Hava Soğutmalı Kondenser Seçimi

İletişim

İhtiyaç duyulan minimum kapasiteler sağlanmalıdır.
Yükseklik faktörü göz önüne alınmalı, kapasiteler rakıma göre düzeltilmelidir.
Kontrol şekli; mikroişlemci, ev operatör çıkış suyu sıcaklığını ölçüp ihtiyaca göre kapasite kontrolü yaparken, cihazın en verimli noktada çalışabilmesi için aynı anda gerekli datayları alıp, kondenser fanı-genleşme valfi-kompresör üçlemesinin en uygun kombinasyonunu bulup çalıştırdığı cihazlar tercih edilmelidir.
Zaman zaman dış hava sıcaklığı çok yüksek değerlere ulaştığında bile (Ta=47-51 °C), grup kapasitesindeki düşmelere rağmen çalışabilir olmalıdır.
Cihazları mümkün olduğunca yüksek basınçtan korumak için kondenser hava debileri yüksek olmalı, düşük veya orta basınçlı soğutucu akışkanlar tercih edilmelidir.
COP değerleri tam ve kısmi yüklerde en yüksek cihazlar seçilmelidir.
Evaparatörü su tarafı basınç kaybı değerleri mümkünse 60 kPa’ı geçmemelidir, daha düşük ev operatör basınç kaybı olan gruplar tercih edilmelidir.
Cihazların boyutları kontrol edilmeli, mümkün olduğunca izdüşüm alanı düşük olan gruplar tercih edilmelidir.
Gürültü seviyesinin önemli olduğu yerlerde pratik olarak, serbest alan (free field) şartlarda 5m mesafede ses basıncı değerinin 75 dBA’ı geçmediği gruplar seçilmeli, daha düşük gürültü seviyesine sahip gruplar tercih edilmelidir.
Deniz kenarına monte edilecek ve tuzlu ve korozif bir atmosfere maruz kalacak olan grupların sac aksamı “Tuz Testi Sertifikalı” (örneğin 500 saat tuz sprey testi), kondenser.

Termo Elektrik Soğutma Sistemi
Peltier etkisi diye anılan iki farklı metal elemanın meydana getirdiği bir devreye elektrik akımı verildiğinde aksi uçlarda, akımın yönüne göre, ısınma veya soğuma meydana gelmesi olayına dayanan bu çevrimden, soğutma maksadıyla yararlanılabilmektedir.

Hareket eden  parçası olmaması yönünden diğer soğutma çevrimlerinden farklıdır. Ancak performans katsayısının (alınan soğutma ısısının harcanan enerjiye oranı) mevcut metal çiftleri ile çok düşük seviyelerde kalması bu sistemin ticari soğutma maksatlı uygulamalarda kullanılmasını ekonomik yönden mümkün kılmamaktadır. Bugün kullanılan metal çiftler; Negatif kutup için: Bizmut Telleryum ve Selenyum’un alaşımları; Pozitif kutup için: Bizmut Telleryum, Antimuan alaşımları olup bunlara dahi normal soğutma uygulamalarındaki çalışma sıcaklıklarında, kompresörlü bir sisteme oranla beşte bir seviyesinde bir performans katsayısı elde edilebilmektedir. Th-Tç değeri, yani sıcak ve soğuk uçların sıcaklık farkı ne kadar az olursa performans katsayısı o kadar yükselmektedir. Bu nedenle, sıcak uçta meydana gelen suyu süratle almak sıcaklığın yükselmesini önlemek çok önemlidir.

Hareket eden parçasının  olmayışı yanında, gürültülü titreşim, aşınma, eskime, soğuktan ve yağ sızıntısı gibi istenmeyen unsurlardan uzak olması, kapasite ve sıcaklığın kontrolünün akım şiddetini azaltıp çoğaltarak kolayca yapabilmesi, yer çekiminin çok az veya çok yüksek olduğu ortamlarda ve geometrik her pozisyonda etkilenmeden çalışabilmesi bu sistemin uzay araçlarında kullanılmasını istenir hale getirmiştir. Bu uygulamalarda, elektrik akımı güneş pilleriyle (solar batarya) sağlanmakta olup sıcak uçlardaki ısı, güneşin aksi tarafındaki uzay boşluğuna baktırılan radyasyon plakalarıyla alınır. Böylece oldukça yüksek performans katsayılarına da ulaşılabilmektedir.
Hem sıcak hem soğuk plakalarından yararlanılacak tarzda yapılması halinde (örneğin yiyecek ısıtıcı ve soğutucu bölümleri bulunan bir yemek servis arabası gibi) enerji tüketimi bakımından oldukça ekonomik olabilmektedir.
Bu sistemin diğer bir özelliği, ısı pompasında olduğu gibi, istendiğinde ısıtma veya soğutma işlemlerinin elde edilebilmesidir. Pozitif ve negatif kutupların yerlerini ters çevirmek suretiyle bu çok kolay sağlanır

Hava Soğutma Sistemi
Diğer soğutma çevrimlerinden farklı olarak hava soğutma çevriminde, soğutucu akışkan tüm sistemlerde daima gaz halinde kalır ve hiç sıvılaşmaz. İdeal hava soğutma çevriminin en basit şekli esas olarak Joule Brayton çevriminin tersi olan çevrimdir. Hava soğutma çevrimi “açık sistem” veya “kapalı sistem” prensibine göre çalışır.
Burada genleşme silindiri hem kısılma vanası görevini hem de kompresör içini sıkıştırma gücünün bir kısmını temin etmekte ve böylece güç gereksinimi azalmaktadır. Hava soğutma çeviriminin yukarıdaki şekliyle uygulanması, düşük verim elde edildiğinden artık kullanılmamaktadır. Bunun yerine, son yıllarda uçakların yolcu hacimlerini klimatize etmek üzere sistemler kullanılmaktadır.
Gerek donanımın hafif olması gerekse soğutucu madde görevi yapan havanın tüm çevrim de gaz halde bulunması bu sisteme özellik vermektedir.

Adsorbsiyonlu Soğutma Sistemi
Aktif karbon, silika-gel gibi maddelerin gözenekler, büyük miktarda gaz emerler. Bu gibi katı maddelerin bu özelliklerinden yararlanılarak adsorbisyonlu soğutma sistemleri geliştirilmiştir.

Sistem, bir kaynatıcı (aynı zamanda absorber) yoğuşturucu ve bir buharlaştırıcıdan oluşmaktadır. Bu sistemde kaynatıcı içerisindeki su yerine, amonyağın emilmesini sağlayacak silika-gel bulunmaktadır. Kaynatıcı içerisine elektrikli ısıtıcılar ve soğutma serpantinleri yerleştirilmiştir. Kaynatıcının ısıtılması ile silika-gel ısınır ve emmiş olduğu amonyak buharlaşarak, silika-gelin bünyesinden ayrılır. Belirli bir basınca ulaştığında çıkış valfini açarak yoğuşturucuya geçer. Burada çevreye ısı vererek sıvı hale gelen amonyak, buharlaştırıcı içine akar. Bir süre sonra buharlaştırıcı içindeki şamandıra yükselerek, elektrikli ısıtıcı devresini kapatır. Soğutma suyu vanasını açar ve ısıtıcı soğumaya başlar. Ortamdan ısı çekerek buharlaşan amonyak, elektrikli ısıtıcı kapandığında absorber görevini üstlenen kaynatıcıdaki silika-gel tarafından emilmeye başlanır. Soğuyan kaynatıcı içerisindeki basınç düşümü sayesinde, amonyağın buharlaşması kolaylaşmış olacaktır. Oluşan amonyak buharı, emme valfini açarak, tekrar absorbere döner. Bir süre sonra buharlaştırıcıda sıvı seviyesi düşer ve şamandıra, soğutma suyu vanasını kapatıp, ısıtıcıyı devreye sokar. Bu şekilde sirkülasyon devam eder.

Absorbisyonlu Soğutma Sistemi
Amonyak suda çok çabuk eriyen bir maddedir. Ayrıca su ve amonyak karışımı 140 dereceye ısıtıldığı zaman, amonyak sudan  tamamen ayrılır. Amonyağın bu özelliklerinden yararlanılarak, absorbisyonlu soğutma sistemleri yapılmıştır.
Absorbisyon prensibi, ilk defa Michael Faraday tarafından bir asırdan fazla zaman önce amonyağın yoğuşturma denemeleri sırasında keşfedilmiştir. Daha sonra 1862 senesinde Franz Carre tarafından yapımı gerçekleştirilen sistem, bugün artık buharın bol olduğu yerlerde kullanılmaktadır. Carre’nin geliştirdiği bu sistemde, mekanik enerji yerine, “ısıl enerji” kullanılmıştır. Absorbisyonlu soğutma sistemi ile buhar sıkıştırmalı mekanik soğutma sistemi arasındaki tek fark kompresördür. Absorbisyonlu sistemlerde, kompresör görevini kaynatıcı ve absorberden oluşan ısı eşanjörleri grubu gerçekleştirmektedir. Her iki sistemde de bir yoğuşturucu, bir kısılma vanası ve bir buharlaştırıcı bulunmakla beraber, absorbisyonlu sistemde bunlara ilave olarak absorber, pompa ve kaynatıcı bulunmaktadır.

Buharlaştırıcıdan gelen soğutucu akışkan buharı, içinde absorbent bulunan bir hücreye girerek absorbent tarafından emilir. Soğutucu madde ile zenginleşen karışım kaynatıcı bölümüne sevk edilerek burada ısıtılır ve soğutucu madde daha yüksek basınca buharlaştırılır. Absorbent zayıf eriyik durumunda tekrar absorbere dönerek soğutucu maddeyi emme görevini tekrarlar.

Buhar Sıkıştırmalı Mekanik Soğutma Sistemleri
Bu sistemde kompresörde yüksek basınca sıkıştırılan soğutucu akışkan kızgın buhar halinde yoğuşturucuya gönderilir. Burada, çevreye ısı vererek yoğuşan soğutucu akışkan, kısılma vanasında alçak basınca kısılarak ıslak-buhar halde buharlaştırıcıya girer. Buharlaştırıcıyı çevreleyen ortam sıcaklığının altında bir sıcaklığa sahip olan soğutucu akışkan, ortamın ısısını çekerek, ortamı soğutur ve buharlaştırıcı çıkışında doymuş buhar halde kompresör tarafından emilir. Böylece çevirim sürekli olarak devam eder.
Buhar sıkıştırmalı mekanik soğutma çeviriminin tersi olan çevirim “ısı pompası çevirimi” olarak adlandırılır. Isı pompası çeviriminde yoğuşturucudan atılan ısıdan yararlanılarak, bir ortamın ısınması sağlanır. Isı pompası çevirimi ile soğutma çevirimi arasındaki fark, kullanım amacıdır. Isı pompasında bir ortam ısıtılırken, soğutma çeviriminde ise soğutulmaktadır. Isının temin edildiği kaynağın ve ısının verildiği ortamın cinsine göre ısı pompalarına “Havadan havaya”, “Havadan suya”, “Sudan suya”, “Topraktan havaya” vs. gibi isimler verilmektedir.

Soğutma ve İklimlendirmede Uygulama Alanları
Tanıtım

Günümüzde çeşitli temel gıda maddeleri ile çeşitli yiyecek ve içecekler ülkeden ülkeye, hatta kıtadan kıtaya taşınmakta, pazarlanmakta ve tüketilmektedir. Soğutma sistemleriyle donatılmış gemiler, trenler, tır kamyonları en hassas gıda maddelerini zaman sınırlamasına bağlı kalmaksızın taşımaktadırlar. Bu taşımalar saatlerce, günlerce ve hatta haftalarca sürebilmektedir. Gıda maddelerinin hazırlanıp, uluslararası pazarlamada tüketiciye intikal edinceye kadar aradan uzun süreler geçmektedir.

Çağımızda soğutma tekniğinin yarattığı rahatlık konfor ve avantajlar birçok yere girmiş ve birçok şeye damgasını vurmuştur. Artık kişisel ve toplumsal yaşantımızın pek çok safhaları soğutma tekniğinin egemenliği altına girmiştir.

Uygulama Alanları

Süt ve süt mamulleri

Modern çiftliklerde üretilen sütler, soğutmalı kaplara alınarak 10 derece ile 15,5 derece arasında bir sıcaklıkta tutulur. Sütün doğallığını ve tadını uzun süre koruyabilmek için pastörize işlemlerinden sonra bir sıcaklık düşürücüde soğutularak 2,5 derece ile 3,5 derece arasında muhafaza edilir. Diğer süt ürünlerinden olan yoğurt, peynir vb. ürünler de uygun sıcaklık derecelerinde tutularak uzun süre doğal tazeliğini koruması artık günlük olağan işlerdendir.

Et ve Balıklar

İnsanoğlunun çağlar boyunca 1 numaralı temel gıda maddelerinden olan et ve balıkların üretilmesi ve avlanması haricinde, bozulmadan korunması da pahalı ve özveri isteyen bir iştir. Yıllar öncesinde kurutularak ve kavrularak korunmaya çalışılan et ürünleri artık haftalar hatta aylar sonra bile aynı doğal tazeliği ile soframıza kadar gelebiliyor.

Etin -18 derede uzun süre saklanması mümkün olduğu gibi derin soğutma için en az -20 ile 23,5 derece arasında tutulması gerekir. Bu sıcaklıklarda et bozulmadan aylarca muhafaza edilebilir.

İçecekler ve Şekerli Maddeler

Bunlar meyve ve sebze suları, bira ve şarap üretim alanlarında kullanılmaktadır. Birçok ülkede bol ve ucuz sebze, meyve suları özel kutular içerisinde tüketime sunulmaktadır. Birçok ülkede sebze, meyvelerin çürüyüp ziyan olması söz konusu değildir. Bu tür gıdaların suları yüksek konsantrasyonlu duruma getirilip muhafaza edilmektedir. Bira ve şarap gibi içeceklerin üretiminde kullanılan soğutma fermantasyonun kontrol altında bulundurulması yanında örneğin; iyi içimli ve kaliteli şarap üretimi için fermantasyonun 26,5 ile 29,5 derece arasında yapılması gerekir.

Bunların haricinde birçok şeker ve şekerlemenin temel katkı maddesi olan çikolata, krema vb. şekerli yiyeceklerin hazırlanması ve korunmasında soğutmanın rolü büyüktür.

Bilinen Başlıca Soğutma Sistemleri
Bilenen başlıca soğutma sistemleri aşağıdaki gibi sıralanabilir:
• Buhar sıkıştırmalı mekanik soğutma sistemi
• Absorbisyonlu soğutma sistemi
• Adsorbisyonlu soğutma sistemi
• Buhar-jet (ejektör) soğutma sistemi
• Hava soğutma sistemi
• Termoelektrik soğutma sistemi
• Vortex tüpü
• Paramagnetik soğutma
• Siterling soğutma sistemi

Isı Transfer Yöntemleri
Termodinamiğin 2. kanununa göre ısı yalnızca bir yönde, yüksek sıcaklıktan düşük sıcaklığa doğru transfer olur. Bu transfer aşağıdaki yöntemlerden birini ya da birkaçını kullanarak gerçekleşir. Resimde ısı transfer yöntemine ait örnekler verilmektedir.

Bu yöntemler ;
• İletimle (kondüksiyon) ısı transferi
• Taşınımla (konveksiyon) ısı transferi
• Işınımla (radyasyon) ısı transferi