
sistemlerinde
yalnız
bu
kullanılmaktadır.
R 134a/R 12 karşılaştırması
R 134a, R 12’ye göre çevre bakımından daha az
sakıncalıdır,
çünkü
ozon
tabakasına
saldırmamaktadır (klor içermez) ve sera etkisi
potansiyeli daha azdır.
R 134a ve R 12’nin buhar basınç eğrileri Tablo 5-1’de
görüldüğü gibi, çok benzerdir. R 12 daha düşük
doyma sıcaklıklarında biraz daha yüksek basınca
sahiptir, daha yüksek doyma sıcaklıklarındaysa R
134a. Genelde benzer olan basınç durumu sayesinde
5-3
5. Soğutma Maddeleri, yağlama maddeleri ve ısı taşıyıcıları
neredeyse aynı bileşenler kullanılabilir. Diğer
termodinamik verileri de çok benzerdir. Soğutma
kapasitesi, enerji ihtiyacı ve sıcaklık davranışı
karşılaştırılabilir.
Yalnız
yağlama
maddesinde
ve
conta
malzemelerinde R 134a dönüşümünde büyük
değişiklikler yapılmak zorunda kalınmıştır. R 134a
daha küçük bir moleküldür ve bundan dolayı
gözenekleri daha küçük olan contalara gereksinim
duyar. Nitekim R 12’deki conta malzemeleri veya
hortumlar R 134a’da kullanılmamalıdır.
R 12’de kulanılan madeni ve sentetik yağlar R 134a
ile karışmaz (çözünmez) ve soğutma maddesi
devresinde yeterince taşınamaz. Karışmayan yağlar
ısı ejanjörlerinde çökelebilir ve sistemin doğru şekilde
çalışması mümkün olmayacak şekilde ısı transferini
büyük ölçüde engelleyebilir. Bundan dolayı R 134a
için ester yağları (otobüslerde) ve PAG yağları
(otomobillerde) kullanılmaktadır.
5.5
Soğutma maddesi dönüşümü
•
•
•
Genleşme
elemanı
civarında
basınç
dalgalanmaları
Yüksek su oranı bu artık yağ ile bağlantılı olarak
katalitik etki gösterir ve yağın ya da soğutma
maddesinin kimyasal olarak parçalanmasına yol
açar. Bakır kullanılıyorsa, bakır kaplamalar
oluşur, diğer maddelerde ise korozyon meydana
gelir.
Karışım boşluğunun artık yağ oranına göre, hatta
otomotiv soğutma-klima sistemlerinde görülen
sıcaklık sahalarına kadar yer değiştirmesi.
Bundan dolayı yağ geri dönüşü ile ilgili sorunların
ortaya çıması olasıdır.
Otomotiv soğutma-klima sisteminde her halükarda
sitem içinde yüksek bir su oranı beklendiğinden
dolayı, kaçınılmaz olarak artık yağ oranının mümkün
olduğunca düşük olması talep edilir. Bu ancak
sistemin yıkanması ile mümkündür. Uygun yıkama
cihazları piyasada satılmaktadır.
5.5.2
Drop In
Mevcut
R
12
sistemlerinde
artık
servis
yapılamayacağından dolayı, bunlar onarım veya
kaçak durumunda bir daha kullanılmamalı veya diğer
soğutma maddesine dönüşüm yapılmalıdır. R 12’ye R
134a ilave edilmesi yasaktır, çünkü karışımın
soğutma maddesi özellikleri saf maddeninkilerden
çok farklıdır. Sistemin işletilmeye devam etmesi için
iki olanak bulunmaktadır.
Drop in yöntemindeki soğutma maddesi dönüşümü
yağ değişimi olmadan gerçekleşmektedir. Ancak
bunun için yağda çözünebilen bileşenler içeren
soğutma maddesi karışımları (servis soğutma
maddesi, geçiş soğutma maddesi) gerekmektedir. BU
karışımlar normalde sabit buharlaşma veya
yoğunlaşma sıcaklıklarına sahip değildir (sıcaklık
kayması).
5.5.1
Sıcaklık kaymasının sonuçları:
• Soğutma maddesi devresindeki tekil elemanlar
içinde karışım bileşenlerinden birinin çoğalması
ya da azalması
• Kaçaklarda
karışım
oranlarındaki
konsantrasyonun değişmesi
• Kızdırma ayarlamasında olası sorunlar görülmesi
• soğutma maddesi karışımları yalnız sıvı
haldeyken sisteme doldurulabilir
Retrofit
Retrofit tedbiri kapsamında soğutma maddesi
dönüşümünün yanı sıra yağ dönüşümü de
gereklidir.
Günümüzdeki
teknolojide
otomotiv
soğutma-klima sistemlerinde yalnız R 134a soğutma
maddesi kullanılabilir. R 134a, mevcut çözünürlükte
soğutma maddesi-yağ karışımı sayesinde yağ geri
dönüşünün güvenli şekilde sağlanabilmesi için “kutup
tipi” yağlama maddesi (PAG veya ester) gerektirir.
Retrofit tedbiri ancak kullanılan soğutma maddesi
hortumları teknik gelişmeye uygun hortumlarla
değiştirildiğinde uygulanabilir. Kompresör ile ilgili
olarak, kullanılan conta malzemelerinin yeni soğutma
maddesi-yağ kombinasyonuna uygun olup olmadığı
kontrol edilmelidir. Her halükarda kurutucunun da
değiştirilmesi gerekir. Kızdırma ayarının doğru olması
bakımından genleşme ventilinde de uyarlama
yapılmalıdır.
Klor içeren artık yağ aşağıdaki şekillerde olumsuz etki
gösterir:
• Soğutma maddesi devresinde çözünmeyen yağ
olarak dolaşır
• Kolektör-kurutucu içinde birikerek tıkanma
belirtileri
5-4
Çoğu servis soğutma maddesinin sorunu, yağ geri
dönüşü için gerekli olan R 22’nin sebep olduğu artık
ODP’dir.
“Drop in” yönteminin avantajı, sistemde değişiklik
yapılmasına neredeyse hiç gerek olmaması ve yağın
soğutma maddesi devresinde kalabilmesidir.
5.6
5.6.1
Soğutma makinesi yağları
Soğutma makinesi yağlarının görevi
Soğutma
makinesi
yağlarının
temel
görevi
kompresörün yağlanması ve ısının atılmasıdır. Bunun
ötesinde yağ kompresyon odasındaki ventilleri
yalıtmaktadır. Yağa yalnız kompresörde gerek
duyulur. Ancak yağ, kompresörün yağ atmasından
5. Soğutma Maddeleri, yağlama maddeleri ve ısı taşıyıcıları
Piston/
silindir
Mil
yalıtımı
Çalışma
ventilleri
Sabit
contalar
Yağın hidrolik
güç düzenlemesi
Sistemde küçük bir miktar yağ olmasının avantajları
bile vardır. Sistem daha sızdırmaz olur ve ısı
eşanjörünün kapasitesi biraz artar. Kaçak yerleri de
küçük miktarlarda dışarı sızan yağ sayesinde tespit
edilebilir. Kaçak yerinde bir yağ filmi oluşur.
5.6.2
Yağın yarattığı sorunlar
Yağdan kaynaklanan sorunların başlıcaları şunlardır:
•
•
•
•
Ester ve PAG kullanımında sistemde nem olması
Yağ geri dönüşü
Durma halinde krank gövdesinde soğutma
maddesi birikmesi
Soğutma
maddesi
devresindeki
farklı
sıcaklıklarda viskozite farklılıkları
Tahrik yataklarıı
dolayı sistem içindeki diğer elemanlara da ulaşır.
Tipik otobüs klima sistemlerinde yağın %5 - 10’unun
devridaim
içinde
bulunduğu
varsayılmaktadır.
Otomobillerde bu %80 kadardır.
Hidrodinamik
kuvvet aktarımı
Isı tahliyesi
Sürtünmeyi azaltma
(tahrik enerjisi)
Aşınmayı azaltma
Sızdırmazlığın artırılması
Gürültüyü azaltma
Aşınma partiküllerinin
taşınması
Hidrostatik kuvvet
aktarımı
Şekil 5-3 Yağlama maddesinin görevleri
5-5
5. Soğutma Maddeleri, yağlama maddeleri ve ısı taşıyıcıları
Nemin yanı sıra, yağ geri dönüşü sistemin işletim
güvenliği için önemli bir noktadır. Soğutma
maddesinin gaz halinde olduğu yerlerde yağın
soğutma maddesinin hızı ile taşınması gerekir.
Gerekli olan asgari hızlara özellikle kısmi yük
sahalarında dikkat edilmelidir.
Kompresörün
durduğu
zamanlarda
krank
gövdesinde, çalışma sırasında olduğundan daha
yüksek bir basınç hakim olur. Bundan dolayı daha
fazla soğutma maddesi yağda çözünebilir. Kalkış
esnasında soğutma maddesi-yağ karışımı köpürür ve
yağlama hemen başlayamaz. Bu etki krank gövdesi
ısıtıcısı veya emiş devresi (pump down) monte
edilerek önlenebilir.
Kullanılan yağlar kompresör içindeki yüksek
sıcaklıklarda hala yeterince kalın ve aynı zamanda
evaporatör içindeki sıcaklıklarda hala yeterince
akışkan olmalıdır. Özellikle düşük buharlaşma
sıcaklıklarında zorluklar ortaya çıkabilir.
Viskozite sıcaklığa ve yağ içindeki çözünmüş
soğutma maddesi miktarına bağlıdır. Sıcaklık ne
kadar yüksekse, yağın viskozitesi o kadar azdır.
Yüksek basınçlarda yağ içinde daha fazla soğutma
maddesi çözünür, bunun sonucunda viskozite düşer.
5.6.3
5.6.3.1
Kullanılmakta olan soğutma makinesi
yağları
Madeni yağlar
Madeni yağlar klor içeren soğutma maddelerinde ve
hidrokarbürlerde kullanılabilir.
5.6.3.2
Alkil benzoller
Alkil benzoller sentetik yağlardandır. Bunlar madeni
yağlara göre daha fazla termik kararlılığa ve daha iyi
soğutma maddesi çözünürlüğüne sahiptir. Ayrıca
sistemin kalkışı sırasında daha az köpürürler. Sistem
R 12’den bazı geçiş soğutma maddelerine
dönüştürülürken alkil benzol katılmalıdır.
5.6.3.3
Poliglikoller (PAG)
PAG’lar otomobil iklimlendirmesinde R 134a için
kullanılan sentetik yağlardır. Bu yağlar aşağıdaki
özelliklere sahiptir:
•
•
•
•
•
•
•
5-2
Yüksek higroskopik (su tutucu)
Poliglikoller azami 300 ppm artık nem ile teslim
edilmektedir. Bu değer işletimde yaklaşık 700
ppm üzerine çıkmamalıdır
Sudaki tepkimelere karşı dayanıklıdır
Viskozite-sıcaklık davranışı iyidir
Termik kararlılığı yüksektir
Aşınma koruması yüksektir
Klora karşı duyarlıdır (R 12)
•
•
Madeni yağ toleransı azdır
Soğutma maddesi çözünürlüğü iyidir, yüksek
sıcaklıklarda karışım boşluğu olabilir
Yüksek su tutmasından dolayı PAG’lar bakır
elemanları olan sistemlerde kullanılmaya uygun
değildir (bakır kaplama oluşmasından dolayı).
5.6.3.4
Ester yağları
Poliolester yağları (POE) diğerlerinin yanı sıra otobüs
iklimlendirmesinde kullanılan sentetik yağlardandır.
Bu yağlar PAG’a benzer özelliklere sahiptir, ancak
yüksek su oranında parçalanmaya karşı onlar kadar
kararlı değildir. Ester yağları 50 ppm ve daha az artık
nem ile teslim edilmektedir.
Son zamanlardaki deneyimler, ester yağı kullanılan
sistemlerdeki su oranının mümkün olduğunca 100
ppm değerini aşmaması gerektiğini göstermiştir. Aksi
halde metal malzemeler korozyona uğraması,
çamurlaşma olması veya asit ve alkol oluşması gibi
tehlikelerin ortaya çıkması söz konusudur. Bir kez
yağa bağlanan nem sistemin tahliye edilmesi ile
giderilemez. Azot veya soğutma maddesi kurutucu
filtresi ile kurutmanın faydası da şüphelidir. Yağ
kapları birden fazla kez kullanılamaz. Bir kere
açıldığında, ya yağın hepsi hemen tüketilmelidir ya da
kalan tasfiye edilmelidir.
5.7
Isı taşıyıcıları
Soğutma sistemleri dolaylı buharlaştırma ile
işletiliyorsa, soğutma maddesinin yanında bir de ısı
transferi için bir medyuma gerek duyulur. Su,
soğutma maddeleri veya özel ısı transfer sıvılarının
yanı sıra sıklıkla su ve antifriz karışımları (solüsyon)
kullanılmaktadır.
Solüsyon devreyi donmaktan, korozyondan ve
çökeltilerden korumalıdır. Antifriz olarak çoğunlukla,
erime
noktası
düşük
olan
ve
yüksek
konsantrasyonlarda donma sırasında ıslak buz
olmasını sağlayan (buz patlamasını önleyen) glikol
kullanılır.
6 Sistem Tekniği
6 Sistem Tekniği
6.1.2
6.1
Basıncın yukarı veya aşağı yönde aşılmasına karşı
güvenlik düzeneklerinden bazıları şunlardır:
Güvenlik elemanları
6.1.1
Genel
Meslek Birliği Yönetmeliğinin (VBG 20) 6’ncı
maddesinde “basınca maruz parçalar” başlığı altında
bir soğutma maddesinde basınca maruz parçaların
çalışma ve durma hallerinde ortaya çıkan basınçlara
dayanıklı olmaları istenmektedir. 7’nci maddede
basınç aşımına karşı güvenlik donanımlarından
bahsedilmektedir. 7’nci maddede 5 bölüm vardır ve
özetle aşağıdaki ifadeleri içermektedir:
Basınç aşımına karşı olan güvenlik düzenekleri
aşağıdaki şartları yerine getirmelidir:
•
Bunlar, izin verilen işletim fazla basıncı %10’dan
daha fazla aşılamayacak şekilde ayarlanmalıdır.
Đzin verilen işletme fazla basıncının yüksekliği
kullanılan soğutma maddesine, kondansatörün
ya da yüksek basınç tarafının işletim türüne ve
işletim şekline bağlıdır. Đzin verilen işletim fazla
basınçları (asgari şartlar) DIN 8975 T1
standardında belirtilmiştir veya yüksek basınç
tarafının en zayıf elemanına göre tespit edilir.
•
Bunlar yetkisiz kişilerce ayar değiştirilmesine
karşı güvenli olmalıdır.
•
Soğutma maddesi dolum miktarı 2,5 kg’dan daha
az olan R 134a ile işletilen sistemlerde bunlara
gerek yoktur. Ancak bu durumda soğutma
sisteminin
kendi
başına
güvenli
olması
gerekmektedir (izin verilen işletim basıncından
daha yüksek bir basınç ortaya çıkamayacak
yapıda olmalıdır). “Kendi başına güvenli”
kavramının tanımı DIN 8975 T7 standardında
bulunabilir. Bir soğutma sistemi, durma halinde
izin verilen işletme fazla basıncı 63 °C
sıcaklığında olan doyma basıncından daha
yüksekse, kendi başına güvenli kabul edilir.
Bir soğutma sistemi işletim sırasında, izin verilen
işletme fazla basıncı 32 °C ortam sıcaklığında
olan basınçtan yüksekse, kendi başına güvenli
kabul edilir. Bu üst uygulama sınırı bazı cihaz
tiplerinde daha yüksek olabilir ve ilgili test
talimatlarından
(DIN
standartlarından)
öğrenilebilir. Bir soğutma sistemi, örneğin
kompresörün kesintisiz çalışmasına rağmen,
büyük hasar odacığından veya bir dahili taşma
ventiline sahip olmasından dolayı izin verilen
işletme fazla basıncını aşmıyorsa, kendi başına
güvenli kabul edilir.
•
Bunlar kapatılabilir şekilde monte edilmemelidir.
•
•
•
•
•
Güvenlik düzeneklerinin türleri
Boşaltma veya taşırma ventili şeklindeki
güvenlik ventilleri
Patlama emniyeti
Tanımlı kırılma noktaları
Sıcaklık müşiri
Basınç müşiri (presostat)
Basınç aşımına veya basınç düşüşüne karşı güvenlik
düzeneği olarak sıklıkla basınç müşirleri (presostat)
kullanılmaktadır. Bunlar doğrudan kompresörün
manyetik kavramasına etki eder.
Örneğin kondansatörün aşırı kirli olmasından, fanın
devre dışı kalmasından veya genleşme ventilinin
arızalı olmasından dolayı sistem basıncı yükselirse,
ayarlanan basınca (üreticiye bağlıdır, yaklaşık 26 bar)
ulaşıldığında, yüksek basınç müşiri manyetik
kavramanın
akımını
keser.
Sistem
basıncı,
ayarlanmış bir fark basıncı (yaklaşık 5 - 6 bar) kadar
kapama basıncı altına düştüğünde, kompresör
yeniden devreye girer (20 - 21 bar).
Düşük basınç müşiri ayarlanan basınç altına
düşüldüğünde (olası sebepleri: eksik soğutma
maddesi, arızalı genleşme ventili, düşük ısıl yük,
arızalı evaporatör fanı,...) manyetik kavramanın
akımını keser. R 134a soğutma maddesi 2 bar pozitif
basınçta 0 °C buharlaşma sıcaklığına sahip
olduğundan, düşük basınç müşiri sıklıkla buzlanmaya
karşı koruma sağlamak için yaklaşık 2 bar değerine
ayarlanmıştır. Açma basıncı çoğunlukla kapama
basıncının 0,6 bar üzerindedir. Kompresör, kapama
basıncı 2 bar olduğunda, yani 2,6 bar’da tekrar
çalışmaya başlayacaktır. Güç ayarı olmayan
kompresörlerde bu prensip güç ayarı içinde
kullanılmaktadır.
Çoğu klima sisteminde kondansatör ek fanının
devreye girmesi için yüksek basınç tarafına bir
basınç müşiri daha monte edilir. Ek fan ağır çalışma
koşulları altında yoğunlaşma basıncını düşürür
(yavaş seyir, durma hali) ve bu sayede sistemin
soğutma kapasitesini artırır.
Evaporatörün buzlanmadan korunması için sıklıkla
don önleyici termostat monte edilir. Basınç
regülatörü gibi, bu da kompresörün manyetik
kavramasını
kapatır
veya
açar.
Sıcaklık
regülatörünün sensörü tipine göre evaporatör
lamelleri arasına sokulmuştur veya evaporatör
çıkışına (emiş tarafı) takılmıştır. Sabit ayarlı sıcaklık
regülatörlerinde, regülatör yaklaşık -1 °C ila 0 °C’de
kompresörü kapatır ve yaklaşık +3 °C’de yeniden
açar. Ayarlı sıcaklık regülatörlerinde açma/kapama
noktası, kompresör daha yüksek sıcaklıklarda
kapatılacak şekilde değiştirilebilir. Bu sayede hava
sıcaklığının ayarlanması mümkün olur.
6-1
6 Sistem Tekniği
Şekil 6-1 Bazı güvenlik elemanlarından oluşan güvenlik zinciri
Şekil 6-1'de güvenlik elemanlarının bağlantısına dair
olası bir elektrik şeması gösterilmiştir.
darbesidir. Ayrıca yolcu kabinine üflenen havada
sıcaklık dalgalanmaları olur.
Otobüs kompresörlerinde yüksek basınçlardan
korumak için sıklıkla dahili taşma ventili monte
edilmiştir. Bu ventil aşırı yüksek basınçlarda soğutma
maddesini kompresörün yüksek basınç tarafından
alçak basınç tarafına geçirir ve bu şekilde daha fazla
basınç oluşmasını önler.
Şekil 6-2’de, regülasyonsuz kompresöre sahip bir
otomobil klima sistemi ile bir regülasyonlu
kompresöre sahip sistemde enstrüman panosu
üzerinde bulunan havalandırma mazgallarındaki hava
çıkış sıcaklıkları ve kompresörün güç çekişi
karşılaştırılmıştır.
Aşırı fazla dolum veya aşırı yüksek ortam
sıcaklıklarında sistem içinde çok yüksek durma hali
basınçları
ortaya
çıkmaktadır.
Elemanların
patlamasını önlemek için yüksek basınç tarafına
sıklıkla bir boşaltma ventili monte edilir; bu ventil
örneğin 40 bar’dan itibaren açılır ve soğutma
maddesinin dışarı kaçmasını sağlar.
Birinci durumda üfleme sıcaklığında yaklaşık 6 ila 8
°C arasında salınım olmaktadır ve kompresör güç
ihtiyacı (başlangıçta) 4,2 kW ve (kapamadan kısa bir
süre önce) yaklaşık 2,7 kW olmaktadır. Her iki
parametrenin
seyri
kademesiz
regülasyonlu
kompresör
kullanıldığında
neredeyse
sabit
olmaktadır.
6.2
Karşılaştırma
ölçümlerinin
gösterdiği
gibi,
regülasyonsuz kompresörlerdeki enerji ihtiyacı
regülasyonlu olanlara göre daha yüksektir. Bu durum
sabit
işletilen
soğutma
sistemlerinden
de
bilinmektedir,
çünkü
burada
da
kararsız
açma/kapama işlemleri enerji kaybı doğurmaktadır.
Güç regülasyonu
6.2.1
6.2.1.1
Regülasyonsuz kompresörler
Manyetik kavramalı regülasyon
80’li
yılların
ortalarına
kadar
otomobillerde
regülasyonsuz kompresörler kullanılmaktaydı. Fazla
olan soğutma kapasitesi - örneğin yüksek motor
devirlerinde - kompresörün manyetik kavramasının
kompresörü
durdurmasıyla
“ayarlanmaktaydı”.
Manyetik
kavrama
da
sinyalini,
evaporatör
lamellerinde
buz
oluşmasını
önlemek
için
evaporatöre yerleştirilmiş bir sıcaklık sensöründen
alır. Bunun sürücü için en belirgin dezavantajı,
özellikle zayıf motorlarda hissedilebilen kalkış
6-2
Hava çıkış
sıcaklığı
6 Sistem Tekniği
°C
10
5
Regülasyonsuz
kompresör
Kademesiz regüle
edilen kompresör
Kompresör
güç ihtiyacı
kW
3
2
1
0
Açık
Kapalı
Açık
Kapalı
Açık
Kapalı
Açık
Zaman
Şekil 6-2 Regülasyonsuz ve kademesiz regülasyonlu kompresörlerde hava çıkış sıcaklığının ve kompresör
güç ihtiyacının seyri
Kompresörün soğutma kapasitesinin
nadiren ihtiyaç duyulur, örneğin:
•
•
tamamına
Marştan hemen sonra, kabin içi ısınmışsa,
sıcaklığın mümkün olduğunca çabuk düşürülmesi
için
Şehir içi trafikte ya da “dur-kalk” trafikte
Kompresör çalışma süresinin büyük bir kısmında
soğutma kapasitesi arzı çok büyüktür - kompresör
kapatılır. Çoğunlukla sıcak ve bunaltıcı Tokyo’da
otomobil klima kompresörlerinde yapılan ölçümler
kompresörlerin bir yıl içinde %90 kısmi yük sahasında
ve yalnız zamanın %10’unda tam yükte çalıştıklarını
göstermiştir.
6.2.1.2
çalışma şekli yalnız nem alma için kullanılmalı,
soğutma sisteminin güç ayarı için kullanılmamalıdır.
6.2.1.3
Sıcak gaz baypası
Sıcak gaz baypası güç ayarının kademesiz bir
türüdür. Burada sıkıştırılmış soğutma maddesinin bir
kısmı
kompresör
çıkışından
emiş
tarafına
boğumlanır. Bu durumda soğutma maddesi kütle
akımının
tamamı
evaporatöre
gitmediğinden,
soğutma kapasitesi düşer.
Karşı ısıtmayla güç ayarlaması
Đlke olarak klima sistemini ve araç kaloriferini aynı
zamanda çalıştırarak hava sıcaklığını istendiği gibi
ayarlamak mümkündür.
Bu prensip nem alma için kullanılır. Bu işlemde hava
önce evaporatörde soğutulur. Soğuk hava, sıcak
hava kadar fazla su taşıyamayacağından, havada
mevcut nemin bir kısmı evaporatör boruları veya
lameller üzerinde yoğunlaşır. Ardından hava kalorifer
ısı eşanjöründe yeniden istenilen sıcaklığa ısıtılır.
Şekil 6-3 Sıcak gaz baypas devresi
Klima sistemi sürekli çalıştığından ve bundan dolayı
tahrik enerjisine gereksinim duyduğundan, bu
6-2
6 Sistem Tekniği
Buharlaştırma basıncı ayarlanmış bir değere
düştüğünde, baypas regülatörü açılmaya başlar ve
böylelikle buharlaştırma basıncının aşağı yönde
sınırlandırılmasını sağlar.
Bu türden güç regülasyonunda sıcak gaz sıcaklığının
çok yükselmesi (boğumlanan sıcak gaz kızdırmanın
daha yüksek olmasına yol açar) ve neredeyse hiç
düşmeyen kompresör tahrik gücü (kompresör
soğutma maddesinin tamamını sevk
etmek
zorundadır) sorun yaratmaktadır.
6.2.1.4
Emişin kısılması
Soğutma kapasitesi büyük ölçüde emiş basıncına
bağlı olduğundan, soğutma kapasitesi bu basınca etki
edilerek regüle edilebilir. Evaportaör ve kompresör
arasına bir regüle ventili monte edilerek emiş basıncı
kompresörün çalışma sınırına kadar azaltılabilir.
Bunun sonucunda hacimsel verim kötüleşir ve emiş
buharının yoğunluğu azalır. Her iki etki de sevk edilen
soğutma maddesi kütle akımını ve dolayısıyla
soğutma kapasitesini düşürür. Sıcak gaz sıcaklığının
artacağı ve sistem veriminin daha düşük olacağı göz
önünde bulundurulmalıdır.
6.2.1.5
Devir sayısı ayarı
Sabit soğutma uygulamalarındaki elektrik tahrikli
kompresörlerde kutup anahtarlı elektrik motorları
(kademeli) ile veya frekans değiştiricileri (kademesiz)
ile devir sayısı ayarlanabilirken, kayış tahrikli araç
kompresörlerinde devir sayısı yalnız bir şanzıman
yardımıyla ayarlanabilir.
Şekilde gösterilen şanzıman merkezden mekanik
ayarlı bir regüle kasnağından ve yaylı ikinci bir regüle
kasnağından oluşmaktadır. V kayışı etki çapının
ayarlanması, bir kaldıraç mekanizması ile merkezi
ayar mekanizmasına etki eden elektrik tahrikli
kaldırma silindiri üzerinden sağlanır. devir sayısı
değiştirme sinyalleri sıcaklık veya basınç vericisinden
gelebilir ve ayar motoruna etki eder. Mekanik
regülasyon şanzımanının avantajı, basit yapıda
olmasıdır. Dezavantaj olarak bir yandan regüle
sisteminin, tahrik motorundan kaynaklanan, kısmi
yükteki veriminin kötü olması görülebilir, diğer yandan
da artan yer ihtiyacı ve fazla ağırlık bu sistemin
kullanılmasının önüne geçmektedir.
6.2.2
6.2.2.1
Đçten regüleli kompresörler
Silindir kapama
Çok silindirli açık kompresörler kademeli güç
regülasyonu
için
silindir
kapama
olanağı
sağlamaktadır. Kısmi güç sahasındaki ulaşılabilir
soğutma kapasitesi çalışmakta olan silindirlerin
kapatılmış olan silindirlere oranına bağlıdır. Sıklıkla
silindir çifti veya tek silindir kapaması arasında tercih
yapılabilir. Kombine tek silindir ve silindir çifti
kapamasında hassas kademeli güç regülasyonu
mümkündür. Aşağıda gösterilen silindir çifti kapama
örneğinde %50 oranında güç azaltılması mümkündür.
Şekil 6-5 Silindir çifti kapaması
Silindir kapama uygulaması ile açık kompresörün
çalışma sınırları çok az değişir.
Şekil 6-6 ve 6-7’de bir silindir kapama düzeneğinin
yapısı gösterilmiştir. Bunun için kompresöre manyetik
ventilli ve ventil takımlı özel bir silindir kapağı monte
edilir.
Manyetik ventil kapalıysa yüksek basınç tarafındaki
gaz ventil pistonunun üzerindeki odaya ulaşamaz.
Baskı yayı pistonu üst yuvasına bastırır, emiş kanalı
açıktır ve kompresörün bütün silindirleri çalışır.
Şekil 6-4 Vario şanzıman ile devir sayısı ayarlaması
6-2
6 Sistem Tekniği
Manyetik ventil
(kapalı)
Manyetik ventil
(açık)
Yüksek basınç
Yüksek basınç
Ventil
pistonu
Dengeleme hattı
Baskı
yayı
Şekil 6-6 Silindir kapama, tam yük
Şekil 6-7 Silindir kapama, regüle durumu
Manyetik ventil açıldığında yüksek basınç
tarafındaki gaz ventil pistonunun üzerindeki odaya
dolar ve pistonu yay gücüne karşı alt yuvasına
bastırır. Emiş kanalı kapanır ve yeni soğutma
maddesi emilemez.
tam yükte uygulanır. Yalpa diskinin eğim açısı küçük
olduğunda, kompresör minimum silindir hacmiyle
çalışır. Yalpa diski kompresör durduğunda veya ısıl
yükler çok az olduğunda bu konumdadır.
Daha fazla soğutma kapasitesine ihtiyaç olduğunda
manyetik ventil kapanır, ventil pistonu üzerindeki
soğutma maddesi dengeleme hattından emilir ve yay
ventil pistonunu yeniden üst yuvasına bastırır. Silindir
veya silindir çifti tekrar çalışmaya başlar.
Silindir kapaması çok ekonomiktir, çünkü pistonun
sürtünme kayıplarının yanı sıra başka kayıplar ortaya
çıkmaz. Ayrıca manyetik ventil kompresörün ömrünü
etkilemeksizin, istendiği kadar sık açılıp kapatılabilir.
6.2.2.2
Yalpa diski ayarı (içten ayarlama)
silindir hacminin değiştirilmesi bir diğer güç
regülasyonu olanağıdır. Bu yöntem içten regüle
ventilli aksiyel pistonlu kompresör örneğiyle
açıklanacaktır.
Yalpa diskinin eğim açısı değiştirilerek çeşitli silindir
hacimleri (yaklaşık %2 ila %100) kademesiz olarak
ayarlanabilir. Şekil 6-8’de disk konumu azami
kapasitede (yalpa diski eğim açısı büyük) olan yalpa
diskli kompresörün şeması gösterilmiştir. Bu konum
Sistem kalkışında ve tam yükte önce yüksek bir
buharlaşma basıncı mevcuttur. Đç sıcaklık ne kadar
azalırsa, buharlaşma basıncı da o kadar az olur.
Buharlaşma basıncı regüle ventili ile ayarlanmış olan
basınca (çoğunlukla 0 °C buharlaşma sıcaklığına
karşılık gelen 3 bar) ulaştığında, yalpa diskinin eğim
açısı ayarlanan buharlaşma basıncı sabit kalacak
şekilde azalır. Yalpa diskinin eğim açısı kütle
kuvvetleri (piston ivmesi) momentlerinin dengesinden
ve silindir odası ve kompresör bloğu arasındaki
basınç farkından elde edilir. Örneğin kompresör
bloğundaki basıncın artması yalpa diskini yukarı
kaldırır ve bu şekilde silindir hacmini azaltır.
Gerekli olan yalpa diski konumu kompresör içine
entegre bir regüle ventili (Şekil 6-9) tarafından
kontrol edilir.
Kapalı durumdayken silindir odaları ve kompresör
bloğu içindeki kuvvetler eşittir. Bu durumda yalpa
diski yay tarafından üst konumuna bastırılır. Silindir
hacmi minimumdadır.
6-3
6 Sistem Tekniği
Silindir basıncı
Silindir boşluğu
Piston
Yalpa diski
Yay
Kompresör gövdesi
basıncı
Dönme noktası
Yay kuvveti
Tahrik mili
Şekil 6-8 Đçten regülasyonlu yalpa diskli kompresörün güç regülasyonu
Kompresör girişinden (pV1)
Boğum
Kompresör bloğuna (pBlok)
Ventil yuvası
Yay kuvveti
Yüksek basınç (pV2)
pV1
Yay kuvveti
Diyafram
Şekil 6-9 Đçten regülasyonlu yalpa diskli kompresörün regüle ventili
Kalkış sırasında silindir içindeki basınç artar, altten
etki eden kuvvetlerden büyük olan bir bileşke kuvvet
ortaya çıkar ve yalpa diski aşağıya (maksimum
silindir hacmi) bastırılır. Kompresör tam yükte çalışır.
Emiş basıncı başlangıçta regüle yayının yay
kuvvetinden büyük olduğundan, regüle ventili kapalı
kalır.
6-2
Kompresör bloğu basıncı düşer, çünkü mevcut
soğutma maddesi boğum üzerinden (soğurma için
gereklidir) emilir.
Kabin içinin giderek soğumasıyla buharlaşma
sıcaklığı ve bununla birlikte kompresördeki emiş
basıncı düşer. Buzlanma olmasını önlemek için
regüle ventili çoğunlukla 3 bar emiş basıncına
6 Sistem Tekniği
ayarlanmıştır. Emiş basıncı 3 bar’a düştüğünde
regüle ventili açılır ve soğutma maddesinin yüksek
basınç tarafından kompresör bloğuna akmasına izin
verir. Kompresör bloğu basıncı artar ve pistonun alt
tarafında etki eden bileşke kuvveti büyütür, bu da
yalpa diskini yukarı iter ve bu şekilde kompresörün
silindir hacmini küçültür. Bu şekilde kompresör
soğutma kapasitesi azaltılır. Ayarlanan emiş
basıncının altına düşülemez, çünkü ventil silindir
basıncını, istenen emiş basıncı sabit tutulacak şekilde
ayarlar.
sıvı ayırıcı monte edilmesi ve kompresörün hat
döşenmesinin (alttan dirsek) doğru yapılması emiş
hattına soğutma maddesi deplasmanı olmasını önler.
Kompresöre soğutma maddesi deplasmanı olmaması
için kompresöre karter ısıtması veya bir pump down
devresi ve/veya bir çekvalf monte edilmesi gerekir.
Pump down devresinde sıvı hattı içine bir manyetik
ventil monte edilir (Şekil 6-10).
daha yüksek bir soğutma kapasitesine gerek
duyulduğunda, emiş basıncı 3 bar’ın üzerine çıkar ve
regüle ventilini kapatır. Kompresör bloğundaki
soğutma maddesinin baypas ile boğum üzerinden
emilmesi ile kompresör bloğu basıncı düşer. Yalpa
diskinin eğim açısı yeniden büyür.
6.2.2.3
Yalpa diski ayarı (dıştan ayarlama)
Modern otomobil klima sistemlerinde dışarıdan
ayarlanan kompresörler kullanılmaktadır. Burada
yalpa diski açısı araç bilgisayarı tarafından yönetilen
bir elektronik ventil ile ayarlanır.
6.2.2.4
Kanatlı kompresör
Bir kanatlı kompresörün kademesiz güç regülasyonu
silindir hacmi değiştirilerek sağlanabilir. Bir kumanda
diski döndürülerek emiş girişi uzatılır ve kompresyon
sahası azaltılır. Đki kademeli güç regülasyonu içten
baypas ventili ile sağlanabilir. Kompresör kısmi yükte
çalışacaksa, baypas açılır ve emilen soğutma
maddesinin bir kısmı emiş tarafına geri döner.
6.2.2.5
Spiral kompresör
Spiral kompresörün güç regülasyonu için hareketli
spiral kaldırılabilir. Bunun sonucunda içte bir geri
akım olur ve sevk miktarı (soğutma kapasitesi)
azaltılır.
6.3
Soğutma maddesi deplasmanı
Soğutma sistemi durma halindeyken sistem içinde
mevcut soğutma maddesi daima sıcaklığın en az
olduğu bölgede yoğunlaşır. Eğer en soğuk yer
kompresörse, evaporatör içindeki soğutma maddesi
kompresör bloğunun içinde yoğunlaşır. Kalkış
sırasında sıvı darbeleri (ventillerin veya ventil
tablasının tahrip olması) ve yağın kaynaması (sistem
içinde fazla yağ atılması, yağın yağlama kabiliyetinin
azalması) görülebilir. Genleşme ventilinde sızıntı
varsa, soğutma maddesi yüksek basınç tarafından
alçak basınç tarafına yoğunlaşabilir. Kondansatör
sıklıkla aracın çatısı üzerinde güneş ışınlarına
maruzdur ve kompresör daha serin olan motor
bölmesinde bulunmaktadır, bu da soğutma maddesi
deplasmanına elverişli bir durumdur. Emiş hattına bir
Şekil 6-10 Pump down devresi
Sistem kapatılacaksa, kompresör kapatılmadan önce
manyetik ventil kapatılır ve soğutma maddesi alçak
basınç
tarafından
yüksek
basınç
tarafına
(kondansatöre veya kolektöre) sevk edilir. Kompresör
kapaması ya alçak basınç müşirinden gelen sinyalle
ya da zaman kumandalı olarak gerçekleşir. Artık
alçak basınç tarafında sıvı soğutma maddesi
bulunmadığından, kompresöre veya emiş hattına
soğutma maddesi deplasmanı olmaz.
Yüksek basınç tarafındaki soğutma maddesi
deplasmanına karşı silindir kapağına kompresörden
sonra bir çekvalf monte edilebilir.
6-2
6 Sistem Tekniği
Notlar için boş sayfa
6-3
7 Đşletime Alma
7.1.2
7 Đşletime alma
Bir soğutma sisteminin işletim güvenliği ve ömrü
büyük ölçüde kirlilik, nem ve devre içinde mevcut
yabancı gazların oranına bağlıdır. Daha soğutma
tekniği elemanlarının üretimine başlanmasıyla birlikte
en son teknolojiye uygun kalite yönetmeliklerine
uyulması zorunludur. Ancak bu şekilde sanayi
imalatındaki uzman personelin bir soğutma sistemine
ait kusursuz bileşenleri bir araya getirmesi ve bilinçli
bir şekilde sistemin havasını boşaltması, sistemi
doldurması ve sistemin bakımını yapması sayesinde
sistemin uzun bir süre güvenli işletim koşullarında
bulunması
sağlanabilir.
Soğutma
maddesi
devrelerinin artarak hermetik hale gelmesi sonucunda
işletme sırasında maddelerin sistemden dışarı ya da
sistemden içeri sızması azaltılabilmektedir.
Soğutma maddesi devresindeki nem
7.1
7.1.1
Genel
Uzun yıllara dayanan pratik deneyimler, ancak sistem
içinde mevcut soğutma maddesinin su oranı 100 ppm
(parts per million = mg/kg) değerini aşamadığı (ester
yağı) sürece soğutma sisteminin güvenli işletiminin
sağlanabildiğini
göstermiştir.
Daha
soğutma
maddesinin üretiminde artık su oranının mevcut
olması önlenememektedir. 100 ppm değerinden
büyük su oranları ester yağları ve FC ya da H-FC ile
bağlantılı olarak kesinlikle kimyasal tepkimelere yol
açmaktadır.
Halojenleşmiş soğutma maddeleri soğutma makinesi
yağı ile bağlantılı olarak belli koşullar altında (su
oranı, basınç, yüksek sıcaklık, aşıntı) soğutma
maddesi devresinde asitler oluştururlar; bunlar da
yine devre içindeki malzemelerin korozyonunu
hızlandırırlar. Kısmen aşırı işletim koşulları nedeniyle
tepkimeler güçlenir.
7.1.3
Bakır kaplama
Soğutma maddesi devresindeki yüksek su oranından
dolayı ısı eşanjörünün yüzeyinden bakır alıp, bunu
termik yükü fazla olan yerlere (yataklar, ventiller, ...)
taşıyan asitler oluşur. Metal şeklinde ayrılan bakır
partikülleri nihayet hareket ve yatak yüzeylerinde
harekete izin vermeyecek kadar birikir.
7.1.4
Buz kristali oluşması
Đlke olarak her soğutma maddesi devresinde su
bulunmaktadır. Burada dikkat edilecek tek nokta,
arızaya yol açabilecek su oranının belli sınır değerleri
aşmamasıdır. Maalesef çoğu soğutma maddesi,
soğutma sisteminin sürekli çalışması için izin
verilenden daha fazla su alma özelliğine sahiptir.
Soğutma maddeleri aşırı higroskopik olarak
görülebilirler.
Şekil
7-1’de
çeşitli
soğutma
maddelerinin sıcaklığa bağlı su alma kabiliyetleri
gösterilmiştir. Soğutma maddesinin soğuması
sırasında su taşıma kabiliyeti azaldığından, bunun
etkisi, örneğin genleşme elemanındaki soğumada,
özellikle dikkate alınmalıdır, çünkü belli şartlar altında
su soğutma maddesinden ayrılır. R 134a’da, sıvı
buhardan daha fazla su taşıyabileceğinden, bu sırada
buz kristali oluşması görülebilir.
Maksimum su oranı, ppm cinsinden
Yüksek su oranı şu etkilere yol açabilir:
• Korozyon hasarı
• Bakır kaplama
• Buz kristali oluşması
• Asit ve çamur oluşması
Korozyon/asit oluşumu
sıvı
gaz
Soğutma maddesinin sıcaklığı, °C cinsinden
Şekil 7-1 Çeşitli soğutma maddelerinin maksimum su oranı
7-1
7 Đşletime Alma
7.1.5
Nemin azaltılması
•
Soğutma maddesi devresine yerleştirilen her
elemanla birlikte sisteme su girer. Bundan dolayı
daha sistemin montajından önce aşağıdaki hususlara
dikkat edilmelidir:
Kullanılmış soğutma maddesi, soğutma maddesi
devresine doldurulmadan önce filtrelenmeli ve
kurutulmalıdır.
Çalışma arızaları ancak soğutma maddesinin su
oranı mümkün olduğunca az olduğunda ve yeterli
boyuttaki bir kurutucu ile belli sınırlar içinde
tutulduğunda önlenebilirler. Bir soğutma sistemindeki
toplam su oranının bilançosunu çıkarmak için
aşağıdaki hususlar dikkate alınmalıdır:
•
Depoda bulunan elemanlar ilke olarak sızacak
nemden ve kirden korunmalıdır. Elemanlar
koruyucu gaz dolumu ve ek koruyucu kapaklarla
teslim edilip depolanır.
•
Bileşenlerin
koruyucu
kapaklarını
yalnız
montajdan hemen önce çıkarılmalıdır. Bu
özellikle kurutucu ve kompresör için geçerlidir.
•
•
•
•
•
•
Elemanlar başka işleme tabi tutulmadan önce,
her elemanın ortam sıcaklığına ulaşabilmesi için
montaj yerinde yeterince bekletilmelidir. Soğuk
bileşenler
açıldığında,
elemanın
içinde
yoğunlaşma olma tehlikesi vardır.
Ester yağı (otobüs klima sistemlerinde) maksimum
100 ppm sı oranıyla teslim edilir. PAG (otomobiller
için) maksimum 300 ppm ile teslim edilir.
•
Yağın içine su difüzyonu olmaması için,
kompresörler yağ doldurulmuş halde uzun süre
açık durmamalıdır. Yağ kapları da aynı şekilde
kapalı tutulmalıdır. Bu konuda bkz. Şekil 7-2.
Đçinde ester veya PAG yağı bulunan bir yağ kabı
gün boyunca açık kalmışsa, içindeki malzeme
artık kullanılamaz hale gelir.
7.2
Soğutma maddesi içindeki su
Bileşenler içindeki su
Montaj sırasında sisteme giren su
Đşletim sırasında sisteme giren su
Yağ içindeki su
Soğutma maddesi devresindeki katı
ve çözünebilir maddeler
Soğutma tekniği bileşenlerinin saflığı DIN 8964
standardında tanımlanmıştır. Çözücü madde ile
yıkama yoluyla tespit edilebilen çözünebilir (gres,
yağ) ve katı (talaş, pul, ...) kalıntılar tanımlanmış çok
küçük değerleri aşmamalıdır. Miktar ve partikül
boyları saptanmıştır.
Su oranı, mg/kg cinsinden
Poli alkilen glikol
Poliyol ester
(A) ISO 15
(B) ISO 32
(C) ISO 100
Madeni yağ
Zaman, saat cinsinden
Şekil 7-2 Çeşitli yağ türlerinin su tutma kapasiteleri
7-2
7 Đşletime Alma
7.3
Soğutma maddesi devresindeki
yabancı gazlar
Soğutma maddesi devresindeki gazlar, sistemin
çalışma basıncında yoğunlaşmayan, örneğin hava,
azot,
hidrojen,
helyum
vs.
gibi
gazlardır.
Yoğunlaşmayan gazların soğutma maddeleri içindeki
oranı DIN 8960 (Kasım 1998) uyarınca buhar fazında
%1,5 değerinden fazla olmamalıdır. Bu değerler
aslında soğutma maddesi için geçerlidir, ancak
soğutma sistemi için de referans alınabilirler. Yalnız
sistemin tamamının itinayla tahliye edilmesi ile
“yabancı gaz” sorununu önlenebilir. Sınır değere
uyulabilmesi için her soğutma maddesi devresi 1.000
bar hava basıncında, 15 mbar son basınca kadar
tahliye edilmelidir (vakum pompasından değil,
soğutma maddesi devresinden ölçülür!).
Bu değer, o gün söz konusu yerdeki ulaşılabilen
maksimum vakumdur ve soğutma sistemi tahliye
edilirken tekrar bu değere ulaşılmalıdır. Bu yöntem
kullanılırken vakum pompasının niteliği düzenli olarak
kontrol edilmelidir.
Mekanik kapsül yaylı vakum metre
Kapsül yaylı vakum metre aneroit kutu ölçüm
sistemine dayanmaktadır. Kutu hermetik kapalı ve
tahliye edilmiş bir sistemden oluşmaktadır. Ortam
basıncı azalırken kutunun genleşmesi ölçüm değeri
göstergesini etkiler. Bu yöntem ile 1 mbar değerine
kadar hava basıncından bağımsız basınç ölçümü
yapılabilir.
7.4.2
Vakum pompası
Yabancı gazlardan kaynaklanan sorunlar ciddidir ve
duruma göre sistemin komple arızalanmasına yol
açabilirler. Yabancı gaz her halükarda bir yandan
kompresörün güç çekişinin artmasına ve diğer
yandan da soğutma kapasitesinin düşmesine yol
açar. Aşırı durumlarda yüksek basınç kapaması olur.
Vakum pompaları bir soğutma sistemindeki
kompresörlere, belli bir basınç oranını aşmak
zorunda olan gaz sevk düzeneklerine benzerler.
Vakum pompasındaki son kompresyon basıncı
yaklaşık 1.000 mbar’dır. Emiş basıncı örneğin 1 mbar
olacaksa, 1.000 değerindeki basınç oranı aşılmalıdır.
Đlke olarak her soğutma sistemi mümkün olduğunca
az yabancı gaz içermelidir.
Ancak hareketli parçaların yağ kaplı olmasıyla 1.000
ve daha büyük basınç oranları mümkün olmaktadır.
Bir ve iki kademeli vakum pompaları vardır. Đki
kademeli vakum pompalarında daha düşük son
basınçlar mümkün olmaktadır.
7.4
7.4.1
Soğutma maddesi devresinin tahliye
edilmesi
Genel
Çıkış
Çıkış elemanı
Giriş
Bir soğutma maddesi devresinin tahliye edilmesi
öncelikle
yabancı
gazlardan
kaçınılmasına
yaramaktadır. Yalnız istisna durumunda sistem
vakum pompası yardımıyla kurutulmalıdır, çünkü su
vakum pompasıyla çok zahmetle emilir. Daha önce
de tanımlandığı gibi, tahliye sırasında sistemde
ölçülen basınç < 15 mbar olmalıdır. Bu hedefe
ulaşabilmek için, tahliye ve basınç ölçme düzenekleri
belli asgari şartlara uygun olmalıdır.
0,1 ile 1.000 mbar arası mutlak basınç ölçümleri
yalnız bu basınç sahasına uygun olan özel ölçüm
aletleriyle yapılabilir. Çoğunlukla mekanik yaylı
vakum metre veya kapsül yaylı vakum metre
kullanılmaktadır.
Mekanik yaylı vakum metre
Bu vakum metreler, ortam basıncına göre ulaşılan
vakumu ölçmeye yararlar. Yani gösterilen vakum,
bulunulan yerin rakımına ve hava durumuna bağlıdır.
Ortam koşullarının dengelenmesi için kullanışlı
vakum metrelerde işaretleme ibresi bulunmaktadır.
Soğutma sistemi tahliye edilmeden önce, vakum
pompası ile mümkün olan en düşük seviyeye kadar
vakum yapılır ve işaretleme ibresi bu değere getirilir.
Döner sürgü
2. kademe
Döner sürgü
1. kademe
Şekil 7-3 Đki kademeli döner sürgülü vakum
pompasının şematik gösterimi
Vakum pompasını çalıştıran herkes, emilmesi
muhtemel sudan dolayı vakum pompasının
arızalanmamasını temin etmelidir. Emilen su buharı
pompa gövdesindeki dış koşullar nedeniyle
yoğunlaşır.
Bunun
sonucunda
korozyon
ve
muhtemelen vakum pompası yağının parçalanması
söz konusudur. Gaz safra işletimi yardımıyla
yoğunlaşma olması azaltılabilir ya da önlenebilir.
Tahliye işlemi sırasında nem hasarının oluşmasını
7-1
7 Đşletime Alma
önlemek için pompa önce gaz safra ile
çalıştırılmalıdır. Bir vakum pompasının doğru bakımı
için düzenli olarak gaz safrasıyla çalıştırmak ve
hareketli parçaların yağlı kalmasını ve dolayısıyla son
basıncı temin etmek için yağ seviyesini kontrol etmek
gerekmektedir.
Gaz safrası olmadan çalıştırma
Gaz safrası ile çalıştırma
Çıkış ventili
1
Soğutma sistemi
Gaz safra ventili
Su
2
Ortam havası
3
Yoğunlaşma
4
Şekil 7-4 Gaz safrası ile ve gaz safrası olmadan yapılan tahliye işleminin şeması
7-2
7 Đşletime Alma
Gaz safrası olmadan yapılan tahliye işleminin
adım adım tarif edilmesi
Şekil 1
Pompa neredeyse havasız olan kaba bağlıdır
(yaklaşık 70 mbar). Yani neredeyse yalnız buhar
parçacıkları sevk etmesi gerekmektedir.
tek taraflı olarak tahliye edilebilir. Tahliye sırasında
çok düşük bir alçak basınç mevcut olur, ventil
kızgınlığın çok büyük olduğunu ölçer ve tamamen
açılmıştır.
Şekil 2
Toplama odası kaptan ayrıdır. Sıkıştırma başlar.
Şekil 3
Toplama odasının içeriği o kadar sıkıştırılmıştır ki,
buhar damlacık şeklinde yoğunlaşmaya başlamıştır.
Pozitif basınca henüz ulaşılmamıştır.
Şekil 4
Ancak şimdi kalan hava gerekli olan pozitif basıncı
oluşturur ve çıkış ventilini açar. Yoğunlaşan buhar
pompa içinde kalır ve uzun vadede korozyona yol
açabilir.
Gaz safrası ile yapılan tahliye işleminin adım adım
tarif edilmesi
Şekil 1
Pompa neredeyse havasız olan kaba bağlıdır
(yaklaşık 70 mbar). Yani neredeyse yalnız buhar
parçacıkları sevk etmesi gerekmektedir.
Şekil 7-5 Đki taraflı tahliyenin şematik gösterimi
Ulaşılan son basıncın değerlendirilmesi için
sistemdeki, vakum pompasına mümkün olduğunca
uzakta bulunan bir noktadan basıncın ölçülmesi
gerekir. Eğer bu mümkün değilse, fasılalı tahliye
uygulanmalıdır. Burada basınç ölçer akış yönünde
vakum pompasındaki bir vananın önünde bulunur.
Vana ara sıra kapatılır ve oluşan basınç ölçüm
aletinden okunur.
Şekil 2
Toplama odası kaptan ayrıdır. Sıkıştırma başlar. Gaz
safra ventili açılır ve toplama odasına fazladan hava
(gaz safra) doldurulur.
Şekil 3
Çıkış ventili fazladan gaz safrası hava tarafından
açılır. Buhar ve hava dışarı çıkar ve artık zararlı
yoğunlaşma olamaz.
Şekil 4
Kalan buhar-hava karışımı dışarı atılır. Gaz safrası
olmadan yapılan tahliye işletiminde bira daha düşük
son basınçlara ulaşılır.
7.4.3
Doğru şekilde tahliye yapma
Yabancı gazın azaltılması için tahliye
Đzin verilen hacmen %1,5’lik artık hava oranı değerine
uyulması için sistemin tamamı tahliyeden sonra < 15
mbar artık basınca sahip olmalıdır. Olanaklar
çerçevesinde devre daima iki taraflı, yani yüksek ve
alçak basınç tarafından tahliye edilmelidir. Örneğin
genleşme ventili veya yay baskılı çekvalflar gibi
mevcut elemanların sistem kısımlarının tahliye
edilmesini engelleyip engellemediği ilke olarak kontrol
edilmelidir.
Termostatik
genleşme
ventilinde
buharlaşma basıncı yaya ile birlikte kapatıcı ventil
bileşeni olduğundan, bu ventil alçak basınç tarafından
Şekil 7-6 Vakum pompasındaki ve sistem içindeki
basıncın seyri
Basınç seyirleri doğrudan vakum pompasında
sistemde olduğundan daha düşük bir basıncın
olduğunu göstermektedir. Bundan dolayı, öngörülen
15 mbar değerini garanti etmek için sistemdeki
basıncın - doğrudan vakum pompasında olmayacak
şekilde - ölçülmesi gerekmektedir. Eğer buna dikkat
edilmezse, işletime almadan sonra sistemde büyük
miktarlarda yabancı gaz bulunabilir ve hatalı
çalışmaya veya yüksek basınç kapamalarına yol
açabilir.
7-1
7 Đşletime Alma
Sistemi kurutmak için tahliye
Bir soğutma maddesi devresinde mevcut olması
muhtemel su istisna hallerinde vakum pompası ile
boşaltılabilir.
Yalnız
buhar
halindeki
su
emilebileceğinden, önce sıvının buhar haline
dönüştürülmesi gerekir. Bunun için ya ısı verilmeli
veya basınç seviyesi düşürülmelidir.
Tablo 7-1 Sıcaklığa bağlı olarak suyun buhar basıncı
Sıcaklık, °C
40
20
0
-10
-20
Suyun buhar
basıncı, mbar
74
23
6,1
2,6
1,0
Tabloda
buhar
basıncının
sıcaklıkla
ilişkisi
gösterilmiştir. Eğer örneğin 20 °C sıcaklığındaki su
buharlaştırılacaksa, 23 mbar’lık bir basınç seviyesine
ulaşılmalıdır. Ancak bundan sonra su buharının
pompalanarak tahliye edilmesi mümkündür. Ama
buharlaşma
sırasında
suyun
sıcaklığı
da
düşmektedir.
Daha
büyük
miktarlarda
su
buharlaştırılacaksa, gerekli olan buharlaşma ısısı
dışarıdan verilmelidir, aksi halde çok daha düşük
basınçlar gerekecektir ve tahliye işlemi çok uzun
sürecektir.
Aynı şekilde su buharının özgül hacmi de göz önünde
bulundurulmalıdır. Pompalayarak boşaltma, özgül
hacmin düşük basınçlarda büyük olmasından dolayı
mümkün olduğunca az basınç düşüşü ile vakum
pompasının emiş hattı üzerinden yapılmalıdır. Bu,
emiş basıncını mümkün olduğunca yüksek tutmak ve
bu sayede daha kısa pompalama süreleri elde etmek
için gereklidir. “Vakumun bozulmasıyla” kurutmanın
hızlandırılması mümkündür. Burada önce tahliye
yapılır ve ardından sisteme kuru azot doldurulur. Azot
kalan suyun büyük bir kısmını alır. Tekrar tahliye
yapıldığında su azotla birlikte emilir ve bu sayede
sistemdeki su oranı hızla düşürülür.
7.5
7.5.1
Soğutma maddesi devrelerinde
kaçak kontrolü
Genel
Zaman içinde soğutma maddesi devrelerinin
sızdırmazlığına dair beklentiler büyük ölçüde
artmıştır. Ancak mutlak bir sızdırmazlığa asla
ulaşılamaz (hidrojen metal yapılardan bile difüze
olmaktadır). Sızdırmazlığa ilişkin olarak DIN 8964
standardında sınır değerler anılmıştır. Đç hacmi 5
dm³’e kadar olan elemanlar için soğutma basıncı
kaybı 10 bar test basıncında, yılda 2,4 g R 134a’dan
daha fazla olmamalıdır.
7-2
7.5.2
Basınç tutma yöntemiyle kaçak
kontrolü
Bu yöntemde yalnız sistemin bütününün sızdırmazlığı
hakkında bir fikir veren kaçak testi söz konusudur.
Test nesnesi olması gereken basınca kadar örneğin
azotla doldurulur. Ardından doldurma ventili kapatılır.
Zamana bağlı basınç düşüşü kaydedilir. R 134a için
yaklaşık 250 kg/yıl kanıtlama hassasiyeti elde edilir.
Yani bu kabaca yapılan bir sızdırmazlık testidir.
Aynısı, sistemlerin vakum ile test edildiği benzer
vakum yöntemi için de geçerlidir.
7.5.3
Kabarcık testi ile kaçak arama
Pozitif basınç altındaki test nesnesi komple su
banyosuna daldırılır. Yükselen kabarcıklar kaçak
olduğunu gösterir. Soğutma maddesi kaybı 280 g/yıl
iken (R 134a) bir kabarcık oluşturmak için 13 saniye
süre gereklidir. 15 g/yıl için 290 s gereklidir. Suya
daldırılan elemanların sonradan kurutulması aslında
bir dezavantaj olarak ortaya çıkmaktadır.
7.5.4
Sabun köpüğü testi ile kaçak arama
Kaçak olduğundan şüphelenilen yerlere sabun
çözeltisi
(kaçak
arama
spreyi)
püskürtülür.
Kabarcıklar kaçak olduğunu gösterir. R 134a’daki
kanıtlama sınırı 250 g/yıldır.
Şekil 7-7 Sabun köpüğü testi ile kaçak arama
7.5.5
Elektronik kaçak arama cihazı ile
kaçak arama
Burada kanıtlama hassasiyeti yaklaşık 0,2 ila 20 g/yıl
R 134a arasındadır. Bu cihazlarla elde edilen
sonuçlar epey memnun edicidir. Klor içermeyen
soğutma maddeleri ve kısmen de diğer test gazı
kaçakları güvenilir şekilde tespit edilebilir. Bu cihazlar
kullanılırken öngörülen kaçak oranları kontrol
edilebilir.
Elektronik kaçak arama cihazı ile kaçak ararken tüm
bağlantı yerleri yukarıdan aşağıya doğru arama
sondası ile taranmalıdır. R 134a havadan ağırdır ve
dolayısıyla aşağıya çökmektedir. Kaçak aramaya
aşağıdan başlanırsa, daha yukarıdan açığa çıkmış
gazdan dolayı yanlış göstergeler elde edilebilir.
7 Đşletime Alma
Servis cihazı üzerindeki hortumlarla sisteme
bağlanabilir ve servis ile işletime almayı büyük ölçüde
kolaylaştırmaktadır.
7.7
Şekil 7-8 Elektronik kaçak arama cihazı
7.5.6
Test gazları yardımıyla kaçak arama
Test gazı yardımıyla kaçak arama için test gazı
olarak başta hidrojen veya helyum akla gelir. Bu
yöntemde test nesnesinin tamamı tahliye edilmiş bir
odada bulunur ve örneğin helyum ile doldurulur. Bir
helyum detektörü kaçak yerlerden dışarı çıkan
helyum atomlarını kaydeder. Böyle bir cihaz, R
134a’da 0,07 g/yıl düzeyindeki yıllık kaçak oranlarını
tespit edebilecek bir ölçüm doğruluğuna sahiptir. Bu
cihaz bir gaz sondası ile tekil kaçak arama için de
kullanılabilir.
7.6
Manometre bloğu
Çalışma basınçlarının ölçülmesi için ve servis
amacıyla servis cihazından başka sıklıkla bir de
manometre bloğu kullanılır. Manometre bloğuna
sistemin yüksek ve alçak basınç tarafları ile vakum
pompası, emiş istasyonu veya soğutma maddesi
tüpleri bağlanabilir. Manometre bloğunda bir yüksek
ve bir alçak basınç manometresi bulunur. Bazı
tiplerde ek olarak bir de vakum metre bulunmaktadır.
Servis cihazları
Bir soğutma sistemini işletime almak veya servis için
servi cihazları denen cihazlar kullanılmaktadır. Bir
servis cihazı tipine göre aşağıdaki bileşenleri içerir:
•
•
•
•
•
•
Vakum pompası
Yüksek ve alçak basınç manometresi
vakum metre
Emiş düzeneği
Yağ deposu
Filtre kurutucu
Şekil 7-10 Manometre bloğu
Alçak basınç
manometresi
mavi
Otomatik
ventil
Yüksek basınç
manometresi
kırmızı
mavi
Gözetleme
camı
kırmızı
Kör
tapa
sarı
siyah
Şekil 7-11 Manometre bloğunun yapısı
Şekil 7-9 Servis cihazı
7-3
7 Đşletime Alma
Manometre bloğunun bir soğutma sistemine
bağlanması ve sökülmesi için iş adımları
•
Servis ventillerinin millerini arka yuva yönünde
çevirin.
• Bağlantıların koruyucu kapaklarını dikkatlice
sökün. Sızdıran bir tapadan dolayı kapak altında
basınç birikmiş olabilir.
• Manometre bloğunun alçak ve yüksek basınç
tarafları ve servis ventillerinin bağlantıları arasına
hortumları bağlayın.
• Manometre göstergelerinin 0 bar gösterip
göstermediğini kontrol edin.
• Vakum pompasını sarı veya siyah bağlantıya
bağlayın.
• Sistemin içine hava girmemesi için manometre
bloğunu ve hortumları kısa bir süre tahliye edin.
Bu sırada sarı veya siyah ile kırmızı ve mavi
ventiller
açılmalıdır.
Vakum
pompasını
kapatırken, vakum pompasındaki çekvalfın arızalı
olması halinde havanın geri dönmemesi için önce
vanayı kapatın.
• Bloktaki bütün ventilleri kapatın.
• Alçak basınç tarafının servis ventilini açmak için
yaklaşık bir tur sağa çevirin.
• Yüksek basınç tarafının servis ventilini açmak için
yaklaşık bir tur sağa çevirin.
• Basınç ölçümü
• Sökme için önce yüksek basınç tarafındaki servis
ventilini kapatın (arka yuva).
• Kompresörün kapalı servis ventiline karşı
hortumu ve bloğu emerek boşaltabilmesi için
kırmızı ve mavi ventili açın.
• Manometre bloğundan mümkün olduğunca çok
soğutma maddesi çekebilmek için eğer mevcutsa
“pump down” düzeneğini çalıştırın.
• Alçak basınç tarafındaki servis ventilini kapatın
(arka yuva).
• Manometre bloğundaki ventillerin hepsini kapatın,
hortumları servis ventillerinden sökün ve
manometre bloğundaki nipellere vidalayın, aksi
halde emmeden dolayı soğuk olan hortumlarda
su buharı yoğunlaşır.
• Servis ventillerinin koruyucu kapaklarının hepsini
takın.
• Hortumlar oda sıcaklığına kadar ısındıktan sonra,
bunları sökün ve manometre bloğundaki nipellere
kapakları takın.
Đlke olarak soğutma maddeleri ile ilgili işlerde ilgili
koruyucu yönetmelikler dikkate alınmalıdır.
7.8
Eğer soğutma sisteminin kompresörü transfer için
kullanılamıyorsa, soğutma maddesini soğutma
sisteminin diğer kısmına veya ayrı bir kaba transfer
etmek için soğutma sistemine bir geri kazanım
düzeneği bağlanmalıdır. Bu sırada bunun aşırı
doldurulmaması gerekmektedir. Soğutma maddesiyağ karışımı için faydalı kap hacmi sıvının yaklaşık
hacmen %80’i ile (tartılacak!) sınırlandırılmalıdır.
Tüpün izin verilen azami dolum ağırlığına dikkat
edilmelidir (tip etiketi). Bunun için özel geri dönüşüm
tüplerine gerek vardır. Normal soğutma maddesi
tüpleri yetkisiz dolum yapılmasına karşı çoğunlukla
bir çekvalf ile emniyete alınmıştır.
Soğutma sisteminin açılması gereken bakım, onarım
vs. işlerinden önce soğutma sisteminin basıncı
mutlak 0,05 bar’a indirilmelidir. Bu şekilde soğutma
maddesinin gereksiz yere dışarı kaçmasını önlemek
veya kaynaklama işlemi sırasında soğutma
maddesinin ayrışmasını minimuma indirmek amacıyla
sistem içindeki soğutma maddesi konsantrasyonu
minimuma indirgenir.
Kaplar, alt dirsekler, çökeltmeler, boru dirsekleri vs.
içinde mevcut sıvı üzerinden emiş yapıldığında sıvı
giderek soğur ve bununla birlikte basınç da giderek
düşer. 0,3 bar son basınçta sistem içinde büyük
miktarda aşırı soğuk sıvı bulunması mümkündür. Bu
bölge dışarıdan buz tutma veya terleme şeklinde
görülebilir. Sistemin açılması, sıvının aniden serbest
kalmasına ve bununla birlikte yaralanmalara yol
açabilir. Bu yüzden böyle yerlerde yapılan emiş
sırasında noktasal olarak ısı verilmelidir. Bu şekilde
ayrıca emiş süresi de büyük ölçüde kısalacaktır.
Sistem içinde suyun yoğunlaşmasından kaçınmak
için, devreyi açmadan önce tüm sistem bileşenlerinin
ortam sıcaklığına ulaşması beklenmelidir.
7.9
Servis ventili
Kompresörlere sıklıkla basınç ve emiş tarafına
kompresör vanaları monte edilir.
Bağlantı flanşı
Emiş veya basınç hattı
Yalıtım küresi
Emiş istasyonu
Soğutma maddesi bir sistemden çıkarılacaksa, bunun
için bir emiş istasyonu kullanılır. Tipine göre bu, çeşitli
soğutma maddeleri, sıvı veya buhar emme ve de
soğutma maddesi temizliği/geri dönüşümü ve yağdan
arıtma için de kullanılabilir.
Soğutma maddelerinin transferi veya emilmesi EN
378-4 (Eylül 2000) standardına göre aşağıdaki gibi
yapılır:
7-4
Kompresör bağlantı flanşı
Şekil 7-12 Kompresör vanası
7 Đşletime Alma
Kapatılamayan
servis bağlantısı
Kapatılabilir
servis bağlantısı
Ventil mili
Ventil mili ortada, tüm bağlantılar açık
Servis bağlantısı
açık
Şekil 7-13 Kompresör vanası, üstten görünüş
Ventil mili tam sağda (arka yuvada)
Servis bağlantısı
kapalı
Şekilde gösterilen ventilde, kompresör bağlantıları ve
emiş veya basınç hattı bağlantı flanşlarının yanı sıra
iki de servis bağlantısı bulunmaktadır.
Kompresör yönündeki kapatılamayan bağlantı nipeli
bir
güvenlik
elemanının
bağlanması
içindir.
Kapatılabilir servis bağlantısına örneğin manometre
bloğu bağlanabilir. Ventil mili arka yuvaya kadar
çevrilirde (tam açık) ana hat açıktır, ama kapatılabilir
nipel kapalıdır. Servis manşonunun açılması için
ventil mili yaklaşık bir tur sağa (“kapalı”) çevrilmelidir.
Ventil mili, mil kovanı üzerinden kaçak olması
olasılığından dolayı bir kapakla kapatılır(şekilde
gösterilmemiştir).
Aşağıdaki şekilde servis ventilinin işlevi üç konumda
gösterilmiştir.
Ventil mili tam solda, ana hat kapalı
Kapatılamayan
servis bağlantısı
(ör. basınç denetçisi)
Kapatılabilir
servis bağlantısı
Ventil mili
Şekil 7-14 Üç konumdaki servis ventili (şematik)
1. konum:
2. konum:
3. konum:
Kompresör kapalı
Basınç ölçümü
Normal çalışma
Bir klima sisteminde normal olarak biri yüksek basınç
tarafında biri de alçak basınç tarafında kompresöre
mümkün olduğunca yakın monte edilen iki servis
ventili bulunmaktadır.
Doldurma ve servis ventili olarak sıklıkla aşağıda
gösterilen otomatik ventil kullanılır.
Ventil gövdesi içine bir iğneli ventil elemanı
vidalanmıştır. Uygun bir adaptörün, örneğin “itici
pimli” doldurma hortumunun vidalı kısma vidalanması
ile ventil elemanı aşağı bastırılır ve ventil yay
kuvvetine karşı açılır.
Sisteme
çıkış
Ana bağlantı
(ör. kompresörden)
Adaptör sökülürken ventil kendiliğinden kapanır.
Bağlantı takılırken ve sökülürken daima küçük
miktarda soğutma maddesi dışarı kaçar.
Ventil elemanı sızdırdığında soğutma maddesi
kaybını önlemek için ve ventilin zarar görmemesi için
kapağın bir contayla birlikte takılması gerekmektedir.
7-5
7 Đşletime Alma
7.10 Đşletime almanın adımları
Soğutma maddesi
hortumu
Bastırıcılı
bağlantı parçası
Đğneli ve yaylı
ventil elemanı
Bu bölümde bir küçük soğutma sisteminin işletime
alma süreci DIN 8975-5 standardına göre tarif
edilmiştir. Bunun başlangıç noktası komple monte
edilmiş bir sistemdir.
7.10.1 Gözle kontrol
Çalışmalar tamamlandıktan sonra hatların hepsinin
lehimlendiği veya vidalandığı, yapı elemanlarının
hepsinin doğru şekilde monte edildiği kontrol
edilmelidir. Montaj yönü veya konumu tanımlanmış
olan
elemanlarda
montaj
talimatına
uyulup
uyulmadığı kontrol edilmelidir. Ayrıca elemanların
hasar görüp görmediği de kontrol edilmelidir.
7.10.2 Basınç testi
Basınç testi ile sistemin çalışma şartlarındaki basınç
yüklerine dayanıklı olup olmadığı kontrol edilir. Bu
sayede soğutma maddesi kaybı ve yaralanmalardan
kaçınılacaktır.
Đğneli ventil
Şekil 7-15 Đğneli ventil (otomatik ventil)
Diğer bir seçenek de iğneli ventil/hızlı geçme bağlantı
kombinasyonudur. Bu seçenek ile takma-çıkarma
sırasındaki soğutma maddesi kaybı minimuma
indirgenebilir.
Ventil, hızlı geçme bağlantının el çarkıyla açılıp
kapatılır.
Đğne
Basınç testi kuru azot ile yapılır. Test basıncı ilgili
basınç kademesinin izin verilen azami çalışma
basıncıdır. Đzin verilen çalışma basıncı DIN 8975-1
standardından
belirlenebilir
(soğutma
sistemi
elemanları şartnamesi, ancak yalnız sabit soğutma
sistemleri için geçerlidir) veya elemanların tip
etiketlerindeki verilere göre (zincirdeki en zayıf halka)
belirlenir.
Basınç
testi
sırasında
sistem
elemanlarından hiçbirinin kapalı olmadığından ve
elemanların aşırı yüke maruz kalmayacaklarından
emin olunmalıdır.
Azot dolumu yavaşça ve daima bir basınç düşürücü
üzerinden gerçekleşmelidir. Tüpün basınç düşürücü
olmadan bağlanması yasaktır.
7.10.3 Sızdırmazlık testi
Hortum bağlantısı
Bastırıcı
El çarkı
Sızdırmazlık genel olarak önce tüm bağlantılara 1 bar
ve izin verilen çalışma pozitif basıncı arasındaki bir
pozitif basınçta köpüren bir sıvı uygulanarak kontrol
edilir. Bunun için basınç testinin gaz dolumundan
yararlanılması tavsiye edilir.
Sızdıran yerlerin elektronik kaçak arama cihazı ile
bulunması için, sistemin soğutma maddesi ile
doldurulması gerekmektedir. Yürürlükteki kurallara
uygun kaçak oranları yalnız elektronik kaçak arama
cihazı ile kontrol edilebilir.
7.10.4 Kurutma, tahliye etme
Şekil 7-16 Servis ventilleri için hızlı bağlantı
7-6
Kurutma için tahliye etme işleme çoğunlukla yeterli
olmamaktadır. Öncelikle sistemin sistem sıcaklığında
suyun buhar basıncına kadar (ör. 20 °C’de 23 mbar)
emilmesi faydalıdır. Vakum “kırılarak” (biraz kuru azot
doldurularak) ve yeniden tahliye edilerek sistemdeki
su oranı daha çabuk azaltılabilir.
7 Đşletime Alma
Tahliye sırasında tüm sistem elemanlarının tahliye
edilebildiğinden ve vakum pompasının gerekli gücü
sağladığından emin olunmalıdır.
Sistemdeki yabancı gaz oranını düşük tutmak için,
sistem doldurulmadan önce mümkün olduğunca çok,
ama en az 15 mbar’dan daha aşağı olacak şekilde
tahliye edilmelidir.
Ulaşılan vakum
edilmelidir.
bir
vakum
metre
ile
kontrol
7.10.5 Dolum, gerekli dolum miktarının
belirlenmesi
Kompresör asla
çalıştırılmamalıdır.
soğutma
maddesi
olmadan
Sistemin dolum miktarı biliniyorsa, soğutma
maddesi kompresör durma halindeyken bir doldurma
silindiri ile veya bir terazi üzerinden vakuma karşı sıvı
halde
sistemin
yüksek
basınç
tarafından
doldurulabilir.
Hava çıkış sıcaklığının soğutma maddesi dolum
miktarıyla ilişkisi Şekil 7-17'de gösterilmiştir. Hava
çıkış sıcaklığının en düşük olduğu nokta sistemin
optimal dolum miktarını belirler.
2. Termostatik genleşme ventilli sistem
Sensör dolumuna göre kısmi yük veya tam yük
durumunda önce evaporatör çıkışındaki kızdırma
kriteri esas alınır. Sistem hala tam dolu olmadığı
sürece genleşme ventiline buhar kabarcıklı sıvı akar.
Ventil tam açık haldeyken bile evaporatöre yeterince
soğutma maddesi iletilemez. Evaporatör çıkışındaki
emiş buharının kızgınlığı yüksektir. Dolum sırasında
kızdırma sürekli düşer. Kızdırmanın kararlı hale
geldiği noktada, yani ventilde saf sıvı varken ve ventil
doğru şekilde ayarlama yaparken sistem minimum
dolum miktarına sahiptir. Normal olarak sisteme biraz
daha ilave soğutma maddesi girer. Dolum miktarı
çeşitli çalışma durumlarında kontrol edilmelidir.
Sıvı soğutma maddesi ile alçak basınç tarafından
dolum sırasında özellikle dikkatli hareket edilmelidir.
Kompresör içine asla büyük miktarlarda sıvı
girmemelidir. R 134a tek maddeli soğutma
maddesidir ve bundan dolayı hem gaz halinde hem
de sıvı halde soğutma maddesi tüpünden alınabilir.
Eğer önce dolum miktarının belirlenmesi
gerekiyorsa, önce alçak basınç müşiri tetikleyene
kadar ve kompresör çalıştırılabilecek kadar soğutma
maddesi doldurulur. Dolum işlemi sırasında
kompresörü hasar görmeden çalıştırabilmek için
genel olarak dolum miktarının yaklaşık yarısı yeterli
olmaktadır.
1. Kılcal borulu veya genleşme borulu sistem
Dolum kriteri kızdırmadır. Tam yükte (evaporatöre
gelen hava sıcaklığı yüksek), evaporatör çıkışında
kızdırma az olacak kadar ya da evaporatör çıkışında
faz değişimi tam sona ermiş olacak kadar (0 K
kızdırma) soğutma maddesi doldurulmalıdır. Fazla
olan soğutma maddesi kısmi yükte ayırıcıda toplanır.
Bir
sistemin
değerlendirmeye
alındığında
evaporatördeki hava çıkış sıcaklığı belirleyicidir.
Şekil 7-18 Dolum miktarına bağlı kızdırma
Sıvı hattında bir gözetleme penceresi bulunuyorsa,
asgari dolum miktarının belirlenmesi için kullanılabilir.
Bu durumda buhar kabarcığı görülmemelidir.
Kolektör yoksa, ikinci kriter, yani aşırı soğutma
dikkate alınabilir. Normalde optimal dolum miktarı 2 3 K aşırı soğutma düzeyindedir.
Kolektör varken, minimum dolum miktarı kriteri
olarak kızdırmanın kararlılık değeri alınır. Đlave
soğutma maddesi kolektörde saklanır. Ancak kolektör
taştığında aşırı soğutma ölçülebilir. Sistem fazla
doldurulmuş
olur.
Kolektörlü
sistem
fazla
doldurmadan daha az etkilenir.
Yoğunlaşma basıncı denetlenerek de dolum miktarı
hakkında bir fikir edinilebilir. Şekil 7-19’da bu ilişkiler
gösterilmiştir.
Fazla
doldurma
durumunda
yoğunlaşma basıncı görece daha azdır. Soğutma
maddesi doldurulduğunda, yoğunlaşma basıncı
kolektörde bir sıvı seviyesi oluşana kadar artmaya
devam eder. Kolektörün dolması sırasında basınç
sabit kalır. Kolektör dolduğunda soğutma maddesi
kondansatörde birikir, etkin yoğunlaşma yüzeyi azalır
ve yoğunlaşma basıncı artmaya devam eder.
Şekil 7-17 Optimal dolum miktarı
7-7
7 Đşletime Alma
Şekil 7-19 Dolum miktarına bağlı yoğunlaşma basıncı
Kolektörde en düşük soğutma maddesi dolum
seviyesine çoğunlukla aşağıdaki hallerde ulaşılır:
• Kısmi yük
• MOP noktasının 5 - 8 K altında
• Maksimum yoğunlaşma basıncı
Buharlaşma basıncı MOP noktasına yakınken dolum
yapmak mümkün değildir, çünkü çalışma kızgınlığı
çok büyüktür.
Gerekli olan dolum miktarı tip etiketi üzerinde
belgelendirilmelidir.
7.10.6 Güvenlik elemanlarının kontrolü ve
ayarlanması
Dolumdan sonra güvenlik elemanlarının ayarı ve
işlevi kontrol edilmelidir.
7-8
8 Hata Arama
8 Hata Arama
8.1
Koşullar
Hata aramak için iki koşul yerine getirilmelidir:
• Uzmanlık bilgisi
• Teknik donanım
Bu iki kavram CFC-Halon Yasak Kararnamesinde
anılmaktadır. Meslek birliği yönetmeliğinde de (VBG
20) servis için gerekli uzmanlık bilgisine dikkat
çekilmektedir.
Teknik donanım
Hata aramanın en önemli yardımcı araçları
manometre ve termometredir. Kızdırma ve aşırı
soğutma gibi soğutma maddesi halleri bir hata
aranması sırasında önemli ipuçları verir. Hata
aramada kişinin kendi duyuları da önemli yardımcı
araçlardır. Gözetleme penceresindeki kabarcıklar,
kirlenme ve buz tutma görülebilir. Eğer bir kompresör
nemli buhar çekiyorsa, bu durum emiş hattından
anlaşılır, hatta duruma göre duyulabilir. Hatta aşırı
zorlanan bir kompresörün kukusu bile duyulabilir.
Hata aram için yardımcı olarak aşağıdaki aletler hazır
bulundurulmalıdır:
•
•
•
•
•
Servis istasyonu
Manometre
Termometre
Kuru azot
Yeni soğutma maddesi için soğutma maddesi
tüpü
• Kullanılmış soğutma maddesi için soğutma
maddesi tüpü
• Eski yağ için toplama kabı
• Vakum pompası
• Hortumlar
• Terazi
• Emiş istasyonu
• Kaçak arama cihazı
Ölçüm cihazları düzenli olarak kontrol edilmelidir.
Ancak kalibrasyon yalnız resmi onaylı bir test kurumu
tarafından yapılabilir.
Manometre
Servi işlerinde kullanılan manometreler neredeyse
daima pozitif basınç manometreleridir. Eğer
manometre üzerinde sıcaklık ıskalası varsa, bu
daima mutlak basınçları esas alır. Burada bir
manometre ile sıcaklığın doğrudan ölçülebilmesinin
mümkün olmadığı dikkate alınmalıdır. Sıcaklık verileri
yalnız referans değerleridir. Yalnız doyma sıcaklığı
ölçülen basınçla eşleştirilir. Eğer soğutma maddesi
sıvıysa, sıcaklık daha düşüktür. Eğer gaz halindeyse,
doyma sıcaklığının üzerindedir. Manometreler
sisteme bağlı olmadıkları sürece 0 bar basınç
göstermelidir. Manometrelerde ayarlama için bir ayar
vidası bulunmalıdır.
Termometre
Normal olarak yüzey ve temas sensörlü sayısal
termometreler kullanılmaktadır. Özellik büyük sıcaklık
farklarında ölçüm yerinde iyi bir ısı yalıtımı olmalıdır.
Isı iletken pastasının tasarruflu kullanılması tavsiye
edilir. Eğer ölçüm yeri aşırı kirliyse, temizlenmeli ve
duruma göre ince zımpara ile zımparalanmalıdır.
Daima sensörün sıcaklığı ölçülür. Isı yalıtımının
olmaması ve hat üzerindeki izole edici oksit
tabakaları dolayısıyla ölçülen ve gerçek değerler
arasında birkaç Kelvin sıcaklık farkı olabilir.
8.2
8.2.1
Hata aramada takip edilecek yol
Soğutma maddesi
Önce
sistem
içindeki
soğutma
maddesi
belirlenmelidir. Soğutma maddesi ve dolum miktarı
nizami olarak sistemin kullanma kılavuzunda ve tip
etiketi üzerinde yazılı olmalıdır.
8.2.2
Sistem şeması
Sistemin yapısı, monte edilmiş elemanlar ve
bileşenler ve bunların çalışma şekli hakkında bilgi
sahibi olmadan hata arama yapılamaz.
8.2.3
Gözle kontrol
Bazı hatalar gözle görülebilir veya tecrübe ile
hissedilebilir. Sık görülen kondansatör kirlenmesi
veya gözetleme penceresinde buhar kabarcığı
oluşması çok çabuk tespit edilebilir.
Evaporatörün alışılmadık şekilde buzlanması halinde
oluşan buzlanma şekli değerli bilgiler verir. Yalnız
giriş kısmında buzlanan evaporatör soğutma maddesi
beslemesinin yetersiz olduğuna bariz bir işarettir ve
bu da genleşme elemanının doğru çalışmadığı veya
soğutma maddesinin eksik olduğu sonucuna götürür.
Tamamen buzlanma ise yük problemleri olduğuna
işaret eder - yani hava hacim akımı hiç yoktur veya
çok azdır.
Kızdırma bile bazen gözle görülebilir. Evaporatörün
sonunda, buharlaşma sıcaklıkları -2 °C’nin üzerinde
olduğunda kuru ya da görece daha kuru olan bir
bölge olmalıdır.
Soğutma sistemindeki sıvı hattı sıcaktır. Yerel bir
soğuma hissedilebiliyorsa veya terleme oluşuyorsa,
bu hatta büyük bir basınç düşüşü olduğuna işaret
eder. Filtre tıkandığında da benzer belirtiler tespit
edilebilir.
8-1
8 Hata Arama
Sıcak gaz hattı o kadar sıcaktır ki, elle uzun süre
tutulamaz. Alışılmadık derecede soğuk basınç hatları
kompresörün “ıslak” emiş yaptığına işaret eder.
içermektedir. Sistem ne kadar karmaşık ve çatallı
olursa, o kadar fazla ölçüm noktasına gerek duyulur.
Sistemde su olduğu nem göstergeli bir gözetleme
penceresinden kolaylıkla anlaşılabilir.
Evaporatör çıkışındaki sıcaklık ve basınçtan
evaporatördeki
kızdırma
öğrenilir.
Kızdırma
evaporatörün dolumu hakkında bariz bir göstergedir.
Kızdırma çok büyük olduğunda evaporatöre çok az,
kızdırma çok az olduğundaysa çok fazla soğutma
maddesi sevk edilir. Münferit hallerde bu duruma
genleşme elemanının mı yoksa eksik dolumun mu yol
açtığı kontrol edilmelidir. Ancak soğutma maddesi
dolum miktarı hakkında bariz bir gösterge varsa bu
durum ayırt edilebilir.
Genel
kuralların
tehlikeli
yanı,
çoğunlukla
kullanılabilmelerine
karşın
daima
geçerli
olmamalarıdır. Bundan dolayı her bir boru hattı kesimi
ya da elemanlar içindeki soğutma maddesinin halleri
basınç ve sıcaklık ölçümleri ile tam olarak
belirlenmelidir.
Kondansatör çıkışındaki basınç ve sıcaklıktan aşırı
soğutma öğrenilir. Bu şekilde dolum miktarı
değerlendirilebilir. Kolektör olan sistemlerde asgari
dolum miktarının tespit edilmesi için en uygun yol sıvı
hattındaki gözetleme penceresidir. Bu durumda aşırı
soğutma daha çok aşırı doluma dair bir göstergedir.
8.2.4
Sıcak gaz sıcaklığı yardımıyla kompresörün izin
verilen
kullanım
sahası
içinde
çalıştırılıp
çalıştırılmadığı kontrol edilebilir.
Kompresör gözetleme penceresindeki yağ seviyesi
sistemdeki yağ miktarı veya yağ geri dönüşü
hakkında bilgi verir. Ama yoğunlaşan soğutma
maddesi yağ seviyesini büyük ölçüde etkileyebilir.
Renk değişiklikleri yardımıyla yağ durumu hakkında
bir sonuç çıkarılabilir.
Ölçümler
Akış şeması (Şekil 8-1) sistemin değerlendirilmesi ya
da hata arama için gerekli olan “asgari bilgileri”
Şekil 8-1 Hata aramada değerlendirme için ölçüm noktaları
8-2
8 Hata Arama
Soğuk hava
Evaporatör
Termostat
Sıcak hava
Fan
Gözetleme camı
Dolum armatürü
Basınç müşirleri
Kompresör
Kurutucu
Sıcak hava
Kolektör
Kondansatör
Soğutma havası
Şekil 8-2 Dolum armatürü olarak manometre bloğu kullanılan soğutma maddesi devresinin şeması
8-2
8 Hata Arama
8.3
Tipik hatalar ve olası nedenleri
Soğutma maddesinden kaynaklanan hataların çoğu
bir kontrol listesi (ör. aşağıdaki tablolar) yardımıyla
tespit edilebilir. Arızaların ortaya çıkış şekli
çoğunlukla aynıdır, ancak nedenleri farklıdır.
Buzlanmış bir evaporatör örneğin tamamen normal
olabilir. Ama genleşme ventili de bozuk olabilir, yağ
geri dönüş sorunları olabilir veya evaporatör fazla
küçük olabilir ve daha bir çok neden olabilir. Ölçümler
(kızdırma, aşırı soğutma, sıcak gaz sıcaklığı, ...) ve
gözlemler (gözetleme penceresi, buzlanma şekli, ...)
ile bu hatalar sistematik olarak sınırlandırılabilir ve
teşhis edilebilir.
Şekil 8-3’te açıkça görülebileceği gibi, eksik yağ (yağ
geri dönüş sorunları), soğutma maddesi deplasmanı
ve elektrik hataları kompresörün devre dışı kalmasına
neden problemlerden en sık görülenleridir.
Ortam sıcaklığına (kompresör devir sayısı, iç sıcaklık,
dış sıcaklık, havadaki nem) bağlı olan yüksek ve
alçak basınç da yine sıklıkla hata belirlenmesi için
kullanılmaktadır. Bu yöntemin uygulanması için söz
konusu sistemin işletim verilerinin normal çalışma
sırasında belirlenmiş olması kaçınılmazdır. Rasgele
sistemler üzerinde genel bir uygulama neredeyse hiç
mümkün değildir. Đçten regüleli yalpa diskli kompresör
monte
edilmiş
olması,
örneğin
evaporatör
kirlendiğinde veya fan devre dışı kaldığında ortaya
çıkan alçak basıncı ayarlanmış olan değerle
sınırlandırır. Bunun sonucunda alçak basıncın genel
olarak göz önünde bulundurulması yoluyla bu hatalar
Genel hata (%14)
tespit edilemezdi. Hava giriş ve hava çıkış sıcaklıkları
gibi diğer ölçümler de gereklidir.
Aşağıdaki tabloda farklı dış sıcaklıklarda bir sistemde
beklenen basınç değerleri gösterilmiştir (orta devir
sayısında ölçülmüştür).
Emiş basıncı (alçak basınç manometresi)
Tablo 8-1 Beklenen emiş basıncı
Dış sıcaklık,
°C cinsinden
Pozitif basınç,
bar cinsinden
25
yaklaşık 2,0
30
yaklaşık 2,5
35
yaklaşık 3,0
Yüksek basınç (yüksek basınç manometresi)
Tablo 8-2 Beklenen yüksek basınç
Dış sıcaklık,
°C cinsinden
Pozitif basınç,
bar cinsinden
25
yaklaşık 8
35
yaklaşık 13
40
yaklaşık 16
45
yaklaşık 18
Yetersiz yağ (%26)
Elektrik hatası (%15)
Kir (%1,5)
Nem (%4)
Soğutma maddesi
deplasmanı (%24)
Aşırı kızdırma
(%4)
Sıvı darbesi
(%4)
Düşük kızdırma
(%7,5)
Şekil 8-3 Devre dışı kalmış yaklaşık 40.000 kompresördeki hata nedenleri
8-3
8 Hata Arama
Bir soğutma sistemi içinde ortaya çıkan basınçlar büyük ölçüde ortam sıcaklığına ağlı olduklarından, bu
ilişkileri tanımak önem taşır. Tablo 8-3’te bu ilişkiler gösterilmiştir.
Tablo 8-3 Đşletim basınçlarına etki eden büyüklükler
Emiş basıncı
Yüksek basınç
Ölçüm büyüklüğü
artar
artar
düşer
artar
X
X
düşer
Kompresör devir sayısı
düşer
X
artar
X
X
X
Araç iç sıcaklığı
X
düşer
artar
X
X
X
Dış sıcaklık
X
düşer
artar
X
X
X
Havadaki nem
düşer
X
X
Hata arama için sıklıkla hata arama cetvelleri kullanılır. Şekil 8-4’te Bock firmasına ait sürgülü hata arama
cetveli örnek olarak verilmiştir. Bu cetvel tespit edilmiş olan bir problem için normalde birden fazla olası hata
nedeni gösterir. Hatanın daha kesin sınıflandırılması için devrenin değerlendirilmesi amacıyla ölçüm yapılması
ve hata arayan kişinin deneyimli olması gerekmektedir.
Şekil 8-4 Bock firmasının sürgülü hata arama cetveli
Aşağıda soğutma maddesi devresindeki emiş basıncı ve yüksek basınç ölçüm değerlerinden yola çıkılarak
olası arızalar sayılmıştır.
8-2
8 Hata Arama
8.3.1
Emiş basıncı çok düşük, yüksek basınç düşük ila normal
Emiş basıncı çok düşük
Yüksek basınç düşük ila normal
Şekil 8-5 Emiş basıncı çok düşük, yüksek basınç düşük ila normal
Tablo 8-4 Emiş basıncı çok düşük ve yüksek basınç düşük veya normal iken hata seçimi
Neden
Olası sonuç
Hatanın giderilmesi
Soğutma maddesi eksik
Aşırı soğutma gerçekleşmiyor,
gözetleme penceresinde kabarcık
var, kızdırma büyük, evaporatör
kar yapıyor
Kaçak arayın, soğutma maddesini
tamamlayın
Kompresördeki emiş vanası kısık
veya kapalı
Emiş manometresi vakum
gösteriyor
Vana konumunu kontrol edin ve
düzeltin
Evaporatör lamelleri veya hava
filtresi kirli
Soğutma kapasitesi çok düşük
Temizleyin
Evaporatör fanı çalışmıyor
Alçak basınçta kapatma
Fanı onarın
Solüsyon donmuş (dolaylı
sistemlerde)
Evaporatör hasarı
Antifrizi kontrol edin, solüsyon
konsantrasyonunu artırın
Genleşme ventili arızalı (sensör
sistemi sızdırıyor)
Emiş manometresi vakum
gösteriyor, çünkü ventil
kapanmıştır
Ventili değiştirin
Genleşme ventilinin eleği veya
memesi tıkalı
Kızdırma yüksek
Temizleyin
Filtre kurutucu tıkanık
Gözetleme penceresinde
kabarcık var, kızdırma yüksek,
filtre kurutucu soğuk
Filtre kurutucuyu değiştirin
Gözetleme penceresinde
kabarcık var, kızdırma yüksek,
hat kesimi soğuk
Vananın açıklığını kontrol edin,
hattı kontrol edin
Sık sık alçak basınç kapaması,
no-frost termostatı sık tetikliyor
Güç regülasyonunu kontrol edin
Kolektördeki vana kısık, sıvı
hattında basınç düşüşü
Isıl yük çok az
8-3
8 Hata Arama
8.3.2
Emiş basıncı normal, yüksek basınç çok yüksek
Emiş basıncı normal
Yüksek basınç çok yüksek
Şekil 8-6 Emiş basıncı normal, yüksek basınç çok yüksek
Tablo 8-5 Emiş basıncı normal ve yüksek basınç çok yüksek iken hata seçimi
Neden
Olası sonuç
Hatanın giderilmesi
Kondansatör kirlenmiş
Sıcak gaz sıcaklığı yüksek,
soğutma kapasitesi düşük
Temizleyin
Kondansatör devre dışı
Sıcak gaz sıcaklığı yüksek,
yüksek basınç kapaması
Onarın
Aşırı dolum
Sıcak gaz sıcaklığı yüksek, aşırı
soğutma yüksek, soğutma
kapasitesi düşük
Dolum miktarını düzeltin
Yabancı gaz (hava)
Sıcak gaz sıcaklığı yüksek,
ölçülen aşırı soğutma yüksek,
soğutma kapasitesi düşük
Yeniden doldurun
Kompresör ve kondansatör
arasında kısılma var
Sıcak gaz sıcaklığı yüksek,
soğutma kapasitesi düşük
Hattı ve ventilleri kontrol edin
8-4
8 Hata Arama
8.3.3
Emiş basıncı çok yüksek, yüksek basınç düşük ila normal
Emiş basıncı çok yüksek
Yüksek basınç düşük ila normal
Şekil 8-7 Emiş basıncı çok yüksek, yüksek basınç düşük ila normal
Tablo 8-6 Emiş basıncı çok yüksek ve yüksek basınç düşük ila normal iken hata seçimi
8-5
Neden
Olası sonuç
Hatanın giderilmesi
Kompresör (ventil tablası, piston
segmanları) arızalı
Soğutma kapasitesi çok düşük
Kompresörü veya arızalı parçaları
değiştirin
Güç regülasyonu arızalı
Baypas açıkken soğutma
kapasitesi çok düşük, sıcak gaz
sıcaklığı çok yüksek
Hat regülasyonunu onarın
8 Hata Arama
8.3.4
Emiş basıncı çok yüksek, yüksek basınç çok yüksek
Emiş basıncı çok yüksek
Yüksek basınç çok yüksek
Şekil 8-8 Emiş basıncı çok yüksek, yüksek basınç çok yüksek
Tablo 8-7 Emiş basıncı çok yüksek ve yüksek basınç çok yüksek iken hata seçimi
Neden
Olası sonuç
Hatanın giderilmesi
Termostatik genleşme ventilinin
sensörü gevşek, kötü temas
ediyor veya ısı yalıtımlı değil
Kızdırma çok düşük, kompresör
nemli çalışıyor
Sensörü doğru monte edin
8-6
8 Hata Arama
8.3.5
Diğer hatalar
Tablo 8-8 Diğer hatalar
8-7
Belirti
Neden
Olası sonuç
Hatanın giderilmesi
Sıcak gaz sıcaklığı çok
yüksek
Yağ eksik
Kompresör aşınması
artar
Yağ ilave edin
Kompresör çalışmıyor
Basınç müşiri veya
başka bir güvenlik cihazı
tetiklemiştir, elektrik
hatası, silindir sıvı
soğutma maddesi dolu
Sistem durur
Devre cihazlarını kontrol
edin, tetiklemenin
nedenini bulun ve
giderin
Kompresör sürekli
devreye giriyor
Tetikleme farkı çok az,
bir devre cihazı tetikliyor
(aşırı basınç müşiri,
alçak basınç müşiri)
soğutma maddesi eksik,
fan arızalı, aşırı dolum
Kompresör sık sık durup
kalkış yapar, aşınma
artar, soğutma
kapasitesi düşer
Devre cihazlarını kontrol
edin, tetiklemenin
nedenini giderin
Kızdırma çok büyük
Ventil ayarı değişmiş,
ventil memesi çok
küçük, ventil eleği
tıkanmış, soğutma
maddesi eksik, MOP
değerine ulaşıldı (hata
yok)
Soğutma kapasitesi
düşük, sıcak gaz
sıcaklıkları yüksek
Ventili ayarlayın,
memeyi değiştirin, filtre
takın, temizleyin, ilave
yapın, kaçak arayın
Kızdırma çok küçük
Ventil ayarı değişmiş,
ventil memesi çok
büyük, aşırı dolum
(kapiler), sensör yanlış
takılmış
Kompresör nemli çalışır,
kompresör zarar görür
Ventili ayarlayın,
memeyi değiştirin, dolum
miktarını düzeltin,
sensörü doğru yerleştirin
9 Güvenlik Talimatları
9 Güvenlik Talimatları
9.1
Soğutma maddesinin kullanımı
Soğutma sistemleri üzerinde çalışırken EN 378
standardı dikkate alınmalıdır. Her soğutma maddesi
için güvenlik formları veya madde formları (üreticiden
tedarik edilebilir) ve kimya endüstrisi meslek birliğinin
genel açıklamaları bulunmaktadır.
Soğutma maddelerinin güvenli ve nizami kullanımı
için
uyulması
zorunlu
olan
bazı
koşullar
bulunmaktadır.
•
Soğutma maddeleri ile ilgili işlerde koruyucu
gözlük takılmalıdır. Göze soğutma maddesi
kaçarsa, donmadan dolayı ağır yaralanmalar
görülebilir. Gözlerinizi derhal bol suyla yıkayın ve
bir hekime danışın.
•
Soğutma maddeleri ile ilgili işlerde koruyucu
eldiven takılmalıdır. Soğutma sıvısı cilde temas
etmemelidir. Eller donmaya (açığa çıkan R 134a 26,5 °C’de buharlaşır) ve cildin koruyucu
tabakasının çözülmesine (soğutma maddeleri
yağları çözer!) karşı korunmalıdır. Cilde temas
ettiğinde, temas eden yerleri derhal bol suyla
yıkayın ve bir hekime danışın.
Deri ve kumaş eldivenler uygun değildir (flor
elastomerleri daha iyidir).
•
Soğutma maddesi atmosfere yayıldığında
boğulma tehlikesi vardır. Soğutma maddesi
havadan daha ağırdır. Havada yaklaşık hacmen
%12 oranında bulunması halinde solunum için
gerekli oksijen kalmaz. Bunun sonucunda stres
ve oksijen yetersizliğinden kaynaklanan bilinç
kaybı ve ağır dolaşım bozuklukları görülebilir. Bu
ölümcül bir tehlikedir!
•
Soğutma maddeleri ile ilgili işlerde sigara içmek
yasaktır. sigara koru soğutma maddesini
parçalayabilir. Bu sırada zehirli maddeler açığa
çıkar.
•
Soğutma sistemleri üzerinde kaynak ve lehim
yapılmadan önce soğutma maddesi emilmelidir
ve artıklar azot ile dışarı atılmalıdır.
Isı etkisi altında soğutma maddesinin parçalanma
ürünleri açığa çıkar; bunlar yalnız sağlığa zararlı
olmayıp, korozyona da neden olabilirler.
Lehimleme sırasında kötü bir koku duyulursa, bu
zehirli parçalanma ürünleri oluşmuş demektir.
Bunlar solunursa, solunum yolları, akciğer ve
diğer organlarda zarara neden olabilirler.
•
9.2
Basınçlı kapların kullanımı
•
Kapları devrilmeye veya yuvarlanmaya karşı
emniyete alın
•
Kapları atmayın. Kaplar düşme sırasında
yırtılabilecek kadar deforme olabilirler. Soğutma
maddesinin ani buharlaşması ve açığa çıkması
esnasında ciddi kuvvetler açığa çıkmaktadır.
Aynısı tüp vanalarının kırılması için de geçerlidir.
Bundan dolayı tüpler yalnız koruyucu kapak
takılmış haldeyken taşınabilir.
•
Soğutma maddesi tüpleri ısı kaynaklarının
yakınında bulunmamalıdır. Yüksek sıcaklık aynı
zamanda yüksek basınç demektir; bu durumda
kap için izin verilen basınç aşılabilir. Bundan
dolayı basınçlı kaplar yönetmeliği kapların 50
°C’den fazla ısıtılmaması gerektiğini belirtir.
•
Soğutma maddesi tüpleri asla açık alevle
ısıtılmamalıdır. Yüksek sıcaklıktan dolayı
malzeme hasar görebilir ve soğutma maddesi
parçalanması gerçekleşebilir.
•
Đçlerine nem girmesini önlemek için boş kapları
kapatın.
•
Soğutma maddesi tüplerini asla
doldurmayın,
aksi halde sıcaklık
olduğunda çok büyük basınçlar oluşabilir.
9.3
aşırı
artışı
Basınçlı gazlar teknik kuralları (TRG)
Burada yalnız otomotiv üreticileri ve atölyeler ile ilgili
direktifler alıntı şeklinde sıralanmıştır.
TRG 400 (dolum sistemleri için genel kurallar)
2.
Kavramlar ve açıklamalar
2.1
Dolum tesisleri
2.1.1
Dolum tesisleri seyyar basınçlı gaz kaplarının
doldurulmasına yarayan tesislerdir. Đşletme
mahalli ve ona bağlı donanımlar dolum
tesisine dahildir.
2.4
Ruhsata tabi dolum tesisleri
Ruhsata tabi dolum sistemleri, başkalarına
verilmek üzere seyyar basınçlı gaz kaplarına
basınçlı gaz doldurulan dolum tesisleridir.
2.4
Ruhsata tabi olmayan dolum tesisleri
Ruhsata tabi olmayan dolum tesisleri, yalnız kendi
işletmesinde kullanılmak üzere seyyar
basınçlı
gaz
kaplarına
basınçlı
gaz
doldurulan dolum tesisleridir.
Yanmayan soğutma maddelerinde de sürüklenen
yağ kalıntılarından ve yalıtım maddesinden dolayı
ve de aşırı kaçak sonucunda oluşan yağ buharı
nedeniyle yangın tehlikesi bulunmaktadır.
9-1
9 Güvenlik Talimatları
TRG 402 (dolum tesislerinin işletilmesi)
2
Çalışanlar ve çalışanların eğitilmesi
2.1
Dolum tesislerini kullanacak ve bunların
bakımını yapacak kişilerde aşağıdaki şartlar
aranır:
1. 18 yaşını doldurmuş olması,
2. Gerekli uzmanlık bilgisine sahip olması,
3. Görevlerini güvenilir şekilde yapacaklarına
dair güven vermeleri.
2.2
Gözetim altındaki çalışmalar madde 2.1 sayı 1
ve 2'de anılan şartlara sahip olmayan kişilerce
de yapılabilir.
2.3
Çalışanlar işe başlamadan önce ve belli
aralıklarla tekrarlanarak, ancak en az yılda bir
kez
aşağıdaki
konularda
eğitime
tabi
tutulmalıdır:
1. Basınçlı gazlarla ilgili işlere özgü tehlikeler,
2. Güvenlik talimatları, özellikle de eldeki bu
TRG,
3. Arıza, hasar ve kaza halinde alınacak
tedbirler,
4. Yangın
söndürme
sistemlerinin
ve
koruyucu donanımların kullanılması,
5. Kullanma talimatı esas alınarak, dolum
tesisinin kullanılması ve bakımı.
5
Doldurma (alıntı halinde)
5.1
Bir basınçlı gaz kabı yalnız üzerinde belirtilmiş
olan basınçlı gaz ile ve kap üzerinde basınç,
ağırlık veya hacim ile belirtilen miktarda
doldurulabilir (bkz. Basınçlı Kaplar Yönetmeliği
Madde 15 Fıkra 2).
5.2
5.3
9-2
Birden fazla basınçlı gaz için tercihli
kullanımına izin verilen bir kapta doldurulacak
olan basınçlı gaz ve (kritik sıcaklığı -10 °C
üzerinde olan bir basınçlı gaz olduğu takdirde)
TRG 104 No. 3.3 uyarınca izin verilen azami
dolum ağırlığı dolum için bağlantı kurulmadan
önce kap üzerinde belirtilmiş olmalıdır.
Dolumu için izin verilen azami pozitif basınç 15
°C’de bar cinsinden belirtilmiş olan basınçlı gaz
kapları
basınca
(manometrik)
göre
doldurulmalıdır. Eğer dolum sırasında 15
°C’den farklı bir sıcaklık mevcutsa, farklı olan
sıcaklığa karşılık gelen basınç dolum tesisince
belirlenmelidir; basınçlı kap içinde 15 °C’de izin
verilen azmi pozitif basıncın aşılmaması temin
edilmelidir. Doldurulan kaplar olası bir aşırı
doluma karşı rasgele numune şeklinde basınç
ölçümü yoluyla kontrol edilmelidir.
5.4
Đzin verilen azami dolum miktarı net ağırlığa
(dolum ağırlığı, dolum için izin verilen ağırlık)
göre kg cinsinden belirtilmiş olan basınçlı gaz
kaplarında dolum miktarı tartılarak kontrol
edilmelidir. Kontrol tartımı yapılan teraziler
kalibre edilmiş olmalıdır.
5.7
Dolum ve kontrol ölçümleri aynı kişi tarafından
yapılmamalıdır. Kontrol ölçümleri doldurma
işleminin hemen ardından yapılmalıdır.
5.8
Aşırı dolu kaplar derhal izin verilen dolum
miktarına kadar bir tehlike yaratmayacak
şekilde boşaltılmalıdır. Ardından doldurulan
basınçlı gaz miktarı yeniden belirlenmelidir.
5.9
Madde 5.4 ila 5.7 ne yanıcı ne de zehirli olan
sıvı haldeki aşırı soğuk basınçlı gazlar için
geçerli değildir; ancak trafikle ilgili hükümler
bundan etkilenmez.
9.4
Atık kanunu, tespit yönetmeliği,
artık madde denetleme yönetmeliği
Bu yönergeler denetime tabi artık maddelerin
değerlendirilmesinde kanıtlayıcı belge tutulmasına
ilişkin
yönetmeliğin
yasal
temellerini
teşkil
etmektedirler.
Atık Kanunu Madde 2 Fıkra 3
Belli ölçülerde kamu üzerinde bir etki yaratmasından
endişe edilebilecek artık maddelerin belirlenmesine
ilişkin bir kararname çıkartılması için federal
hükümete yetki verilmiştir.
Artık Madde Tespit Yönetmeliği Madde 1
Bu yönetmelik kapsamındaki artık maddeler Atık
Kanunu Madde 2 Fıkra 3 kapsamına giren atık
maddelerdir. Koşul: Bu maddelerden birinin veya
birden fazlasının yıllık miktarının > 500 kg/a olması.
Atık Kanunu Madde 11 Fıkra 2
Kanıtlayıcı belge tutulmasına ilişkin karar almak
üzere atık denetim idarelerine yetki verilmesi.
Ayrıntılar federal bakanlığın kararnamesi (idari
yönetmeliği) ile düzenlenecektir.
Artık Madde Denetleme Yönetmeliği
Atık Kanunu Madde 11 Fıkra 2 uyarınca artık
maddeler için kanıtlayıcı belge tutulması yükümlülüğü
hakkında karar.
Değerlendirme belgesi, taşıma belgesi ve atık kayıt
defteri tutma yükümlülüğü.
Koşul: Bu artık maddelerden birinin veya birden
fazlasının yıllık miktarının > 500 kg/a olması.
9 Güvenlik Talimatları
Soğutma maddesinin ve
yağının tasfiye edilmesi
soğutma
makinesi
Tasfiye edilmeleri öngörülen soğutma maddeleri,
izin verilen dolum kütlesi dikkate alınarak işaretli geri
dönüşüm kaplarına doldurulmalıdır.
Halojenleşmiş hidrokarbürlü sistemlerden çıkan
kullanılmış soğutma makinesi yağları özel atık
olarak tasfiye edilmelidir. Diğer yağlarla veya başka
maddelerle karıştırılmaları yasaktır. Nizami depolama
ve tasfiye eyaletlerin yönetmeliklerine uygun olarak
yapılır.
9.5
Diğer standartlar ve yönergeler
EN 378 Kısım 1 - 4
Şimdiye kadar 4 kısımdan oluşan bu standart (Eylül
2000’den beri yürürlükte) güvenlik tekniği ve çevre ile
ilgili şartları içermektedir ve DIN 8975 standardının
yerine geçmiştir. Diğer 5 ile 10’a kadar olan standart
kısımları taslak halinde (Ocak 1994) mevcuttur.
VBG 20
Bu, Gıda Maddeleri ve Konaklama Đşletmeleri:
“Soğutma Sistemleri, Isı Pompaları ve Soğutma
Donanımları” hakkındaki meslek birliği (VBG)
yönetmeliği DIN 8975 standardı gibi soğutma
sistemlerinin oluşturulması, donatılması ve kurulması
hakkında ilkeler içermektedir. Gelecekte yerine EN
378 geçecektir.
9-3
9 Güvenlik Talimatları
Notlar için boş sayfa
9-4
10 Ek
10 Ek
10.1 Kullanılan semboller ve parametreler
Tablo 10-1.
No.
Kullanılan semboller
Sembol
Anlamı
SI birimi
Not
1
A
Alan, yüzey
m²
2
c
Özgül ısı kapasitesi
3
F
Kuvvet
4
h
Özgül entalpi
J/kg
5
∆h
Özgül entalpi farkı
J/kg
6
k
Isı geçiş katsayısı
W/(m²·K)
7
l
Uzunluk
m
8
m
Kütle
kg
9
m
Kütle akımı
10
P
Kapasite
W
11
PV
Kompresör motor verimi
W
12
p
Basınç
Pa
13
pabs
Mutlak basınç
Pa
14
pamb
Ortam basıncı
Pa
15
pc
Yoğunlaşma basıncı (mutlak)
Pa
16
pE1
Genleşme ventili girişindeki basınç (mutlak)
Pa
17
pE2
Genleşme ventili çıkışındaki basınç (mutlak)
Pa
18
pe
Mutlak basınç
arasındaki fark
basıncı
Pa
pe = pabs - pamb
19
pec
Yoğunlaşma basıncı ve ortamdaki atmosfer basıncı
arasındaki fark
Pa
pec = pc - pamb
20
peo
Buharlaşma basıncı ve ortamdaki atmosfer basıncı
arasındaki fark
Pa
peo = po - pamb
21
po
Buharlaşma basıncı (mutlak)
Pa
J/(kg·K)
N
kg/s
ve
ortamdaki
atmosfer
-5
1 Pa = 10 bar
10-1
10 Ek
Tablo 10-1.
No.
Kullanılan semboller
Sembol
Anlamı
SI birimi
22
po1
Evaporatör girişindeki basınç (mutlak)
Pa
23
po2
Evaporatör çıkışındaki basınç (mutlak)
Pa
24
pV1
Kompresör girişindeki basınç (mutlak)
Pa
25
pV2
Kompresör çıkışındaki basınç (mutlak)
Pa
26
pzul
Đzin verilen işletim basıncı
Pa
27
q
Erime ısısı
28
Q
Isı
J
29
Q
Isı akımı, ısıl kapasite
W
30
Qc
Kondansatör kapasitesi, ısıl kapasite
W
31
Qo
Soğutma kapasitesi, evaporatör kapasitesi
W
32
r
Buharlaşma ısısı
33
T
Termodinamik sıcaklık
K
34
t
Sıcaklık
°C
35
tamb
Ortam sıcaklığı
°C
36
tc
Yoğunlaşma sıcaklığı
°C
37
tc1h
Kondansatör girişindeki kızgın soğutma maddesinin
sıcaklığı
°C
38
tc2u
Kondansatör çıkışındaki aşırı soğutulmuş soğutma
maddesi sıvısının sıcaklığı
°C
39
tcL1
Kondansatör girişindeki hava sıcaklığı
°C
40
tcL2
Kondansatör çıkışındaki hava sıcaklığı
°C
41
tE1u
Genleşme ventili girişindeki aşırı soğutulmuş soğutma
maddesi sıvısının sıcaklığı
°C
42
to
Buharlaşma sıcaklığı
°C
43
to2h
Evaporatör çıkışındaki kızgın soğutma maddesinin
sıcaklığı
°C
10-2
Not
J/kg
W = J/s
J/kg
t = T - 273,15 K
pc’deki doyma
sıcaklığı
po’deki doyma
sıcaklığı
10 Ek
Tablo 10-1.
No.
Kullanılan semboller
Sembol
Anlamı
SI birimi
Not
44
toL1
Evaporatör girişindeki hava sıcaklığı
°C
45
toL2
Evaporatör çıkışındaki hava sıcaklığı
°C
46
tV1h
Kompresör girişindeki kızgın soğutma maddesinin
sıcaklığı
°C
47
tV2h
Kompresör çıkışındaki kızgın soğutma maddesinin
sıcaklığı
°C
48
∆t
Sıcaklık farkı
K
∆t = ∆T
49
∆t1
Sürüklenen giriş sıcaklığı eğimi
K
= tc2 - tcL1
50
∆tc2u
Kondansatör çıkışında aşırı soğutma
K
= tc2 - tc2u
51
∆tE1u
Genleşme ventili girişindeki aşırı soğutma
K
= tE1 - tE1u
52
∆to2h
Evaporatör çıkışındaki kızdırma
K
= to2h - to2
53
∆tV1h
Kompresör girişindeki kızgınlık
K
= tV1h - tV1
54
V
Hacim
m³
55
Vg
Kompresörün geometrik strok hacmi
m³
56
V
Hacim akımı
m³/s
57
Vg
Kompresörün geometrik strok hacmi akımı
m³/s
58
VV1
Kompresörün emiş hacim akımı
m³/s
59
v
Özgül hacim
m3/kg
60
x
Buhar oranı
%
61
∆
Fark (delta)
-
62
ε
Kapasite sayısı (epsilon)
-
63
λ
Kompresörün hacimsel verimi (lamda)
m³/m³
64
π
Kompresörün basınç oranı (pi)
-
65
ρ
Yoğunluk (ro)
kg/m³
v = 1/ρ
COP da denir
ρ= 1/v
10-3
10 Ek
Tablo 10-2.
Kullanılan işaretler
No.
Harf
1
B
Kap
2
E
Genleşme elemanı
3
K
Soğutma medyumu
4
L
Hava
5
M
Motor, tahrik makinesi
6
P
Pompa
7
R
Soğutma maddesi
8
V
Kompresör
9
c
Kondansatör
10
h
Kızgın buhar
11
o
Evaporatör
12
u
Aşırı soğutulmuş sıvı
13
1
Giriş
14
2
Çıkış
15
´
Kaynayan sıvı için
Kaynama eğrisindeki
hal
16
´´
Doymuş buhar için
Erime eğrisindeki hal
10-4
Anlamı
Not
ör. kolektör
ör. genleşme ventili
Đngilizce refrigerant
okunuşu: sıfır
10 Ek
10.2 Ölçüm yerleri tanımları
Şekil 10-1 Basınç ve sıcaklık ölçme yerleri
Ölçüm yerleri tanımları takip eden sayfadaki gibi kodlanmıştır.
10-5
10 Ek
Ölçme yerleri kodları
Y abc
Ölçüm büyüklüğü
Ölçüm büyüklüğü Y:
1. harf
3. harf
Ölçüm büyüklüğüne ya da durum büyüklüğüne işaret eder
Ölçüm büyüklükleri:
Durum büyüklüğü:
1. harf Ya _ _:
2. harf
p = basınç
t = sıcaklık
h = özgül entalpi
Ölçüm büyüklüğünüm hangi elemandan alındığını gösterir.
Örnekler:
V = kompresör E = genleşme elemanı
o = evaporatör c = kondansatör
Not: Eğer bir pozitif basınç ölçüm yeri (manometre göstergesi) tanımlanıyorsa, ilk
harf e’dir. Elemanın tanımı 2. harfe kayar. Mutlak basınç belirtilmez. 1. harfinde e
olmayan basınç ölçüm yerlerinde basıncın mutlak olduğu varsayılır.
2. harf Y_ b _:
Ölçüm büyüklüğünün tanımlanan elemanın girişinden mi yoksa çıkışından mı
alındığını belirtir.
Örnekler:
1 = giriş 2 = çıkış
Not: Pozitif basınç ölçümlerinde bu hanede yapı elemanı tanımlanır. Giriş veya çıkış
işareti 3. haneye kayar.
3. harf Y_ _ C:
Harf 1 ve 2’deki istisnalar haricinde bu harf yalnız termometrik sıcaklık ölçme
yerlerinde belirtilir. Manometrik sıcaklıklar (doyma basıncı üzerinden çıkarımlanan
sıcaklık) için bu hane kullanılmaz. Bu hane ile aynı zamanda soğutma maddesinin
hali belirtilir.
Örnekler:
10-6
h = kızgın
u = aşırı soğutulmuş ya da sıvı
10 Ek
10.3 Semboller (EN 1861, Nisan 1998)
Kompresörler
Motorlar
Örnek
Kompresör
Kompresör pompası
genel
Elektromotor
genel
Gitgel pistonlu
kompresör
Elektromotor
açık
Açık tip
vidalı kompresör
Turbo
kompresör
Elektromotor
emiş buharı
soğutmalı
Emiş buharı soğutmalı
hermetik/yarı hermetik
gitgel pistonlu kompresör
Vidalı
kompresör
Elektromotor,
hermetik/yarı hermetik
Hermetik/yarı hermetik
spiral kompresör
Spiral kompresör
Döner pistonlu
kompresör
10-7
10 Ek
Isı eşanjörü
Genleşme ventilleri
Çift borulu
ısı eşanjörü
Boru demetli
ısı eşanjörü
Hava soğutmalı
nervürlü borulu ısı
eşanjörü
Akış hatları
kesişmeyen ısı
eşanjörü
Spiral ısı eşanjörü
Akış hatları kesişen ısı
eşanjörü
Serpantinli ısı eşanjörü
Plakalı ısı eşanjörü
Đç basınç dengelemeli termostatik
genleşme ventilleri
Dış basınç dengelemeli termostatik
genleşme ventilleri
Basınç kumandalı genleşme ventili
Soğutma kulesi, genel
Elektronik genleşme ventili
10-8
10 Ek
Vanalar
Hareket tahrikleri
Vana, genel
Tahrik, genel, yardımcı
enerjili veya otomatik
Vana, dirsekli, genel
Tahrik, elle kumandalı
Üç yollu vana, genel
Elektromıknatıslı tahrik
Sürgü
Piston tahrikli
Küresel vana
Diyaframlı tahrik
Emniyet ventili,
dirsekli, yay baskılı
Elektromotor tahrikli
Örnek genleşme elemanı
Evaporatör
Đç basınç dengelemeli termostatik
genleşme ventili
Evaporatör
Dış basınç dengelemeli termostatik
genleşme ventili
10-9
10 Ek
Diğer bileşenler
Fanlar/pompalar
Filtre kurutucu
Geri akış önleyici, genel
Vantilatör, genel
Bombeli kap
Çekvalf
Aksiyel vantilatör
Ayırıcı, genel
Gözetleme penceresi
Radyal vantilatör
Darbeli ayırıcı
Nem göstergeli
gözetleme penceresi
Pompa, genel
Susturucu
Dairesel pompa
Isıtma veya soğutma
donanımı, genel
Dişli pompa
Şamandıra çıkışlı yağ
ayırıcı
10-10
10 Ek
10.4 R 134a’nın buhar tablosu
Tablo 10-3
Sıcaklık
t
°C
-60
-55
-50
-45
-40
-35
-30
-25
-24
-23
-22
-21
-20
-19
-18
-17
-16
-15
-14
-13
-12
-11
-10
-9
-8
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
R 134a’nın madde özellikleri [hesaplama programı Solkane Refrigerants Version 2.0]
Basınç
Yoğunluk
Özgül hacim
Özgül entalpi
Buharlaşma ısısı
Sıvı
Buhar
Sıvı
Buhar
Sıvı
Buhar
p
r
v´
v´´
h´
h´´
ρ´
ρ´´
bar
kJ/kg
dm³/kg
dm³/kg
kJ/kg
kJ/kg
kg/dm³
kg/m³
0,16
1,469
0,92
0,681
1082,60
123,17
359,85
236,68
0,22
1,456
1,24
0,687
803,83
129,49
362,99
233,50
0,29
1,443
1,65
0,693
606,45
135,75
366,14
230,39
0,39
1,429
2,15
0,700
464,29
141,98
369,28
227,30
0,51
1,415
2,78
0,707
360,30
148,21
372,41
224,19
0,66
1,401
3,53
0,714
283,08
154,47
375,52
221,05
0,84
1,387
4,45
0,721
224,97
160,78
378,61
217,84
1,06
1,373
5,53
0,728
180,67
167,14
381,68
214,55
1,11
1,370
5,78
0,730
173,12
168,42
382,29
213,88
1,16
1,367
6,03
0,732
165,95
169,70
382,90
213,20
1,22
1,364
6,28
0,733
159,14
170,98
383,51
212,53
1,27
1,361
6,55
0,735
152,66
172,27
384,12
211,85
1,33
1,358
6,83
0,736
146,50
173,56
384,72
211,16
1,39
1,355
7,11
0,738
140,64
174,86
385,33
210,47
1,45
1,352
7,40
0,740
135,06
176,15
385,93
209,78
1,51
1,349
7,71
0,741
129,75
177,45
386,53
209,08
1,57
1,346
8,02
0,743
124,68
178,75
387,13
208,38
1,64
1,343
8,34
0,745
119,86
180,06
387,73
207,67
1,71
1,340
8,68
0,746
115,26
181,37
388,33
206,96
1,78
1,337
9,02
0,748
110,87
182,68
388,93
206,25
1,85
1,334
9,37
0,750
106,68
183,99
389,52
205,53
1,93
1,331
9,74
0,752
102,68
185,31
390,11
204,80
2,01
1,328
10,12
0,753
98,86
186,63
390,71
204,07
2,09
1,324
10,50
0,755
95,21
187,96
391,30
203,34
2,17
1,321
10,90
0,757
91,73
189,28
391,88
202,60
2,26
1,318
11,31
0,759
88,39
190,61
392,47
201,86
2,34
1,315
11,74
0,760
85,21
191,94
393,06
201,11
2,43
1,312
12,17
0,762
82,16
193,28
393,64
200,36
2,53
1,309
12,62
0,764
79,24
194,62
394,22
199,60
2,62
1,305
13,08
0,766
76,44
195,96
394,80
198,84
2,72
1,302
13,56
0,768
73,77
197,30
395,38
198,08
2,82
1,299
14,04
0,770
71,20
198,65
395,96
197,31
2,93
1,296
14,55
0,772
68,75
200,00
396,53
196,53
3,04
1,292
15,06
0,774
66,39
201,35
397,10
195,75
3,15
1,289
15,59
0,776
64,13
202,71
397,68
194,97
3,26
1,286
16,14
0,778
61,96
204,07
398,24
194,18
3,38
1,282
16,70
0,780
59,88
205,43
398,81
193,38
3,50
1,279
17,27
0,782
57,89
206,79
399,38
192,58
3,62
1,276
17,87
0,784
55,97
208,16
399,94
191,78
3,75
1,272
18,47
0,786
54,13
209,53
400,50
190,97
3,88
1,269
19,10
0,788
52,36
210,90
401,06
190,16
4,01
1,265
19,74
0,790
50,66
212,28
401,62
189,34
4,15
1,262
20,40
0,792
49,03
213,66
402,17
188,51
4,29
1,259
21,07
0,795
47,45
215,04
402,72
187,68
4,43
1,255
21,77
0,797
45,94
216,42
403,27
186,85
4,58
1,252
22,48
0,799
44,49
217,81
403,82
186,01
4,73
1,248
23,21
0,801
43,08
219,20
404,36
185,17
4,89
1,245
23,96
0,804
41,74
220,59
404,91
184,32
5,04
1,241
24,73
0,806
40,44
221,99
405,45
183,46
5,21
1,237
25,52
0,808
39,19
223,38
405,98
182,60
5,37
1,234
26,33
0,811
37,98
224,78
406,52
181,73
10-11
10 Ek
Tablo 10-3
Sıcaklık
t
°C
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
10-12
R 134a’nın madde özellikleri [hesaplama programı Solkane Refrigerants Version 2.0]
Basınç
Yoğunluk
Özgül hacim
Özgül entalpi
Buharlaşma ısısı
Sıvı
Buhar
Sıvı
Buhar
Sıvı
Buhar
p
r
v´
v´´
h´
h´´
ρ´
ρ´´
bar
kJ/kg
dm³/kg
dm³/kg
kJ/kg
kJ/kg
kg/dm³
kg/m³
5,54
1,230
27,16
0,813
36,82
226,19
407,05
180,86
5,72
1,226
28,01
0,815
35,70
227,60
407,58
179,98
5,90
1,223
28,89
0,818
34,62
229,01
408,11
179,10
6,08
1,219
29,78
0,820
33,58
230,42
408,63
178,21
6,27
1,215
30,70
0,823
32,57
231,83
409,15
177,32
6,46
1,212
31,65
0,825
31,60
233,25
409,67
176,41
6,66
1,208
32,61
0,828
30,66
234,68
410,18
175,51
6,86
1,204
33,60
0,831
29,76
236,10
410,69
174,59
7,06
1,200
34,62
0,833
28,88
237,53
411,20
173,67
7,27
1,196
35,66
0,836
28,04
238,96
411,71
172,75
7,48
1,192
36,73
0,839
27,22
240,40
412,21
171,81
7,70
1,189
37,83
0,841
26,44
241,83
412,71
170,87
7,93
1,185
38,95
0,844
25,67
243,28
413,20
169,92
8,16
1,181
40,10
0,847
24,94
244,72
413,69
168,97
8,39
1,177
41,28
0,850
24,22
246,17
414,18
168,00
8,63
1,173
42,49
0,853
23,53
247,63
414,66
167,03
8,87
1,169
43,74
0,856
22,86
249,08
415,14
166,05
9,12
1,164
45,01
0,859
22,22
250,55
415,61
165,07
9,37
1,160
46,31
0,862
21,59
252,01
416,08
164,07
9,63
1,156
47,65
0,865
20,99
253,48
416,55
163,07
9,90
1,152
49,02
0,868
20,40
254,96
417,01
162,05
10,17
1,148
50,43
0,871
19,83
256,44
417,47
161,03
10,44
1,143
51,87
0,875
19,28
257,92
417,92
160,00
10,72
1,139
53,35
0,878
18,74
259,41
418,37
158,96
11,01
1,135
54,87
0,881
18,23
260,90
418,81
157,90
11,30
1,130
56,42
0,885
17,72
262,40
419,24
156,84
11,60
1,126
58,02
0,888
17,24
263,91
419,68
155,77
11,90
1,121
59,65
0,892
16,76
265,42
420,10
154,68
12,21
1,117
61,33
0,895
16,30
266,94
420,52
153,58
12,53
1,112
63,06
0,899
15,86
268,46
420,93
152,47
12,85
1,108
64,82
0,903
15,43
269,99
421,34
151,35
13,18
1,103
66,64
0,907
15,01
271,53
421,74
150,21
13,51
1,098
68,50
0,910
14,60
273,07
422,14
149,06
13,85
1,094
70,41
0,914
14,20
274,62
422,52
147,90
14,20
1,089
72,38
0,919
13,82
276,18
422,90
146,72
14,55
1,084
74,39
0,923
13,44
277,75
423,28
145,53
14,91
1,079
76,47
0,927
13,08
279,32
423,64
144,32
15,28
1,074
78,59
0,931
12,72
280,91
424,00
143,09
15,66
1,069
80,78
0,936
12,38
282,50
424,35
141,85
16,04
1,064
83,03
0,940
12,04
284,10
424,69
140,58
16,42
1,059
85,34
0,945
11,72
285,71
425,02
139,30
16,82
1,053
87,72
0,949
11,40
287,34
425,34
138,00
17,22
1,048
90,16
0,954
11,09
288,97
425,65
136,68
17,63
1,043
92,68
0,959
10,79
290,61
425,95
135,34
18,04
1,037
95,27
0,964
10,50
292,26
426,24
133,97
18,47
1,032
97,94
0,969
10,21
293,93
426,51
132,58
18,90
1,026
100,69
0,975
9,93
295,61
426,78
131,17
19,34
1,020
103,53
0,980
9,66
297,30
427,03
129,74
19,78
1,014
106,45
0,986
9,39
299,00
427,27
128,27
20,24
1,009
109,46
0,992
9,14
300,72
427,50
126,78
20,70
1,003
112,58
0,997
8,88
302,45
427,71
125,26
21,17
0,996
115,79
1,004
8,64
304,19
427,90
123,71
21,65
0,990
119,11
1,010
8,40
305,95
428,08
122,13
10 Ek
Tablo 10-3
Sıcaklık
t
°C
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101,06
R 134a’nın madde özellikleri [hesaplama programı Solkane Refrigerants Version 2.0]
Basınç
Yoğunluk
Özgül hacim
Özgül entalpi
Buharlaşma ısısı
Sıvı
Buhar
Sıvı
Buhar
Sıvı
Buhar
p
r
v´
v´´
h´
h´´
ρ´
ρ´´
bar
kJ/kg
dm³/kg
dm³/kg
kJ/kg
kJ/kg
kg/dm³
kg/m³
22,14
0,984
122,55
1,016
8,16
307,73
428,25
120,52
22,63
0,977
126,11
1,023
7,93
309,52
428,39
118,87
23,13
0,971
129,79
1,030
7,70
311,33
428,51
117,19
23,65
0,964
133,60
1,037
7,48
313,15
428,62
115,46
24,17
0,957
137,56
1,045
7,27
315,00
428,70
113,70
24,70
0,950
141,67
1,052
7,06
316,86
428,76
111,90
25,23
0,943
145,95
1,060
6,85
318,74
428,79
110,05
25,78
0,936
150,40
1,069
6,65
320,64
428,80
108,15
26,34
0,928
155,03
1,078
6,45
322,57
428,77
106,21
26,90
0,920
159,87
1,087
6,26
324,51
428,72
104,21
27,48
0,912
164,92
1,096
6,06
326,48
428,63
102,15
28,06
0,904
170,22
1,106
5,87
328,47
428,50
100,04
28,66
0,895
175,77
1,117
5,69
330,48
428,34
97,86
29,26
0,887
181,60
1,128
5,51
332,52
428,12
95,61
29,88
0,878
187,75
1,140
5,33
334,58
427,86
93,29
30,51
0,868
194,25
1,152
5,15
336,67
427,55
90,88
31,14
0,858
201,14
1,165
4,97
338,78
427,17
88,39
31,79
0,848
208,48
1,179
4,80
340,92
426,72
85,80
32,45
0,837
216,31
1,195
4,62
343,09
426,20
83,10
33,12
0,826
224,73
1,211
4,45
345,29
425,58
80,29
33,80
0,813
233,84
1,229
4,28
347,53
424,86
77,33
34,49
0,801
243,77
1,249
4,10
349,79
424,00
74,21
35,19
0,787
254,71
1,271
3,93
352,08
422,99
70,91
35,91
0,771
266,92
1,296
3,75
354,41
421,78
67,37
36,64
0,755
280,84
1,325
3,56
356,77
420,30
63,53
37,39
0,736
297,17
1,359
3,37
359,17
418,44
59,27
38,14
0,714
317,43
1,400
3,15
361,60
415,97
54,37
38,92
0,687
346,24
1,455
2,89
364,07
412,16
48,09
39,71
0,650
636,32
1,537
1,57
366,58
375,04
8,46
40,56
0,515
515,30
1,941
1,94
390,05
390,05
0,00
10-13