Soğutma İlkeleri Ders Notları

BÖLÜM-1 SOĞUTMAYA GİRİŞ

1.1  SOĞUTMANIN TARİHÇESİ

İlk olarak Çinliler kışın donmuş göllerin buzlarını ve karları derin geniş kuyularda sıkıştırarak muhafaza edip yaz süresince bunların soğukluğundan yararlanmışlardır. Yunanlılar ve Romalılar ise toprağa gömülü büyük küpleri geceleri su ile doldururlar, gece soğuyan suları gündüz içerlerdi.

1755 yılında Glasgow Üniversitesi’nden Dr.William CULLEN, eline eter sürmüş ve meydana gelen buharlaşma sonucunda, elinin soğuduğunu görerek çalışmalara başlamıştır.

1755 yılında yine Dr.William CULLEN “vakum” prensibine dayanan buz yapma makinasını imal etmiş, fakat bu makine laboratuvar aleti olarak kalmış, geliştirilememiştir.

1834’ de Jacop PERKİNS Amerika’ da ilk soğutma makinasının patentini aldı.  Bu makina buz üretimi yapan kapalı kompresyonlu bir makine olup ticari alanda başarılı olmamıştır.

1858’de Fransız Ferdinand CARRE absorbsiyon sistemini bulmuştur.

1886’da  mühendis  Windhausen  karbondioksit  gazı  ile  çalışan  tesisat  yaparak

-800C sıcaklık elde etmiştir.

1910’ da Amerika’ da J.M. Larsen şirketi ilk küçük buzdolabını imal etmiştir.  Bu makine otomatik olmadığından pek tutulmamıştır.

1918’ de Amerika’ da kelvinatör şirketi ilk otomatik buzdolabını yaparak piyasaya sürmüştür.

1930’ da R-12 gazı bulunarak CFC soğutucuların temeli atılmıştır.

1935’de R-22 soğutucu akışkanı bulunarak HCFC kökenli akışkanlar geliştirildi.

1989 yılında R-134a ve R-123 soğutucu akışkanları bulunarak ozon tabakasına zarar vermeyen HFC kökenli alternatif akışkanlar geliştirilmiştir.

1990’lı yılların başında R-22 ve R-502 yerine kullanılmak üzere ikili ve üçlü alternatif soğutucu akışkan karışımları geliştirildi.

BÖLÜM-2  TEMEL MEKANİK SOĞUTMA

2.1  TERİMLER VE TANIMLAR

  • Gizli Isı: Sıcaklık farkı oluşturmayan sadece hal değişimi oluşturan ısı.

  • Hissedilir Isı: Maddede bir sıcaklık artışı meydana getiren ısı.

  • Özgül Isı: 1 kg kütledeki herhangi bir maddenin sıcaklığını 10 K artıran ısı.

  • Kızgınlık: Sabit basınçta kaynayan sıvı buharının aldığı ilave ısı.

  • Kilokalori: 1 kg suyun sıcaklığını 10 K arttıran ısı miktarı.

  • İngiliz Sıcaklık Birimi (B.T.U.): 1 pound suyun sıcaklığını 10 F arttıran ısı miktarı.

  • Kompresör: Soğutucu akışkanı alçak basınç tarafından emerek yüksek basınç tarafına basan soğutma mekanizması.

  • Pistonlu Kompresör: Piston ve silindir mekanizmalarını kullanarak sıkıştırma işlemini sağlayan kompresör.

  • Dönel (Rotary) Kompresör: Paletler ve eksantrik mekanizmaları kullanılarak veya diğer dönen düzenlerle sıkıştırma hareketinin sağlandığı kompresör.

  • Hermetik Kompresör: Kompresör ile onu tahrik eden motorun içinde birlikte bulundukları kaynaklı, sızdırmaz domlu kapalı kompresör.

  • Yarı Hermetik Kompresör: Kompresör ve motorun ayrı kısımlarda bulundukları civatalı, kapalı kompresör.

  • Açık Kompresör: Bir dış motor ile tahrik edilen ve krank mili dışarıya uzatılmış olan kompresör.

  • Evaporatör: Soğutucu akışkanın içinde buharlaşarak ısı absorbe ettiği soğutma elemanı.

  • Raf Tipi Evaporatör: Soğutucu akışkanın içinden seri olarak dolaştığı raf tipi kangallardan oluşan evaporatör.

  • Yüzey Tipi Evaporatör: Dondurucu bölümlerin duvarına monte edilerek daha fazla soğutma sağlayan evaporatör kangalı.

  • Lamelli (Kanatlı) Evaporatör: Boru üzerine kanatlar monte edilerek daha fazla soğutma yüzeyine sahip olan evaporatörler.

  • Kondenser: Kompresörden gelen kızgın gaz halindeki soğutucu akışkanın ısısının alındığı ve yoğunlaştığı soğutma sistemi elemanı.

  • Tabii Soğutmalı Kondenser: Çevresindeki tabii halde dolaşan havaya ısı transferi yapan kondenser.

  • Zorlanmış Havalı (Fanlı) Kondenser: Çevresindeki havanın fan kullanılarak ısı transferi yapıldığı kondenser.

  • İç İçe Borulu Kondenser: Bir boru içine ikinci bir boru yerleştirilerek yapılan kondenser. Genellikle sıcak gaz halindeki soğutucu akışkan dıştaki borudan geçerken iç borudan karşı yönde soğutma suyu dolaştırılır.

  • Kovan Borulu Kondenser: üst tarafından sıcak gazın verildiği ve içinden su dolaşan borulara temas ederek yoğunlaştığı kondenser.

  • Evaporatif Kondenser: dışından su püskürtülerek veya dökülerek sıcak gazın yoğunlaştırıldığı kondenser.

  • Ölçme (Genleşme) Cihazı: Sıvı soğutucu akışkanı evaporatöre ölçülü ve düzenli olarak veren ve sistemde alçak basınçla yüksek basınç tarafını ayıran cihaz.

  • Kılcal Boru: Soğutucu akışkan, uzunluğu önceden hazırlanan çok küçük iç çapa sahip borudan geçirilerek basıncı düşürülür, bu boruya kılcal boru denir.

  • Termostatik Genleşme Valfi(TGV): Sıcaklık ve basınç ölçerek çalışan ölçme cihazı.

  • Otomatik Genleşme Valfi(OGV): Evaporatör basıncını izleyerek çalışan ölçme cihazı.

  • Şamandıralı (Yüzer) Valf: Soğutucu akışkan seviyesini izleyerek çalışan ölçme valfi.

  • Soğutucu Akışkan (Hatları) Boruları: Soğutucu akışkanın soğutma elemanları arasında taşındığı borular.

  • Soğutucu Akışkan: Evaporatörden ısı absorbe etmek için kullanılan bir madde.

  • Buhar Hali:Soğutucu akışkanın en fazla ısı absorbe ettiği durum.

  • Sıvı Hali: Soğutucu akışkanın az ısı ihtiva ettiği durum.

BÖLÜM-3  SOĞUTMA SİSTEM UYGULAMALARI

3.1  ALÇAK TARAFTAN ŞAMANDIRALI SİSTEMLER

Alçak taraftan şamandıralı soğutucu akışkan kontrol sistemleri eski soğutma tesislerinde oldukça yaygındı. Bu sistemlere “Sıvı Taşmalı Sistemler”de denmektedir.

Şekil-3.1’de bu sistemin şematik diyagramı verilmiştir.  Sıvı soğutucu akışkan sıvı deposu içerisinden sıvı hattına akar, alçak basınç tarafına şamandıra iğnesini iterek geçer. Sistemde evaporatör, kanatlı bir tanktan oluşur.  Bu tankın, düşük basınç altında akışkanın seviyesine sürekli kontrol eden bir şamandıra iğnesi vardır.

BÖLÜM-4  SOĞUTMA SİSTEM AKSESUARLARI

4.1  TERİMLER ve TANIMLAR

  • Absorbe Etme(Soğurma): Bir maddenin diğer maddeyi alma(emme) kabiliyeti

  • Adsorbe Etme: Bir maddenin bir diğer madde yüzeyinde kimyasal bir reaksiyon olmaksızın yerleşmesi.

  • Kurutucu (Desiskan): Filtre-kurutucu da kirletici maddeleri absorbe veya adsorbe eden kimyasal madde.

  • Kurutucu (Drayer): Desiskan madde ihtiva ederek soğutucu akışkan içindeki nemi tutan soğutma sistemi cihazı, genellikle sıvı hattına bağlanır.

  • (Not:Kurutucular genellikle tek yönde akışa izin verecek şekilde yapılırlar, fakat bazı küçük kapasiteli kurutucular da akış yönü önemli değildir.)

  • İleri Set: Servis valfini saat ibresi yönünde çevirerek sıkıştırma.

  • Geri (Sağır) Set: Servis valfini saat ibresine karşı yönde çevirerek sıkıştırma.

  • (Not:Bu pozisyon valfin normal çalışma anındaki durumudur.)

  • Aralık Bırakma: Servis valfini geri setten az aralayarak servis hattına akışkanın geçmesine izin verme.

  • (Not:Bu pozisyon soğutma sistemine servis esnasında kullanılır.)

  • Ana Valf (sıvı deposu servis valfi): Sıvı deposu çıkışına yerleştirilen servis valfi.

  • Sıvı Hattı Valfi: Servis ve aşağı pompalama esnasında kullanılan üç yollu servis valfi.

  • Aşağı Pompalama (pump-down): Ana valfi veya sıvı hattı valfini ileri set konumuna getirilerek soğutucu akışkanı yüksek tarafta hapsetme.

  • Basınç Ucu(işlem borusu): Soğutma sistemine bağlanan ve basınç okuma imkanı veren kısa boru parçası.

  • (Not: Bunlar bazen şarj ucu olarak adlandırılır.)

  • Filtre: Soğutucu akışkan içindeki yabancı maddeleri süzen cihaz.

  • Servis Valfi: Soğutma sisteminde basınç kontrolü ve servis işlemleri için kullanılan setli valfi.

  • İğneli Valf: Şarj manifoldu bağlanarak soğutucu gaz ilavesi yapılabilen bağlantı.

BÖLÜM-5  SOĞUTUCU AKIŞKANLAR

1 SOĞUTUCU AKIŞKANLARIN İSTENİLEN ÖZELLİKLERİ

  • Pozitif buharlaşma basıncı olmalıdır. Hava sızmasını dolayısıyla havanın grtirdiği su buharının soğuk kısımlarda katılaşarak işletme aksaklıklarına meyden vermesini önlemek için buharlaşma basıncının çevre basıncından bir miktar üzerinde olması gerekir.

  • Düşük yoğuşma basıncı olmalıdır. Yüksek basınca dayanıklı kompresör, kondenser, boru hattı gibi tesisat olmalıdır.

  • Buharlaşma gizli ısısı yüksek olmalıdır. Buharlaşma gizli ısısı ne kadar yüksek olursa sistemde o oranda gaz akışkan kullanılacaktır.

  • Kimyasal olarak aktif olmamalıdır, tesisat malzemesini etkilememesi, korozif olmaması, yağlama yağının özelliğini değiştirmemesi gerekir.

  • Yanıcı patlayıcı ve zehirli olmamalıdır.

  • Kaçakların kolay tespitine imkân veren özellikte olmalıdır.(koku, renk, vb.)

  • Ucuz olmalıdır.

  • Isı geçirgenliği yüksek olmalıdır.

  • Dielektrik katsayısı yüksek olmalıdır.

  • Düşük donma derecesi sıcaklığı olmalıdır.

  • Yüksek kritik sıcaklığı olmalıdır.

  • Özgül hacmi küçük olmalıdır.

  • Viskozitesi düşük olmalıdır

BÖLÜM-6  VAKUMLAMA (TAHLİYE)

6.1    VAKUMLAMA

Soğutma ve iklimlendirme sistemlerinde soğutucu akışkan şarjından önce sistemdeki hava ve nemi uzaklaştırmak için derin vakum, şarja hazırlamak için üçlü vakum işlemleri yapılır.

BÖLÜM-7  BASINÇLANDIRMA

1 BASINÇLANDIRMA

Basınçlı silindire yağ ile pompalanan azot, soğutma elemanlarını basınçlandırmak ve lehim yaparken sistemi temizlemek için kullanılır. Kuru azot özel amaçlar içindir çünkü azot gazının bir kısmı su ile pompalanır ve kullanılırsa sistemi kirletir. Azot gazı tüplerde çok yüksek basınçlarda depolandığından sisteme basınç düşürücü regülatörle bağlanır.

BÖLÜM-8

ŞARJ İŞLEMLERİ

8.1    SOĞUTUCU AKIŞKANLAR İLE ÇALIŞIRKEN UYULACAK GÜVENLİK KURALARI

  • Silindirleri düşürmeyin.

  • Soğutucu silindirlerini tamamen doldurmayın.

  • Bir şalıma ile silindirleri ısıtmayın.

  • Büyük silindirleri teçhizat arabası ile taşıyın.

  • Soğutucuları cildinize püskürtmeyin.

  • Soğutucu buharlarını teneffüs etmeyin.

  • Açık aleve soğutucuları püskürtmeyin.

  • Soğutucu akışkanları karıştırmayın.

  • Kullanmadığınız zaman büyük tüplerin kapaklarını yerine takın.

  • Silindirleri valfinden tutarak taşımayın.

  • Büyük silindirleri duvara veya masa tezgâhına sabitleyin.

  • Ortamı uygun olarak havalandırın.

  • Soğutucu tüplerini atacağınız zaman valfini sökün.


Bir cevap yazın