Hava kompresörleri atmosfer (ortam) havasını sıkıştırarak basıncını artıran; diğer bir ifadeyle, basınçlı hava üreten makinalardır.
Başlıca Hava Kompresörü Tipleri
Hava kompresörlerinin yaygın olarak kullanılan üç temel tipi vardır:
Pistonlu Kompresörler
Vidalı Kompresörler
Santrifüj (Turbo) Kompresörler
Bu temel tiplerden daha ayrıntılı olarak kompresörlerin farklılıkları :
Kompresyon (Sıkıştırma/Basma) kademesi sayısı
Soğutma yöntemi (hava, su, yağ)
Sürme yöntemi (elektrik motoru, içten yanmalı motor, buhar, diğer)
Yağlanma yöntemi (yağlı, yağsız)
Standart (Hazır) Paket/Ünite veya Müşteriye Özel İmalat
Pistonlu Kompresörler
Pistonlu hava kompresörleri pozitif yerdeğiştirmeli (deplasmanlı) kompresörlerdir. Bunun anlamı, havanın kapalı bir hacim içinde ötelenerek sıkıştırılması, yüksek basınçlı tarafa doğru ötelenmesidir. (Pozitif yerdeğiştirme: Düşük basınçlı taraftan yüksek basınçlı tarafa doğru hava akışı olması ve buna karşılık öteleyen elemanın, örneğin: pistonun hareketinin itme şeklinde olması.) Pistonlu hava kompresörlerinde silindir içinde hareket eden pistonun sürekli yerdeğiştirmesiyle (ötelemesiyle) hava sıkıştırılır.
Pistonlu hava kompresörlerinde sıkıştırma (kompresyon) pistonun sadece bir tarafa/yöne (yukarıya, emme yönünün tersine) hareketi esnasında gerçekleşiyorsa, tek (yönde) etkili; her iki yöne (aşağı ve yukarı veya sağa ve sola) hareketi esnasında da sıkıştırma oluyorsa, çift (yönde) etkili pistonlu kompresör olarak adlandırılır.
Pistonlu hava kompresörlerinde her bir msilindirde otomatik yaylı valfler vardır, bunlar sadece valfin giriş ve çıkış tarfafında uygun/yeterli düzeyde basınç farkı varsa açarlar.
Emiş vafleri silindir içindeki basınç (pistonun emiş etkisiyle azalarak) hava emiş/giriş basıncından az düşük olunca açar. Çıkış valfleri silindir içindeki basınç (pistonun sıkıştırma etkisiyle yükselerek) kompresör çıkış basıncından az yüksek olunca açar.
Bir kompresör, tüm kompresyon tek silindirle (pistonla) veya paralel olarak çalışan birden çok silindirle (pistonla) tek kademede/aşamada gerçekleştiriliyorsa, tek kademeli kompresör olarak adlandırılır. Bir çok uygulamada tek kademeli kompresyon (sıkıştırma) olanağının ötesinde yüksek basınçlı hava gerekir. Tek kademede daha yüksek sıkıştırma oranına (sıkıştırma oranı: mutlak çıkış basınının mutlak giriş basıncına oranı) çıkmak, aşırı yüksek çıkış sıcaklığına ve diğer tasarım/dizayn problemlerine yol açabilir.
Pratik amaçlar için, bir çok endüstriyel pistonlu hava kompresörü tesislerinde, 100 HP (BG) üzerindeki güçlerde, iki veya daha çok kademeli seri gruplar halinde pistonlu kompresörler kullanılmıştır. Kademeler arasında basınçlı hava soğutması yapılarak, takip eden kademeye giren havanın sıcaklığı ve hacmi azaltılır. (Ara soğutma yapılarak, çalışma sıcaklığı normal seviyeye düşürülmüş ve ayrıca, sonraki kademenin verimi artırılmış olur.)
Pistonlu hava kompresörleri hava soğutmalı veya su soğutmalı, (silindir içinde, pistonun etrafında, yağ olup olmaması açısından) yağlı veya yağsız tip olabilmektedir; paket/ünite olarak (kapalı kasa içinde) yapılabilir ve geniş bir basınç ve kapasite seçim olanağı sağlayacak şekilde çeşitlendirilmiş modelleri olabilmektedir.
Vidalı Hava Kompresörleri
Vidalı hava kompresörleri pozitif yerdeğiştirmeli (deplasmanlı) kompresörlerdir. En yaygın kullanılan vidalı hava kompresörleri, tek kademeli, yağ enjeksiyonlu, helisel ve spiral lobları ve yivleri (çıkıntı ve oyukları) olan bir çift (erkek ve dişi) rotordan oluşan vida (air-end, rotary screw) kullanarak yapılan kompresörlerdir. Bu kompresörlerde kapalı bir gövde (vida gövdesi) içinde dönerek, (loblar ve yivler arasındaki) havayı (çıkışa öteleyerek/sürerek) sıkıştıran bir çift rotor vardır. Emme ve çıkış valfleri yoktur. Bu üniteler, esas olarak, vida rotorları ve rotorlar ile vida gövdesi arasındaki açıklıkları kapatması için vida içine enjekte edilen (püskürtülen) yağ vasıtasıyla soğutulur (ve vida içinde ısınan yağ hava veya su soğutmalı yağ soğutucundan geçirilerek soğutulur).
Kompresör içinde yağ vasıtasıyla soğutma yapılmasının sonucunda, çalışan parçaların çalışma sıcaklığı asla aşırı yüksek değerlere çıkmaz. Vidalı kompresör, bu özellikleri dolayısıyla, sürekli çalışabilen, hava veya su soğutmalı kompresör paketi/ünitesi olarak yapılır.
Basit dizaynı (tasarımı) ve aşınan parçaların azlığı, vidalı hava kompresörlerinin bakımının, çalıştırılmasının kolay olmasını ve kurulumunun (tesinin) esnek (özel şartlar gerektirmeden, kolayca) yapılabilmesini sağlamaktadır.
İki kademeli yağ enjeksiyonlu (yağ beslemeli/püskürtmeli) vidalı kompresörlerde rotorlar ve onları çevreleyen gövde vida (air end, hava kafası, vida grubu) aksamını oluşturur. Kompresyon birbine seri bağlı ilk/birinci ve ikinci/final kademe vidaları tarafından paylaşılarak gerçekleştirilir. Bu, tüm kompresör veriminin, tam yükte motor güç/kilowatt sarfiyatı olarak/açısından, %15'e kadar daha yüksek (verimli) olabilmesini sağlar. İki kademeli vidalı kompresör vidalı kompresörün basitliği ve esnekliği ile iki kademeli ve çift etkili pistonlu kompresörün enerji verimini birleştirir. İki kademeli vidalı kompresörler hava ve su soğutmalı olarak ve tam paketlenmiş/ünite olarak (kapalı ve tüm bileşenleriyle çalıştırılmaya hazır kasa olarak) yapılırlar.
Yağsız (oil free, bastığı havaya kompresyon elemanı vida içinde yağ karışmayan) vidalı hava kompresörleri kompresyon odasında/bölmesinde yağ olmaksızın çalışacak şekilde dizayn edilmiş (tasarlanmış) , havayı yağ olmaksızın sıkıştıran vida (air end) kulllanılarak yapılan kompresörlerdir. Yağsız vidalı hava kompresörleri, yağsız basınçlı hava ihtiyaçlarını karşılamak için, hava soğutmalı ve su soğutmalı olarak yapılırlar ve yağ enjeksiyonlu vidalı kompresörlerinin kullanım esnekliğinin aynısını sağlarlar.
Vidalı hava kompresörleri hava soğutmalı ve su soğutmalı, yağ enjeksiyonlu veya yağsız , tek kademeli veya iki kademeli olarak imal edilirler. Basınç ve kapasite olarak geniş bir uyarlama aralığına (çeşitliliğe) sahiptirler.
Kompresör içinde yağ vasıtasıyla soğutma yapılmasının sonucunda, çalışan parçaların çalışma sıcaklığı asla aşırı yüksek değerlere çıkmaz. Vidalı kompresör, bu özellikleri dolayısıyla, sürekli çalışabilen, hava veya su soğutmalı kompresör paketi/ünitesi olarak yapılır.
Basit dizaynı (tasarımı) ve aşınan parçaların azlığı, vidalı hava kompresörlerinin bakımının, çalıştırılmasının kolay olmasını ve kurulumunun (tesinin) esnek (özel şartlar gerektirmeden, kolayca) yapılabilmesini sağlamaktadır.
İki kademeli yağ enjeksiyonlu (yağ beslemeli/püskürtmeli) vidalı kompresörlerde rotorlar ve onları çevreleyen gövde vida (air end, hava kafası, vida grubu) aksamını oluşturur. Kompresyon birbine seri bağlı ilk/birinci ve ikinci/final kademe vidaları tarafından paylaşılarak gerçekleştirilir. Bu, tüm kompresör veriminin, tam yükte motor güç/kilowatt sarfiyatı olarak/açısından, %15'e kadar daha yüksek (verimli) olabilmesini sağlar. İki kademeli vidalı kompresör vidalı kompresörün basitliği ve esnekliği ile iki kademeli ve çift etkili pistonlu kompresörün enerji verimini birleştirir. İki kademeli vidalı kompresörler hava ve su soğutmalı olarak ve tam paketlenmiş/ünite olarak (kapalı ve tüm bileşenleriyle çalıştırılmaya hazır kasa olarak) yapılırlar.
Yağsız (oil free, bastığı havaya kompresyon elemanı vida içinde yağ karışmayan) vidalı hava kompresörleri kompresyon odasında/bölmesinde yağ olmaksızın çalışacak şekilde dizayn edilmiş (tasarlanmış) , havayı yağ olmaksızın sıkıştıran vida (air end) kulllanılarak yapılan kompresörlerdir. Yağsız vidalı hava kompresörleri, yağsız basınçlı hava ihtiyaçlarını karşılamak için, hava soğutmalı ve su soğutmalı olarak yapılırlar ve yağ enjeksiyonlu vidalı kompresörlerinin kullanım esnekliğinin aynısını sağlarlar.
Vidalı hava kompresörleri hava soğutmalı ve su soğutmalı, yağ enjeksiyonlu veya yağsız , tek kademeli veya iki kademeli olarak imal edilirler. Basınç ve kapasite olarak geniş bir uyarlama aralığına (çeşitliliğe) sahiptirler.
Santrifüj (Turbo) Kompresörler
Santrifüj hava kompresörleri (yüksek hızla) dönen bir impellerin havaya enerji transfer ettiği dinamik kompresörlerdir. Rotor havanın momentumunu (ve basıncını) değiştirir/artırır. Bu momentum sabit difüzörlerde (yayıcılarda) havanın hızını keserek, faydalı/kullanılabilir basınca dönüştürülür. (İmpeller: 2-3 bar veya daha yüksek basınca uygun dizayn edilmiş fan, pervane, kanatlı rotor.)
Santrifüj hava kompresörleri, tasarımı/dizaynı gereğince, yağsız kompresörlerdir. Dişlileri (İmpellerin yüksek hızla dönmesini sağlayan dişlileri) yağlamak için kullanılan yağ ile havanın bağlantısı/teması şaft contaları/keçeleri ve atmosferik havalandırma/venting tertibatı kullanılarak kesilir.
Santrifüj kompresör sürekli hizmet kompresörüdür; çok az sayıda hareketli parçası olmasından ileri gelen avantajıyla, özellikle yüksek hava debisi istenen uygulamalarda ve bil hassa (esas olarak) yağsız hava gereken yerlerde kullanılmaya uygundur.
Santrifüj hava kompresörleri su soğutmalı olarak yapılabilirler ve paketlenebilirler (ünite olarak verilebilirler). Tipik bir santrifüj kompresör paketine/ünitesine son (nihai) soğutucu ve tüm kontrol donanımı dahildir.
NOT: Santrifüj (Centrifugal) hava kompresörleri savurma prensibiyle çalışmakla birlikte, dinamik kompresör anlamında "turbo kompresör" olarak da adlandırılırlar. Fakat, "turbo" kavramı tam olarak "santrifüj kompresör" kavramına karşılık gelmez. Çünkü, eksenel turbo kompresör (uçakların gaz türbinleri içine hava basan türbine akuple/bağlı eksenel kompresörler gibi) olabilir. Santrifüj kompresörler radyal/çapsal (yani havayı ortadan emip çevresine savurarak sıkıştıran) esaslıdır. Santrifüj kompresörün havayı sıkıştıran döner elemanı impellerin tasarım yapısı radyal-eksenel karışımı olabilir. Ama eksenel kapsamına girmez. Sonuç olarak: özelllikle Joy-Cooper-Cameron imalatı santrifüj hava kompresörleri turbo kompresör olarak bilinirler. Hava kompresörü cinsi olarak, turbo kompresör ve santrifüj kompresör adlarının aynı anlama geldiği dikkate alınmalıdır.
Santrifüj hava kompresörleri, tasarımı/dizaynı gereğince, yağsız kompresörlerdir. Dişlileri (İmpellerin yüksek hızla dönmesini sağlayan dişlileri) yağlamak için kullanılan yağ ile havanın bağlantısı/teması şaft contaları/keçeleri ve atmosferik havalandırma/venting tertibatı kullanılarak kesilir.
Santrifüj kompresör sürekli hizmet kompresörüdür; çok az sayıda hareketli parçası olmasından ileri gelen avantajıyla, özellikle yüksek hava debisi istenen uygulamalarda ve bil hassa (esas olarak) yağsız hava gereken yerlerde kullanılmaya uygundur.
Santrifüj hava kompresörleri su soğutmalı olarak yapılabilirler ve paketlenebilirler (ünite olarak verilebilirler). Tipik bir santrifüj kompresör paketine/ünitesine son (nihai) soğutucu ve tüm kontrol donanımı dahildir.
NOT: Santrifüj (Centrifugal) hava kompresörleri savurma prensibiyle çalışmakla birlikte, dinamik kompresör anlamında "turbo kompresör" olarak da adlandırılırlar. Fakat, "turbo" kavramı tam olarak "santrifüj kompresör" kavramına karşılık gelmez. Çünkü, eksenel turbo kompresör (uçakların gaz türbinleri içine hava basan türbine akuple/bağlı eksenel kompresörler gibi) olabilir. Santrifüj kompresörler radyal/çapsal (yani havayı ortadan emip çevresine savurarak sıkıştıran) esaslıdır. Santrifüj kompresörün havayı sıkıştıran döner elemanı impellerin tasarım yapısı radyal-eksenel karışımı olabilir. Ama eksenel kapsamına girmez. Sonuç olarak: özelllikle Joy-Cooper-Cameron imalatı santrifüj hava kompresörleri turbo kompresör olarak bilinirler. Hava kompresörü cinsi olarak, turbo kompresör ve santrifüj kompresör adlarının aynı anlama geldiği dikkate alınmalıdır.
Basınçlı Hava Sistemleri
Sürme/Tahrik, Hava Kafası (Air End, Pistonlu Kafa, Vida veya İmpeller) ve soğutma sisteminden oluşan hava kompresörü paketlerine/ünitelerine ek olarak, komple bir basınçlı hava sisteminin diğer bileşenleri:
Basınçlı hava tankları/depoları
Basınçlı hava kurutucuları
Basınçlı hava hattı (yağ ve su tutucu) filtreleri
Basınçlı hava dağıtım boru sistemleri (Basınçlı hava tesisatı)
Basınçlı Hava Tankları
Basınçlı hava tanklarının kullanılma maksadı/faydaları:
Kullanıma hazır hava biriktirerek kompresörün hızlı bir çevrim (yükte-boşta çalışma döngüsü) yapmasını önler
Kompresyon modülü, emiş kontrol sistemi ve motordaki aşınma ve yıpranmayı azaltır
Hava akışındaki dalgalanmayı (basınç dalgalanmasını ve debi değişimini) giderir
Ani ve aşırı hava taleplerinde arındırma/filtreleme sistemlerinin aşırı yüklenmesini önler (sistemi/basıncı dengeler)
Rejenerasyonu takip eden çiğlenme ve sıcaklık artışını giderir
Basit bir prensip olarak, 1 m3/dk kompresör kapasitesi için en az 150 litre hava depolama hacmi sağlanmalıdır. (Kompresörün en az 9-10 saniyede basacağı hava debisine denk olacak kadar.)
Basınçlı hava tankları/depoları
Basınçlı hava kurutucuları
Basınçlı hava hattı (yağ ve su tutucu) filtreleri
Basınçlı hava dağıtım boru sistemleri (Basınçlı hava tesisatı)
Basınçlı Hava Tankları
Basınçlı hava tanklarının kullanılma maksadı/faydaları:
Kullanıma hazır hava biriktirerek kompresörün hızlı bir çevrim (yükte-boşta çalışma döngüsü) yapmasını önler
Kompresyon modülü, emiş kontrol sistemi ve motordaki aşınma ve yıpranmayı azaltır
Hava akışındaki dalgalanmayı (basınç dalgalanmasını ve debi değişimini) giderir
Ani ve aşırı hava taleplerinde arındırma/filtreleme sistemlerinin aşırı yüklenmesini önler (sistemi/basıncı dengeler)
Rejenerasyonu takip eden çiğlenme ve sıcaklık artışını giderir
Basit bir prensip olarak, 1 m3/dk kompresör kapasitesi için en az 150 litre hava depolama hacmi sağlanmalıdır. (Kompresörün en az 9-10 saniyede basacağı hava debisine denk olacak kadar.)
Basınçlı Hava Kurutucuları
Nem/Su, sıvı yada buhar fazında, basınçlı hava içinde (daima) mevcut olup, basınçlı hava sistemine taşınır. Bu nem sistemden yeterince uzaklaştırılamazsa/atılamazsa, basınçlı hava sistemi verimini kaybeder ve bakım ihtiyaçları dramatik olarak (önemli ölçüde) artar ve (üretim kaybı ve bakım masrafları dolayısıyla) önemli maliyet artışları olur.
Pnömatik aletlerin çoğu ve prosesler sıcak basınçlı havayı tolere edemez. Kompresörler normalde son (nihai) soğutucular ve nem ayırıcıları (kondenstoplar, su trapları) içerirler. Son soğutucular basınçlı havayı soğuturlar ve içindki suyun önemli bir ksımının yoğuşup (kondenstoplar, su tutucuları, su trapları vasıtasıyla) ayrılmasını sağlayan ısı eşanjörleridir/değiştirgeçleridir. Su ve yağ buharları basınçlı hava soğutulunca önemli oranda/miktarda sıvılaşarak yoğulum (kondensat) ayırma kaplarında (kondenstoplarda) toplanırlar ve oradan periyodik olarak (otomatik boşaltma sistemiyle v.s.) dışarı atılırlar. Son (Nihai) soğutucudan 35-38ºC sıcaklıkta çıkan basınçlı havanın debisi ortalama 30 m3/dk ise, soğutucudan 24 saat'te yaklaşık 250 litre su geçer/çıkar. (Dışarı atılması gereken su miktarı...)
Bu problemlerden kaçınmak için, basınçlı hava arındırma/filtreleme aygıtları/cihazları kullanarak, su buharı ve diğer kirleticiler/kirler uzaklaştırılır. Bu aygıtların uygun seçilmesi pnömatik uygulamalar için kritiktir/önemlidir; ve basınçlı hava sistemlerini sofistike (çok ayrıntılı/bileşenli) hale getirir.
Kullanılan pnömatik donanım/ekipman ve beklenen/istenen en düşük ortam sıcaklığı kurutma yöntemini belirler. En yaygın kurutucu soğutucu akışkanlı (soğutma gazlı) kurutucu olup, basınçlı havayı soğutarak nemden arındırır. Kurutucudan geçerken soğuyan basınçı hava içindeki nem/su yoğuşur ve yağ buharlarıyla birlikte sistemin boşaltma kaplarında toplanır ve periyodik olarak dışarıya (sistem dışına) boşaltılır. Bu şekilde nemden arındırılarak "kurutulan" basınçlı hava, basınçlı hava şebekesine (tesisatına) verilir/geçer.
Kurutucu (Dryer) performansı basınç çiğ noktası (dew point) sınıfı (class) cinsinden ve özgün/spesifik giriş ve çıkış ortam koşulları cinsinden belirtilir. Soğutucu akışkanlı kurutucu için en düşük çiğ noktası sınıfı Class H'dir. Bu sınıf 1ºC'den 4ºC'ye kadar bir basınç çiğ noktası verir. Soğutucu akışkanlı kurutucuların çiğ noktası Class H'den düşük olamaz; çünkü, kurutucu içindeki su buharı donar. Pratikte en yüksek (soğutucu akışkanlı kurutucu) basınç çiğ noktası 16ºC olup, daha yüksek çiğ noktaları kurutucudan sonraki boru tesisatına kondenstat (yoğuşum) geçebileceği için kullanılmaz.
Soğutucu Akışkanlı (Soğutma Gazlı, Soğutmalı) Kurutucular mekanik soğutma çevrimiyle (ekovat/kompresör, evaporatör ve kondenserden oluşan soğutma sistemiyle) basınçlı havayı soğutarak içindeki suyun ve yağ buharının yoğuşmasını sağlar. Yoğuşum toplandığı kaptan (kurutucu çıkışında) periyodik olarak (otomatik) tahliye edilir. Soğutucu akışkanlı kurutucuların çoğu basınçlı havayı yaklaşık 2ºC sıcaklığına kadar soğutur, bu kurutucuların basınç çiğ noktası 1ºC - 4ºC arasındadır. Kondensat (Yoğuşum) 0ºC değerinde donmaya başlayacağı için, bu sınıfın alt sınır olduğunu dikkate almak gerekir.
Kimyasal (Desiccant) Kurutucular desiccant (okunuşu: "desikkınt" veya yaklaşık Türkçe söylenişi: "desikkant") adı verilen kimyasal boncuklar/tanecikler basınçlı hava içindeki su buharını yüzeylerinde toplayarak (adsorbe ederek yani yüzeyinde yapıştırarak/tutarak) basınçlı havadan ayırır. Silica gel (okunuşu: Silika jel), aktifleştirilmiş alümina (alüminyum oksit) ve moleküler elek/süzgeç en yaygın kullanılan desiccant'lardır. (Basınçlı hava kurutucularında silika jel veya alümina tercih edilir.) Desiccant ortalama -40ºC basınç çiğ noktası performansı verir. Moleküler elek/süzgeç sadece silika jel veya aktifleştirilmiş alümina ile birlikte -73ºC basınç çiğ noktası uygulamalarında kullanılır.
Deliquescent Hava Kurutucuları desiccant adı verilen absorbtif tip kimyasallar vasıtasıyla basınçlı havayı kuruturlar. Çiğ noktasını basınçlı havanın kurutucuya giriş sıcaklığının 10ºC ile 15ºC kadar altına düşürürler. Basınçlı hava içindeki nem absorptif (soğurucu, içine çekici) bir malzeme tarafından tutulur/çekilir (sıvılaştırılır) ve atık su olarak kurutucudan boşaltılır. Bu atık su korrozyon yapıcı (korrozif) olup, yerel mevzuata uygun olarak uzaklaştırılmalıdır.
Deliquescent kurutucular tipik olarak kumlama ve ağaç kesme işlerinde kullanılırlar. Kurutucudan çıkan kurutulmuş basınçlı hava içine küçük miktarda atık su karışabileceği için, çıkış tarafındaki basınçlı hava ekipmanına (donanımına) zarar verebilir.
Pnömatik aletlerin çoğu ve prosesler sıcak basınçlı havayı tolere edemez. Kompresörler normalde son (nihai) soğutucular ve nem ayırıcıları (kondenstoplar, su trapları) içerirler. Son soğutucular basınçlı havayı soğuturlar ve içindki suyun önemli bir ksımının yoğuşup (kondenstoplar, su tutucuları, su trapları vasıtasıyla) ayrılmasını sağlayan ısı eşanjörleridir/değiştirgeçleridir. Su ve yağ buharları basınçlı hava soğutulunca önemli oranda/miktarda sıvılaşarak yoğulum (kondensat) ayırma kaplarında (kondenstoplarda) toplanırlar ve oradan periyodik olarak (otomatik boşaltma sistemiyle v.s.) dışarı atılırlar. Son (Nihai) soğutucudan 35-38ºC sıcaklıkta çıkan basınçlı havanın debisi ortalama 30 m3/dk ise, soğutucudan 24 saat'te yaklaşık 250 litre su geçer/çıkar. (Dışarı atılması gereken su miktarı...)
Bu problemlerden kaçınmak için, basınçlı hava arındırma/filtreleme aygıtları/cihazları kullanarak, su buharı ve diğer kirleticiler/kirler uzaklaştırılır. Bu aygıtların uygun seçilmesi pnömatik uygulamalar için kritiktir/önemlidir; ve basınçlı hava sistemlerini sofistike (çok ayrıntılı/bileşenli) hale getirir.
Kullanılan pnömatik donanım/ekipman ve beklenen/istenen en düşük ortam sıcaklığı kurutma yöntemini belirler. En yaygın kurutucu soğutucu akışkanlı (soğutma gazlı) kurutucu olup, basınçlı havayı soğutarak nemden arındırır. Kurutucudan geçerken soğuyan basınçı hava içindeki nem/su yoğuşur ve yağ buharlarıyla birlikte sistemin boşaltma kaplarında toplanır ve periyodik olarak dışarıya (sistem dışına) boşaltılır. Bu şekilde nemden arındırılarak "kurutulan" basınçlı hava, basınçlı hava şebekesine (tesisatına) verilir/geçer.
Kurutucu (Dryer) performansı basınç çiğ noktası (dew point) sınıfı (class) cinsinden ve özgün/spesifik giriş ve çıkış ortam koşulları cinsinden belirtilir. Soğutucu akışkanlı kurutucu için en düşük çiğ noktası sınıfı Class H'dir. Bu sınıf 1ºC'den 4ºC'ye kadar bir basınç çiğ noktası verir. Soğutucu akışkanlı kurutucuların çiğ noktası Class H'den düşük olamaz; çünkü, kurutucu içindeki su buharı donar. Pratikte en yüksek (soğutucu akışkanlı kurutucu) basınç çiğ noktası 16ºC olup, daha yüksek çiğ noktaları kurutucudan sonraki boru tesisatına kondenstat (yoğuşum) geçebileceği için kullanılmaz.
Soğutucu Akışkanlı (Soğutma Gazlı, Soğutmalı) Kurutucular mekanik soğutma çevrimiyle (ekovat/kompresör, evaporatör ve kondenserden oluşan soğutma sistemiyle) basınçlı havayı soğutarak içindeki suyun ve yağ buharının yoğuşmasını sağlar. Yoğuşum toplandığı kaptan (kurutucu çıkışında) periyodik olarak (otomatik) tahliye edilir. Soğutucu akışkanlı kurutucuların çoğu basınçlı havayı yaklaşık 2ºC sıcaklığına kadar soğutur, bu kurutucuların basınç çiğ noktası 1ºC - 4ºC arasındadır. Kondensat (Yoğuşum) 0ºC değerinde donmaya başlayacağı için, bu sınıfın alt sınır olduğunu dikkate almak gerekir.
Kimyasal (Desiccant) Kurutucular desiccant (okunuşu: "desikkınt" veya yaklaşık Türkçe söylenişi: "desikkant") adı verilen kimyasal boncuklar/tanecikler basınçlı hava içindeki su buharını yüzeylerinde toplayarak (adsorbe ederek yani yüzeyinde yapıştırarak/tutarak) basınçlı havadan ayırır. Silica gel (okunuşu: Silika jel), aktifleştirilmiş alümina (alüminyum oksit) ve moleküler elek/süzgeç en yaygın kullanılan desiccant'lardır. (Basınçlı hava kurutucularında silika jel veya alümina tercih edilir.) Desiccant ortalama -40ºC basınç çiğ noktası performansı verir. Moleküler elek/süzgeç sadece silika jel veya aktifleştirilmiş alümina ile birlikte -73ºC basınç çiğ noktası uygulamalarında kullanılır.
Deliquescent Hava Kurutucuları desiccant adı verilen absorbtif tip kimyasallar vasıtasıyla basınçlı havayı kuruturlar. Çiğ noktasını basınçlı havanın kurutucuya giriş sıcaklığının 10ºC ile 15ºC kadar altına düşürürler. Basınçlı hava içindeki nem absorptif (soğurucu, içine çekici) bir malzeme tarafından tutulur/çekilir (sıvılaştırılır) ve atık su olarak kurutucudan boşaltılır. Bu atık su korrozyon yapıcı (korrozif) olup, yerel mevzuata uygun olarak uzaklaştırılmalıdır.
Deliquescent kurutucular tipik olarak kumlama ve ağaç kesme işlerinde kullanılırlar. Kurutucudan çıkan kurutulmuş basınçlı hava içine küçük miktarda atık su karışabileceği için, çıkış tarafındaki basınçlı hava ekipmanına (donanımına) zarar verebilir.
Filtreler
Coalescing (Birleştirerek biriktirmeli) tip filtreler basınçlı havanın arıtılması için en yaygın kullanılan filtre tipidir. Bu filtreler sıvı fazda suyu ve yağları basınçlı havadan ayırırlar ve soğutmalı kurutucuların çıkış tarafına (soğutmalı kurutucudan sonra) veya kimyasal kurutucuların giriş tarafına (kimyasal kurutucudan önce) monte edilirler.
Üreticilerin büyük bir çoğunluğu bu filtrelerde "temiz ve kuru" hava için < 0.1 bar (1 psi) basınç düşümü/kaybı, normal çalışma koşullarında (yaş basınçlı hava için) 0.2 ile 0.4 bar (3 ile 6 psi) kadar basınç düşümü/kaybı olduğunu iddia ederler. Üreticiler filtredeki basınç düşümü/kaybı tipik olarak 0.7 bar (10 psi) değerine yükseldiği zaman, ki yaklaşık olarak 6 ay ile 12 ay kadar bir çalışmaya karşılık gelir; filtre elemanının değiştirilmesi gerektiğini belirtirler. Coalescing filtreler, ayrıca, kir parçacıklarının tutularak, basınçlı hava sisteminden uzaklaştırılmasını sağlarlar. Bununla birlikte, basınçlı hava içindeki katı parçacıklar (kir) filtrenin erken tıkanmasına (basınç kaybının/düşümünün erken yükselmesine) ve filtre elemanının ömrünün kısalmasına sebep olur.
Filtreler sıvı parçacık (partikül) büyüklüğü (mikron cinsinden) ve verimine göre tanımlanırlar/belirlenirler. Örneğin: 0.50 mikron hassasiyetli ve % 99.99 D.O.P. (yağ ayırma) verimli/etkili, 0.01 mikron hassasiyetli ve % 99.9999 D.O.P verimli/etkili.
Coalescing tip filtreler sadece sıvı fazdaki (yoğuşmuş) suyu ve sıvı yağı tutabilir; su ve yağ buharlarını tutamazlar. Filtreden geçen su buharı ve yağ buharı havanın soğumasıyla yoğuşabilir; bu yoğuşumun (basınçlı hava kullanan ekipmana ulaşmasının) engellenmesi gerekir. Su ve yağ buharlarının basınçlı havadan uzaklaştırılması için kurutucu kullanılması gerekir.
Basınçlı Hava Dağıtım/Boru Sistemi
Basınçlı hava tesisatı sadece kompresör odasından aletlere/makinalara nasıl hava bağlantısı yapılacağının belirlenmesi için değil; aynı zamanda, kompresörün enerji sarfiyatını etkileyen başlıca faktör olarak önemlidir. Yetersiz/Kötü tasarlanmış veya yetersiz/kötü bakım yapılan boru sistemlerinin basınç kabı (kuruluşta) yüksek olur veya (kullanım esnasında) artar; ve sonuçta, işletme maliyeti yüksek olur, (veya) artar. Yaygın yapılan hata/yanlış, dağıtım sistemindeki problemleri halletmek için kompresörün çıkış basıncını yükseltmektir. Bu, enerji maliyetlerinin artmasına yol açar. Yüksek basınç kaçakların artmasına ve basınçlı havanın boşa harcanmasına/atılmasına sebep olur; maliyet artışı ile basınçlı hava kayıplarının artışı bir arada gerçekleşir.
Basınçlı hava dağıtım/boru sistemi basınçlı hava sistemi kontrolünün (kontrol/danışmanlık desteğinin) başlıca odak noktasıdır (başlıca kısmıdır).
Basınçlı Hava Kaçakları
Kaçaklar endüstriyel basınçlı hava sisteminde ziyan olan (boşa harcanan) enerjinin önemli bir kaynağıdır; bazen, bir kompresörün çıkışının (bastığı havanın) %20-30'u ziyan olur (boşa harcanır). İyi bakım yapılmayan tipik bir tesiste toplam basınçlı hava üretme kapasitesinin %20'si kadar kaçak olur. Diğer yandan proaktif kaçak saptama ve onarım kaçakları kompresör çıkışının (kapasitesinin) %10'unun altına düşürebilir.
Basınçlı Hava Kontrolleri
Tesisin ne kadar havaya ihtiyacı vardır? Havanın miktarı ve kalitesiyle ilgili olarak yapılması gereken çalışmalar, tesisin ihtiyacı ve problemlerin saptanması Basınçlı Hava Kontrolleri (Kontrol/Danışmanlık Desteği) kapsamına girer.
Basınçlı Hava Kontrolleri (Air Audits) satıcının/üreticinin basit bir (ayak üstü, yürüyerek) incelemesinden ibaret olabildiği gibi, bir kaç günden bir kaç haftaya kadar uzayabilen, birkaç bin dolara çıkabilen, yoğun izleme ve analiz çalışmasından oluşabilir. En iyi basınçlı hava sistemi kontrolörleri/danışmanları (Auditors), kompresörler üzerine ve her bir kullanım noktasına ölçme aygıtları yerleştirererek izlerler. Hava dağıtım sisteminin haritasını/projesini/durumunu ortaya koyarlar ve kaçakları kontrol ederler. Kurutucular, tanklar ve kontrol ekipmanı incelenir.
Müşteri istediği bilgi için ne kadar ödeme yapmayı düşünüyorsa/istiyorsa, ona göre tercih kullanabilir. Kimisi çok yüksek güçlü (çok fazla beygir güçlü, kilowat'lı) basınçlı hava sistemine sahiptir, ve birşeyler yapmaya (bir çözüm getirmeye) motive olmuştur; onun için, kapsamlı bir kontrol/danışmanlık desteği satın alması gerekir. Kimisi, sadece kitaplardan, internetten (açık kaynaklardan) veya konuyla ilgili seminerlerden bilgi almak ister ve alacağı bilgiyi yeterli görebilir.
Üreticilerin büyük bir çoğunluğu bu filtrelerde "temiz ve kuru" hava için < 0.1 bar (1 psi) basınç düşümü/kaybı, normal çalışma koşullarında (yaş basınçlı hava için) 0.2 ile 0.4 bar (3 ile 6 psi) kadar basınç düşümü/kaybı olduğunu iddia ederler. Üreticiler filtredeki basınç düşümü/kaybı tipik olarak 0.7 bar (10 psi) değerine yükseldiği zaman, ki yaklaşık olarak 6 ay ile 12 ay kadar bir çalışmaya karşılık gelir; filtre elemanının değiştirilmesi gerektiğini belirtirler. Coalescing filtreler, ayrıca, kir parçacıklarının tutularak, basınçlı hava sisteminden uzaklaştırılmasını sağlarlar. Bununla birlikte, basınçlı hava içindeki katı parçacıklar (kir) filtrenin erken tıkanmasına (basınç kaybının/düşümünün erken yükselmesine) ve filtre elemanının ömrünün kısalmasına sebep olur.
Filtreler sıvı parçacık (partikül) büyüklüğü (mikron cinsinden) ve verimine göre tanımlanırlar/belirlenirler. Örneğin: 0.50 mikron hassasiyetli ve % 99.99 D.O.P. (yağ ayırma) verimli/etkili, 0.01 mikron hassasiyetli ve % 99.9999 D.O.P verimli/etkili.
Coalescing tip filtreler sadece sıvı fazdaki (yoğuşmuş) suyu ve sıvı yağı tutabilir; su ve yağ buharlarını tutamazlar. Filtreden geçen su buharı ve yağ buharı havanın soğumasıyla yoğuşabilir; bu yoğuşumun (basınçlı hava kullanan ekipmana ulaşmasının) engellenmesi gerekir. Su ve yağ buharlarının basınçlı havadan uzaklaştırılması için kurutucu kullanılması gerekir.
Basınçlı Hava Dağıtım/Boru Sistemi
Basınçlı hava tesisatı sadece kompresör odasından aletlere/makinalara nasıl hava bağlantısı yapılacağının belirlenmesi için değil; aynı zamanda, kompresörün enerji sarfiyatını etkileyen başlıca faktör olarak önemlidir. Yetersiz/Kötü tasarlanmış veya yetersiz/kötü bakım yapılan boru sistemlerinin basınç kabı (kuruluşta) yüksek olur veya (kullanım esnasında) artar; ve sonuçta, işletme maliyeti yüksek olur, (veya) artar. Yaygın yapılan hata/yanlış, dağıtım sistemindeki problemleri halletmek için kompresörün çıkış basıncını yükseltmektir. Bu, enerji maliyetlerinin artmasına yol açar. Yüksek basınç kaçakların artmasına ve basınçlı havanın boşa harcanmasına/atılmasına sebep olur; maliyet artışı ile basınçlı hava kayıplarının artışı bir arada gerçekleşir.
Basınçlı hava dağıtım/boru sistemi basınçlı hava sistemi kontrolünün (kontrol/danışmanlık desteğinin) başlıca odak noktasıdır (başlıca kısmıdır).
Basınçlı Hava Kaçakları
Kaçaklar endüstriyel basınçlı hava sisteminde ziyan olan (boşa harcanan) enerjinin önemli bir kaynağıdır; bazen, bir kompresörün çıkışının (bastığı havanın) %20-30'u ziyan olur (boşa harcanır). İyi bakım yapılmayan tipik bir tesiste toplam basınçlı hava üretme kapasitesinin %20'si kadar kaçak olur. Diğer yandan proaktif kaçak saptama ve onarım kaçakları kompresör çıkışının (kapasitesinin) %10'unun altına düşürebilir.
Basınçlı Hava Kontrolleri
Tesisin ne kadar havaya ihtiyacı vardır? Havanın miktarı ve kalitesiyle ilgili olarak yapılması gereken çalışmalar, tesisin ihtiyacı ve problemlerin saptanması Basınçlı Hava Kontrolleri (Kontrol/Danışmanlık Desteği) kapsamına girer.
Basınçlı Hava Kontrolleri (Air Audits) satıcının/üreticinin basit bir (ayak üstü, yürüyerek) incelemesinden ibaret olabildiği gibi, bir kaç günden bir kaç haftaya kadar uzayabilen, birkaç bin dolara çıkabilen, yoğun izleme ve analiz çalışmasından oluşabilir. En iyi basınçlı hava sistemi kontrolörleri/danışmanları (Auditors), kompresörler üzerine ve her bir kullanım noktasına ölçme aygıtları yerleştirererek izlerler. Hava dağıtım sisteminin haritasını/projesini/durumunu ortaya koyarlar ve kaçakları kontrol ederler. Kurutucular, tanklar ve kontrol ekipmanı incelenir.
Müşteri istediği bilgi için ne kadar ödeme yapmayı düşünüyorsa/istiyorsa, ona göre tercih kullanabilir. Kimisi çok yüksek güçlü (çok fazla beygir güçlü, kilowat'lı) basınçlı hava sistemine sahiptir, ve birşeyler yapmaya (bir çözüm getirmeye) motive olmuştur; onun için, kapsamlı bir kontrol/danışmanlık desteği satın alması gerekir. Kimisi, sadece kitaplardan, internetten (açık kaynaklardan) veya konuyla ilgili seminerlerden bilgi almak ister ve alacağı bilgiyi yeterli görebilir.
Isı Geri Kazanma
Endüstriyel hava kompresörünün kullandığı elektrik enerjisinin %80-93 kadarı ısı enerjisine dönüşür. Bir çok durumda, uygun dizayn edilmiş (iyi tasarlanmış) ısı geri kazanma ünitesi bu termal enerjinin %50-90 kadarını geri kazanabilir/alabilir ve faydalı hava veya su ısıtma işi yapabilir. Sıcak havadan geri kazanılacak ısı, bağıl/göreceli olarak düşük sıcaklık ısısıdır (40 ºC'nin altı) ve sınırlı uygulanabilir. (NOT: Yağ soğutucusundan geri alınacak ısı, kompresörün yağ sıcaklığı 100 ºC'ye kadar çıkabildiğinden, havaya göre daha yüksek sıcaklıkta gerçekleşir ve bu ısı sıcak su üretiminde kullanılabilir.)
İçten yanmalı motorla sürülen kompresörlerde hava kafasında (vidada, pistonlu kafada) ortada çıkan ısı düşük olmakla birlikte, motorun sıcaklığı/ısısı çok daha yüksek olabildiği için, düşük basınçlı buhar üretiminde dahi kullanılabilir. Motorun silindir gömleği soğutma suyu 80-90 ºC olabilmektedir. Genel bir kural olarak gaz (sıvı) yakıtın giriş enerjisinin (benzin veya mazotun yada gaz yakıtın motora giriş enerjisinin) %30'u yüksek sıcaklıkta ısı enerjisi olarak geri alınabilir. Uygulamada ihtiyaç duyulan sıcaklık düşük ise, giriş enerjisinin %90'ı geri alaınabilir.
Tipik bir içten yanmalı motorlu kompresör 2800 kcal/HP yakıt giriş enerjisine ihtiyaç duyar (1 HP için 2800 kcal/h). Buna göre 200 HP kompresörde 56000 kcal enerji girişi olur ve 168000 kcal geri alınabilir. Hava kompresörü ile aynı saatlerle (aynı çalışma süresince) çalışan küçük bir sıcak su kazanına denktir. Büyük endüstriyel motorlar (> 250 HP) 1900 kcal/HP gibi düşük yakıt giriş enerjisiyle çalışabilirler.
Isı geri kazanma sisteminin değerlendirme anahtarı, geri kazanılabilecek ve ihtiyaç duyulan ısı arasında termal uyumluluk (sıcaklık uyumluluğu), ve üretilen ve ihtiya duyulan ısılar arasında saat (zaman) uyumluluğudur. Tesis (Kurulum) maliyeti de, ayrıca hesaba katılmalıdır. Sadece ısının mevcut olması değil, geri kazanılmasının ekonomik olması gerekir. Özellikle, küçük sistemlerde ısı geri kazanma sistemine bol/fazla para harcamak, yeterli kalori (ısı enerjisi) geri alınamayacağı için, faydasız olabilmektedir. Ayrıca, hava kompresörünün çalıştığı ve ısıya ihtiyaç duyulmayan zamanlarda, kompresörde üretilen ısının atılabilmesi (kompresörün soğutulabilmesi için) için bir ısı atma sistemi (soğutma sistemi) kurulu olması gerekir. Bunun maliyeti (Soğutma sistemi maliyeti), tesis/kurulum maliyetine eklenir.
İçten yanmalı motorla sürülen kompresörlerde hava kafasında (vidada, pistonlu kafada) ortada çıkan ısı düşük olmakla birlikte, motorun sıcaklığı/ısısı çok daha yüksek olabildiği için, düşük basınçlı buhar üretiminde dahi kullanılabilir. Motorun silindir gömleği soğutma suyu 80-90 ºC olabilmektedir. Genel bir kural olarak gaz (sıvı) yakıtın giriş enerjisinin (benzin veya mazotun yada gaz yakıtın motora giriş enerjisinin) %30'u yüksek sıcaklıkta ısı enerjisi olarak geri alınabilir. Uygulamada ihtiyaç duyulan sıcaklık düşük ise, giriş enerjisinin %90'ı geri alaınabilir.
Tipik bir içten yanmalı motorlu kompresör 2800 kcal/HP yakıt giriş enerjisine ihtiyaç duyar (1 HP için 2800 kcal/h). Buna göre 200 HP kompresörde 56000 kcal enerji girişi olur ve 168000 kcal geri alınabilir. Hava kompresörü ile aynı saatlerle (aynı çalışma süresince) çalışan küçük bir sıcak su kazanına denktir. Büyük endüstriyel motorlar (> 250 HP) 1900 kcal/HP gibi düşük yakıt giriş enerjisiyle çalışabilirler.
Isı geri kazanma sisteminin değerlendirme anahtarı, geri kazanılabilecek ve ihtiyaç duyulan ısı arasında termal uyumluluk (sıcaklık uyumluluğu), ve üretilen ve ihtiya duyulan ısılar arasında saat (zaman) uyumluluğudur. Tesis (Kurulum) maliyeti de, ayrıca hesaba katılmalıdır. Sadece ısının mevcut olması değil, geri kazanılmasının ekonomik olması gerekir. Özellikle, küçük sistemlerde ısı geri kazanma sistemine bol/fazla para harcamak, yeterli kalori (ısı enerjisi) geri alınamayacağı için, faydasız olabilmektedir. Ayrıca, hava kompresörünün çalıştığı ve ısıya ihtiyaç duyulmayan zamanlarda, kompresörde üretilen ısının atılabilmesi (kompresörün soğutulabilmesi için) için bir ısı atma sistemi (soğutma sistemi) kurulu olması gerekir. Bunun maliyeti (Soğutma sistemi maliyeti), tesis/kurulum maliyetine eklenir.
Ekonomiklik ve İşletme/Çalıştırma Maliyetleri
İşletme maliyetlerini teorik olarak hesaplamak kolaydır; fakat gerçek maliyetlerin yoğun ölçme ve izleme faaliyeti olmaksızın saptanabilmesi çok zordur. Çünkü, gerçek çalışma yük faktörü işletme maliyeti için kritik öneme sahip olup, tam yükte çalışma hariç, kısmi yüklerde çalışma durumundaki işletme maliyetini (ölçüm yapmadan) doğru hesaplamak hemen hemen imkansızdır. Genelllikle (yaygın olarak) hava kompresörünün bir yıllık işletme maliyeti başlangıçtaki satın alma maliyetinden (bunun 1 yıla düşen kısmından) daha yüksektir; ama, bir çok kişi, en ucuz (satın alma maliyeti en düşük) kompresörü satın alırken, bunu (bu durumu) dikkate almaz.
Elektrik Motoru İşletme Maliyeti
En basit formül:
(Hava Kompresörü Gücü, HP) x (0.736 kW/HP) x (1 / Motor Verimi) x (Yıllık Çalışma Saati) x (Ortalama Elektrik kWh Maliyeti) x (Yük Faktörü)
Motor verimi bilinmiyorsa, 0.9 (%90) kabul edilebilir. Yük faktörü bilinmiyorsa, 0.8 (%80) kabul edilebilir.
Daha hassas formül için, Güç Faktörü (Kosinüs φ), talep yükleri (farklı sarfiyat durumu ücretleri), üst pik ve alt pik (on-peak ve off-peak) elektrik değerleri, tümleşik (entegre edilmiş) yük faktörü dikkate alınır. Bunu, elle, (ilgili değerleri) ölçmeden ve yük faktörünü bilmeden hesaplamak zordur.
(NOT: Yukardaki formülde yer alan HP = Metrik HP, PS, BG)
İçten Yanmalı Motor (Gaz Motoru) İşletme Maliyeti
En basit formül:
(Motorun Beygir Gücü, HP) x (2800 kcal/HP) / (8900 kcal/m3) x (Yıllık Çalışma Saati) x ($/m3) x (Yük Faktörü)
Gerçek motor yakıt giriş değeri (yakıt sarfiyatı) biliniyorsa, HP x kcal/HP değeri yerine onu (gerçek sarfiyat değerini) kullanın. İçten yanmalı motorlarda yük faktörünü hesaplamak zordur; motorunun kontrol edilmesine, devir sayısına ve kompresörün (hava kafasının) güç talebine/ihtiyacına göre değişebilir.
Elektrik Motoru İşletme Maliyeti
En basit formül:
(Hava Kompresörü Gücü, HP) x (0.736 kW/HP) x (1 / Motor Verimi) x (Yıllık Çalışma Saati) x (Ortalama Elektrik kWh Maliyeti) x (Yük Faktörü)
Motor verimi bilinmiyorsa, 0.9 (%90) kabul edilebilir. Yük faktörü bilinmiyorsa, 0.8 (%80) kabul edilebilir.
Daha hassas formül için, Güç Faktörü (Kosinüs φ), talep yükleri (farklı sarfiyat durumu ücretleri), üst pik ve alt pik (on-peak ve off-peak) elektrik değerleri, tümleşik (entegre edilmiş) yük faktörü dikkate alınır. Bunu, elle, (ilgili değerleri) ölçmeden ve yük faktörünü bilmeden hesaplamak zordur.
(NOT: Yukardaki formülde yer alan HP = Metrik HP, PS, BG)
İçten Yanmalı Motor (Gaz Motoru) İşletme Maliyeti
En basit formül:
(Motorun Beygir Gücü, HP) x (2800 kcal/HP) / (8900 kcal/m3) x (Yıllık Çalışma Saati) x ($/m3) x (Yük Faktörü)
Gerçek motor yakıt giriş değeri (yakıt sarfiyatı) biliniyorsa, HP x kcal/HP değeri yerine onu (gerçek sarfiyat değerini) kullanın. İçten yanmalı motorlarda yük faktörünü hesaplamak zordur; motorunun kontrol edilmesine, devir sayısına ve kompresörün (hava kafasının) güç talebine/ihtiyacına göre değişebilir.
Yük Faktörü
Hava kompresörleri nadiren tam yükte (tam yükle) çalışırlar. İşletme maliyet analizi yaparken, kıyaslanan sistemlerin kısmi yüklerde enerji taleplerini (sarfiyatlarını) anlamak önemlidir.
Elektrik Motorları
Eski elektrikli hava kompresörleri yük durumunu dikkate almaksızın sürekli çalışırlardı. Bu tip üniteler çalıştıkları her saat için tam güçlerinin %80'e kadarını kullanırlar. Bazı yeni ünitelerde hava kafası (vida veya pistonlu kafa) boşta çalışma özelliği iyileştirilmiştir/geliştirilmiştir; bunun anlamı, elektrik motoru hava talebi olmayan zamanlarda/periyodlarda yüksüz çalışır demektir. Sonuç olarak, yüksüz çalışan elektrik motoru anma gücü değerinin (tam yük gücü değerinin) %30'u kadar elektrik harcar. Dolayısıyla, sürekli çalışıyor olsalar bile, bu (yeni tip) kompresörlerin elektrik motorları kompresör yüksüz veya boşa geçmiş olarak çalıştığı için, önceden (sürekli çalışmaya göre) hesaplanandan daha az elektrik harcarlar. En yeni ve en yüksek verimli elektrikli kompresör üniteleri, hava talebi olmayan kısa periyodlarda motoru durdururlar (stop ederler). Bu çevrimler (yüke ve boşa geçme, boşta bekleme ve stop etme) saniyeler içinde gerçekleşebilir. Bazı üniteler motorun devrini hava talebine göre değiştiren değişken devir (frekans) sürücüleri (variable speed drives) kullanırlar. Bununla birlikte, değişken devirli sürücü kullanılan ünitelerin satın alma maliyeti (ilk maliyeti) önemli oranda yüksektir.
İçten Yanmalı Motorlar (Gaz Motorları)
İçten yanmalı motorların kısmi yüklerde çalışma avantajı vardır. hava kafasının (Vidanın veya pistonlu kafanın) nasıl kontrol edildiğine bağlı olarak, yüksüz çalışan kompresör ürettiği havayı boşaltabilir (emişi kısabilir ve/veya havayı boşa atabilir), böylece motor aynı devirle dönse bile daha az güç harcar. Büyük ünitelerde motor devri hava talebine göre değiştirilebilir. Bununla birlikte, içten yanmalı motoru olan kompresörler elektrikli motoru olan kompresörlere karşı önceden sahip oldukları bazı avantajları en yeni ve yüksek verimli elektrikli kompresör ünitelerine karşı (kısmen) kaybetmişlerdir.
İlk Maliyetler (Satın Alma + Tesis Etme Maliyetleri), Bakım Maliyetleri ve Geri Ödemeler
İçten yanmalı motorlu kompresör paketleri/üniteleri elektrikli ünitelere göre, her iki cins de aynı konvensiyonel/yaygın donanıma sahip iken, iki kata kadar (daha) pahalıdır. Değişken devir sürücüleri olan elektrikli ünitelerin satın alma maliyeti içten yanmalı motorlu ünitelerin satın alma maliyetine yaklaşabilir. Endüstriyel cins/sınıf içten yanmalı motoru olan kompresörler en yüksek satın alma maliyeti olan kompresörlerdir.
Hava kafası (Vida veya pistonlu kafa) kısmı tamamen aynı olsa dahi, içten yanmalı motorları olan kompresör ünitelerinin bakım maliyetleri (içten yanmalı) motor'a karşı elektrik motoru durumundan dolayı, ayrıca, yüksek olacaktır. Tipik bir kural olarak, içten yanmalı motorların 1 saat'lik çalışmaya karşılık gelen bakım maliyeti, 0.01$/HP'dir. (Örnek: 2000 çalışma saati için 20$/HP) İçten yanmalı motorlu kompresör ünitelerinin ortalama bakım maliyetleri ticaretini/işini bitirecek (rekabet etmesi mümkün olamayacak) düzeyde fazla değildir ama kıyaslamada önemli bir faktör olarak dikkate alınmalıdır.
En yüksek ısı geri kazanma miktarı içten yanmalı motorlu kompresörlerden elde edilebilir; çünkü, içten yanmalı motorlar elektrikli motorlara kıyasla çok yüksek sıcaklıklarda çalışır. Aynı güçler için, içten yanmalı motoru olan kompresörden geri kazanılabilecek ısı miktarına göre yakıt maliyeti, denk bir sıcak su (veya düşük basınçlı buhar) kazanının yada motor olmadan ısı üreten herhangi bir ısıtıcının yakıt maliyetine yakındır. (İçten yanmalı motorlu kompresörün enerji geri kazanım sistemi olması durumundaki yakıt maliyeti ısıtıcı aygıt veya makinanın yakıt maliyetinden önemli oranda fazla değildir. Dolayısıyla basınçlı hava üretimi dışındaki enerji sarfiyatı tam telafi edilmiş -geri kazanılmış- olur.)
Genellikle (Amerika'da), içten yanmalı (gaz) motorlu hava kompresörleri elektrikli ünitelere göre daha düşük (enerji sarfiyat bedeli) maliyetle çalışırlar (elektrik daha pahalıya gelir). Buna rağmen, yüksek satın alma bedeli, müşterisi açısından, gerçek geri ödemenin hangisinde (elektriklide mi içten yanmalı motorlu da mı ?) olacağı konusunda dikkatlice bir analizi gerektirmektedir.
Elektrik Motorları
Eski elektrikli hava kompresörleri yük durumunu dikkate almaksızın sürekli çalışırlardı. Bu tip üniteler çalıştıkları her saat için tam güçlerinin %80'e kadarını kullanırlar. Bazı yeni ünitelerde hava kafası (vida veya pistonlu kafa) boşta çalışma özelliği iyileştirilmiştir/geliştirilmiştir; bunun anlamı, elektrik motoru hava talebi olmayan zamanlarda/periyodlarda yüksüz çalışır demektir. Sonuç olarak, yüksüz çalışan elektrik motoru anma gücü değerinin (tam yük gücü değerinin) %30'u kadar elektrik harcar. Dolayısıyla, sürekli çalışıyor olsalar bile, bu (yeni tip) kompresörlerin elektrik motorları kompresör yüksüz veya boşa geçmiş olarak çalıştığı için, önceden (sürekli çalışmaya göre) hesaplanandan daha az elektrik harcarlar. En yeni ve en yüksek verimli elektrikli kompresör üniteleri, hava talebi olmayan kısa periyodlarda motoru durdururlar (stop ederler). Bu çevrimler (yüke ve boşa geçme, boşta bekleme ve stop etme) saniyeler içinde gerçekleşebilir. Bazı üniteler motorun devrini hava talebine göre değiştiren değişken devir (frekans) sürücüleri (variable speed drives) kullanırlar. Bununla birlikte, değişken devirli sürücü kullanılan ünitelerin satın alma maliyeti (ilk maliyeti) önemli oranda yüksektir.
İçten Yanmalı Motorlar (Gaz Motorları)
İçten yanmalı motorların kısmi yüklerde çalışma avantajı vardır. hava kafasının (Vidanın veya pistonlu kafanın) nasıl kontrol edildiğine bağlı olarak, yüksüz çalışan kompresör ürettiği havayı boşaltabilir (emişi kısabilir ve/veya havayı boşa atabilir), böylece motor aynı devirle dönse bile daha az güç harcar. Büyük ünitelerde motor devri hava talebine göre değiştirilebilir. Bununla birlikte, içten yanmalı motoru olan kompresörler elektrikli motoru olan kompresörlere karşı önceden sahip oldukları bazı avantajları en yeni ve yüksek verimli elektrikli kompresör ünitelerine karşı (kısmen) kaybetmişlerdir.
İlk Maliyetler (Satın Alma + Tesis Etme Maliyetleri), Bakım Maliyetleri ve Geri Ödemeler
İçten yanmalı motorlu kompresör paketleri/üniteleri elektrikli ünitelere göre, her iki cins de aynı konvensiyonel/yaygın donanıma sahip iken, iki kata kadar (daha) pahalıdır. Değişken devir sürücüleri olan elektrikli ünitelerin satın alma maliyeti içten yanmalı motorlu ünitelerin satın alma maliyetine yaklaşabilir. Endüstriyel cins/sınıf içten yanmalı motoru olan kompresörler en yüksek satın alma maliyeti olan kompresörlerdir.
Hava kafası (Vida veya pistonlu kafa) kısmı tamamen aynı olsa dahi, içten yanmalı motorları olan kompresör ünitelerinin bakım maliyetleri (içten yanmalı) motor'a karşı elektrik motoru durumundan dolayı, ayrıca, yüksek olacaktır. Tipik bir kural olarak, içten yanmalı motorların 1 saat'lik çalışmaya karşılık gelen bakım maliyeti, 0.01$/HP'dir. (Örnek: 2000 çalışma saati için 20$/HP) İçten yanmalı motorlu kompresör ünitelerinin ortalama bakım maliyetleri ticaretini/işini bitirecek (rekabet etmesi mümkün olamayacak) düzeyde fazla değildir ama kıyaslamada önemli bir faktör olarak dikkate alınmalıdır.
En yüksek ısı geri kazanma miktarı içten yanmalı motorlu kompresörlerden elde edilebilir; çünkü, içten yanmalı motorlar elektrikli motorlara kıyasla çok yüksek sıcaklıklarda çalışır. Aynı güçler için, içten yanmalı motoru olan kompresörden geri kazanılabilecek ısı miktarına göre yakıt maliyeti, denk bir sıcak su (veya düşük basınçlı buhar) kazanının yada motor olmadan ısı üreten herhangi bir ısıtıcının yakıt maliyetine yakındır. (İçten yanmalı motorlu kompresörün enerji geri kazanım sistemi olması durumundaki yakıt maliyeti ısıtıcı aygıt veya makinanın yakıt maliyetinden önemli oranda fazla değildir. Dolayısıyla basınçlı hava üretimi dışındaki enerji sarfiyatı tam telafi edilmiş -geri kazanılmış- olur.)
Genellikle (Amerika'da), içten yanmalı (gaz) motorlu hava kompresörleri elektrikli ünitelere göre daha düşük (enerji sarfiyat bedeli) maliyetle çalışırlar (elektrik daha pahalıya gelir). Buna rağmen, yüksek satın alma bedeli, müşterisi açısından, gerçek geri ödemenin hangisinde (elektriklide mi içten yanmalı motorlu da mı ?) olacağı konusunda dikkatlice bir analizi gerektirmektedir.
Vidalı kompresör nedir ve nasıl çalışır?
Vidalı kompresör basınçlı hava üretmek için piston yerine birbirine geçmiş rotor çiftinin kullanıldığı pozitif yerdeğiştirmeli makinadır. Rotorlar bir mil üzerindeki helisel loblardan oluşur. Rotorların biri erkek rotor olarak adlandırılır ve onun helisleri dolgun yuvarlak çıkıntılardan/loblardan oluşur. Diğer rotor dişi rotor olarak adlandırılır ve erkek rotorun loblarına karşılık gelen yivleri/yuvaları vardır. Tipik olarak, erkek rotorun dört lobuna karşılık, dişi rotorda altı yiv kullanılır(*) . İki rotor birbirine geçmiş olarak dönerken, erkek rotorun bir turuna karşılık, dişi rotor sadece 240º döner. Dişi rotorun bir tam tur dönmesi için erkek rotor 1.5 tur döner.
*Erkek rotorun lob sayısına karşılık dişi rotorun yiv sayısı vida üreticisine göre değişir. Ama, daima, dişi rotorun yiv sayısı erkek rotorun lob sayısından fazladır. Erkek rotor hareketini elektrik motorundan veya içten yanmalı motordan alır. Erkek rotorun dört lobu olması bir turda dört kompresyon çevrimi oluşturur. Böylece, vidalı kompresörler pistonlu kompresörlerle kıyaslandığında dalgalanmıyor sayılacak nitelikte basınçlı hava üretilirler. Basınçlı hava vidalı kompresör ünitesinden çıkarken, dalgasız (sabit akışlı, titreşimsiz) çıkıyor denilebilir.
*Erkek rotorun lob sayısına karşılık dişi rotorun yiv sayısı vida üreticisine göre değişir. Ama, daima, dişi rotorun yiv sayısı erkek rotorun lob sayısından fazladır. Erkek rotor hareketini elektrik motorundan veya içten yanmalı motordan alır. Erkek rotorun dört lobu olması bir turda dört kompresyon çevrimi oluşturur. Böylece, vidalı kompresörler pistonlu kompresörlerle kıyaslandığında dalgalanmıyor sayılacak nitelikte basınçlı hava üretilirler. Basınçlı hava vidalı kompresör ünitesinden çıkarken, dalgasız (sabit akışlı, titreşimsiz) çıkıyor denilebilir.
Vidalı kompresör nereden geldi?
Vidalı kompresör prensibi için ilk kez Almanya’da, Heinrich Krigar tarafından, 24 mart 1978 yılında (4121 patent numarasıyla) patent alındı. Heinrich Krigar daha sonra tasarımını değiştirip, geliştirerek, 16 Ağustos 1878’de (7116 patent numarasıyla) ikinci bir patent aldı. Bu patentler vidalı kompresör konusunda kayıtlı ilk patentler olup, Almanya Patent Ofisi’nin kurulmasından sadece bir yıl sonra alınmıştı.
Heinrich Krigar Hannover’de yaşıyordu ve onun tasarım çizimleri birbirinin aynı profile sahip iki rotoru göstermekteydi. Gerçekte, Krigar’ın tasarımı, Avrupa’da ilk kez 1867’de orya çıkan Root blower rotorlarına benziyordu ama arada önemli bir fark vardı, Krigar’ın tasarımında rotorların lob ve yivleri uzunlukları boyunca 180º sarma yapıyordu (helisel prensiple yer değiştiriyordu). O zaman için daha fazlasını düşünmek ve geliştirmek imalat teknolojisinin yetersizliği dolayısıyla mümkün değildi.
Yarım yüzyıl sonra, İsveç’li buhar türbini üreticisi Ljungstroms Angturbin AB şirketinin baş mühendisi Alf Lysholm modern vidalı kompresörün geliştirilmesine çok önemli katkılar sağladı. O zamanlar, Lysholm gaz ve buhar türbinlerinde kullanmak için hafif kompresörler araştırmaktaydı. Orijinal patent haklarının sona erdiği zamana denk gelince, Lysholm farklı rotor kombinasyonları denedi. Sadece rotorların şekli önemli değildi, rotorların hassas işlenmesi problemi de vardı ve Lysholm bu problemi çözüp, rotorların işlenmesi konusunda patent aldı. 1935 yılındaki patent açıkca göstermektedir ki, onun, erkek rotorun dört lobuna karşılık, dişi rotorda beş yiv kullandığı asimetrik profilli rotorları günümüzün vidalı kompresörlerinin doğuşu anlamına gelmektedir ve bu ilk asimetrik profilli dörde beş loblu tasarım yıllarca aynen kullanılmıştır.
Ljungstroms Angturbin AB şirketi adını 1951 yılında Svenska Rotor Maskiner AB (SRM) olarak değiştirdi. Bugün çok iyi bilenen kısa ismiyle, SRM, vidalı kompresör (vida) imalatçılarının hemen hemen hepsine imalat lisansı vermiştir. Avrupa’nın en büyük vida imalatçılarından biri olan Gutehoffnungshutte veya daha çok bilinen kısa adıyla GHH, günümüzde, bir çok vidalı kompresör ünitesi (paket) üreticisine vida satmaktadır. Rakip vida imalatçıları kendi araştırma ve geliştirme faaliyetlerine yatırım yaparak, 120 yılı aşan başlangıç konseptine bağlı olarak, yeni vida-rotor profilleri üretmişlerdir ve üretmeye devam etmektedirler.
Turbo kompresör nedir ve nasıl çalışır?
Turbo kompresörler, yaygın olarak hava ve gaz basmak için kullanılan, dinamik kompresörlerdir. Kompresyon havanın yüksek bir hızla (dönerek) savrulurken kinetik enerji kazanmasından kaynaklanır. Turbo kompresörlerde havanın santrifüj kuvvetle (impeller dışına) savrularak hızlanması ve impeller çıkışında yığılması, taşıdığı kinetik enerjinin basınç enerjisine dönüşmesini sağlar. Turbo kompresörün impellerinin havayı (emip, savurarak) sıkıştırma oranı genellikle 1:1'den 2:1'e kadardır.
Bu makinalar dinamik ilkesine göre basınç oluşturur; bunun anlamı pozitif yerdeğiştirmeli kompresörlerin çalışmasındaki gibi herhangi bir mekanik hacim daraltması (sürme) olmadan (havanın hızını kullanarak) basınç artışı sağlanmasıdır. Turbo kompresörlerde havayı (gazı) basmak için yüksek hızla dönen elemana impeller veya turbo fan adı verilir. Turbo kompresörün hava girişi ile hava çıkışı arasında piston veya diğer tip mekanik sürme veya sıkıştırma elemanı yoktur.
Turbo kompresör havayı emiş ağzından (ortadan) emer ve yüksek hızla dönen impeller kanatları santrifüj (savurma) kuvveti oluşturup havayı içten dışa doğru (çevresine) savurur. Dolayısıyla, turbo kompresörler, santrifüj ve hatta aerodinamik kompresörler olarak ta adlandırılır.
Turbo kompresörler "fanların üç kanunu" olarak ta adlandırılan şu üç performans özelliğine sahiptir:
Debi impeller dönme hızıyla doğru orantılıdır.
İmpeller giriş ve çıkışı arasındaki basınç farkı impeller dönme hızının karesiyle doğru orantılıdır.
İmpellerin çektiği güç impeller dönme hızının kübüyle doğru orantılıdır.
Turbo kompresör nereden geldi?
İlk turbo kompresöler 1900'lü yılların başında üretildi. Orijinal olarak buhar türbini üreticileri tarafından, özellikle, derin kömür ocaklarının havalandırması amacıyla kullanıldı. İlk zamanlarda impeller imalatı basit yöntemlerle yapılıyordu ve yüksek teknoloji ürünü turbo kompresörün geliştirilmesi onlarca yıl sürdü.
Tipik olarak, fan göbekleri üzerine kanatlar perçinleniyor ve sonra fan balansı yapılıyordu. 1950'li yılların başına kadar turbo kompresör üretimine Avrupa'da fazla para yatırılmadı. Daha büyük olan Amerikan pazarı dolayısıyla, Amerika'da daha ileri düzeyde geliştirilen turbo kompresörler Avrupa'ya ihraç edildi.
İlk zamanlardaki perçinli fanlar ancak 1.2:1 basınç oranına çıkabiliyordu. Dolayısıyla, turbo kompresör çıkışında 7 bar efektif basıncına ulaşabilmek için 10 veya 11 fan kademesi gerekiyordu. Modern impellerler tek kademede 8:1 basınç oranı verebilmektedir.
Bununla birlikte, arasoğutma olmayan tek kademeli turbo kompresörün verimi arasoğutmalı dizayna göre düşük kaldığından, çok kademeli turbo kompresör dizaynı tercih edilmektedir. Yine de bu, teknolojide, malzemede ve imalat yöntemlerinde daha fazla ilerleme olduğunu ve olacağını göstermektedir.
Turbo kompresör nereden geldi?
İlk turbo kompresöler 1900'lü yılların başında üretildi. Orijinal olarak buhar türbini üreticileri tarafından, özellikle, derin kömür ocaklarının havalandırması amacıyla kullanıldı. İlk zamanlarda impeller imalatı basit yöntemlerle yapılıyordu ve yüksek teknoloji ürünü turbo kompresörün geliştirilmesi onlarca yıl sürdü.
Tipik olarak, fan göbekleri üzerine kanatlar perçinleniyor ve sonra fan balansı yapılıyordu. 1950'li yılların başına kadar turbo kompresör üretimine Avrupa'da fazla para yatırılmadı. Daha büyük olan Amerikan pazarı dolayısıyla, Amerika'da daha ileri düzeyde geliştirilen turbo kompresörler Avrupa'ya ihraç edildi.
İlk zamanlardaki perçinli fanlar ancak 1.2:1 basınç oranına çıkabiliyordu. Dolayısıyla, turbo kompresör çıkışında 7 bar efektif basıncına ulaşabilmek için 10 veya 11 fan kademesi gerekiyordu. Modern impellerler tek kademede 8:1 basınç oranı verebilmektedir.
Bununla birlikte, arasoğutma olmayan tek kademeli turbo kompresörün verimi arasoğutmalı dizayna göre düşük kaldığından, çok kademeli turbo kompresör dizaynı tercih edilmektedir. Yine de bu, teknolojide, malzemede ve imalat yöntemlerinde daha fazla ilerleme olduğunu ve olacağını göstermektedir.
Bu makinalar dinamik ilkesine göre basınç oluşturur; bunun anlamı pozitif yerdeğiştirmeli kompresörlerin çalışmasındaki gibi herhangi bir mekanik hacim daraltması (sürme) olmadan (havanın hızını kullanarak) basınç artışı sağlanmasıdır. Turbo kompresörlerde havayı (gazı) basmak için yüksek hızla dönen elemana impeller veya turbo fan adı verilir. Turbo kompresörün hava girişi ile hava çıkışı arasında piston veya diğer tip mekanik sürme veya sıkıştırma elemanı yoktur.
Turbo kompresör havayı emiş ağzından (ortadan) emer ve yüksek hızla dönen impeller kanatları santrifüj (savurma) kuvveti oluşturup havayı içten dışa doğru (çevresine) savurur. Dolayısıyla, turbo kompresörler, santrifüj ve hatta aerodinamik kompresörler olarak ta adlandırılır.
Turbo kompresörler "fanların üç kanunu" olarak ta adlandırılan şu üç performans özelliğine sahiptir:
Debi impeller dönme hızıyla doğru orantılıdır.
İmpeller giriş ve çıkışı arasındaki basınç farkı impeller dönme hızının karesiyle doğru orantılıdır.
İmpellerin çektiği güç impeller dönme hızının kübüyle doğru orantılıdır.
Turbo kompresör nereden geldi?
İlk turbo kompresöler 1900'lü yılların başında üretildi. Orijinal olarak buhar türbini üreticileri tarafından, özellikle, derin kömür ocaklarının havalandırması amacıyla kullanıldı. İlk zamanlarda impeller imalatı basit yöntemlerle yapılıyordu ve yüksek teknoloji ürünü turbo kompresörün geliştirilmesi onlarca yıl sürdü.
Tipik olarak, fan göbekleri üzerine kanatlar perçinleniyor ve sonra fan balansı yapılıyordu. 1950'li yılların başına kadar turbo kompresör üretimine Avrupa'da fazla para yatırılmadı. Daha büyük olan Amerikan pazarı dolayısıyla, Amerika'da daha ileri düzeyde geliştirilen turbo kompresörler Avrupa'ya ihraç edildi.
İlk zamanlardaki perçinli fanlar ancak 1.2:1 basınç oranına çıkabiliyordu. Dolayısıyla, turbo kompresör çıkışında 7 bar efektif basıncına ulaşabilmek için 10 veya 11 fan kademesi gerekiyordu. Modern impellerler tek kademede 8:1 basınç oranı verebilmektedir.
Bununla birlikte, arasoğutma olmayan tek kademeli turbo kompresörün verimi arasoğutmalı dizayna göre düşük kaldığından, çok kademeli turbo kompresör dizaynı tercih edilmektedir. Yine de bu, teknolojide, malzemede ve imalat yöntemlerinde daha fazla ilerleme olduğunu ve olacağını göstermektedir.
İki Kademeli Turbo Kompresör Ünitesi(Cooper-Cameron, TA-2020, 185-300 kW, 3-8.6 bar)
Modern bir Turbo Kompresör İmpelleri(Cooper-Cameron, TA-2020)
Turbo kompresör nereden geldi?
İlk turbo kompresöler 1900'lü yılların başında üretildi. Orijinal olarak buhar türbini üreticileri tarafından, özellikle, derin kömür ocaklarının havalandırması amacıyla kullanıldı. İlk zamanlarda impeller imalatı basit yöntemlerle yapılıyordu ve yüksek teknoloji ürünü turbo kompresörün geliştirilmesi onlarca yıl sürdü.
Tipik olarak, fan göbekleri üzerine kanatlar perçinleniyor ve sonra fan balansı yapılıyordu. 1950'li yılların başına kadar turbo kompresör üretimine Avrupa'da fazla para yatırılmadı. Daha büyük olan Amerikan pazarı dolayısıyla, Amerika'da daha ileri düzeyde geliştirilen turbo kompresörler Avrupa'ya ihraç edildi.
İlk zamanlardaki perçinli fanlar ancak 1.2:1 basınç oranına çıkabiliyordu. Dolayısıyla, turbo kompresör çıkışında 7 bar efektif basıncına ulaşabilmek için 10 veya 11 fan kademesi gerekiyordu. Modern impellerler tek kademede 8:1 basınç oranı verebilmektedir.
Bununla birlikte, arasoğutma olmayan tek kademeli turbo kompresörün verimi arasoğutmalı dizayna göre düşük kaldığından, çok kademeli turbo kompresör dizaynı tercih edilmektedir. Yine de bu, teknolojide, malzemede ve imalat yöntemlerinde daha fazla ilerleme olduğunu ve olacağını göstermektedir.
Vidalı Kompresör Hesapları ile ilgili Formüller
v Dairenin (Boru veya Silindir İç Çaplarının) Kesit Alanı:
A = (Pi*d2)/4 = mm2
Pi = 3.14159265
D = Çap (mm) –İç Çap-
A = Alan (mm2) –İç Kesit Alanı-
1 m2 = 100 dm2 = 10,000 cm2 = 1,000,000 mm2
v Borunun (Uzunluğuna göre) veya Silindirin (Yüksekliğine göre) Hacmi:
V = A * h = mm3
A = Alan (mm2) –İç Kesit Alanı, İç çapa göre hesaplanmış alan-
h = Borunun uzunluğu veya silindirin yüksekliği (mm)
V = Hacim (mm3)
1 dm3 = 1 litre = 1,000,000 mm3 = 1000 cm3 = 0.001 m3
1 m3 = 1000 dm3 = 1000 litre
v Dairenin (veya Çemberin) Çevresi (çevresel uzunluk) = Pi*d
Pi= 3.14159265
d= Çap
Dairenin Belli Bir Sarma açısına göre çevresel uzunluk = (Pi*α * d) / 360
α = Sarma açısı (derece) => yarım daire için α = 180º
v Bir kesitten geçen (Boru içinden veya kanal içinden) geçen akışkanın hızı:
v = Q / A = m/s
Q = Akışkanın debisi (m3/s)
A = Akışa Dik Kesit Alanı (m2 )
1 m3/s = 60 m3/dk = 1000 litre/saniye (L/s)
1 m3/dk = 1/60 m3/s = 1000 litre/dakika (L/dk)
1 m3/h = 60 m3/dk = 1000 litre/saat (L/h)
v Kasnak Çaplarına Göre (Yaklaşık) Motor ve Vida Devir Oranları:
Dm = Motor Kasnağı Çapı ( mm)
Dv = Vida Kasnağı Çapı (mm)
nm = Motor Devir Sayısı (d/dk)
nv = Vida Devir Sayısı (d/dk)
i= Vida/Motor devir oranı = Dm/Dv
nv= nm * i = nm* (Dm/Dv)
v Dişlikutusu (GearBox) Dişlilerinin Diş Sayısına Göre Devir Oranı:
Dm = Çeviren (Hareket veren) dişlinin diş sayısı
Dv = Çevrilen (Hareket alan) dişlinin diş sayısı
nm = Çeviren dişlinin Devir sayısı (d/dk)
nv = Çevrilen dişlinin DevirSayısı (d/dk)
i= Çevrilen/Çeviren devir oranı = Dm/Dv
nv= nm * i = nm* (Dm/Dv)
v Motor Gücünün kW, HP (Beygir Gücü), kcal/h olarak farklı ifadeleri:
1 HP (metrik) = 75*9.80665 kg*m/sn2 = 735.5 Watt = 0.7355 kW
1 kW = 1/0.7355 HP = 1.3596 HP
Yaklaşık değerler: 1 HP (metrik, PS) = 736 Watt, 1 kW= 1.36 HP (metrik sistem)
İngiliz/Amerikan sistemindeki HP'ye göre : 1 kW = 1.34 HP, 1 HP = 746 Watt
1 kW = 860 kcal/h
1 kWh Enerji = 860 kcal ısı enerjisi (1 kWh elektrik enerjisi, 860 kcal’lik ısıya denktir.)
v Hız ile güç ve kuvvet ile basınç arasındaki bağlantılar:
Güç = P = Kuvvet * Hız = F * v = Newton * m/s = Watt = 9.81 kg * m/s (9.80665)
P = Güç (Watt) = 860 cal/h
1 kilogram kuvvet (kg) = 9.80665 Newton (N)
(1 kg kütlenin dünyadaki ağırlığı = 1 kg kuvvet = kütle * yerçekimi ivmesi = 9.81 N)
P = Güç (HP/PS metrik sistem) = 75 kg(kuvvet)*m/s = 75*9.80665 N*m/s = 735.5 Watt
F = Kuvvet (Newton) = basınç * alan = p*A = (N/m2) * m2
1 bar = 100,000 N/m2 = 100 kN/m2 = 10 N/cm2 = 10/9.80665 kg/cm2 = 1.02 kg/ cm2
1 atmosfer = 1.013 bar (deniz seviyesinde) 1 atmosfer ~= 1 bar ~= 1 kg/ cm2
Efektif Basınç = Manometreden Okunan Basınç = Gerçek Basınç – Atmosfer Basıncı
1 atm = 0 bar (efektif) = 1 bar (mutlak) (Hassas hesaplarda 1 atm = 1 .013 bar)
v Sıkıştırılabilir akışkanların (gazların) hacmi ile basıncı arasındaki ilişki:
P1*V1/T1 = P2*V2/T2
P1= Başlangıç Basıncı
V1= Başlangıç Hacmi
T1= Başlangıç Sıcaklığı (Kelvin)
P2= Sonuç Basıncı
V2= Sonuç Hacmi
T2= Sonuç Sıcaklığı (Kelvin)
Sabit Sıcaklıkta : V2= V1* (P1/P2) , P2= P1*(V1/V2)
1 ºC = 273 K , 100 ºC = 373 K (Kelvin)
-273 ºC = 0 K
Sabit Basınçta : V2 = V1*(T2/T1) , T2= T1*(V2/V1)
P1*V1 = m*R*T1
P2*V2 = m*R*T2
m = kütle (kg, yoğunluk= m/V = deniz seviyesinde standard atmosfer 1.255 kg/m3)
R = gaz sabiti (hava için 287 J/kgK)
(P1*V1)/(P2*V2) = T1/T2
v Vidalı Kompresörün Serbest Hava Debisinin İfadesi (FAD) :
FAD, kompresörün bastığı havanın emdiği havanın miktarı cinsinden ifadesidir. Yani 20 ºC referans emiş sıcaklığına göre, atmosfer basıncında, 1 dakikada emilen hava miktarı (hacim olarak); m3/dk (metreküp/dakika). Başkaca bir ifade yok ise, Kompresörün FAD değeri, kompresörün 1 dakikada bastığı havanın, 20 ºC’de, 1 atmosfer basınçta (0 bar efektif, 1-1.013 bar mutlak basınçta) kaplayacağı hacim anlamına gelir. Bununla birlikte, basınçlı hava aygıtlarının kapasitesi 0 ºC'yi referans alan Nm3/dk (normal metreküp/dakika) cinsinden ifade edilebilmektedir. (Hava soğudukça kompresörün bastığı havanın kütlesi artar, ısındıkça azalır. Kompresör çıkışındaki hava ısınmış olduğu için emdiğinden daha fazla hacime sahip olur. Burada asıl olan kompresörün emdiği hava miktarıdır, ki, aynı miktarı çıkışına taşıyarak, basar.) Gerçekte boru içinden geçen havanın miktarı, kompresörün FAD değerinin çalışma basıncının mutlak (barometre) değerine bölünmesiyle bulunan değerdir. (Örneğin: 8 m3/dk FAD değeri ölçülüyorsa, 7 bar efektif basınçta, bu kompresörün bastığı hava boru içinden 1 m3/dk olarak geçiyor demektir. Boru içindeki hava hızını hesaplarken bu durumu dikkate almak gerekir.)
NOT: “Debi” birim zamanda akış miktarı demektir.
A = (Pi*d2)/4 = mm2
Pi = 3.14159265
D = Çap (mm) –İç Çap-
A = Alan (mm2) –İç Kesit Alanı-
1 m2 = 100 dm2 = 10,000 cm2 = 1,000,000 mm2
v Borunun (Uzunluğuna göre) veya Silindirin (Yüksekliğine göre) Hacmi:
V = A * h = mm3
A = Alan (mm2) –İç Kesit Alanı, İç çapa göre hesaplanmış alan-
h = Borunun uzunluğu veya silindirin yüksekliği (mm)
V = Hacim (mm3)
1 dm3 = 1 litre = 1,000,000 mm3 = 1000 cm3 = 0.001 m3
1 m3 = 1000 dm3 = 1000 litre
v Dairenin (veya Çemberin) Çevresi (çevresel uzunluk) = Pi*d
Pi= 3.14159265
d= Çap
Dairenin Belli Bir Sarma açısına göre çevresel uzunluk = (Pi*α * d) / 360
α = Sarma açısı (derece) => yarım daire için α = 180º
v Bir kesitten geçen (Boru içinden veya kanal içinden) geçen akışkanın hızı:
v = Q / A = m/s
Q = Akışkanın debisi (m3/s)
A = Akışa Dik Kesit Alanı (m2 )
1 m3/s = 60 m3/dk = 1000 litre/saniye (L/s)
1 m3/dk = 1/60 m3/s = 1000 litre/dakika (L/dk)
1 m3/h = 60 m3/dk = 1000 litre/saat (L/h)
v Kasnak Çaplarına Göre (Yaklaşık) Motor ve Vida Devir Oranları:
Dm = Motor Kasnağı Çapı ( mm)
Dv = Vida Kasnağı Çapı (mm)
nm = Motor Devir Sayısı (d/dk)
nv = Vida Devir Sayısı (d/dk)
i= Vida/Motor devir oranı = Dm/Dv
nv= nm * i = nm* (Dm/Dv)
v Dişlikutusu (GearBox) Dişlilerinin Diş Sayısına Göre Devir Oranı:
Dm = Çeviren (Hareket veren) dişlinin diş sayısı
Dv = Çevrilen (Hareket alan) dişlinin diş sayısı
nm = Çeviren dişlinin Devir sayısı (d/dk)
nv = Çevrilen dişlinin DevirSayısı (d/dk)
i= Çevrilen/Çeviren devir oranı = Dm/Dv
nv= nm * i = nm* (Dm/Dv)
v Motor Gücünün kW, HP (Beygir Gücü), kcal/h olarak farklı ifadeleri:
1 HP (metrik) = 75*9.80665 kg*m/sn2 = 735.5 Watt = 0.7355 kW
1 kW = 1/0.7355 HP = 1.3596 HP
Yaklaşık değerler: 1 HP (metrik, PS) = 736 Watt, 1 kW= 1.36 HP (metrik sistem)
İngiliz/Amerikan sistemindeki HP'ye göre : 1 kW = 1.34 HP, 1 HP = 746 Watt
1 kW = 860 kcal/h
1 kWh Enerji = 860 kcal ısı enerjisi (1 kWh elektrik enerjisi, 860 kcal’lik ısıya denktir.)
v Hız ile güç ve kuvvet ile basınç arasındaki bağlantılar:
Güç = P = Kuvvet * Hız = F * v = Newton * m/s = Watt = 9.81 kg * m/s (9.80665)
P = Güç (Watt) = 860 cal/h
1 kilogram kuvvet (kg) = 9.80665 Newton (N)
(1 kg kütlenin dünyadaki ağırlığı = 1 kg kuvvet = kütle * yerçekimi ivmesi = 9.81 N)
P = Güç (HP/PS metrik sistem) = 75 kg(kuvvet)*m/s = 75*9.80665 N*m/s = 735.5 Watt
F = Kuvvet (Newton) = basınç * alan = p*A = (N/m2) * m2
1 bar = 100,000 N/m2 = 100 kN/m2 = 10 N/cm2 = 10/9.80665 kg/cm2 = 1.02 kg/ cm2
1 atmosfer = 1.013 bar (deniz seviyesinde) 1 atmosfer ~= 1 bar ~= 1 kg/ cm2
Efektif Basınç = Manometreden Okunan Basınç = Gerçek Basınç – Atmosfer Basıncı
1 atm = 0 bar (efektif) = 1 bar (mutlak) (Hassas hesaplarda 1 atm = 1 .013 bar)
v Sıkıştırılabilir akışkanların (gazların) hacmi ile basıncı arasındaki ilişki:
P1*V1/T1 = P2*V2/T2
P1= Başlangıç Basıncı
V1= Başlangıç Hacmi
T1= Başlangıç Sıcaklığı (Kelvin)
P2= Sonuç Basıncı
V2= Sonuç Hacmi
T2= Sonuç Sıcaklığı (Kelvin)
Sabit Sıcaklıkta : V2= V1* (P1/P2) , P2= P1*(V1/V2)
1 ºC = 273 K , 100 ºC = 373 K (Kelvin)
-273 ºC = 0 K
Sabit Basınçta : V2 = V1*(T2/T1) , T2= T1*(V2/V1)
P1*V1 = m*R*T1
P2*V2 = m*R*T2
m = kütle (kg, yoğunluk= m/V = deniz seviyesinde standard atmosfer 1.255 kg/m3)
R = gaz sabiti (hava için 287 J/kgK)
(P1*V1)/(P2*V2) = T1/T2
v Vidalı Kompresörün Serbest Hava Debisinin İfadesi (FAD) :
FAD, kompresörün bastığı havanın emdiği havanın miktarı cinsinden ifadesidir. Yani 20 ºC referans emiş sıcaklığına göre, atmosfer basıncında, 1 dakikada emilen hava miktarı (hacim olarak); m3/dk (metreküp/dakika). Başkaca bir ifade yok ise, Kompresörün FAD değeri, kompresörün 1 dakikada bastığı havanın, 20 ºC’de, 1 atmosfer basınçta (0 bar efektif, 1-1.013 bar mutlak basınçta) kaplayacağı hacim anlamına gelir. Bununla birlikte, basınçlı hava aygıtlarının kapasitesi 0 ºC'yi referans alan Nm3/dk (normal metreküp/dakika) cinsinden ifade edilebilmektedir. (Hava soğudukça kompresörün bastığı havanın kütlesi artar, ısındıkça azalır. Kompresör çıkışındaki hava ısınmış olduğu için emdiğinden daha fazla hacime sahip olur. Burada asıl olan kompresörün emdiği hava miktarıdır, ki, aynı miktarı çıkışına taşıyarak, basar.) Gerçekte boru içinden geçen havanın miktarı, kompresörün FAD değerinin çalışma basıncının mutlak (barometre) değerine bölünmesiyle bulunan değerdir. (Örneğin: 8 m3/dk FAD değeri ölçülüyorsa, 7 bar efektif basınçta, bu kompresörün bastığı hava boru içinden 1 m3/dk olarak geçiyor demektir. Boru içindeki hava hızını hesaplarken bu durumu dikkate almak gerekir.)
NOT: “Debi” birim zamanda akış miktarı demektir.
KOMPRESÖRDEN GELEN SESLER
İç kaynaklarda gelen seslerin nedeni aşağıdakilerden bir olabilir:
· Yetersiz yağlama:Yağ seviyesi tüm yatakların yeterince yağlanmasına yetmeyecek kadar az olabilir.Eğer sistemde bir yağ pompası varsa düzgün çalışmıyor olabilir yada tamamen bozulabilir.Yağ giriş çıkış ağızları yabancı maddeler veya nem dolayısıyla ortaya çıkan yağ ve sistemdeki asit tarafından tıkanabilir.
· Aşırı yağ seviyesi:Yağ seviyesi aşırı yağ pompalanmasına veya yağın tasmasına sebep olacak kadar yüksek olabilir.
· Sıkı piston veya yatak:Sıkı bir piston veya yatak dıger yatağın vuruntu yapmasına neden olabilir.Uygun boşluklu olsa da bazen yeni bir kompresörde bir kaç saatlik bir çalışmadan sonra böyle bir durum kendini gösterebilir.Bir süredir çalışmakta olan bir kompresörde pistondaki veya yataktaki sıkılık sistemdeki nemin yarattığı bakır kaplaması nedeniyle olabilir.
· İç yapıda zarar verici bağlantı parçası:İçten yay montajlı kompresörlerde bağlantı parçaları kompresörün kabuğuna çarpmasına neden olabilecek şekilde bükülmüş olabilir.
· Gevsek yataklar:Gevsek bir piston kolu piston pimi veya ana yatak doğal olarak aşırı ses yapacaktır.Ana yatakların milin krank pimlerine veya eksantriklere göre,ana yatakların silindir çıdarlarına göre tam hizada olmaması da gürültüye ve çabuk aşınmaya yol acar.
· Kırık valfler:Kırık bir emme veya boşaltma valfı bir pistonun tepesinde kalabilir ve her kompresör strokunun sonunda valf plakasına çarpabilir.Piston kafasına yapışan talaşlar cüruflar veya başka yabancı maddeler de aynı sonuca yol açabilir.
· Gevsek rotor veya eksantrik:Hermetik kompresörlerdeki mil üzerindeki gevsek bir rotor kamanın kama yatağında oynamasına dolayısıyla gurultulu çalışmaya yol sebep olabilir.Eğer mil ve eksantrik yekpare halde değilse , gevsek bir kilitleme cihazı vuruntunun sebebi olabilir.
· Titreşim yapan boşaltma valfleri:Bazı kompresörler belli koşullar altında özellikle düşük emme basıncında sıkıştırma strokundaki boşaltma lamının veya diskinin titreşmesinin neden olduğu doğal bir ses çıkarabilir.Bu hasara sebep olmayacaktır ancak ses rahatsız edici ise kompresör imalatçısı tarafından boşaltma valfinde düzeltme yapılabilir.
· Gaz vuruntusu:Belli şartlar altında ses evoparatörden kondenserden veya emme hattından gelebilir.Emme hattından veya boşaltma borusundan artarak gelen bir vuruntu ve/veya ıslık sesi seklinde ortaya çıkabilir.Aslında mekanik bir vuruntu değil de soğutma hatlarının boyut ve uzunluğu dirsek sayısı ve dıger faktörlerle bağlantı belli bir olayla birleşen aralıklı emme ve sıkıştırma stroklarının sebep olduğu hafif darbe etkisi olabilir.
· Yetersiz yağlama:Yağ seviyesi tüm yatakların yeterince yağlanmasına yetmeyecek kadar az olabilir.Eğer sistemde bir yağ pompası varsa düzgün çalışmıyor olabilir yada tamamen bozulabilir.Yağ giriş çıkış ağızları yabancı maddeler veya nem dolayısıyla ortaya çıkan yağ ve sistemdeki asit tarafından tıkanabilir.
· Aşırı yağ seviyesi:Yağ seviyesi aşırı yağ pompalanmasına veya yağın tasmasına sebep olacak kadar yüksek olabilir.
· Sıkı piston veya yatak:Sıkı bir piston veya yatak dıger yatağın vuruntu yapmasına neden olabilir.Uygun boşluklu olsa da bazen yeni bir kompresörde bir kaç saatlik bir çalışmadan sonra böyle bir durum kendini gösterebilir.Bir süredir çalışmakta olan bir kompresörde pistondaki veya yataktaki sıkılık sistemdeki nemin yarattığı bakır kaplaması nedeniyle olabilir.
· İç yapıda zarar verici bağlantı parçası:İçten yay montajlı kompresörlerde bağlantı parçaları kompresörün kabuğuna çarpmasına neden olabilecek şekilde bükülmüş olabilir.
· Gevsek yataklar:Gevsek bir piston kolu piston pimi veya ana yatak doğal olarak aşırı ses yapacaktır.Ana yatakların milin krank pimlerine veya eksantriklere göre,ana yatakların silindir çıdarlarına göre tam hizada olmaması da gürültüye ve çabuk aşınmaya yol acar.
· Kırık valfler:Kırık bir emme veya boşaltma valfı bir pistonun tepesinde kalabilir ve her kompresör strokunun sonunda valf plakasına çarpabilir.Piston kafasına yapışan talaşlar cüruflar veya başka yabancı maddeler de aynı sonuca yol açabilir.
· Gevsek rotor veya eksantrik:Hermetik kompresörlerdeki mil üzerindeki gevsek bir rotor kamanın kama yatağında oynamasına dolayısıyla gurultulu çalışmaya yol sebep olabilir.Eğer mil ve eksantrik yekpare halde değilse , gevsek bir kilitleme cihazı vuruntunun sebebi olabilir.
· Titreşim yapan boşaltma valfleri:Bazı kompresörler belli koşullar altında özellikle düşük emme basıncında sıkıştırma strokundaki boşaltma lamının veya diskinin titreşmesinin neden olduğu doğal bir ses çıkarabilir.Bu hasara sebep olmayacaktır ancak ses rahatsız edici ise kompresör imalatçısı tarafından boşaltma valfinde düzeltme yapılabilir.
· Gaz vuruntusu:Belli şartlar altında ses evoparatörden kondenserden veya emme hattından gelebilir.Emme hattından veya boşaltma borusundan artarak gelen bir vuruntu ve/veya ıslık sesi seklinde ortaya çıkabilir.Aslında mekanik bir vuruntu değil de soğutma hatlarının boyut ve uzunluğu dirsek sayısı ve dıger faktörlerle bağlantı belli bir olayla birleşen aralıklı emme ve sıkıştırma stroklarının sebep olduğu hafif darbe etkisi olabilir.
GÜRÜLTÜLÜ ÇALIŞMA
Bu durum çoğunlukla bir problem olduğunun bir göstergesidir.Kompresörün dışında anormal bir durum veya kompresörün kendi ıcınde zarar veren veya kotu şekilde aşınmış bir parça olabilir.Açıkça anlaşılacağı gibi kompresörün dışında bir neden varsa kompresörü değiştirmekle hiç bir şey kazanılmaz.Bunun için kompresörü değiştirmeden önce su olası nedenler kontrol edilmelidir:
· Sıvı taşması:Kompresöre yalnız kızgın buharın girdiğinden emin olunuz
· Yağ taşması:Büyük ihtimalle yağ evaporatörde veya emme hattında takılmıştır ve aralıklarla kütleler halinde kompresöre geri geliyordur.
· Gevsek kasnak:Kayış tahrikli ünitelerde kasnağın gevşemesi gürültüye neden olabilir.
· Kompresör montajında hatalı ayarlarış montajlı hermetik tıp kompresörlerde kompresörün ayakları mesnetlere çarpıyor olabilir bu da kompresörün temelde baskı yapmasına yol acar.
· Sıvı taşması:Kompresöre yalnız kızgın buharın girdiğinden emin olunuz
· Yağ taşması:Büyük ihtimalle yağ evaporatörde veya emme hattında takılmıştır ve aralıklarla kütleler halinde kompresöre geri geliyordur.
· Gevsek kasnak:Kayış tahrikli ünitelerde kasnağın gevşemesi gürültüye neden olabilir.
· Kompresör montajında hatalı ayarlarış montajlı hermetik tıp kompresörlerde kompresörün ayakları mesnetlere çarpıyor olabilir bu da kompresörün temelde baskı yapmasına yol acar.
MOTORUN AŞIRI YÜKLENMESİ
Kompresör tatminkar şekilde çalışmadığında bazen motor yükü problem hakkında ip ucu verebilir.Motor yükünün anormal olarak yüksek veya düşük olması yetersiz çalışmanın bir göstergesidir.
· Gevsek pistonlar emme valfının yetersiz çalışması veya aşırı boşluk hacmi gibi mekanik problemler çoğunlukla motor yükünde azalmaya yol acarlar.
· Çok karşılaşılan dıger bir problem emme hücresinin veya giriş filtresinin tıkanmasıdır (sistemdeki pisliklerden dolayı).Sonuç ta emme stroku sonunda silindirlerdeki gerçek basıncın emme manometresinin gösterdiği emme hattı basıncından çok daha düşük olmasıdır.Eğer durum böyleyse motor yükü de anormal şekilde düşük olacaktır.
· Boşaltma valfının yetersiz çalışması valf plakasındaki ağızların kısmen tıkanık olması (bunlar boşaltma basınç göstergesinde görünmezler) ve pistonların sıkı olması yüksek motor gücü demektir.
· Aşırı yük veya başka bir problemin yarattığı anormal ölçüde yüksek emme sıcaklıkları aşırı motor yüküne yol açacaktır.
· Kondenserle ilgili problemlerden kaynaklanan anormal şekilde yüksek yoğuşma sıcaklılarında aşırı motor yüküne yol açacaktır.
· Kompresördeki düşük voltaj ,kaynağı güç beslemesi veya aşırı hat kaybı da olsa özellikle dıger problemlerden bazıları da varsa motorun fazla yüklenmesine katkıda bulunacaktır.
· Gevsek pistonlar emme valfının yetersiz çalışması veya aşırı boşluk hacmi gibi mekanik problemler çoğunlukla motor yükünde azalmaya yol acarlar.
· Çok karşılaşılan dıger bir problem emme hücresinin veya giriş filtresinin tıkanmasıdır (sistemdeki pisliklerden dolayı).Sonuç ta emme stroku sonunda silindirlerdeki gerçek basıncın emme manometresinin gösterdiği emme hattı basıncından çok daha düşük olmasıdır.Eğer durum böyleyse motor yükü de anormal şekilde düşük olacaktır.
· Boşaltma valfının yetersiz çalışması valf plakasındaki ağızların kısmen tıkanık olması (bunlar boşaltma basınç göstergesinde görünmezler) ve pistonların sıkı olması yüksek motor gücü demektir.
· Aşırı yük veya başka bir problemin yarattığı anormal ölçüde yüksek emme sıcaklıkları aşırı motor yüküne yol açacaktır.
· Kondenserle ilgili problemlerden kaynaklanan anormal şekilde yüksek yoğuşma sıcaklılarında aşırı motor yüküne yol açacaktır.
· Kompresördeki düşük voltaj ,kaynağı güç beslemesi veya aşırı hat kaybı da olsa özellikle dıger problemlerden bazıları da varsa motorun fazla yüklenmesine katkıda bulunacaktır.
VERİM KAYBI
Bu bir takım şeylerin sonucu olabilir.
· Eğer sıvı soğutucu kompresöre girerse verim ve sonuçta kapasite ciddi biçimde etkilenecektir.Üstelik sıvı tasması fiziksel hasara kapasite eksikliğine yol açabilir.
· Kaçıran boşaltma valfleri pompalama verimini düşürür ve karter basıncının hızla atmasına sebep olur.
· Kaçıran emme valfleri özellikle düşük sıcaklık uygulamalarında kompresör verimini (ve kapasitesini) ciddi olarak etkiler.
· Gevsek pistonlar yanlarından aşırı akışkan akmasına ve pompalama eksikliğine sebep olabilirler.
· Aşınmış yataklar özellikle gevsek piston kolları veya piston pimleri pistonun sıkıştırma strokunda gerektiği kadar yukarı çıkmasını önlerler.Bu da boşluk hacminin artması etkisini yaratır ve aşırı genleşmeye yol acar.
· Kayış tahrikli ünitelerde kayısın yerinden kayması verim kaybına yol acar.
· Eğer sıvı soğutucu kompresöre girerse verim ve sonuçta kapasite ciddi biçimde etkilenecektir.Üstelik sıvı tasması fiziksel hasara kapasite eksikliğine yol açabilir.
· Kaçıran boşaltma valfleri pompalama verimini düşürür ve karter basıncının hızla atmasına sebep olur.
· Kaçıran emme valfleri özellikle düşük sıcaklık uygulamalarında kompresör verimini (ve kapasitesini) ciddi olarak etkiler.
· Gevsek pistonlar yanlarından aşırı akışkan akmasına ve pompalama eksikliğine sebep olabilirler.
· Aşınmış yataklar özellikle gevsek piston kolları veya piston pimleri pistonun sıkıştırma strokunda gerektiği kadar yukarı çıkmasını önlerler.Bu da boşluk hacminin artması etkisini yaratır ve aşırı genleşmeye yol acar.
· Kayış tahrikli ünitelerde kayısın yerinden kayması verim kaybına yol acar.
KOMPRESÖR BAKIMI
Uzun omur tabi ki her üründe arzu edilir.Bugün üretilen kompresörlerden uzun yıllar arızasız sakın bir çalışma beklenmektedir.Çoğu uygulamada kompresörlerin günde 24 saat yılda 365 gün çalışması istenmektedir.Böyle sürekli çalışma yine de çoğu zaman kompresör için sıcaklıkların sürekli değiştiği ve yoğun sabit bir viskozitede tutulmadığı cevrim çalışması kadar zor değildir.
Kompresör yalnızca normal çalışma koşullarını değil zaman zaman, sıvı tasması,aşırı boşaltma basıncı gibi bazı periyodik anormal koşulları da karşılamak üzere tasarlanmalıdır.Endüstrinin kompresör imalatçıları ekstra zorluklara dayanan makinalar tasarlayıp üretmekle övgüye değer bir ıs yaptılar,ancak henüz hiç bir imalatçı komple bir sistem satmamıştır ve iste bu noktada profesyonel soğutma teknisyeni önemli bir rol oynamaktadır,çünkü kompresör arızalarının çoğu çalışmanın getirdiği eskimeden değil sistem hatalarından kaynaklanır.Teknisyenlerin sistemi kurmada ve çalıştırmada yararlandıkları teknik beceri ve sağduyu seviyesi sonuçta sistemin özel olarak da kompresörün gerçek ömrünü belirleyecektir.Teknisyen bizzat ekipmanı seçmeyebilirse de eksiklikler ciddi problemler doğurmadan bunlara dikkat çekebilir.
Aşağıda kompresörün verimini düşüren,ömrünü kısaltan ve bazı istenmeyen durumlara sebep olan faktörler ve nedenleri açıklanmıştır
VERİM KAYBI
MOTORUN AŞIRI YÜKLENMESİ
GÜRÜLTÜLÜ ÇALIŞMA
KOMPRESÖRDEN GELEN SESLER
Kompresör yalnızca normal çalışma koşullarını değil zaman zaman, sıvı tasması,aşırı boşaltma basıncı gibi bazı periyodik anormal koşulları da karşılamak üzere tasarlanmalıdır.Endüstrinin kompresör imalatçıları ekstra zorluklara dayanan makinalar tasarlayıp üretmekle övgüye değer bir ıs yaptılar,ancak henüz hiç bir imalatçı komple bir sistem satmamıştır ve iste bu noktada profesyonel soğutma teknisyeni önemli bir rol oynamaktadır,çünkü kompresör arızalarının çoğu çalışmanın getirdiği eskimeden değil sistem hatalarından kaynaklanır.Teknisyenlerin sistemi kurmada ve çalıştırmada yararlandıkları teknik beceri ve sağduyu seviyesi sonuçta sistemin özel olarak da kompresörün gerçek ömrünü belirleyecektir.Teknisyen bizzat ekipmanı seçmeyebilirse de eksiklikler ciddi problemler doğurmadan bunlara dikkat çekebilir.
Aşağıda kompresörün verimini düşüren,ömrünü kısaltan ve bazı istenmeyen durumlara sebep olan faktörler ve nedenleri açıklanmıştır
VERİM KAYBI
MOTORUN AŞIRI YÜKLENMESİ
GÜRÜLTÜLÜ ÇALIŞMA
KOMPRESÖRDEN GELEN SESLER
İKİ KADEMELİ KOMPRESÖRLER
Pistonlu kompresörlerle ilgili şimdiye kadar anlatınlar tek kademeli üniteler üstünde yoğunlaştı ancak çok aşırı düşük sıcaklıklı uygulamalarda karşılaşılan yüksek sıkıştırma oranından dolayı buharlaşma sıcaklıklarının –34.4 °C ile
-62.2 °C aralığında olduğu durumlarda verimi artırmak için iki kademeli kompresörler geliştirilmiştir.İki kademeli kompresörler iç yapı bakımından düşük (ya da birinci) ve yüksek (ya da ikinci) kademelere bölünmüşlerdir.Emme gazı emme hattından doğruca düşük kademe silindirlerine ve burada kademeler arası manifolduna boşaltılır ve akısı ayarlanır.Böylece motorun yeterince soğutulmasını sağlar ve aşırı sıcaklıkları önler.Kademeler arası basınçtaki kızgın soğutucu buharı yüksek kademe silindirinin emme ağızlarına girer ve sonra yoğuşma basıncında kondensere boşaltılır.
-62.2 °C aralığında olduğu durumlarda verimi artırmak için iki kademeli kompresörler geliştirilmiştir.İki kademeli kompresörler iç yapı bakımından düşük (ya da birinci) ve yüksek (ya da ikinci) kademelere bölünmüşlerdir.Emme gazı emme hattından doğruca düşük kademe silindirlerine ve burada kademeler arası manifolduna boşaltılır ve akısı ayarlanır.Böylece motorun yeterince soğutulmasını sağlar ve aşırı sıcaklıkları önler.Kademeler arası basınçtaki kızgın soğutucu buharı yüksek kademe silindirinin emme ağızlarına girer ve sonra yoğuşma basıncında kondensere boşaltılır.
KOMPRESÖRDE KAPASİTE KONTROLÜ
Dalgalanan yük şartları altında kompresör kapasitesini değiştirmek için bir çözüm olması acısından büyük kompresörlere sık sık kompresör yükü boşaltma cihazları takılır.Pistonlu kompresörlerdeki yük boşaltma cihazlarının iki genel tıpı vardır.Birincisinde bir veya daha fazla silindirin üzerindeki emme valfleri bir basınç kontrol cihazına tepki olarak bazı mekaniki vasıtalar tarafından acık tutulur.Soğutucu emme valflerinin açılmasıyla kompresör stroku sırasında soğutucu, emme hücresine geri itilir ve silindir pompalama hareketini durdurur.
Yük boşaltmanın ikinci bir yolu boşaltma gazının bir kısmını sistemin iç kısmında kompresör emme hücresinde by-pass etmektir.Bu yapılırken aşırı boşaltma sıcaklığından kaçınmaya dikkat edilmelidir.Bir sıcak gaz by-pass ı kompresörün dışında da oluşturulabilir.Bypass hattındaki solenoid uygulamanın tabiatına bağlı olarak sıcaklık veya basınçla kontrol edilebilir.Kontrol cihazı kapasitenin düşürülmesi için sinyal verdiğinde solenoid açılır ve bir miktar sıcak gazın doğruca emme hattına gitmesine izin verir.
Kompresör imalatçısı tarafından tavsiye edilen özel teknikler değişik donanımlar içerir ancak ulaşılan sonuç hepsinde aynıdır.Yük boşaltmanın kademeleri doğal olarak makinanın boyutuna silindirlerin sayısına ve uygulamanın şartlarına bağlıdır.Göz önüne alınması gereken bir nokta azalmış emme buharı miktarı ve beraberindeki sistemden geri donen yağdır.Hermetik kompresörlerde bu miktarlar uygun yağlama ve motoru aşırı ısınmadan korumaya yeterli olmalıdır.
Yük boşaltmanın ikinci bir yolu boşaltma gazının bir kısmını sistemin iç kısmında kompresör emme hücresinde by-pass etmektir.Bu yapılırken aşırı boşaltma sıcaklığından kaçınmaya dikkat edilmelidir.Bir sıcak gaz by-pass ı kompresörün dışında da oluşturulabilir.Bypass hattındaki solenoid uygulamanın tabiatına bağlı olarak sıcaklık veya basınçla kontrol edilebilir.Kontrol cihazı kapasitenin düşürülmesi için sinyal verdiğinde solenoid açılır ve bir miktar sıcak gazın doğruca emme hattına gitmesine izin verir.
Kompresör imalatçısı tarafından tavsiye edilen özel teknikler değişik donanımlar içerir ancak ulaşılan sonuç hepsinde aynıdır.Yük boşaltmanın kademeleri doğal olarak makinanın boyutuna silindirlerin sayısına ve uygulamanın şartlarına bağlıdır.Göz önüne alınması gereken bir nokta azalmış emme buharı miktarı ve beraberindeki sistemden geri donen yağdır.Hermetik kompresörlerde bu miktarlar uygun yağlama ve motoru aşırı ısınmadan korumaya yeterli olmalıdır.
KOMPRESÖR PERFORMANSI
Bir makinanın performansı makinanın daha önce belirtilen görevini yerine getirebilme yeteneğinin değerlendirilmesidir.Kompresör performansı soğutucunun kompresörün ve motorun belli fiziksel sınırlamalarının bir araya gelerek oluşturduğu tasarımın bir sonucudur ve şunları sağlamasına çalışılır.
1-Arızasız en uzun omur
2-Minumum güç girişine karşılık maksimum soğutma etkisi
3-Minumum maliyet
4-Geniş bir çalışma koşulları aralığı
5-Uygun bir titreşim ve ses düzeyi
Kompresör performansına ait iki yararlı ölçünün biri kompresör yer değiştirmesiyle ilgili olan kapasite diğeri de performans faktörüdür.
Sistem kapasitesi kompresör ulaştığı soğutma etkisidir.Kompresörü terk eden buharın basıncına karşılık gelen sıcaklıktaki soğutucu sıvı ile kompresöre giren soğutucu buharın toplam entalpileri arasındaki farka eşittir.Birimi kJ/kg dir.
Bir hermetik kompresörün performans faktörü motor ve kompresörün ortak çalışma verimini gösterir.
Performans faktörü (hermetik) =kapasite(kW)/güç girişi(kW)
Son yıllarda enerji tasarrufu üzerine çekilen dikkat nedeniyle performans faktörü endüstri için önemli hale gelmiştir.Bunun için artık EVO (enerji verim oranı) terimi kullanılmaktadır.Ve soğutma ve klima unıtelerının gerçek performansı ARI yönetmeliklerinde onaylanmakta ve listelenmektedir.Böylece kullanıcılar tesisatçılar bilirkişiler ve güç şirketleri çeşitli makinalarının izafi verimlerini değerlendirebilirler.
Kompresör performansına ait öncelikle kompresör tasarım mühendislerinin kullandığı ve soğutma teknisyenleri için pratik kullanımı olmayan üç diğer tanımlama ve ölçü vardır yinede bunları kabaca bilmek iyidir.
Kompresör verimi sadece silindirin içinde olan bitenle ilgilidir.Gerçek sıkıştırmanın ideal sıkıştırmadan sapmasının bir olcusudur ve silindirin ıcınde yapılan ise göre tanımlanır.
Hacimsel verim stok başına silindire giren taze buhar hacminin piston yer değiştirmesine oranı olarak tanımlanır.
Gerçek kapasite ideal kapasitenin ve toplam hacimsel verimin bir fonksiyonudur.
Fren beygir gücü ideal kompresöre ve kompresörün sıkıştırma mekanik ve hacimsel verimlerine olan güç girişinin bir fonksiyonudur.
Kompresör imalatçıları ASHRAE ve/veya ARI şartların uygun olması gereken değerler için kompresörlerini ayrıntılı testlere tabı tutarlar.iki tıp kompresör testi vardır.Birincisi kapasite verim gürültü seviyesi motor sıcaklığı vb. şartları belirler.İkinci ve aynı oranda gerekli olan test ise makinanın muhtemel ömrünü tespit eder.Ömür testi kompresörün yıllar boyu çalışması gereken koşullara benzer koşullar altında yapılmalıdır.Bu çalışmada emniyet ve kurallara sadık kalma en önemli faktörlerdir.
Bu bilgilerden yararlanarak imalatçı urunun uygun şekilde kullanılması için gereken performans veya uygulama verilerini sunabilir veya yayınlayabilir.
Kapasite değerleri aşağıdaki bilgileri içeren tablolar veya eğriler halinde yayınlanır:
1-Kompresörün tanımlanması (silindir sayısı çap strok ve benzeri gibi)
2-Aşırı soğutma dereceleri veya verinin sıfır derece aşırı soğutmaya göre düzeltildiğini belirten bir ifade
3-Kompresör devir sayısı
4-Soğutucu tıpı
5-Emme gazı kızdırma ısısı
6-Kompresör ortamı
7-Dış soğutma şartları (gerekirse)
8-Maksimum güç veya maksimum çalışma koşulları
9-Tam yük veya yüksüz çalışma altındaki minimum çalışma koşulları
Sabit bir yoğuşma sıcaklığında tabı ki basit bir deplasman makinasının pompaladığı gazın düşük yoğunluklu olmasının neden olduğu evaparatör sıcaklıklarındaki düşmeyle kapasitenin nasıl hızla azaldığını gözleyiniz.Buna rağmen düşük basınçlı buharları uygun yoğuşma basınçlarına yükseltmek için gereken yüksek çalışma seviyelerini gösteren güç girişi eğrilerinin o kadar hızlı düşmediğine dikkat ediniz.Bu yüzden ticari soğutma ve klima sistemlerinin göreceli koşulları oldukça farklıdır.
Açıkça anlaşılacağı gibi bu tıp kompresörleri çok çeşitli şartlarda kullanmak pratik değildir,hatta belki teknik olarak ta mümkün değildir.Bu yüzden endüstri değişik uygulamaları karşılamak acısından değişik hızlarda (kayış tahrikli modeller) ,çaplarda ,stroklarda ve/veya daha büyük motorları olan üniteler sunar.
1-Arızasız en uzun omur
2-Minumum güç girişine karşılık maksimum soğutma etkisi
3-Minumum maliyet
4-Geniş bir çalışma koşulları aralığı
5-Uygun bir titreşim ve ses düzeyi
Kompresör performansına ait iki yararlı ölçünün biri kompresör yer değiştirmesiyle ilgili olan kapasite diğeri de performans faktörüdür.
Sistem kapasitesi kompresör ulaştığı soğutma etkisidir.Kompresörü terk eden buharın basıncına karşılık gelen sıcaklıktaki soğutucu sıvı ile kompresöre giren soğutucu buharın toplam entalpileri arasındaki farka eşittir.Birimi kJ/kg dir.
Bir hermetik kompresörün performans faktörü motor ve kompresörün ortak çalışma verimini gösterir.
Performans faktörü (hermetik) =kapasite(kW)/güç girişi(kW)
Son yıllarda enerji tasarrufu üzerine çekilen dikkat nedeniyle performans faktörü endüstri için önemli hale gelmiştir.Bunun için artık EVO (enerji verim oranı) terimi kullanılmaktadır.Ve soğutma ve klima unıtelerının gerçek performansı ARI yönetmeliklerinde onaylanmakta ve listelenmektedir.Böylece kullanıcılar tesisatçılar bilirkişiler ve güç şirketleri çeşitli makinalarının izafi verimlerini değerlendirebilirler.
Kompresör performansına ait öncelikle kompresör tasarım mühendislerinin kullandığı ve soğutma teknisyenleri için pratik kullanımı olmayan üç diğer tanımlama ve ölçü vardır yinede bunları kabaca bilmek iyidir.
Kompresör verimi sadece silindirin içinde olan bitenle ilgilidir.Gerçek sıkıştırmanın ideal sıkıştırmadan sapmasının bir olcusudur ve silindirin ıcınde yapılan ise göre tanımlanır.
Hacimsel verim stok başına silindire giren taze buhar hacminin piston yer değiştirmesine oranı olarak tanımlanır.
Gerçek kapasite ideal kapasitenin ve toplam hacimsel verimin bir fonksiyonudur.
Fren beygir gücü ideal kompresöre ve kompresörün sıkıştırma mekanik ve hacimsel verimlerine olan güç girişinin bir fonksiyonudur.
Kompresör imalatçıları ASHRAE ve/veya ARI şartların uygun olması gereken değerler için kompresörlerini ayrıntılı testlere tabı tutarlar.iki tıp kompresör testi vardır.Birincisi kapasite verim gürültü seviyesi motor sıcaklığı vb. şartları belirler.İkinci ve aynı oranda gerekli olan test ise makinanın muhtemel ömrünü tespit eder.Ömür testi kompresörün yıllar boyu çalışması gereken koşullara benzer koşullar altında yapılmalıdır.Bu çalışmada emniyet ve kurallara sadık kalma en önemli faktörlerdir.
Bu bilgilerden yararlanarak imalatçı urunun uygun şekilde kullanılması için gereken performans veya uygulama verilerini sunabilir veya yayınlayabilir.
Kapasite değerleri aşağıdaki bilgileri içeren tablolar veya eğriler halinde yayınlanır:
1-Kompresörün tanımlanması (silindir sayısı çap strok ve benzeri gibi)
2-Aşırı soğutma dereceleri veya verinin sıfır derece aşırı soğutmaya göre düzeltildiğini belirten bir ifade
3-Kompresör devir sayısı
4-Soğutucu tıpı
5-Emme gazı kızdırma ısısı
6-Kompresör ortamı
7-Dış soğutma şartları (gerekirse)
8-Maksimum güç veya maksimum çalışma koşulları
9-Tam yük veya yüksüz çalışma altındaki minimum çalışma koşulları
Sabit bir yoğuşma sıcaklığında tabı ki basit bir deplasman makinasının pompaladığı gazın düşük yoğunluklu olmasının neden olduğu evaparatör sıcaklıklarındaki düşmeyle kapasitenin nasıl hızla azaldığını gözleyiniz.Buna rağmen düşük basınçlı buharları uygun yoğuşma basınçlarına yükseltmek için gereken yüksek çalışma seviyelerini gösteren güç girişi eğrilerinin o kadar hızlı düşmediğine dikkat ediniz.Bu yüzden ticari soğutma ve klima sistemlerinin göreceli koşulları oldukça farklıdır.
Açıkça anlaşılacağı gibi bu tıp kompresörleri çok çeşitli şartlarda kullanmak pratik değildir,hatta belki teknik olarak ta mümkün değildir.Bu yüzden endüstri değişik uygulamaları karşılamak acısından değişik hızlarda (kayış tahrikli modeller) ,çaplarda ,stroklarda ve/veya daha büyük motorları olan üniteler sunar.
DÜŞÜK VOLTAJDA YOL VERME
Daha önce anlatılan konularda yol verme röleleri kapasitörler kontaktörler ve hatlar arası starterler gibi en çok kullanılan starter tipleri tanıtılmıştır ki bu datam voltajı yol vermeye göre tasarlanmış bir kompresöre yol vermenin en pahalı metodudur.Buna rağmen bazı elektrik şirketlerinin yol verme akımına getirdikleri sınırlamalardan dolayı kıvılcım çakmasını televizyonun parazitlenmesini ve anı voltaj düşmelerinin ekipman üzerinde yarattığı istenmeyen yan etkileri önlemek için zaman zaman yüksek beygir güçlü motorlardaki anı yol verme akımını bir şekilde düşürmek gerekir.Düşük voltajlı yol verme elektrik şirketinin voltaj regülatörünün yükün bir kısmı yüklendikten sonra hat voltajını yakalamasına izin verir; bu da tüm yükün hatta yüklenmesi halinde oluşabilecek keskin voltaj düşümlerini önler.Bazı elektrik idareleri kendi hatlarından anı akım verilmesini belli bir miktara kadar ve belli bir sure için kısıtlayabilirler. Bazıları ise yol verme akımını kilitli rotor akımının belli bir yüzdesi ile sınırlayabilirler.
Kompresör yükünün boşaltılması yol vermede gereken çekme torkunun azaltılmasına yardımcı olarak motorunda çabuk ivmelenmesini sağlayacaktır.Kompresör ister yüklenmiş ister yükü boşaltılmış olsun yinede motor saniyenin küçük bir parçasında hala tam yol verme amperajı çekecektir.Baslıca itiraz konusu, yol vermede kilitli rotor şartları altında anlık anı akım çekilmesi olduğu için kompresör yükünün boşaltılması her zaman çözüm olmayabilir.Böyle durumlarda motorun gerekli yol verme akımını düşürecek bir çeşit yol verme düzeneği gereklidir.
En çok kullanılan iki yöntemde ,motora giden hat voltajı,tam olarak azaltılamadığı halde bunu başaran starterler düşük voltaj starterleri olarak bilinirler.Elle yol verme soğutma kompresörleri için yararlı olmadığından burada yalnız manyetik starterler göz önüne alınacaktır.
Her biri farklı uygulamalar için uygun olan beş tıp manyetik düşük voltaj starteri vardır.
· Kısmı sargılama
· Yıldız-üçgen
· Otomatik transformatör
· Primer rezistör
· Düşük voltajlı kademeli yol verme yardımcı elemanı
Yol verme akımı düştükçe yol verme torku da düşer ve uygun starter seçimi gerekli kompresör torku ile sınırlanabilir.Düşük voltajlı yol verme için piyasada bulunan maksimum tork tam voltaj torkunun %64 üdür ve bir otomatik transformatörle elde edilebilir.Bu değer kısmı sargılama için %45 ve yıldız-üçgen için %33 tur.Bu da eğer kompresöre düşük voltajda yol verilmesi gerekiyorsa yıldız-üçgen için yüksüz bir yol vermenin esas olduğu anlamına gelir.
Kompresör yükünün boşaltılması yol vermede gereken çekme torkunun azaltılmasına yardımcı olarak motorunda çabuk ivmelenmesini sağlayacaktır.Kompresör ister yüklenmiş ister yükü boşaltılmış olsun yinede motor saniyenin küçük bir parçasında hala tam yol verme amperajı çekecektir.Baslıca itiraz konusu, yol vermede kilitli rotor şartları altında anlık anı akım çekilmesi olduğu için kompresör yükünün boşaltılması her zaman çözüm olmayabilir.Böyle durumlarda motorun gerekli yol verme akımını düşürecek bir çeşit yol verme düzeneği gereklidir.
En çok kullanılan iki yöntemde ,motora giden hat voltajı,tam olarak azaltılamadığı halde bunu başaran starterler düşük voltaj starterleri olarak bilinirler.Elle yol verme soğutma kompresörleri için yararlı olmadığından burada yalnız manyetik starterler göz önüne alınacaktır.
Her biri farklı uygulamalar için uygun olan beş tıp manyetik düşük voltaj starteri vardır.
· Kısmı sargılama
· Yıldız-üçgen
· Otomatik transformatör
· Primer rezistör
· Düşük voltajlı kademeli yol verme yardımcı elemanı
Yol verme akımı düştükçe yol verme torku da düşer ve uygun starter seçimi gerekli kompresör torku ile sınırlanabilir.Düşük voltajlı yol verme için piyasada bulunan maksimum tork tam voltaj torkunun %64 üdür ve bir otomatik transformatörle elde edilebilir.Bu değer kısmı sargılama için %45 ve yıldız-üçgen için %33 tur.Bu da eğer kompresöre düşük voltajda yol verilmesi gerekiyorsa yıldız-üçgen için yüksüz bir yol vermenin esas olduğu anlamına gelir.
KOMPRESÖR KABLO BOYUTLARI
Düşük veya voltaj altı durumların sebebi her zaman elektrik şirketinin standart değerlerden sapmaya izin vermesi değildir.Pek çok kez kompresöre kondenser ünitesine güç kaynağından giden kablolar yanlış boyutlandırılmış olabilir. Böylece hat kayıpları normal limitleri asar ve kompresöre giden terminal voltajı da çok düşer.Bu durum farklı kapasite özelliklerine sahip bakır ve alüminyum iletkenlerin kullanılmasıyla daha da karmaşıklaşır.İmalatçıların çoğu tavsiye edilen kablo boyutlarını ve ünite ile ana güç kaynağı arasında %3 lük voltaj düşümünü asmamak için olabilecek maksimum uzunluğu bir liste halinde verirler.Aşırı hat kaybına minimum güç besleme voltajı da eklenirse kompresör üzerinde oluşan etki bir anlam kazanabilir.Burada önemli olan bir elektrik tesisatçısına doğru elektrik verilerinin bildirilmiş olmasıdır (tabı eğer elektrik tesisatının kurulması soğutma tesisatı kontratının bir parçası değilse)
MOTOR SICAKLIGI
Termodinamiğin birinci kanunu enerjinin ne yoktan var edilebileceğini ne de vardan yok edilebileceğini ancak bir şekilden dıgerine dönüştürülebileceğini ifade eder.Motor güç kaynağından elektrik enerjisi alır ancak sürtünmeden dolayı enerjinin hepsi mekanik çıkış enerjisine dönüştürülemez.Giriş enerjisinin kalanı ısı enerjisine dönüşür ve eğer bu ısı dağıtılmazsa motor sargılarının sıcaklığı yalıtım hasar görene dek artar.Eğer motor kirden ve fiziki hasardan korunursa ısı hemen hemen sargılara zarar verebilecek tek düşmandır.
Motorda üretilen ısının miktarı hem yüke hem de motorun verimine bağlıdır.Yük arttıkça motora elektriki girişte artar.Motorda ısıya dönüştürülen güç girişi yüzdesi motorun verimine verimdeki artışla azalan ve motor veriminin azalmasıyla artan ısıya bağlıdır.
Bir motorun kaldırabileceği sıcaklık seviyesi büyük oranda motor yalıtımının tipine ve temel motor tasarımına bağlıdır ancak gerçek motor ömrünü motorun kullanımda maruz kaldığı şartlar belirler.Eğer uygun bir ortamda tasarım kapasitesine uygun yüklerde çalıştırılırsa iyi tasarlanmış bir motorun ömrünün oldukça uzun olması gerekir.Bir motorun sürekli olarak yüksek çalışma sıcaklıklarına yol açacak şekilde aşırı yüklenmesi ömrünü önemli oranda azaltacaktır.
Isı motorların en büyük düşmanı olduğu için hermetik kompresörlerde ısı etkili bir şekilde dağıtmak üzere emme hattının kullanılması büyük avantaj sağlamaktadır. Hermetik bir motorun belli bir uygulama için tasarlanmasıyla ve motor sıcaklığının yakından kontrol edilmesiyle motor belli bir yükü karşılayabilir ve hem motor maksimum kapasitede çalışır hem de standart acık tıp motorlarınkinden çok daha büyük bir güvenlik faktörü sağlanmış olur.
Motorda üretilen ısının miktarı hem yüke hem de motorun verimine bağlıdır.Yük arttıkça motora elektriki girişte artar.Motorda ısıya dönüştürülen güç girişi yüzdesi motorun verimine verimdeki artışla azalan ve motor veriminin azalmasıyla artan ısıya bağlıdır.
Bir motorun kaldırabileceği sıcaklık seviyesi büyük oranda motor yalıtımının tipine ve temel motor tasarımına bağlıdır ancak gerçek motor ömrünü motorun kullanımda maruz kaldığı şartlar belirler.Eğer uygun bir ortamda tasarım kapasitesine uygun yüklerde çalıştırılırsa iyi tasarlanmış bir motorun ömrünün oldukça uzun olması gerekir.Bir motorun sürekli olarak yüksek çalışma sıcaklıklarına yol açacak şekilde aşırı yüklenmesi ömrünü önemli oranda azaltacaktır.
Isı motorların en büyük düşmanı olduğu için hermetik kompresörlerde ısı etkili bir şekilde dağıtmak üzere emme hattının kullanılması büyük avantaj sağlamaktadır. Hermetik bir motorun belli bir uygulama için tasarlanmasıyla ve motor sıcaklığının yakından kontrol edilmesiyle motor belli bir yükü karşılayabilir ve hem motor maksimum kapasitede çalışır hem de standart acık tıp motorlarınkinden çok daha büyük bir güvenlik faktörü sağlanmış olur.
SOĞUTUCU YAĞININ SAHİP OLMASI GEREKEN ÖZELLİKLER
Daha öncede belirtildiği gibi bir soğutma yağının iyi yağlama özelliklerine ve kompresör ıcınde alçak taraftan yüksek tarafa sızdırmazlık sağlama yeteneğine sahip olması gerekir.Yağ kompresörün içindeki yatakları yağlarken aynı zamanda bir soğutucu ortam görevi de görür ve hareketli parçaların kompresör çalıştığı sıradaki sürtünmelerinin neden olduğu ısıyı bu yataklardan alır.
Her tıp soğutucu ile ve her şart altında çalışacak mükemmel yağ şimdiye kadar geliştirilememiştir.Piyasada bulunan tüm soğutucu yağı çeşitlerinin avantajları ve dezavantajları vardır ve bunlar tesisatın şartlarına ve tek tek her sistemin kullanımına göre dengelenmelidir.
Yağlarda bulunması gereken özellikler:
1-Düşük sıcaklıkta akışkan halde kalmalıdır.
2-Yüksek sıcaklıklarda kararlı halde kalmalıdır
3-Soğutucuyla metallerle motor izolasyonuyla (hermetik kompresörlerde kullanıldığında) havayla ve dıger kirleticilerle kimyasal reaksiyona girmemelidir.
4-Beklenen çalışma koşulları altında karbona ayrışmamalıdır.
5-Karşılanması gereken düşük çalışma sıcaklıklarına maruz kaldığında mum tortusu bırakmamalıdır.
6-Mümkün olduğunca temiz olmalıdır.
Piyasada soğutucu sistemler için bulunan tüm pratik amaçlı yağlar mineral esaslıdır.Bu yağlar prafin bazlı, naften bazlı, karışım bazlı (naften ve parafının karışımı) olmak üzere üç ana kategoriye ayrılabilirler.Dünyanın değişik yerlerinde bulunan ham petrolden değişik kategoriler üretilebilir.Uygun arıtma işlemleri ağır parafinleri ve naftenleri ham petrolden ayırır.Soğutucu yağlarda önemli olan bazı özellikler ise şunlardır:
1-Viskozite
2-Akma noktası
3-Çökelme noktası
4-Parlama noktası
5-Di elektrik sabitesi
6-Yanma noktası
7-Korozyona eğilimi
8-Oksitlenme direnci
9- Renk
Bir soğutucu yağının veya bir sıvının viskozitesi belli bir takım şartlar altında akmaya gösterdiği direncin bir olcusu yada daha basitleştirirsek ne kadar koyu veya seyrek olduğudur.Sıvıdan alınan ölçülmüş bir numune belli bir sıcaklıkta kalibre edilmiş bir aralıktan aktığında gecen zaman saniyeler cinsinden onun viskozitesini ifade eder.
Bir yağın akma noktası yağın akabileceği en düşük sıcaklıktır.Çoğunlukla yağın sıcaklığı artık akamayacağı bir noktaya düşürülür ve sonra bu sıcaklığa 3 °C eklenir.Düşük bir akma noktası sistemin tasarım çalışma koşullarında yağın sistemde erişilen en düşük sıcaklıklarda donmayacağının bir göstergesidir.Bütün soğutucu yağlarının değişen seviyelerde mum içerdiği bulunmuştur.Bu mum yağın sıcaklığı yeterince düştüğünde yağın içindeki dıger elemanlardan ayrılır.
Bir soğutucu yağının mumu mümkün olduğunca fazla ayrıştırıldığında (mum yağdan tamamen ayrılamaz) mumun kalanının yağdan ayrılacağı sıcaklığı bulmak için testler yapılır.Mum yağdan ayrıştığında yağ ve soğutucu karışımı bulanıklaşır.Karışımın sıcaklığı daha da düşürüldüğünde yağın ıcınde kalan mum parçacıkları top top olur veya uzum salkımı şeklini alır.Bu oluşumun görülebilir olduğu haldeki sıcaklık yağın çökelme noktası olarak adlandırılır.Mum soğutma sistemi içerisinde daha soğuk olan bölgelerde birikeceği için (genleşme valfı ve evaporatör) evaporatördeki ısı transferinde bir verim kaybı olacak ve genleşme valfı veya başka bir tıp akış ayar cihazı çok kolay kısıtlanacak veya tıkanacaktır.
Yüksek sıcaklıklı soğutmada veya konfor klimalarında belirli bir yağ kullanılabilir ancak bu düşük sıcaklıklı uygulamalarda yetersiz olabilir.Bu yüzden özel kullanımlar için soğutucu yağı seçerken akma noktası göz önüne alınması gereken önemli bir özelliktir.
Soğutucu yağları çoğu zaman çeşitli sistemlerde yangın tehlikesi teşkil etmese de kullanılacak yağın parlama noktasını bilmek onamlıdır.Parlama noktası yağ buharının aleve maruz kaldığında parlayıp ateş alacağı sıcaklıktır.Bu durum belli bir sıcaklıkta ortaya çıkar yağ kararlığını kaybeder ve bileşenlerinden bazıları ayrışma eğilimi gösterir.Bu yüzden parlama noktasından kaçınılmalıdır.
Pek çok kompresör ve motoru gövde veya muhafazanın ıcınde birbirlerine hermetik olarak takılmışlardır. Evaporatörden çıkan soğutucu buharda yalıtılmış motor sargılarının ıcınden geçer.Böyle durumlarda soğutucu yağının elektrik akımının akısına karsı bir direnci olması (yalıtım) gerekir ve bir soğutma sistemi yağlama yağının dielektrik sabitesi bu direncin bir olcusudur.Bir soğutucu yağının yanma noktası akışkanın daha önce tanımlanan parlama noktası ile ilişkilidir.Sıcaklık yağ buharının parlama noktasının üzerine çıkarıldığında ve yağ deney sırasında yanmaya devam ettiğinde yağın yanma noktasına erişilmiş demektir.
Bir soğutucu yağlama yağının ıcınde sülfür bileşenleri arzu edilmez.Nem bir sülfür bileşeni ile karıştığında sülfürik aşıt oluşur.Günümüz de yağlarda çok önemli bir faktör olarak kabul edilmeyen bu asit bir soğutma sisteminin metal parçaları üzerinde çok korozif bir etki yaratabilir.Çok iyi parlatılmış bir parça bakır yağdan alınan bir numuneye batırıldığında ve 93 °C nin üzerinde sıcaklıklara tabı tutulduğunda iyi bir yağlama yağının minimum derecede korozif eğilim göstermesi gerekir.3-4 saat kadar bir sure sonra bakır parçası yağ numunesinden dışarı çıkarılır.Eğer parça aşınmışsa veya rengi atmışsa bu yağın ıcınde çok fazla sülfür bulunduğunun kanıtıdır.
Soğutucu yağlama yağının kararlılığı soğutucu yağlarının parlama noktasıyla bağlantılı olarak anlatılmıştı.Bir yağın kararlığının başka bir göstergesi de kimyasal reaksiyona olan direncidir.Yağlama işlemlerinin çoğunda kullanılacak yağların doymamış hidrokarbonları gidermek üzere arıtılması gerekir.Ancak bir yağ ne kadar arıtılırsa yağlama kalitesi o kadar düşük olur.Soğutmanın ilk zamanlarında bu işlemde kullanılan yağ neredeyse rengini kaybedene dek arıtılıyordu. İyi bir soğutma yağının rengi yağlama özeliklerini kaybetmeksizin hidrokarbonların çoğunluğunun giderildiğini gösteren acık sarı renktir.
Her tıp soğutucu ile ve her şart altında çalışacak mükemmel yağ şimdiye kadar geliştirilememiştir.Piyasada bulunan tüm soğutucu yağı çeşitlerinin avantajları ve dezavantajları vardır ve bunlar tesisatın şartlarına ve tek tek her sistemin kullanımına göre dengelenmelidir.
Yağlarda bulunması gereken özellikler:
1-Düşük sıcaklıkta akışkan halde kalmalıdır.
2-Yüksek sıcaklıklarda kararlı halde kalmalıdır
3-Soğutucuyla metallerle motor izolasyonuyla (hermetik kompresörlerde kullanıldığında) havayla ve dıger kirleticilerle kimyasal reaksiyona girmemelidir.
4-Beklenen çalışma koşulları altında karbona ayrışmamalıdır.
5-Karşılanması gereken düşük çalışma sıcaklıklarına maruz kaldığında mum tortusu bırakmamalıdır.
6-Mümkün olduğunca temiz olmalıdır.
Piyasada soğutucu sistemler için bulunan tüm pratik amaçlı yağlar mineral esaslıdır.Bu yağlar prafin bazlı, naften bazlı, karışım bazlı (naften ve parafının karışımı) olmak üzere üç ana kategoriye ayrılabilirler.Dünyanın değişik yerlerinde bulunan ham petrolden değişik kategoriler üretilebilir.Uygun arıtma işlemleri ağır parafinleri ve naftenleri ham petrolden ayırır.Soğutucu yağlarda önemli olan bazı özellikler ise şunlardır:
1-Viskozite
2-Akma noktası
3-Çökelme noktası
4-Parlama noktası
5-Di elektrik sabitesi
6-Yanma noktası
7-Korozyona eğilimi
8-Oksitlenme direnci
9- Renk
Bir soğutucu yağının veya bir sıvının viskozitesi belli bir takım şartlar altında akmaya gösterdiği direncin bir olcusu yada daha basitleştirirsek ne kadar koyu veya seyrek olduğudur.Sıvıdan alınan ölçülmüş bir numune belli bir sıcaklıkta kalibre edilmiş bir aralıktan aktığında gecen zaman saniyeler cinsinden onun viskozitesini ifade eder.
Bir yağın akma noktası yağın akabileceği en düşük sıcaklıktır.Çoğunlukla yağın sıcaklığı artık akamayacağı bir noktaya düşürülür ve sonra bu sıcaklığa 3 °C eklenir.Düşük bir akma noktası sistemin tasarım çalışma koşullarında yağın sistemde erişilen en düşük sıcaklıklarda donmayacağının bir göstergesidir.Bütün soğutucu yağlarının değişen seviyelerde mum içerdiği bulunmuştur.Bu mum yağın sıcaklığı yeterince düştüğünde yağın içindeki dıger elemanlardan ayrılır.
Bir soğutucu yağının mumu mümkün olduğunca fazla ayrıştırıldığında (mum yağdan tamamen ayrılamaz) mumun kalanının yağdan ayrılacağı sıcaklığı bulmak için testler yapılır.Mum yağdan ayrıştığında yağ ve soğutucu karışımı bulanıklaşır.Karışımın sıcaklığı daha da düşürüldüğünde yağın ıcınde kalan mum parçacıkları top top olur veya uzum salkımı şeklini alır.Bu oluşumun görülebilir olduğu haldeki sıcaklık yağın çökelme noktası olarak adlandırılır.Mum soğutma sistemi içerisinde daha soğuk olan bölgelerde birikeceği için (genleşme valfı ve evaporatör) evaporatördeki ısı transferinde bir verim kaybı olacak ve genleşme valfı veya başka bir tıp akış ayar cihazı çok kolay kısıtlanacak veya tıkanacaktır.
Yüksek sıcaklıklı soğutmada veya konfor klimalarında belirli bir yağ kullanılabilir ancak bu düşük sıcaklıklı uygulamalarda yetersiz olabilir.Bu yüzden özel kullanımlar için soğutucu yağı seçerken akma noktası göz önüne alınması gereken önemli bir özelliktir.
Soğutucu yağları çoğu zaman çeşitli sistemlerde yangın tehlikesi teşkil etmese de kullanılacak yağın parlama noktasını bilmek onamlıdır.Parlama noktası yağ buharının aleve maruz kaldığında parlayıp ateş alacağı sıcaklıktır.Bu durum belli bir sıcaklıkta ortaya çıkar yağ kararlığını kaybeder ve bileşenlerinden bazıları ayrışma eğilimi gösterir.Bu yüzden parlama noktasından kaçınılmalıdır.
Pek çok kompresör ve motoru gövde veya muhafazanın ıcınde birbirlerine hermetik olarak takılmışlardır. Evaporatörden çıkan soğutucu buharda yalıtılmış motor sargılarının ıcınden geçer.Böyle durumlarda soğutucu yağının elektrik akımının akısına karsı bir direnci olması (yalıtım) gerekir ve bir soğutma sistemi yağlama yağının dielektrik sabitesi bu direncin bir olcusudur.Bir soğutucu yağının yanma noktası akışkanın daha önce tanımlanan parlama noktası ile ilişkilidir.Sıcaklık yağ buharının parlama noktasının üzerine çıkarıldığında ve yağ deney sırasında yanmaya devam ettiğinde yağın yanma noktasına erişilmiş demektir.
Bir soğutucu yağlama yağının ıcınde sülfür bileşenleri arzu edilmez.Nem bir sülfür bileşeni ile karıştığında sülfürik aşıt oluşur.Günümüz de yağlarda çok önemli bir faktör olarak kabul edilmeyen bu asit bir soğutma sisteminin metal parçaları üzerinde çok korozif bir etki yaratabilir.Çok iyi parlatılmış bir parça bakır yağdan alınan bir numuneye batırıldığında ve 93 °C nin üzerinde sıcaklıklara tabı tutulduğunda iyi bir yağlama yağının minimum derecede korozif eğilim göstermesi gerekir.3-4 saat kadar bir sure sonra bakır parçası yağ numunesinden dışarı çıkarılır.Eğer parça aşınmışsa veya rengi atmışsa bu yağın ıcınde çok fazla sülfür bulunduğunun kanıtıdır.
Soğutucu yağlama yağının kararlılığı soğutucu yağlarının parlama noktasıyla bağlantılı olarak anlatılmıştı.Bir yağın kararlığının başka bir göstergesi de kimyasal reaksiyona olan direncidir.Yağlama işlemlerinin çoğunda kullanılacak yağların doymamış hidrokarbonları gidermek üzere arıtılması gerekir.Ancak bir yağ ne kadar arıtılırsa yağlama kalitesi o kadar düşük olur.Soğutmanın ilk zamanlarında bu işlemde kullanılan yağ neredeyse rengini kaybedene dek arıtılıyordu. İyi bir soğutma yağının rengi yağlama özeliklerini kaybetmeksizin hidrokarbonların çoğunluğunun giderildiğini gösteren acık sarı renktir.
YAĞLAMA
Soğutma sistemlerinde bir çok elemanda bulunan hareketli parçalar metal yüzeyler için zararlı olabilecek sürtünme yaratırlar.Ayrıca sürtünme ilgili hareketli parçaların sıcaklığında bir artışa neden olabilir.Doğru yağlama sürtünme sonucu oluşabilecek zararı azalttığı için mekanik parçaların bakımında önemli bir konudur.Kompresörün yataklar pistonlar ve dişliler için iyi bir yağlanmaya ihtiyacı vardır.
Kompresör pistonlu kompresör ise piston ile silindir cidarı arasındaki boşluk öyle sızdırmaz olmalıdır ki tüm soğutucu buhar silindirin dışına ve oradan da sıcak gaz boşaltma hattına itilebilsin.
Bu sızdırmazlık soğutucu yağına sıkıştırılmış soğutucu buharı ile birlikte silindir boyunca yol aldırılmasıyla sağlanır. Piston ileri geri hareket ettikçe yağ filmi sızdırmazlık sağlamazsa buharın bir kısmı kompresör karterine geri sızar bu da verim kaybına sebep olur.
Daha öncede belirtildiği gibi soğutma sistemlerinde kullanılan yağ sıvı halde olan çoğu soğutucu ile karışır ve beraber dolaşır.Yağın kompresörün dışına ve sıcak gaz hattından geçerek kondenserin içine pompalanması kaçınılmazdır.Hareketli parçaların düzgünce yağlanmasını sağlamak ve kompresör karterinde doğru yağ seviyesini tutturmak için yağ soğutucu ile birlikte sistem içindeki çevrimini tamamlamalı ve sonra kompresöre geri dönmelidir.
Yağ sıvı soğutucu ile dolaşırken ıcınde yağ dolaşmasının problem oluşturduğu elemanlardan biri olan evaparatöre ulaşır.Eğer yağ evaparatörden emme hattına doğru yol almazsa evaparatörde yağ fazla yer kaplar bu da soğutma serpantininin ısı transferi yüzeyini azaltır.
Yağın buharla birlikte çevrimi tamamlayarak kompresör karterine dönmesini sağlamak üzere gerekli buhar hızını elde etmek için emme hatları doğru boyutlandırılmalıdır.Eğer yağ kompresöre geri dönmezse bu eleman kısa surede kuru durumda çalışmaya başlayabilir.Bu olursa silindirden hiç yağ pompalanmamasıyla buhar sızdırmazlığı ortadan kalkacak ve kompresör verimi önemli ölçüde düşecektir.Eğer bu durum uzun sure düzeltilmeden sürerse kompresörde hasar meydana gelecektir.
Kompresörün iyi bir şekilde yağlanması için baslıca iki yöntem kullanılır:
1-Çarpma sistemi
2-Cebri besleme yada basınç sistemi
İlk yöntemde yağlama krank milinin karterdeki yağın ıcınde dönmesiyle baslar.Krank milinin üstündeki kepçe veya birimler yağa batar ve onu yatakların üstüne veya yataklara açılan küçük kanallara fırlatır.Yağ pistonların ve silindir cidarlarının üstüne de fırlatılır.Böylece bu elemanlar arasında buhar sızdırmazlığı da sağlanmış olur.Karterde uygun yağ seviyesinin tutturulmasının önemi yağın soğutucuyla birlikte sistem ıcınde dolaşması ihtiyacının yanında ikinci plandadır.
Basınç sisteminde yağı yataklara keçelere piston pimlerine pistonlara ve silindir cidarlarına pompalamak için küçük bir pompa kullanılır.Bu tıp bir yağlama sistemine sahip kompresör tabı ki sıçratma sistemiyle olduğundan daha pahalıdır ancak kartere yeterli yağ beslemesi olduğu surece birinci sistem kompresörün daha koruyucu ve daha iyi bir şekilde yağlanmasını sağlar.
Bazı kompresörler doğal yağ pompalayıcılardır.Yani soğutucu buharı ile birlikte yağı sistemi dolaşarak kartere geri gönderilebileceğinden daha hızlı bir oranda pompalarlar.Çoğu kez imalatçı yoğuşma ünitesi üzerine bir yağ ayırıcı ekler.Eğer kompresör parçalı bir sistemde kullanılacaksa imalatçı tesise böyle bir yağ ayırıcı konulmasını tavsiye eder.
Yağın kompresöre mümkün olduğunca çabuk geri dönebilmesi önemli olduğu için yağ ayırıcı kompresörle kondenser arasına yerleştirilir.Yüksek sıcaklıklı yüksek basınçlı buhar kompresörden pompalanan yağ ile birlikte kompresörden çıkıp boşaltma hattından geçerek yağ ayırıcı ya varana dek yol alır.Orada buharın akış yönü değişir ve debisi azalır çünkü yağ ayırıcı nın hacmi ve kesit alanı alanı boşaltma hattındakinden büyüktür.Ayrıca tasarıma bağlı olarak yağı haznesine düşürecek eleyici perdeye veya başka cihazlara sahip olabilir bu arada soğutucu buhar ayırıcıdan geçerek yoluna devam eder.
Çoğu ayırıcıda yağın kompresöre geri dönüsünü sağlamak üzere şamandıra ve valf düzenekleri bulunur. Ayırıcının haznesinde belli bir miktar yağ toplandığında yağın kaldırma kuvveti şamandırayı yükseltecek ve valf açılacaktır. Soğutucu çıkış (basma) basıncı kompresör karterindeki basınçtan büyüktür ve bu basınç farkı yağı kompresöre geri dönmeye zorlar.Ayrıca yağ seviyesi düştükçe şamandıra da alçalır bu da iğne valfının kapanmasını ve ayırıcıda daha çok yağ birikmesini sağlar.
Ayırıcı çoğunlukla yalıtılır dolayısıyla sıcak tutulur yoksa soğutucu buhar ünite çalışmıyorken ayırıcıda yoğuşabilir. Eğer ünite sistemin uzun sureler devre dışı kalma eğilimi gösteren bir kısmıysa soğutucuyu buhar halde tutmak için ayırıcının üstüne veya içine elektrikli bir ısıtıcı takılması tavsiye edilebilir .
Kompresör pistonlu kompresör ise piston ile silindir cidarı arasındaki boşluk öyle sızdırmaz olmalıdır ki tüm soğutucu buhar silindirin dışına ve oradan da sıcak gaz boşaltma hattına itilebilsin.
Bu sızdırmazlık soğutucu yağına sıkıştırılmış soğutucu buharı ile birlikte silindir boyunca yol aldırılmasıyla sağlanır. Piston ileri geri hareket ettikçe yağ filmi sızdırmazlık sağlamazsa buharın bir kısmı kompresör karterine geri sızar bu da verim kaybına sebep olur.
Daha öncede belirtildiği gibi soğutma sistemlerinde kullanılan yağ sıvı halde olan çoğu soğutucu ile karışır ve beraber dolaşır.Yağın kompresörün dışına ve sıcak gaz hattından geçerek kondenserin içine pompalanması kaçınılmazdır.Hareketli parçaların düzgünce yağlanmasını sağlamak ve kompresör karterinde doğru yağ seviyesini tutturmak için yağ soğutucu ile birlikte sistem içindeki çevrimini tamamlamalı ve sonra kompresöre geri dönmelidir.
Yağ sıvı soğutucu ile dolaşırken ıcınde yağ dolaşmasının problem oluşturduğu elemanlardan biri olan evaparatöre ulaşır.Eğer yağ evaparatörden emme hattına doğru yol almazsa evaparatörde yağ fazla yer kaplar bu da soğutma serpantininin ısı transferi yüzeyini azaltır.
Yağın buharla birlikte çevrimi tamamlayarak kompresör karterine dönmesini sağlamak üzere gerekli buhar hızını elde etmek için emme hatları doğru boyutlandırılmalıdır.Eğer yağ kompresöre geri dönmezse bu eleman kısa surede kuru durumda çalışmaya başlayabilir.Bu olursa silindirden hiç yağ pompalanmamasıyla buhar sızdırmazlığı ortadan kalkacak ve kompresör verimi önemli ölçüde düşecektir.Eğer bu durum uzun sure düzeltilmeden sürerse kompresörde hasar meydana gelecektir.
Kompresörün iyi bir şekilde yağlanması için baslıca iki yöntem kullanılır:
1-Çarpma sistemi
2-Cebri besleme yada basınç sistemi
İlk yöntemde yağlama krank milinin karterdeki yağın ıcınde dönmesiyle baslar.Krank milinin üstündeki kepçe veya birimler yağa batar ve onu yatakların üstüne veya yataklara açılan küçük kanallara fırlatır.Yağ pistonların ve silindir cidarlarının üstüne de fırlatılır.Böylece bu elemanlar arasında buhar sızdırmazlığı da sağlanmış olur.Karterde uygun yağ seviyesinin tutturulmasının önemi yağın soğutucuyla birlikte sistem ıcınde dolaşması ihtiyacının yanında ikinci plandadır.
Basınç sisteminde yağı yataklara keçelere piston pimlerine pistonlara ve silindir cidarlarına pompalamak için küçük bir pompa kullanılır.Bu tıp bir yağlama sistemine sahip kompresör tabı ki sıçratma sistemiyle olduğundan daha pahalıdır ancak kartere yeterli yağ beslemesi olduğu surece birinci sistem kompresörün daha koruyucu ve daha iyi bir şekilde yağlanmasını sağlar.
Bazı kompresörler doğal yağ pompalayıcılardır.Yani soğutucu buharı ile birlikte yağı sistemi dolaşarak kartere geri gönderilebileceğinden daha hızlı bir oranda pompalarlar.Çoğu kez imalatçı yoğuşma ünitesi üzerine bir yağ ayırıcı ekler.Eğer kompresör parçalı bir sistemde kullanılacaksa imalatçı tesise böyle bir yağ ayırıcı konulmasını tavsiye eder.
Yağın kompresöre mümkün olduğunca çabuk geri dönebilmesi önemli olduğu için yağ ayırıcı kompresörle kondenser arasına yerleştirilir.Yüksek sıcaklıklı yüksek basınçlı buhar kompresörden pompalanan yağ ile birlikte kompresörden çıkıp boşaltma hattından geçerek yağ ayırıcı ya varana dek yol alır.Orada buharın akış yönü değişir ve debisi azalır çünkü yağ ayırıcı nın hacmi ve kesit alanı alanı boşaltma hattındakinden büyüktür.Ayrıca tasarıma bağlı olarak yağı haznesine düşürecek eleyici perdeye veya başka cihazlara sahip olabilir bu arada soğutucu buhar ayırıcıdan geçerek yoluna devam eder.
Çoğu ayırıcıda yağın kompresöre geri dönüsünü sağlamak üzere şamandıra ve valf düzenekleri bulunur. Ayırıcının haznesinde belli bir miktar yağ toplandığında yağın kaldırma kuvveti şamandırayı yükseltecek ve valf açılacaktır. Soğutucu çıkış (basma) basıncı kompresör karterindeki basınçtan büyüktür ve bu basınç farkı yağı kompresöre geri dönmeye zorlar.Ayrıca yağ seviyesi düştükçe şamandıra da alçalır bu da iğne valfının kapanmasını ve ayırıcıda daha çok yağ birikmesini sağlar.
Ayırıcı çoğunlukla yalıtılır dolayısıyla sıcak tutulur yoksa soğutucu buhar ünite çalışmıyorken ayırıcıda yoğuşabilir. Eğer ünite sistemin uzun sureler devre dışı kalma eğilimi gösteren bir kısmıysa soğutucuyu buhar halde tutmak için ayırıcının üstüne veya içine elektrikli bir ısıtıcı takılması tavsiye edilebilir .
YERİNDE ONARILABİLEN HERMETİKLER,TAMAMEN SIZDIRMAZLARA KARŞI
İlk hermetik kompresörlerin çoğu yerinde onarılabilen tıp tasarıma sahiptiler.Çoğunlukla cıvatalı hermetik diye adlandırılan bu cihazlar kullanıldıkları yerde tamamen sökülebilir yada onarılabilirler ve yeni parçalarla donatılabilirler. Bu da ünitenin komple yerinin değiştirilmesi sırasında söz konusu olan ve sadece ağırlık yüzünden bu tıp işlemlerin fiziki ve ekonomik yönden arzu edilmediği yüksek tonajlı makinalarda başka bir avantajdır.
Başka acıdan bakıldığında tamamen sızdırmazlıklı hermetikler veya muhafazası kaynaklı hermetikler sahada onarılabilen tip değildir ve ister motor arızası ister valfın bozulması yada başka bir sebep içerdiği problem ne olursa olsun ünite tamir istasyonuna veya fabrikaya geri götürülmelidir.O zaman bozulanın yerine başka bir kompresör takılır.
Kaynaklı hermetiklerin boyutları kesirli beygir güçlerinden baslar ve genellikle nominal 7,5 ton boyutlarına dek uzanır.Yine de piyasada tek bir muhafaza ıcınde 20 ton`a kadar çıkan kompresörler vardır.
Bütün bir kompresörü değiştirmek bir anlam ifade eder mı ? Cevap evet tir ve bu her zamanda teknik bir karar sonucu verilmiş değildir.1950`lerin sonunda yaşanılan yerlerdeki klima sistemlerinde gelişim patlaması olduğunda endüstride hiç bir zaman milyonlarca kompresör tesisatını yerinde onaracak nitelikte yeteri kadar teknisyen bulunamayacağı ortaya çıkmıştır.Yerinde onarım için gerekli tüm yedek parçaları stok bulundurmak imalatçılar için bir anlam ifade etmediği gibi bunun yarattığı fidansal etkide şaşırtıcı olacaktı.
Seri üretim ve kompresörlerin standartlaştırılması endüstriye ileri bir kalite getirmiştir.Aynı zamanda sahada imal edilen soğutucu hatlarından soğutucunun daha önce doldurularak sahaya getirildiği tiplere kadar sistem tasarımlarında teknik değişiklikler de olmuştur.Sistem güvenilirliği ve ortalama kompresör ömrü hızla arızaların çok küçük bir yüzdeyi kapsadığı bir noktaya ulaşmıştır ve nominal 7,5 ton kapasiteye kadar olan kompresörleri bütün olarak değiştirmek ekonomik yönden mantıklı hale gelmiştir.Yaşanılan yerlerdeki klima sistemleri pazarında ve pek çok ticari soğutma uygulamalarında 1,5 ile 5 ton kapasitelerde pistonlu ve döner kompresörlerde kaynaklı hermetik olanların pazardan büyük pay alacağı kesindir.Bu yüzden bir servis teknisyeni acısından bakıldığında bir kompresörü sokup tekrar monte etmek pek de gerekli değildir.Bir teknisyenin arızaları ve bakım ihtiyaçlarını minimuma indirgemek doğru uygulama montaj ve arıza bulma teknikleri üzerinde yoğunlaşması çok daha önemlidir.
Sahada onarım gerektiren daha ağır ticari işlerin ve daha büyük klima ünitelerinin içine giren teknisyenler durumun gerektirdiği ölçüde bilgilerini artırabilirler.Bu aşamada bir kompresörü tamamen sökmek ve tekrar monte etmek bir bilimden çok bir sanat haline gelir ve imalatçıların prosedürlerini ve tasarımlarını yorumlamak önemlidir.
Soğutma uygulamalarında kullanılan hemen hemen tüm motorlar endüksiyon motorlarıdır.
Motorun hareketli kısmında motor endüklendiği için böyle adlandırılırlar çünkü hareketli parçanın akım kaynağı ile hiç bir bağlantısı yoktur.Bir endüksiyon motorunun hareketsiz parçasına statör hareketli parçasına rotor denir.Stator sargıları güç kaynağına bağlıdır rotor ise motor mili üzerine monte edilmiştir rotor dönüşü ile motora tahrik gücü kaynağı oluşturur.
Başka acıdan bakıldığında tamamen sızdırmazlıklı hermetikler veya muhafazası kaynaklı hermetikler sahada onarılabilen tip değildir ve ister motor arızası ister valfın bozulması yada başka bir sebep içerdiği problem ne olursa olsun ünite tamir istasyonuna veya fabrikaya geri götürülmelidir.O zaman bozulanın yerine başka bir kompresör takılır.
Kaynaklı hermetiklerin boyutları kesirli beygir güçlerinden baslar ve genellikle nominal 7,5 ton boyutlarına dek uzanır.Yine de piyasada tek bir muhafaza ıcınde 20 ton`a kadar çıkan kompresörler vardır.
Bütün bir kompresörü değiştirmek bir anlam ifade eder mı ? Cevap evet tir ve bu her zamanda teknik bir karar sonucu verilmiş değildir.1950`lerin sonunda yaşanılan yerlerdeki klima sistemlerinde gelişim patlaması olduğunda endüstride hiç bir zaman milyonlarca kompresör tesisatını yerinde onaracak nitelikte yeteri kadar teknisyen bulunamayacağı ortaya çıkmıştır.Yerinde onarım için gerekli tüm yedek parçaları stok bulundurmak imalatçılar için bir anlam ifade etmediği gibi bunun yarattığı fidansal etkide şaşırtıcı olacaktı.
Seri üretim ve kompresörlerin standartlaştırılması endüstriye ileri bir kalite getirmiştir.Aynı zamanda sahada imal edilen soğutucu hatlarından soğutucunun daha önce doldurularak sahaya getirildiği tiplere kadar sistem tasarımlarında teknik değişiklikler de olmuştur.Sistem güvenilirliği ve ortalama kompresör ömrü hızla arızaların çok küçük bir yüzdeyi kapsadığı bir noktaya ulaşmıştır ve nominal 7,5 ton kapasiteye kadar olan kompresörleri bütün olarak değiştirmek ekonomik yönden mantıklı hale gelmiştir.Yaşanılan yerlerdeki klima sistemleri pazarında ve pek çok ticari soğutma uygulamalarında 1,5 ile 5 ton kapasitelerde pistonlu ve döner kompresörlerde kaynaklı hermetik olanların pazardan büyük pay alacağı kesindir.Bu yüzden bir servis teknisyeni acısından bakıldığında bir kompresörü sokup tekrar monte etmek pek de gerekli değildir.Bir teknisyenin arızaları ve bakım ihtiyaçlarını minimuma indirgemek doğru uygulama montaj ve arıza bulma teknikleri üzerinde yoğunlaşması çok daha önemlidir.
Sahada onarım gerektiren daha ağır ticari işlerin ve daha büyük klima ünitelerinin içine giren teknisyenler durumun gerektirdiği ölçüde bilgilerini artırabilirler.Bu aşamada bir kompresörü tamamen sökmek ve tekrar monte etmek bir bilimden çok bir sanat haline gelir ve imalatçıların prosedürlerini ve tasarımlarını yorumlamak önemlidir.
Soğutma uygulamalarında kullanılan hemen hemen tüm motorlar endüksiyon motorlarıdır.
Motorun hareketli kısmında motor endüklendiği için böyle adlandırılırlar çünkü hareketli parçanın akım kaynağı ile hiç bir bağlantısı yoktur.Bir endüksiyon motorunun hareketsiz parçasına statör hareketli parçasına rotor denir.Stator sargıları güç kaynağına bağlıdır rotor ise motor mili üzerine monte edilmiştir rotor dönüşü ile motora tahrik gücü kaynağı oluşturur.
PİSTONLU KOMPRESÖR TİPLERİ
Daha öncede bahsedildiği gibi pistonlu makinalardaki ayrım acık tıp kompresör ile hermetik arasındadır.Açık tıp demekle ya kayış tahrikli yada doğrudan bağlantılı bir dış motor tarafından tahrik edilen kompresörü kastediyoruz.Bu tıp kompresörün karterine uzanan bir mil ve tabı birde mil contası vardır.Bu tıp kompresörün aksı olan tıp motorla kompresörün aynı muhafazada korunduğu hermetik sızdırmazlıklı kompresördür.Böylece hermetik sızdırmazlıklı kompresörün kartere uzanan mili yoktur ve böylece sızdırmazlık elemanına ihtiyacı yoktur.Her tipin dıgerine göre bazı avantajları vardır.
Kayış tahrikli acık tıp bir kompresör çok esnektir.Hızı tek bir kompresörün çoğu zaman iki yada üç değişik boydaki üniteler için kullanılabileceği şekilde değiştirilebilir.Motor kasnağının ve kompresör valfı boşluğunun sadece boyutlarını değiştirerek çoğu zaman bu aynı kompresör sadece değişik boyda motorlarla değil yüksek orta ve düşük sıcaklık uygulamalarında da kullanılabilir.Açık tıp kompresörün bu özelliği hermetik tipe kıyasla en göze çarpan avantajıdır.
Diğer avantajları bu tıp kompresörlerin düzenli olmayan voltajlar ve frekanslar için bulunan motorlarla kullanılmasıdır ki hermetik tıp kompresörler bunun için üretilmezler.Bu voltaj ve farzların Amerika Birleşik Devletleri`ninkinden farklı olduğu deniz ötesi pazarlarda önemli bir faktör olmuştur.Örneğin 50 (hertz) frekansın ve doğru akımın eldeki tek güç olduğu yerlerde.Hermetik kompresörler doğru akım için uygun değildir ama acık motorlar için uygundur.
Açık kompresörlerin bakımı her zaman yerinde yapılabilir ki bu bütün hermetikler için geçerli değildir.Motor yandığında acık tıp sistemde motoru değiştirmek motorun soğutucu ile temas ettiği hermetik sistemlerden daha kolaydır.Hermetik sızdırmazlıklı sistemde motor yanınca bütün kompresör sökülmeli ve parçalara ayrılmalı ve yeniden revizyon için tamirhaneye veya fabrikaya geri gönderilmelidir.Soğutucu boşaltılmalı ve izolasyonun yanmasına neden olabilecek asidin sistemde dolaşma ihtimalini ortadan kaldırmak için sistem temizlenmelidir.
Bununla beraber hermetik kompresörlerin acık tipe kıyasla ayrı avantajları vardır.Belki de bunun en önemlisi mil sızdırmazlık elemanının olmamasıdır.Mil sızdırmazlık elemanları pislikten yağlamadaki kısa sureli bir aksaklıktan sistemde toplanabilecek aşındırıcı herhangi bir şeyden (çapak gibi) ve kaba kullanmadan doğacak fiziksel hasardan vb. nedenlerden etkilenebilirler.Bugün kullanılan mil sızdırmazlık elemanları 15-20 yıl önce kullanılanlardan daha gelişmiş olmalarına rağmen hala özellikle düşük taraf basıncının fazla vakum altında olabileceği düşük sıcaklık sisteminde potansiyel bir arıza kaynağıdır.Böyle bir durumda sızdırmazlık elemanındaki bir sızıntı havanın ve nem buharının soğutma sistemine girmesine imkan verir ki bu sistemin soğutucu kaybetmesinden daha ciddidir.
Hermetik kompresörün dıger avantajları küçük olması daha kompakt olması titreşimden daha az etkilenmesi ve motorunun sürekli soğutulmasıyla iyi bir şekilde yağlanmasıdır.Ayrıca değiştirme ve sık ayarlama gerektiren kayışları yoktur.
Sürekli soğutma sağlamak için acık kompresör motoru motor muhafazasının etrafındaki hava ile soğutulur eğer motor cevre sıcaklığının yüksek olduğu veya havalandırmanın yetersiz olduğu bir yerde ise ısıyı uygun şekilde dağıtmak sorun olabilir.Hermetik tasarımlı motorda ısı motor ısısını almak için soğuk emme gazının stator sargısının ıcınden veya etrafından geçirilmesiyle dağıtılır ve soğutucu böylece ısıyı dağıtıldığı yer olan kondensere taşır.Bu işlemin diğer bir avantajı herhangi bir sıvı soğutucunun emme açıklıklarından girmesini önlemeye yardım etmek için emme gazının aşırı kızdırılmasıdır ve bu düşük sıcaklıkta yapılan islerde gren gazın kurutulmasında da önemlidir.
Gerçekte acık kompresörler satılan toplam kompresör miktarının çok düşük bir kısmıdır ve soğutucu sıcaklıklarının ve şartların konfor kliması sahasındakilerden daha farklı ve daha çeşitli olduğu ticari soğutma ve ya endüstriyel soğutma alanlarında yoğunlaşmıştır.Hala çalışan çok sayıda acık makina vardır ve bir teknisyenin servis ve bakım esnasında tamiri ve değiştirilmesi gereken bir acık makinayla karsılaşması olasılığı yüksektir bu yüzden acık tıp kompresörün yapısının temelde iyi anlaşılması önemlidir
Kayış tahrikli acık tıp bir kompresör çok esnektir.Hızı tek bir kompresörün çoğu zaman iki yada üç değişik boydaki üniteler için kullanılabileceği şekilde değiştirilebilir.Motor kasnağının ve kompresör valfı boşluğunun sadece boyutlarını değiştirerek çoğu zaman bu aynı kompresör sadece değişik boyda motorlarla değil yüksek orta ve düşük sıcaklık uygulamalarında da kullanılabilir.Açık tıp kompresörün bu özelliği hermetik tipe kıyasla en göze çarpan avantajıdır.
Diğer avantajları bu tıp kompresörlerin düzenli olmayan voltajlar ve frekanslar için bulunan motorlarla kullanılmasıdır ki hermetik tıp kompresörler bunun için üretilmezler.Bu voltaj ve farzların Amerika Birleşik Devletleri`ninkinden farklı olduğu deniz ötesi pazarlarda önemli bir faktör olmuştur.Örneğin 50 (hertz) frekansın ve doğru akımın eldeki tek güç olduğu yerlerde.Hermetik kompresörler doğru akım için uygun değildir ama acık motorlar için uygundur.
Açık kompresörlerin bakımı her zaman yerinde yapılabilir ki bu bütün hermetikler için geçerli değildir.Motor yandığında acık tıp sistemde motoru değiştirmek motorun soğutucu ile temas ettiği hermetik sistemlerden daha kolaydır.Hermetik sızdırmazlıklı sistemde motor yanınca bütün kompresör sökülmeli ve parçalara ayrılmalı ve yeniden revizyon için tamirhaneye veya fabrikaya geri gönderilmelidir.Soğutucu boşaltılmalı ve izolasyonun yanmasına neden olabilecek asidin sistemde dolaşma ihtimalini ortadan kaldırmak için sistem temizlenmelidir.
Bununla beraber hermetik kompresörlerin acık tipe kıyasla ayrı avantajları vardır.Belki de bunun en önemlisi mil sızdırmazlık elemanının olmamasıdır.Mil sızdırmazlık elemanları pislikten yağlamadaki kısa sureli bir aksaklıktan sistemde toplanabilecek aşındırıcı herhangi bir şeyden (çapak gibi) ve kaba kullanmadan doğacak fiziksel hasardan vb. nedenlerden etkilenebilirler.Bugün kullanılan mil sızdırmazlık elemanları 15-20 yıl önce kullanılanlardan daha gelişmiş olmalarına rağmen hala özellikle düşük taraf basıncının fazla vakum altında olabileceği düşük sıcaklık sisteminde potansiyel bir arıza kaynağıdır.Böyle bir durumda sızdırmazlık elemanındaki bir sızıntı havanın ve nem buharının soğutma sistemine girmesine imkan verir ki bu sistemin soğutucu kaybetmesinden daha ciddidir.
Hermetik kompresörün dıger avantajları küçük olması daha kompakt olması titreşimden daha az etkilenmesi ve motorunun sürekli soğutulmasıyla iyi bir şekilde yağlanmasıdır.Ayrıca değiştirme ve sık ayarlama gerektiren kayışları yoktur.
Sürekli soğutma sağlamak için acık kompresör motoru motor muhafazasının etrafındaki hava ile soğutulur eğer motor cevre sıcaklığının yüksek olduğu veya havalandırmanın yetersiz olduğu bir yerde ise ısıyı uygun şekilde dağıtmak sorun olabilir.Hermetik tasarımlı motorda ısı motor ısısını almak için soğuk emme gazının stator sargısının ıcınden veya etrafından geçirilmesiyle dağıtılır ve soğutucu böylece ısıyı dağıtıldığı yer olan kondensere taşır.Bu işlemin diğer bir avantajı herhangi bir sıvı soğutucunun emme açıklıklarından girmesini önlemeye yardım etmek için emme gazının aşırı kızdırılmasıdır ve bu düşük sıcaklıkta yapılan islerde gren gazın kurutulmasında da önemlidir.
Gerçekte acık kompresörler satılan toplam kompresör miktarının çok düşük bir kısmıdır ve soğutucu sıcaklıklarının ve şartların konfor kliması sahasındakilerden daha farklı ve daha çeşitli olduğu ticari soğutma ve ya endüstriyel soğutma alanlarında yoğunlaşmıştır.Hala çalışan çok sayıda acık makina vardır ve bir teknisyenin servis ve bakım esnasında tamiri ve değiştirilmesi gereken bir acık makinayla karsılaşması olasılığı yüksektir bu yüzden acık tıp kompresörün yapısının temelde iyi anlaşılması önemlidir
KOMPRESÖR ÇEŞİTLERİ
Pozitif yer değiştirmeli kompresörler
-Pistonlu
-Döner
-Helisel (vida)
Kinetik kompresörler
-Santrifüj
Pozitif yer değiştirmeli kompresörlerde maksimum kapasite silindir yer değiştirmesinin hızının ve hacminin bir fonksiyonu olduğu için böyle adlandırılmışlardır.Normalde hız belirli olduğu için (yanı tipik hermetik pistonlu kompresörler için 1750 veya 3500 d/dk) pompalanan gazın hacmi veya ağırlığı silindirlerin dakika basına strokuyla matematiki bir alaka oluşturur.
Bazen turbokompresor diye de adlandırılan kinetik kompresör (santrifüj) pompalama kuvvetinin pervane hızına ve donen pervane ile akan akışkanın (soğutucu) arasındaki acısal momente bağlı olduğu fanları pervaneleri ve türbinleri kapsayan bir turbo makinalar ailesinin üyesidir.Akışları sürekli olduğu turbo makinalarının hacimsel kapasiteleri aynı boyuttaki pozitif yer değiştirmeli kompresörlerinkinden daha büyüktür.Buna rağmen günümüzde böyle kompresörlerin tasarımları ve maliyetleri küçük uygulamalar (50 ton veya daha az) için uygun gelmektedir.Şu anda santrifüj makinalar 80-100 tondan başlayıp 8000 ton ve daha üstüne kadar uzanmaktadır.Pozitif yer değiştirmeli kompresörler arasında pistonlu kompresörler 100-150 tonluk küçük beygir güçlerinde en geniş kabulü ve uygulamayı kazanmıştır.Bu noktada santrifüjlere geçiş görülmeye başlamaktadır.
Döner kompresör ise soğutucularla beraber ana olarak küçük kesirli beygir güçlerinde kullanılmışlardır.Döner kompresör ticari soğutma sahasında benimsenmemiştir bunun nedeni belki de özellikle düşük emme basınçlarında çalışırken çok yüksek boşaltma basınçlarına karsı pompalamada verimsiz olmasıdır.
Helisel (vida) kompresörde bir pozitif yer değiştirme tasarımıdır ve geniş bir yoğuşma sıcaklığı aralığında tatmin edici şekilde çalışır.Vidalı kompresör Amerika Birleşik Devletlere`nde 1950`den beri soğutma göreviyle kullanılmıştır. Orijinal tasarım 1930`ların basında İsveç`te icat edilmiş ve patenti alınmıştır.
Vidalı bir kompresörün sıkıştırma çevrimi su şekilde yapılır:
Gaz karşılıklı vida boşluklarını doldurmak üzere içeri çekilir. Rotorlar döndükçe vida arası boşluk vida arası boşluğu tecrit eden giriş ağzını geçerek hareket eder.Sürekli dönüş devamlı olarak gazın işgal ettiği alanı azaltır ki bu da sıkıştırmaya yol acar. Vidalar arası boşluk çıkış ağzıyla karsı karsıya gelince gaz boşalır.
Kapasite kontrolü iç gaz dolaşımıyla sağlanır böylece tasarım kapasitesinin %10`una kadar düzgün bir kapasite düşümü sağlanır.100 tondan 700 tona kadar çalışma aralığındaki vidalı makinalarımız günümüz ölçüleri soğuk su sistemleri için olan nominal ARI şartlarına göredir.Santrifüj teçhizat gibi vidalı makinalar günümüzde küçük tonajlı soğutma veya iklimlendirmede kullanılmazlar.Böylece pistonlu kompresör bu unıtelerın %90`ından fazlasında kullanılır. Kesirli beygir gücünden 100 tona kadar değişir ve bu yüzden kompresörleri öğrenmede başlangıç noktası olacaktır.Bu bolümde anlatılacak diğer konular bu tasarımla ilgilidir.
-Pistonlu
-Döner
-Helisel (vida)
Kinetik kompresörler
-Santrifüj
Pozitif yer değiştirmeli kompresörlerde maksimum kapasite silindir yer değiştirmesinin hızının ve hacminin bir fonksiyonu olduğu için böyle adlandırılmışlardır.Normalde hız belirli olduğu için (yanı tipik hermetik pistonlu kompresörler için 1750 veya 3500 d/dk) pompalanan gazın hacmi veya ağırlığı silindirlerin dakika basına strokuyla matematiki bir alaka oluşturur.
Bazen turbokompresor diye de adlandırılan kinetik kompresör (santrifüj) pompalama kuvvetinin pervane hızına ve donen pervane ile akan akışkanın (soğutucu) arasındaki acısal momente bağlı olduğu fanları pervaneleri ve türbinleri kapsayan bir turbo makinalar ailesinin üyesidir.Akışları sürekli olduğu turbo makinalarının hacimsel kapasiteleri aynı boyuttaki pozitif yer değiştirmeli kompresörlerinkinden daha büyüktür.Buna rağmen günümüzde böyle kompresörlerin tasarımları ve maliyetleri küçük uygulamalar (50 ton veya daha az) için uygun gelmektedir.Şu anda santrifüj makinalar 80-100 tondan başlayıp 8000 ton ve daha üstüne kadar uzanmaktadır.Pozitif yer değiştirmeli kompresörler arasında pistonlu kompresörler 100-150 tonluk küçük beygir güçlerinde en geniş kabulü ve uygulamayı kazanmıştır.Bu noktada santrifüjlere geçiş görülmeye başlamaktadır.
Döner kompresör ise soğutucularla beraber ana olarak küçük kesirli beygir güçlerinde kullanılmışlardır.Döner kompresör ticari soğutma sahasında benimsenmemiştir bunun nedeni belki de özellikle düşük emme basınçlarında çalışırken çok yüksek boşaltma basınçlarına karsı pompalamada verimsiz olmasıdır.
Helisel (vida) kompresörde bir pozitif yer değiştirme tasarımıdır ve geniş bir yoğuşma sıcaklığı aralığında tatmin edici şekilde çalışır.Vidalı kompresör Amerika Birleşik Devletlere`nde 1950`den beri soğutma göreviyle kullanılmıştır. Orijinal tasarım 1930`ların basında İsveç`te icat edilmiş ve patenti alınmıştır.
Vidalı bir kompresörün sıkıştırma çevrimi su şekilde yapılır:
Gaz karşılıklı vida boşluklarını doldurmak üzere içeri çekilir. Rotorlar döndükçe vida arası boşluk vida arası boşluğu tecrit eden giriş ağzını geçerek hareket eder.Sürekli dönüş devamlı olarak gazın işgal ettiği alanı azaltır ki bu da sıkıştırmaya yol acar. Vidalar arası boşluk çıkış ağzıyla karsı karsıya gelince gaz boşalır.
Kapasite kontrolü iç gaz dolaşımıyla sağlanır böylece tasarım kapasitesinin %10`una kadar düzgün bir kapasite düşümü sağlanır.100 tondan 700 tona kadar çalışma aralığındaki vidalı makinalarımız günümüz ölçüleri soğuk su sistemleri için olan nominal ARI şartlarına göredir.Santrifüj teçhizat gibi vidalı makinalar günümüzde küçük tonajlı soğutma veya iklimlendirmede kullanılmazlar.Böylece pistonlu kompresör bu unıtelerın %90`ından fazlasında kullanılır. Kesirli beygir gücünden 100 tona kadar değişir ve bu yüzden kompresörleri öğrenmede başlangıç noktası olacaktır.Bu bolümde anlatılacak diğer konular bu tasarımla ilgilidir.
KOMPRESÖR NEDİR
Soğutma kompresörlerinin ilk modelleri tipik amonyak makinalarıydı.O günlerde amonyak en çok tutulan soğutucu olduğu için kompresörler çok yüksek basınçları karşılayabilmek için çok ağır yapılırlardı ve modern kompresörlere kıyasla ilk kompresörler nispeten yavaş hızlarla çalışırlardı.Valf tasarım kompresör mil contaları yataklar ve yağlama sistemlerindeki ilerlemeler tasarım hızının kademeli olarak atmasını sağlamışlardır.Bu da belli bir beygir gücü için kompresörlerin daha küçük olmasına olana sağlamıştır.Çünkü daha hızlı çalışma ile daha çok yer değiştirme elde edilmiştir.Yeni soğutucuların kullanılması kompresörlerin tasarımlarını ve gelişmesini önemli ölçüde etkiledi.Örneğin amonyak kullanırken sistemin soğutucuyla temas eden tüm kısımlarının çelikten yapılması gerekiyordu.Sülfürdioksit ve metilkloridinin soğutucu olarak ortaya çıkması ise bazı durumlarda demir dışı metallerin kullanılmasını mümkün kılmıştır.Bunun yanında halojenli hidrokarbon soğutucuların gelmesi kompresör tasarımı üzerinde belki de en büyük etkiyi yapmıştır.Alüminyum gibi demir dışı metalleri kullanmak mümkün hale gelmiştir.Aynı şekilde R-12 nin kullanılmasıyla hermetik (hava geçirmez) kompresör tıpı popüler olmuştur.
Ticari soğutma ve iklimlendirme uygulamalarında kullanılan kompresörlerin gelişimi kompresörlerin ev tipi buzdolaplarında kullanılmasından oldukça etkilenmiştir.Hermetik kompresörler ve kılcal borulu soğutucu besleme cihazları ilk defa ev tıpı buzdolabı uygulamalarında kullanılmış ve kendini kanıtlamıştır.otuzların baslarında hermetik kompresörler ev tıpı buzdolabı üreticileri için bir standart olmaya başlamıştır.Bir kaç yıl ıcınde kayış tahrikli kompresörler ev tıpı buzdolabı sahasından hemen hemen yok olmuştur.Dondurma dolapları içecek soğutucuları su soğutucuları vb. üreticileri hermetik kompresörleri ikinci benimseyenler olmuşlardır.
1935`te iklimlendirmede ilk hermetik kompresör kullanılmış ve 1940`ların basından itibaren iklimlendirme sistemi üreticilerinin çoğu ürünlerini hermetik kompresöre çevirmişlerdir.Ticari soğutma ve iklimlendirme alanlarında hermetik kompresör kullanmanın grafiği yükselmeye devam etmiştir.
Kaydol:
Kayıtlar (Atom)