Ar-Ge Teknik Bülten No: 1 FANLAR. Ar-Ge Teknik Bülten No: 2 ISI GERİ KAZANIMI. Ar-Ge Teknik Bülten No: 3 EUROVENT SERTİFİKASYONU

Transkript

1

2

3 İÇİNDEKİLER Ar-Ge Teknik Bülten No: 1 FANLAR Ar-Ge Teknik Bülten No: 2 ISI GERİ KAZANIMI Ar-Ge Teknik Bülten No: 3 EUROVENT SERTİFİKASYONU Ar-Ge Teknik Bülten No: 4 ELEKTRİK MOTORLARI Ar-Ge Teknik Bülten No: 5 HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ Ar-Ge Teknik Bülten No: 6 KLİMA SANTRALİ TEST PROSEDÜRÜ Ar-Ge Teknik Bülten No: 7 SES ve TİTREŞİM Ar-Ge Teknik Bülten No: 8 NEMLENDİRME ve NEM ALMA SİSTEMLERİ Ar-Ge Teknik Bülten No: 9 SOĞUTMA ÇEVRİMİ EKİL R

4

5 3

6 4

7 5

8 6

9 Hazırlayanlar HSK AR-GE Mühendisleri 7

10

11 9

12 10

13 11

14 12

15 13

16 14

17 15

18 16

19 17

20 18

21 19

22 20

23 21

24 Hazırlayanlar HSK AR-GE Mühendisleri 22

25 Teknik Bülten No: 3 OCAK 2011 eurovent sertifikasyonu E urovent Sertifikasyonu, iklimlendirme ve soğutma ürünlerinin, Avrupa ve uluslararası standartlara göre performans derecelendirmelerini onaylar. Amaç, rekabete dayalı oyun sahasını tüm imalatçılar için aynı seviyeye getirerek ve de endüstriyel performans derecelendirmelerinin bütünlüğünü ve doğruluğunu artırarak müşteri güveni oluşturmaktır. Sertifikasyon - son kullanıcı ve imalatçı için benzer şekilde faydalıdır Kullanıcılar için: Son kullanıcılar, ürünün tasarım özelliklerine uygun olarak çalışacağı, enerji maliyetinin doğru şekilde belirtileceği ve böylece satın alınan ürünün başlangıçtaki yatırıma uygun olacağı konusunda güven içerisinde olacaktır. İmalatçılar için: Eurovent Sertifikasyon programları imalatçılara eşit şartlarda ve mukayese edilebilir verilere dayalı, adil bir rekabet zemini sunar. Neticede, tüm sektörün imajı ve bütünlüğü geliştirilirken, imalatçılar ile projeciler arasında daha iyi bir güven tesis edilecektir. Eurovent sertifikasyonu, her biri bir tip soğutma veya iklimlendirme ürününe karşılık gelen, farklı programlardan oluşur. Ürünleri sertifikalandırılan bir imalatçı katılımcı olarak adlandırılır. Eurovent Sertifikasyonu tarafından aşağıdaki ürün tipleri sertifikalandırır: 23 1

26 Klima santralleri ile ilgili Avrupa birliğinde EN 1886 li imalat, tasarım, montaj ve bakım konuları ile ilgili olarak komple bir hava işleme ünitesinin mekanik performansını belirler. Ünitenin bireysel bölümlerinin görevleri ve karakteristikleri, hava işleme ünitelerini kapsayan bir başka standart serisinde dikkate alınacaktır. Klima santrallerinin test edilmesi için Eurovent leştirilmesi için kullanılmakta, debisi, fan devri, ses güçleri, basınç düşümü, güç girişini belirlemek amacı ile kullanılmaktadır. EN

27 1. MAHFAZANIN MEKANİK DAYANIMI açıklıklarının şematik gösterimi lerin en yüksek değerde olanına göre belirlenir. geldiği belirlenir. 2. MAHFAZANIN HAVA SIZINTISI ması temeline dayanır. a) Sadece Negatif Basınç Altında Çalışan Üniteler Montajı yapılmış hava işleme ünitelerinin hava sız- denenmeli ve aşağıda verilen kabul edilebilir debileri aşmamalıdır. sehimi Deney Sehim, hava işleme ünitesi normal tasarım şartla- - sehimi ise hem çerçeve hem de panel katılığının Aksi belirtilmedikçe, kabul edilebilir debi, hava işleme ünitesi içindeki hava filtrelerinin verimliliği- renin en yüksek derecesinin verimliliği esas alın- ünitelerin mahfazalarında, her bir sızdırmazlık sınıfı için müsaade edilen en yüksek sızıntı debisi aşağı- f m f 25

28 b) Hem Negatif Hem Pozitif Basınç Altında Çalışan Üniteler işleme ünitelerinin, vantilatörün hemen çıkışındaki larda, pozitif basınç bölümleri ünitenin geri kalan hava işleme ünitesinin en yüksek pozitif çalışma göre denenmeli, kabul edilebilir sızıntı debisi, vantilatörün hemen girişindeki filtrenin verimliliği ile belirlenmelidir. gerektiriyorsa deney tarihinden önce alıcı ve satıcı nımlı cihazların monte edildiği yerlerde, besleme bir ünite imiş gibi beraber denenmelidir. lerin mahfazalarında, her bir sızdırmazlık sınıfı için müsaade edilen en yüksek sızıntı debisi aşağıdaki f m f pılmalıdır. 2.1 Deney sınçlarında beklenen sızıntı debisini karşılayacak kapasitede bir vantilatör kullanılarak, şekilde görüldüğü gibi olmalıdır. Sızıntı deney donanımının kapasitesi için ünite çok büyükse veya teslimat için erişim sınırlaması üni- rans dahilinde, statik deney basıncına ulaşıncaya kadar ayarlanır. rarlı hale gelinceye kadar herhangi bir okuma kaydı yapılmaz. Sızıntı debisi ve deney basıncı kaydedilir. Kaydedilen sızıntı debisi, müsaade edilen sızıntı debisinden büyük değilse ünitenin bu standarda uygun olduğu kabul edilir. Ünite, bölümler halinde deneniyorsa, tüm bölümler için kaydedilen sızıntı debilerinin tamamının toplamı, standarda uygun olup olmadığının belirlenmesinde esas alınır. 3. FİLTRE BY-PASS (YAN GEÇİT) SIZINTISI - rimliliğini, özellikle de yüksek verimli olanının ve- mahfazadan içeriye olacak bir sızıntı da aynı etkiyi leştirilmiş filtreler için, filtre ve fan arasındaki mahfazanın alanı ve hava sızdırmazlığı filtre by-pass - Kabul Edilebilir Filtre Bypass Kaçağı Oranları Aşağıdaki çizelgede denenecek hava isleme ünitelerinin hacimsel anma veya belirtilmiş debisinin 26

29 vantilatörün girişinde ise filtre ve vantilatör arasındaki bölümlerin sızıntılarının belirtilen değerleri kapsadığı varsayılır. Çıkış tarafındaki filtreler durumunda, belirtilen değerler sadece filtre etrafındaki by-pass içindir. Kabul edilebilir sızıntı debisi q va q va vnon q vnom, filtre bölümünün belirtilmiş hacimsel debisi sidir. k, belirtilmiş hacimsel debi veya hacimsel anma debisinin yüzdesi olarak toplam sızıntıdır. olmalıdır. rilmiştir. edilebilir sızıntı debisi q va bu standarda uygun sayılır. aşamada gerçekleştirilmelidir. Mahfazadan olan sızıntıların toplamı q ve filtre hücresi. Çerçeve ile mahfaza arasındaki bağlantılardan sızıntılar q : q + q çeve ve mahfaza arasındaki bağlantıların hava sız- ölçülmelidir. Sızıntı hakkında karar vermek için kul- q - q eşitliğiyle belirlenir. Aynı Ünitede İki Veya Daha Fazla Filtre Bölümü filtre bölümü varsa, filtre by-pass sızıntısı, her bir filtre için ayrı ayrı denenmelidir. 3.1 Deney Vantilatör çıkışında filtre bölümleri (pozitif basınç) lığı hava sızdırmaz bir plaka ile kapatılmalıdır. Sızdırmazlık deney düzeneği Şekilde gösterildiği gibi bırakılmalıdır. Vantilatör girişinde filtre bölümleri (negatif basınç) daki bu bölümün çıkış açıklığı hava sızdırmaz bir plaka ile kapatılmalıdır. pılmalıdır. Mahfazadan sızıntıların toplamı q, ve 27

30 filtre hücresi çerçeve ile mahfaza arasındaki bağlantılardan sızıntılar ölçülmelidir: q + q Örnek: el Δt air Aşağıdaki değerler belirlenmiştir: Sızıntıların toplamı q m Mahfazadan sızıntı q m m Sızıntıların toplamı q m m 4. MAHFAZANIN ISIL PERFORMANSI ğerdir. lerine sahip bir deney zarfı kullanarak, hava işleme sağlar. 4.2 Isı köprüsü - olduğunda, dış yüzeydeki herhangi bir nokta ile ortalama iç hava sıcaklığı arasında en düşük değerde seviyesini göstermek için, en düşük sıcaklık farkı ile havadan havaya ortalama sıcaklık farkı arasındaki oran kullanılır. enaz air Δt enaz s - t ençok Δt air i - t a t i, ortalama iç hava sıcaklığı t a, ortalama diş hava sıcaklığı t ençok, en yüksek dış yüzey sıcaklığıdır Isıl Geçirgenlik köprüsünün bir ölçümünü sağlamak için de kullanılabilir. - amacıyla kullanılan alan mahfazanın dış yüzey alanı olmalıdır. 28 6

31 - köprüsü faktörüne sahip olabilir. mesi gerekiyorsa, hava sızıntısı ve dış hava hareketleri gibi diğer faktörlerin etkisi dikkate alınmalıdır. kullanılabilir, çünkü düşük hava sıcaklıklarıyla kar- rinden dolayı, ünitenin bu parçaları üzerinde daha büyük yoğuşma olması ihtimali vardır. rüleme farktörünün bir uygulamasına bakacak m arasında olmalıdır. olmalıdır. - Zarf, denenen tasarım için normal metotlara uygun, bir üniteye bağlanmış en az iki bölümden oluşan bir montaj grubunu oluşturmalıdır. serpantinler veya filtreler gibi içteki teçhizatlar çıkarılmalıdır. Montaj grubunun tamamı, hava akımı olmayan bir deney odasının zemininden, zarfın toplam alanı, hava işleme ünitesi taban alanının % Zarfın iç tarafına: elektrikli ısıtıcı elemanları, şimi sağlayabilen bir serbest hava hacimli dolaşım fedeki noktalarda, zarfın her bir köşesindeki ter- sasiyetle ölçme yapabilen, uygun sıcaklık ölçme yapılmalıdır. t min ği takdirde yoğuşma olmaz. 4.3 Deney Deney tesisatı Normal üretim programının bir parçası gibi, imalatçı tarafından kullanılan montaj metodu ve tasarım tipiyle bir zarf yapılmalıdır. Zarf, aşağıdaki özellikler dikkate alınarak yapılmalıdır: - siyetle ölçülmelidir Deney işlemi Kararlı bir güç kaynağından ısıtıcı ve içteki vantilatöre enerji verilir ve ölçmeler, ortalama iç sıcaklık ile dış sıcaklık arasındaki fark kararlı hal sıcaklığına ulaşıldığını gösterene kadar gerilim sabit tutulur. - deki, veriler toplam giriş gücüne karşılık ortalama iç sıcaklık ile dış sıcaklık arasındaki farkı gösteren bir grafik üzerine çizildiğinde, orijinden ve ölçüm noktalarından geçen düz bir çizgi çizilebilecek şekilde, fazladan en az iki deney yapılır. duğunda, grafikten belirlenen harcanan giriş gücü 29 7

32 melidir. Kararlı deney şartlarında, ısı köprüsünden etkilenebilen metal bağlantılar ve çerçeve elemanları gibi noktalardan yüzey sıcaklıkları ölçülür. yapılır. Sonra, zarf kaldırılır. Ses kaynağının ve ölçme nok- lanan metot uygulanır ve zarfsız ortalama ses ba- belirlenir. 5. MAHFAZANIN AKUSTİK YALITIMI bir zarf yapılır. Zarfın iç tarafında ve döşemenin merkezinde, zemin titreşimini engelleyecek şekilde tasarlanmış, bir ses kaynağı esnek olarak monte edilmelidir. p source enclosure 5.1 Deney göre, hassasiyet sınıfına bağlı ölçme noktaları dü- da oktav esaslı ses basınç seviyesi belirlenir

33 EN 1886 DA MODEL BOX TESTİ YENİLİKLERİ VE KARŞILAŞTIRILMASI 31

34 32

35 EN Grup 1: Kış tasarım dış hava sıcaklığı minimum < valı üniteler Grup 2 Grup 3 Enerji etiketlemesinin uygulanacağı grupların tanımlanmasından sonra bu gruplar aşağıdaki tabloda gözüktüğü üzere referans tabloya oturtmuşlar tanımlanmış ve ilgili formülleri oluşturulmuştur. revizyonla standartta aşağıdaki ana değişiklikler ana faktör aracılığıyla tanımlanmıştır. koyan formüller ve yine enerji etiketlemesinde bu ana gruba ayrılmıştır. - ekipmanlar tüm klima santrali kapsamına alınabilir. Sınırları belirli boyutlarda ve özel dizayn ünitelerde uygundur. - ünitelerinde 33 11

36 Tüm Klima Santrali Değerleme ve Performansı 1. Aerodinamik Performans Testleri şılaştırılması total total.outlet total.inlet değeri arttırılarak simüle edilmiştir. basınç düşümü ise dış basınç düşümü değeri üzerindeki düzeltici değerdir. yapılır. kaçak oranı göz önüne alınmalıdır. 3. Toleranslar ve Sapmalar Aerodinamik ve akustik performanslar: m s s m karşılaştırılması: kayıpları da içermelidir. yapılmalıdır, fakat doğal hız sapmaları için yapılan doğrulamalar dışında değişken motor yüklerinden kaynaklanır. 2. Akustik Performans Testi etkilenmemelidir. Bölümlerin, Komponentlerin ve Cihazların Ölçümü ve Performansları 1. Klima Santrali Karkası Eurovent sertifikasyonu ilişkili olmadan, dizayn yapı ve kurulum gereksinimlerini içerir. 2. Fan Ünitesi Eurovent sertifikasyonu ilişkili olmadan, dizayn yapı ve kurulum gereksinimlerini içerir. mundaki filtre basınç düşümlerine göre yapılma- Soğutma bataryaları için batarya basınç düşümü 34

37 kuru şart göz önüne alınarak yapılmalıdır. edilmiştir ve Eurovent sertfikasyonu ile ilişkili değildir. 4. Isı Geri Kazanım Üniteleri - kabul edilir. - ref stat internal q v basınç düşümü: 3. Isıtma ve Soğutma Bataryaları Eurovent sertifikasyonu ilişkili olmadan, dizayn yapı ve kurulum gereksinimlerini içerir. çülen hava ve su tarafı performansları arasında η el ise tabloya göre belirlenir. performansı: 35

38 t 6. Nemlendiriciler Eurovent sertifikasyonu ilişkili olmadan, dizayn yapı ve kurulum gereksinimlerini içerir. edilmiştir ve Eurovent sertfikasyonu ile ilişkili değildir. 7. Filtre Üniteleri Eurovent sertifikasyonu ilişkili olmadan, dizayn yapı ve kurulum gereksinimlerini içerir. 5. Karışım Üniteleri Karışım verimlilikleri resirkülasyon damperinin melidir. edilmiştir ve Eurovent sertfikasyonu ile ilişkili değildir. Karışım sıcaklığı ise aşağıdaki formül yardımı ile öl- Kaynaklar 36

39 M rı, seminerleri, konferansları, atölye çalışmaları, panelleri, bildirileri, forumları, sabah toplantıları ve sosyal etkinlikleriyle, sektördeki etkinlikler içinde çıtayı yukarı taşımayı amaçlayarak kongre programı çalışmalarını sürdürmektedir. - zırlık çalışmalarını tamamlamak üzeredir. ri özetleri ve yoğun etkinlik programı, onuncu güzel ifadesi olmuştur. - 37

40 Aşağıdaki tanımlara karşılık gelen kelimeleri bulunuz. Kelimeler yukarıdan aşağıya, aşağıdan yukarıya, sağa-sola yatay ve her yönde çapraz şekilde bulunabilir. Aynı harf birden faz- - nan potansiyel enerjisi ren cisimlerin genel özelliği ses vb. farklılık transferini azaltmak veya tamamen durdurmak icin yapılan işlem mekanik bir titreşim dalgası K G E R İ L İ M E S İ A U Z T R E H T E L D R S M U N G İ R N E O B E K E O S T E S V K O S R S A İ K İ E A A N J T P F T B N V E Ç İ M A İ E E T E R M A L K K L L S B İ N A K E A İ Z O L A S Y O N T bir konuda niteliğini gösteren belge kullanılan belli başlı ürün gamlarına yönelik isteğe bağlı alınan, uluslararası bir ispat belgesi kullanılmak üzere yapılan kapalı ve içi gerekli şekilde bölmeli yapı Önceki bulmacanın çözümü Hazırlayanlar HSK AR-GE Mühendisleri 16 38

41 Teknik Bülten No: 4 ŞUBAT 2011 elektrik E lektrik motorları, elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren aygıtlardır. elektrik motoru biri sabit (Stator) ve diğeri kendi çevresinde dönen (Rotor ya da Endüvi) iki ana parçadan oluşur. Bu ana parçalar, elektrik akımını ileten parçalar (örneğin: sargılar), manyetik akıyı ileten parçalar ve konstrüksiyon parçaları (örneğin: vidalar, yataklar) olmak üzere tekrar kısımlara ayrılır. Basit bir elektrik motoru temelde manyetik alan değişimlerinden faydalanarak çalışır. Elektrik motorlarının temel gruplama yöntemlerinden biri yukarıda görünmektedir. DOĞRU AKIM (DC) MOTORLARI Hareketleri düzgün, kesin ve güçlüdür. Hızları kolaylıkla değiştirilebilir; ama bunlar çalışırken kıvılcım çıkarır. Eğer bir motor hem sık sık durup çalışacak, hem hassas hız ayarlarına elverişli olacak hem de yük altındayken ani frenlemeler yapacaksa, böyle bir motorun seçimi kolay değildir. Bu koşullar, en yüksek verimin istendiği uygulamalarda aranır. Bu durumda, güçleri onlarca megawatta ulaşan doğru akım motorları kullanılır. Bu tip motorun en büyük kusuru, bir kolektörü akımla besleyebilmek için fırçaların kullanılması zo- runluluğudur. Fırçalar bu işi kolektöre sürtünerek gerçekleştirir, dolayısıyla da kolektörü hem aşındırır, hem de kıvılcım üretir. Bu nedenle doğru akım motorları tümüyle kapalı bir çerçevenin içinde bulundurulur ve içeriye toz veya nem girmesine izin verilmez. Akaryakıt deposu gibi patlama tehlikesinin bulunduğu yerlerde bu tip motorlar kullanılmaz. Buna karşılık, doğru akım motorlarının çok geniş bir çalışma düzenine sahip olma gibi bir üstünlüğü vardır. Bu motorların hızı, bağıl değer olarak 1 ile 300 arasında değişebilir, oysa aynı güçteki bir asenkron motorun çalışma aralığı üç kez daha dardır. Fırçalı Doğru Akım Motoru (Brush DC Motor) En temel doğru akım motoru fırçalı doğru akım motorudur. Motor, manyetik alanda merkezi dışarıya mekanik enerji aktaran bir şafta bağlı olarak dönen bir kısmı içerisinde barındıran mıknatıslı bir yapıdır. Manyetizma konusunda anlatılan yasalara göre bir manyetik alanda üzerinden akım geçen bir iletkene manyetik alan tarafından kuvvet uygulanır (Lorentz Force). Sabit manyetik alanı oluşturan ve içerdeki dönen kısmı çevreleyen yapıya stator denir. Üzerinde sargılar bulunduran ve şafta bağlı olarak manyetik 39 1

42 alanda dönen iç kısma ise rotor (bazen armatür) denir. Armatür, Lorentz kuvvetleri etkisinde hareket ederken yandaki resime göre dik dikey pozisyonu geçtiğinde kuvvetler zıt yönde etki etmeye başlar. Bu da dönme hareketinin durmasına neden olur. Bu nedenle armatürdeki sargılara akımın geçmesini sağlayan çeviriciler (commutators) besleme voltajından gelen iletkenlere fırçalarla bağlıdır. Bu fırçalar sayesinde motor kuvvetin yön değiştireceği dikey pozisyonu geçtikten sonra sargılardaki akımın yönü değişir ve kuvvetler aynı yönde etki etmeye devam eder. Fırçasız Doğru Akım Motorları (Brushless DC Motor) Fırçasız doğru akım motoru (brushless DC motor), komütasyon işlemini mekanik olarak değil elektronik olarak sağlayan bir motor türüdür. Fırça içeren DC motorlarda, rotordaki sarımlara elektrik iletimi fırça-kollektör yapısı ile sağlanır. Dilimli bir yapıda olan kollektör düzeneği sayesinde, rotor sarımlarından geçen akımın yönü motor dönerken kendiliğinden değişir. Bu sistemin kıvılcım oluşturma, bakım gerektirme ve fırçalarda aşınma gibi problemleri vardır. Fırçasız doğru akım motorlarında fırça-kollektör düzeneğinin görevini elektronik bir denetleyici (kontrolör) üstlenir. Denetleyicide, yüksek akımı anahtarlama görevini yürüten yarıiletken devre elemanları ve anahtarlama ile ilgili zamanlamayı sağlayan mikro denetleyici bulunur. Motorun dönüşünde aksama olmaması için denetleyicinin uygun bir hızda rotoru takip etmesi gerekir. Bu işlem, rotor pozisyonunun bilinmesini gerektirir. Çoğu uygulamada Hall effect sensörleri kullanılarak rotor pozisyonu kolayca tespit edilir. Fırçasız doğru akım motorları iki farklı tasarıma sahip olabilir. İlkinde, sürekli mıknatıslar, dönen rotor üzerine monte edilmiş vaziyettedir ve stator bobinleri rotoru çevreleyecek şekilde yerleştirilmiştir. Elektronik komütasyon tekniği ile bobinler uygun zamanlama ile enerjilendirildiğinde rotor dönmeye başlar. Diğer tasarımda ise bunun tersi söz konusudur. Stator sabit şekilde motorun merkezinde bulunur ve onun çevresindeki sürekli mıknatıslı rotor döner. Bu tür motor yapısı, bilgisayar kasalarının içindeki soğutma fanlarında bulunur. Fırçasız doğru akım motorları, fırçalı olan türlere göre daha verimli çalışır. Yani, aynı giriş gücü uygulandığında, fırçasız motor fırçalı olana göre elektrik gücünü mekanik güce daha verimli olarak dönüştürür. Fırçasız motorlar, sahip olduğu avantajlar nedeniyle pek çok cihazda tercih edilmektedir. Örneğin, hardisk, CD/DVD oynatıcı, PC soğutma fanlarında bu motorlar kullanılır. Daha yüksek güçlü uygulamalar ise direct-drive olarak adlandırılan motor sürme yönteminde, endüstriyel uygulamalarda ve elektrikli taşıtlarda kullanılır. Örneğin, ülkemizde son zamanlarda bazı firmalar tarafından fırçasız doğru akım motoru içeren bulaşık makinesi üretimi gerçekleştirilmektedir. Böylece, şebeke gerilimdeki dalgalanmalardan (düşüş ve yükselişlerden) kaynaklanan problemlerin giderilmesi sağlanmaktadır Stepper (Adım) Motor Elektrik motorlarının uygulama alanlarında sürekli hareketin (fırçalı doğru akım motoru) olduğu kadar hassas konumlandırmanın da önemi çok büyüktür. 40 2

43 Bu nedenle hassas, adım adım hareket edebilen ve toplanmayan çok düşük hatalarla çalışan adım (stepper) motorları geliştirilmiştir. Adım motorlar temelde fırçasız doğru akım motorlarıdır. Ancak hassas konumlandırma için birkaç farklı özelliğe sahiptirler. Adım motorları da diğer doğru akım motorları gibi temelde 2 kısımdan oluşur; Şafta bağlı, genelde sabit mıknatıstan oluşan dönel kısım (rotor) ve üzerinde sargıları bulunduran motorun sabit kısmı (stator). ALTERNATİF AKIM (AC) MOTORLARI Alternatif akım ile çalışan elektrik makinalarında manyetik döner alanlar oluşur. Şayet rotorun dakikada yapmış olduğu devir sayısı stator-döner alanının dakikada yaptığı devir sayısı ile aynı ise, böyle bir makineye senkron makine denilir. Rotorun devir sayısı döner alan devir sayısından küçük ya da büyük ise, bu tür makine asenkron makine olarak anılır (senkron eşlemeli; asenkron = eşlemesiz). Bu motorların asenkron tipleri standart bir aygıt olmuştur. Senkron tipleriyse, büyük güç gerektiren yerlerde kullanılabilir. Alternatif akım motorları iki grupta toplanabilir: asenkron motorlar (indüksiyon motorları) ve senkron motorlar. Bütün bu motorların temel ilkesi, metalden yapılmış bir kütlenin, döner bir elektromanyetik alan yardımıyla sürüklenmesine dayanır. Bu iki grup motorlarda da eksenli iki armütür bulunur: bunların ilki olan stator sabit, ikincisi rotorsa hareketlidir. Senkron motorun statoru asenkron motorun statoruyla aynı şekilde ve aynı yapıdadır; birbirinden vernikle yalıtışmış manyetik saçlardan oluşan bir bilezik biçimindedir; bu saçların üzerindeki yivlere üç fazlı akımlarla beslenen bir sargı sarılmıştır. Bir senkron motorda manyetik alanı, rotorun sargısını besleyen bağımsız bir doğru akım yaratır; burada rotorun çalışma hızı vardır. Bu tip motorların başlıca yetersizliği, rotorun kendi başına harekete geçmemesi sorunudur. Özsenkron denen motorlarda, rotorun sargısı yerine sabit mıknatıslar kullanılır. SERVO motorlar Küçük çaplı ve genellikle içerisinde kompanzasyon sargısı olan, kuvvetli manyetik alanı boyu uzun doğru akım motorlarına servo motor denir. D.C. motorlar gibi imal edilirler. 1 devir/dakikalık hız bölgelerinin altında bile kararlı çalışabilen, hız ve moment kontrolü yapan yardımcı motorlardır. Örneğin hassas takım tezgâhlarında ilerleme hareketleri için genellikle servo motorlar kullanılır. Servo motorların AC ile çalışan modelleri fırçasız, DC ile çalışan modelleri ise fırçalıdır. Bunlar, elektronik yapılı sürücü/programlayıcı devrelerle birlikte kullanılır. Günümüzde yapılan servo motor çalıştırma sürücüleri, tamamen mikroişlemci kontrollü ve dijital yapılıdır. EX-PROOF motorlar Exproof motorlarda koruma sınıflarına göre yüzey sıcaklıkları limitlenmiştir ve yine koruma sınıfına göre alev, kıvılcım ve ark sızdırmazlık özellikleri bulunmaktadır. ELEKTRİK MOTORLARINDA VERİMLİLİK Şekil: Asenkron Motor Türkiye net elektrik enerjisi tüketiminin yaklaşık %48 i sanayi sektöründe, sektörden sektöre farklı olmakla birlikte sanayide tüketilen elektrik enerjisinin de ortalama %70 i 41 3

44 elektrik motor sistemlerinde tüketilmektedir. Ayrıca sanayide kullanılan elektrik motorlarının %90 ı üç fazlı alternatif akım asenkron motorlarıdır. IEC (2008) Elektrik Motorları Enerji Verimliliği Standardı : IEC :2008 standardına göre tek hızlı, 3 fazlı, kafesli endüksiyon motorları için 3 IE (International Efficiency) verim sınıfı tanımlamaktadır. IE3 IE2 IE1 Premium Yüksek Verimli Standart verimli Standart ayrıca IE3 premium verim sınıfından daha verimli olan IE4 (Super Premium Verim) verim sınıfını da ortaya çıkarmaktadır. Fakat IE4 verim sınıfı ürünlerin ticari olarak kullanımı henüz mümkün değildir. CEMEP (Avrupa Elektrik Makinaları ve Güç Elektroniği İmalatçıları Komitesi) elektrik motorları enerji verimliliği için farklı verim sınıfları belirlemiştir. 1,1-90 kw, 2 (3000 devir/dak) ve 4 (1500 devir/dak) kutuplu 3-Fazlı Asenkron Sincap Kafesli Motorlar için belirlenmiş 3 farklı verim sınıfı; EFF1 yüksek verimli > EFF2 verimi arttırılmış > EFF3 düşük verimli Elektrik motorlarında harcanan toplam enerjinin %80 i 1,1-90 kw 2 ve 4 kutuplu motorlar tarafından tüketilmektedir. 42 4

45 Asenkron Motorların Toplam Enerji Maliyeti Standart 5,5 kw 1500 devir/dak asenkron motor Çıkış Gücü %90 yüklenme ile 5,5 x 0,9 = 4,95 kw Giriş Gücü = 4,95 / 0,857 = 5,775kW Yıllık saat çalışma ile 5,775 kw x 4000h = kwh Harcanan Enerji Maliyeti ; kwh x 0,16 TL/kWh = 3697 TL 15 yıllık çalışmada = TL İlk maliyet fiyatı, toplam enerji maliyetinin ~%0,58 i Motorun tüm yaşamı içerisinde maliyetinin %2-2,5 u satın alma, %1,5 u bakım, %96 sı tükettiği elektriği verir. 3 kw 4 Kutuplu EFF3 motor yerine EFF2 motor kullanımı Harcanan enerji (Giriş Gücü - P1); EFF3 2,7 / 0,80 = 3,38 kw EFF2 2,7 / 0,826 = 3,27 kw Tasarruf 3,38-3,27 = 0,11 kw Yıllık 4000 saat çalışmada 0,11kW x 4000 h = 440 kwh Yıllık tasarruf miktarı 440 kw x 0,16 TL = 70,4 TL 3 kw 4 Kutuplu EFF2 motor yerine EFF1 motor kullanımı Tasarruf 3,27-3,09 = 0,18 kw 0.18 x 4000 h = 720 kwh x 0,16 TL = 115,2 TL 3 kw 4 Kutuplu EFF3 motor yerine EFF1 motor kullanımı Tasarruf 3,38-3,09 = 0,29 kw 0,29 x 4000 h = kwh x 0,16 TL = 185,6 TL Güç kw 1500 dev/dk EFF2 yerine EFF1 motor kullanımı EFF1- EFF2 Fiyat Farkı (TL) *Yıllık 4000h çalışmada elde edilen tasarruf (kw) MOTOR STANDARTLARI Yıllık Tasarruf (TL) Geri Ödeme Süresi 1, ,3 75,4 5 ay 2, ,1 97,8 5 ay 5, ,5 145,0 6 ay 7, ,8 170,8 6 ay ,2 252,7 7 ay ,9 396,0 9 ay * Yüklenme oranı %90 olarak hesaplanmıştır. Elektrik Motorlarının standartlarını belirleyen ve bunları yayınlayan iki temel kurum IEC ve NEMA dır. IEC (International Electrotechnical Commission) Avrupa tabanlı bir kuruluş iken NEMA (National Electrical Manufacturers Association) Amerikan standartlarını için çalışmaktadır. Türkiye de ise konu ile ilgili düzenleme Türk Standartları Enstitüsü (TSE) tarafından IEC ye dayanarak yapılmıştır. Koruma Sınıfları IEC 34-5 : Motorlar, koruma derecelerine göre I P koduyla İlk Rakam Katı Maddelere Karşı İkinci Rakam Sıvı Maddelere Karşı 0 - Korumasız 0 - Korumasız 1-50 mm den büyük cisimlere karşı koruma. El teması gibi. 1 - Dikey olarak gelen sulara karşı koruma. Su damlaması gibi mm den büyük cisimlere karşı koruma. Parmak gibi. 2 - Dikeyden 15 ye kadar açıyla gelen sulara karşı koruma mm den büyük cisimlere karşı koruma. El aletleri gibi. 3 - Dikeyden 60 ye kadar açıyla gelen sulara karşı koruma. 4-1 mm den büyük cisimlere karşı koruma. İnce teller gibi. 4 - Tüm yönlerden gelen sıçrayan sulara karşı koruma. 5 - Toza karşı koruma 5 - Tüm yönlerden gelen fışkıran sulara karşı koruma. 6 - Toza karşı tam koruma 6 - Tüm yönlerden gelen güçlü su fışkırmalarına karşı koruma. 7 - Geçici süre suya daldırmaya karşı koruma m. ile 1 m. arası. 8 - Sürekli suya daldırmaya karşı koruma. 43 5

46 sınıflandırılmışlardır. I P (Ingress Progress) diziminde ilk rakam katı maddelere karşı korumayı tarif ederken ikinci rakam sıvılara karşı korumayı belirtmektedir. Aşağıda anlatılan standardın Türk Standartlarındaki (TS) karşılığı TSE nin TS3209 / Nisan 1999 kitapçığında detaylı olarak anlatılmıştır. 40 C nin üzerindeki ortam ısılarının motor gücüne etkisi (1000 m. den düşük rakımlar için) Ortam Isısı C Önerilen Çıkış Gücü 40 % % % % % 86.7 İZOLASYON SINIFLARI IEC 34-1 IEC standartlarının 34-1 bölümünün içerisinde izolasyon değerlerinin derecelendirilmesi de yer verilmiştir. Motorların sargıları ve kullanılan izolasyon malzemeleri dayandıkları ısıya göre sınıflandırılmış ve bu ayrım harflerle ifade edilmiştir. 70 % m. nin üzerindeki rakım yüksekliklerinin motor gücüne etkisi (40 C den düşük ortam ısıları için) Rakım Yüksekliği Önerilen Çıkış Gücü İzolasyon Sınıfı A E B F H Isı yüksekliği Maksimum sargı ısısı Ortam ısısı Kızgın nokta için sınır m. % m. % m. % m. % m. % m. % 83.5 Pek kullanım alanları bulunmasa da Y ve C sınıfı izolasyon sınıfları da mevcuttur. Bunlardan Y sınıfı (eski gösterimi O dur) 90 C sıcaklık sınırını belirtirken, C sınıfı 180 C den büyük sıcaklık sınırını belirtmektedir. Standart motorlar 40 C ortam ısısına ve 1000 m. rakım yüksekliğine göre imal edilmişlerdir. Bu değerleri aşan çalışma şartları motorun performansına etki edecektir. Etkilenme oranları aşağıdaki tabloda belirtilmiştir. Uzun yılların tecrübelerine ve gözlemlerine dayanarak ısınma ve izolasyon hakkında şu iki saptama yapılabilir ; 1 Motor yükündeki % 4 lük bir artış, ısıda % 10 luk bir artışa neden olmaktadır. 2 İzolasyon sınıfının, kızgın noktasının % 10 aşılması, izolasyon ömrünün % 50 kısalması ile sonuçlanmaktadır. ÇALIŞMA REJİMLERİ (DUTY) IEC 34 1 NEMA standardı çalışma rejimini sadece sürekli, aralıklı ve özel (genelde dakika ile ifade edilir) olarak üçe ayırmış iken IEC bunu 8 kısımda derecelendirmiştir. Bunlar ; S1 Sürekli çalışma. Motor sabit yükte ısı dengesine ulaşmaya yetecek zaman kadar çalışır. S2 Kısa süreli çalışma. Motor sabit yükte ısı dengesine ulaşmaya yetecek zaman bulamadan çalışır. Durma süreleri motorun ortam ısısına dönmesine yetecek zaman kadardır. S3 Aralıklı periyodik çalışma. Sabit yük ile, ardışık (birbirini izleyen), özdeş çalışma ve durma dönemleri. Isı denge noktasına asla ulaşılmaz. Başlangıç akımının ısı yükselmesine çok az etkisi vardır. S4 Kalkışlı, aralıklı periyodik çalışma. Sabit yük ile, ardışık, özdeş kalkma, çalışma ve durma dönemleri. 44 6

47 Isı dengesine asla ulaşılmaz fakat kalkış akımı ısı yükselmesi üzerinde etkilidir. S5 Elektrik frenleme ile aralıklı periyodik çalışma. Ardışık, özdeş kalkış dönemleri, sabit yükte çalışma, elektrik frenleme ve durma. Isı denge noktasına ulaşılmaz. S6 Aralıklı yük ile sürekli çalışma. Sabit yükte ve yüksüz, ardışık, özdeş çalışma dönemleri. Durma periyodu yoktur. S7 Elektrik frenleme ile sürekli çalışma. Ardışık, özdeş kalkış dönemleri, sabit yükte çalışma ve elektrik frenleme. Durma periyodu yoktur. S8 Yük ve hızda periyodik değişmeler ile sürekli çalışma. Ardışık, özdeş kalkış, sabit yükte ve belli bir hızda çalışma, diğer bir yük ve hızda çalışma dönemleri. Durma yoktur. TSE tarafından yayımlanan TS3205 / Nisan 1978 kitapçığında aynı bahis derinlemesine şekillerle ve çizelgelerle yer almaktadır. En sık kullanılanlar açısından kısaca özetlemek gerekirse; S2 türü çalışma rejimi için simgeden sonra rejim süresi belirtilir. Örnek S2 30 dakika. S3 ve S6 çalışma rejimi türleri için simgelerinden sonra çalışma katsayısı verilir. Örnek S3 % 25, S6 % 40 gibi. Yukarıdaki paragrafta belirtilen çalışma rejimlerinin genelde (standart değer değildir) motor çıkış gücüne katsayı olarak etkileri ise aşağıdaki tabloda verildiği gibidir. Çalışma Rejimi S2 S3 S6 Açıklama 10 dk. Kısa süreli çalışma Aralıklı periyodik çalışma Aralıklı yük ile sürekli çalışma Motor Çıkış Gücü Katsayısı 30 dk. 60 dk Süre (toplam çalışma süresinin % si) %10 %20 %40 % SOĞUTMA ŞEKİLLERİ IEC 34-6 IEC standartlarının 34-6 bölümü elektrik motorlarının soğutma şekillerine ayrılmıştır. International Cooling in kısaltması olan IC harfleri ile ifade edilen bölümde kısaltmayı iki haneli İlk Rakam soğutma devresinin düzeni İkinci Rakam soğutucu gücün beslenme yöntemi 0 - Serbest dolaşım. 0 - Serbest yayılımlı 1 - Giriş borulu havalandırma. 1 - Kendinden dolaşımlı 2 - Çıkış borulu havalandırma. 2 - Havalandırma, motordan ayrılmaz olan ve ayrı bir mile bağlanmış aygıt ile sağlanmış 3 - Giriş ve çıkış borulu havalandırma. 3 - Havalandırma, motor üzerine takılmış bağımlı bir düzen ile sağlanmış. 4 - Gövde yüzeyinden soğutma. 4 - Kullanılmıyor 5 - Çevreleyen ortam kullanılarak, motoru, motordan ayrılmaz bir soğutucu ile soğutma 6 - Çevreleyen ortam kullanılarak, motoru, motor üzerine takılmış bir aygıt ile soğutma 7 - Çevreleyen ortam kullanılmadan, motoru, motordan ayrılmaz bir aygıt ile soğutma 8 - Çevreleyen ortam kullanılmadan, motoru, motor üzerine takılmış bir aygıt ile soğutma 9 - Bağımsız monte edilmiş soğutma aygıtı ile havalandırma. 5 - Havalandırma, motordan ayrılmaz olan bağımsız bir düzen ile sağlanmış 6 - Havalandırma, motorun üzerine takılmış bağımsız bir düzen ile sağlanmış 7 - Havalandırma, motordan bağımsız ve ayrı bir aygıt ile sağlanmış 8 - Havalandırma, bağıl yer değiştirme ile sağlanmış. rakamlar takip eder. Bunlardan birincisi soğutma devresinin düzenlemesini, ikincisi ise soğutucunun dolaşımını sağlayan gücün beslenme yöntemini gösterir. Konu ile ilgili detaylı bilgi TSE 3210/Nisan 1978 kitapçığında bulunmaktadır. Soğutma şeklini daha detaylı ifade eden karmaşık düzenlemeler mevcut iken (örneğin, soğutucu 45 7

48 akışkanının cinslerinde hava A ile, hidrojen H ile, azot N ile, karbondioksit C ile, su W ile, yağ U ile kısaltılmaktadır) bu tür ayrıntılara burada girilmemiştir. Son olarak, bazı NEMA standartlarının IEC 34-6 ya karşılıkları ise şöyledir : IC 01 ifadesi NEMA nın açık dizayn (open design) karşılığıdır. IC 40 ifadesi NEMA nın TENV (Totally Enclosed Non- Ventilated) karşılığıdır. IC 41 ifadesi NEMA nın TEFC (Totally Enclosed Fan Cooled) karşılığıdır. IC 48 ifadesi NEMA nın TEAO (Totally Enclosed Over) karşılığıdır. YAPI ŞEKİLLERİ IEC 34-7 Motorların yapım (inşa) tiplerinin ve kurma (montaj) düzenlemelerinin çeşitlerinin sınıflandırılması IEC 34 7 bölümünde yayınlanmıştır ve kolaylık açısından IM (International Mounting) olarak kısaltılmıştır. Bu bölümün simgelemesi iki ayrı kodlamadan oluşmuştur. Kod I : Yalnızca yan kapaklardan yataklanmış ve tek mil çıkıntılı motorları kapsamaktadır. B harfi yatay milli motorları ifade ederken, V harfi düşey motorları simgelemek için seçilmiştir. Bu tip motorlar (yan kapaklardan yataklanmış ve tek mil çıkıntılı) B veya V harflerini takip eden bir sayı ile gösterilir. En çok kullanılan bazıları aşağıda belirtilmiştir. Kod II : Bu kısım genel ve özel kullanım için tasarlanmış tüm elektrik motorlarını kapsamaktadır. IM harflerini takip eden 4 adet rakam ile sınıflandırılmıştır. Rakamların anlamları ise aşağıda belirtilmiştir. 1. rakam Yapım tipinin sınıfını gösterir 2. ve 3. rakam Kurulma (montaj) düzenini gösterir 4. rakam Mil uzantısını gösterir. 1. rakam 2. ve 3. rakam 4. rakam 1 - Yalnızca yan kapak yataklı ayaklı motorlar 0 - Mil uzantısı yok 2 - Yalnızca yan kapak yataklı ayak ve flanş üzerine kurulu makineler 1 - Silindirik bir tek mil uzantısı 3 - Flanşı yan kapak üzerinde olan yalnızca yan kapak yataklı ve flanş üzerine kurulu makineler 2 - Silindirik iki mil uzantısı 4 - Flanşı gövde üzerinde olan yalnızca yataklı 3 - Konik bir tek mil uzantısı flanşı üzerine kurulu makineler 5 - Yataksız makineler Pek çok kombinasyon mevcut olduğundan detaya girilmemiştir. (bkz. TS 3211 çizelge 1-9) 4 - Konik iki mil uzantısı 6 - Yan kapaklı ve ayaklı yataklı makineler 5 - Flanşlı bir tek mil uzantısı 7 - Yalnızca ayaklı yataklı makineler 6 - Flanşlı iki mil uzantısı sayılarında kapsanma yan düşey makineler 7 - D-ucu uzantısı flaşlı N-ucu uzantısı silindirik 9 - Özel kurulma düzenli makineler 8 - Diğer tüm mil uzantısı 46 8

49 Kod I ile Kod II arasındaki bağıntıyı gösteren tablo ise aşağıdadır. Kod I Kod II Kod I Kod II IM B 3 IM 1001 IM V 6 IM 1031 IM B 5 IM 3001 IM V 8 IM 9111 IM B 6 IM 1051 IM V 9 IM 9131 IM B 7 IM 1061 IM V 10 IM 4011 IM B 8 IM 1071 IM V 14 IM 4031 IM B 9 IM 9101 IM V 15 IM 2011 IM B 10 IM 4001 IM V 16 IM 4131 IM B 14 IM 3601 IM V 18 IM 3611 IM B 15 IM 1201 IM V 19 IM 3631 IM B 20 IM 1101 IM V 21 IM 3015 IM B 30 IM 9201 IM V 30 IM 9211 IM B 34 IM 2101 IM V 31 IM 9231 IM B 35 IM 2001 IM V 36 IM 2031 Yukarıda anlatılan kurulma ve yapı tipleri ile ilgili detaylı bilgi TS 3211 / Nisan 1978 fasikülünde mevcuttur. Ayrıca, kurulum ve yapı tipleri şekillerle de ifade edilerek anlaşılması kolay hale getirilmiştir. GÜRÜLTÜ SINIRLARI IEC 34-9 Elektrik motorlarının (1 KW 400 KW arası güçler için geçerlidir) 600 r.p.m. ile 3750 r.p.m. hız aralığında ve boşta çalışırken hava ortamına yaydıkları ses gücü düzeyinin maksimum sınırlarını ve yine hava ortamında yaydıkları ve motor yüzeyinden 1 metre mesafe uzaklıktaki gürültü için ortalama ses basıncının maksimum sınırları IEC nin 34-9 bölümünde anlatılmıştır. Bahsi geçen değerlerin tablo halinde gösterimi IEC nin bahsi geçen bölümünde anlatıldığı gibi TS nin 3213 kitapçığında da belirtilmiştir. Konu edilen tablolara genişliğinden dolayı burada yer verilmemiştir. İstek halinde Femsan dan talep edilmesi rica olunur. TİTREŞİM DEĞERLERİ SINIRLARI IEC Elektrik motorlarının (56 mm eksen yüksekliğinden büyükler için geçerlidir) 600 r.p.m. ile 3600 r.p.m. hız aralığında ve boşta çalışırken sahip olmaları gereken maksimum mekanik titreşim değerleri IEC kısmında ve TS 9555 / Kasım 1991 kitapçığında belirtilmiştir. Ölçüm yapılacak motor serbest asılma ile elastik şekilde monte edilmiş olmalıdır. Kama yuvasına yarım kama takılmalıdır. Doğru akım motorları nominal hızında çalışacağı voltajla beslenmelidir. Ölçüm yapılması gereken noktalar atıfta bulunulan standartların detayında belirtilmiştir. Elde edilmesi gereken maksimum değerlerin belirtildiği tablo ise aşağıdadır. Derece Nominal Hız Devir / dakika 56 H < H 225 H > 225 Normal > Düşük > Özel > Değerler mm/s (milimetre saniye) cinsindendir. Sıcaklık Sınıfları Ex-Proof Motor Sıcaklık Sınıfları ve Kullanım Alanları Maksimum Motor Yüzey Sıcaklığı Patlayıcı Gazın Ateşlenme Sıcaklığı T1 450 >450 T2 300 >300 T3 200 >200 T4 135 >135 T5 100 >100 T6 85 >

50 Koruma Tipi EEx d EEx de EEx e EEx n Zone21 İsim Explosion Proof Patlama Korumalı Explosion Proof with increased safety Güvenliği Artırılmış Terminal Kutulu, Patlma Korumalı Increased Safety Güvenliği Artırılmış Non Sparking Kıvılcım Üretmeyen DIP Hedef Dahili bir patlamanın dış ortama yayılmasına izin vermez Özel klemens kutulu. Dahili bir patlamanın dış ortama yayılmasına izin vermez Kalkışta ve normal çalışmada kıvılcım ve aşırı ısınmaya sebep olmaz Normal çalışmada kıvılcım ve aşırı ısınmaya sebep olmaz Kıvılcım ve aşırı yüzey ısısı sebebiyle ortamdaki tozun tutuşmasına sebep olmaz Konstrüksiyon Kuvvetli gövde Özel klemens kutulu kuvvetli gövde Özel klemens kutulu standart motor benzeri Özel klemens kutulu standart motor benzeri IP66 koruma sınıfında standart motor benzeri Kullanım Alanı Grup İşareti Kullanım Alanı ve Patlayıcı Karışımın Tanımı Madencilik I Yeraltı, Maden ocakları, gaz ve kömür tozu Diğer Endüstriler Diğer Endüstriler Diğer Endüstriler II A II B II C Madencilik hariç tüm endüstriyel gazlar ( metan dahil ) Madencilik hariç tüm endüstriyel gazlar ( metan dahil ) Madencilik hariç tüm endüstriyel gazlar ( metan dahil ) Tipik Gaz Türü Metan Propan Etilen Hidrojen ve Asetilen Thermal Switches Termal switch lerde termistör gibi sargı üzerine monte edilip aşırı ısınma durumunda motor enerjisinin kesilmesini sağlarlar. Termal switch ler fiziki olarak daha büyük olduklarından dolayı daha yüksek akım kapasitesine sahiptirler ve kontrol devresine seri olarak bağlanabilirler. Yoğuşma Önleyici Isıtıcı (Anti Condensation Heater- Space Heater) Yoğuşma önleyici ısıtıcı; motorun sargısına monte edilen bir ısıtıcıdır. Motorun enerjisi kesildiğinde devreye girer, yoğuşma ve buhar oluşumunu engelleyerek motor sargılarının sıcak ve kuru kalmasını sağlar. Motor büyüklüğüne göre farklı güç ve gerilimlerde üretilirler. ELEKTRİK MOTORLARINDA OPSİYONEL ÖZELLİKLER Termistör (PTC Thermistors) Termistörler her faza bir tane ve seri bağlantılı olmak üzere motor sargılarına monte edilirler.aşırı yüklenme,düşük yada aşırı gerilim gibi sargının aşırı ısınması durumunda kumanda panosuna sinyal vererek motorun enerjisinin kesilmesini sağlar. PTC termistörler çok düşük akım kapasitesine sahip olduklarından doğrudan kumanda devresine bağlanmamalıdırlar, mutlaka bir PTC rölesi yada amplifikatörü ile birlikte kullanılmalıdırlar. Tropikal İzolasyon (Tropical Insulation) Motor sargılarının mantar ve yoğuşmaya karşı ilave bir vernikle verniklenmesiyle sağlanır. Sargı arasındaki boşluklar doldurularak daha pürüzsüz bir yüzey elde edilir ve böylece yoğuşmanın etkileri azaltılmış olur. Tropik bölgeler için kullanılır. FREKANS KONVERTÖRLERİ Frekans konvertörleri; İnvertör, Değişken Hızlı Sürücüler (VSD), Değişken Frekanslı Sürücüler (VFD) veya Frekans dönüştürücüsü gibi birçok isimle bilinmektedirler. Tüm bunların tanımladığı şey elektrik motorlarında kademesiz hız ayarını sağlayan bir elektronik cihazdır. Günümüzdeki VFD sistemleri, sistem içerisindeki diğer elemanların 10 48

51 kontrolü ve korunması gibi farklı fonksiyonları da yerine getirirler. Vantilatörler, pompalar ve kompresörler gibi akış üreten cihazlar genellikle hız ayarı olmadan kullanılmaktadırlar. Bunun yerine akış geleneksel metodla regülatörler, valfler ve supaplar yardımı ile kontrol altına alınmaktadır. Akış değişken motor hızıyla kontrol edilmediğinde, motor sürekli tam hızda çalışır, bu da enerji israfına neden olmaktadır. Frekans konvertörü ile motor hızının ayarlanması %70 e varan bir enerji tasarruf imkanı sunmaktadır. FAN EŞİTLİKLERİ; değişir. bu güç tüketimi Sonuç olarak, tipik bir sistem nadiren ihtiyaç duyulan maksimum talebi karşılayabilecek şekilde tasarlanmıştır. Bu, vantilatör ve pompaların işletim sürelerinin büyük bir bölümü için gerektiğinden daha büyük seçildiğini çalışma esnasında çoğunlukla kullanılan kapasite %100 ün altındadır. Pompa veya vantilatör motorlarının devir sayıları ayarlanabilir olduğu takdirde yılın büyük bir bölümünde tam kapasite çalışmak zorunda kalınmayacak, böylece büyük bir enerji tasarrufu sağlanmış olacaktır. orantılı değişir. Bu kanunlardan, debinin hız ile doğru orantılı olarak arttığı ve basıncın da hızın karesi ile orantılı olarak arttığı görülmektedir. Enerji tasarrufu bakımından en önemli nokta, güç tüketiminin hızın kübü ile orantılı olarak artmasıdır. Bunun anlamı, devir sayısının en küçük seviyede azalmasının dahi elektrik tüketiminde büyük tasarruflara sebep Kaynaklar CentraLine c/o Honeywell GmbH 49 11

52 lk ticari motor 1880 lerde, elektrik ve manyetizmada 1820 lerin başlarında yapılan temel keşiflerden yarım asır sonra ortaya çıkmıştır. İlk defa 1821 de Michael Faraday, bir mıknatıs ve hareketli telden sürekli bir dönme hareketi elde edebileceğini tenti almıştır ve 1870 lerde çok çalışmalar yapılmış, hatta bu sırada doğru akım jeneratörünün tersine çalışabileceği, yani başka bir doğru akım jeneratörü tarafından bir doğru akım motoru gibi çalıştırılabileceği anlaşılmıştır lerin sonlarında doğru akım motorları büyük miktarlarda imal edilmeye başlanmıştır. Büyük şehirlerdeki ulaşım ihtiyacı motorlar için yeni imkanlar ortaya koymuştur. Atla çekilen arabaların elektrik motorlarıyla da hareket ettirilebileceği fikri ortaya atılmış, bu arada elektrik motorlarının teorisinde de gelişmeler kaydedilmiştir de İtalyan Galileo Ferrari birbirinden 90 faz farkı olan iki alternatif manyetik alanının sabit dönen bir manyetik alan olarak görülebileceğini göstermiştir. Ayrıca, bir tek akımın, fazları farklı iki manyetik alan doğuran fazları farklı iki akıma ayrılabileceğini göster- run rotasında bir dönme meydana getirdiğini gözlemlemiştir. Böylece ilk indüksiyon motoru doğmuşsa da bunun sanayideki uygulamasını Ferrari devam ettirememiştir ara- indüksiyon motorunun patentlerini almıştır. alarak ileri çalışmalar yaptırmış ise de, ekonomik kriz ve elektrik akımı tekniğinin gelişmeleri bu çalışmaları engellemiştir lardan itibaren çeşitli ülkelerde alternatif akım motorları liştirilmiştir. Böylece elektrik motorunun temelleri atılmıştır. Bundan sonraki gelişmeler genellikle esası değiştirmeden yapılan geliştirmeler olmuştur

53 Aşağıdaki tanımlara karşılık gelen kelimeleri dan yukarıya, sağa-sola yatay ve her yönde çapraz şekilde bulunabilir. Aynı harf birden faz- - elektronik olarak sağlayan bir motor türü 2) Isı ile direncini degistiren bir direnç elektroniği imalatçıları komitesi kısaltması 4) International Electrotechnical Commission kısaltması müsaade eden, istenmeyen yönlerdeki hareketlerini de engelleyen dönen elemanlar 6) Açısal konumu adımlar halinde değiştiren, çok hassas sinyallerle sürülen motorlar tipi şalterlerin genel adı 8) Elektrik motorlarında akımın iletilmesinde kullanılan temel parçalardan 9) Elektrik motorlarında kademesiz hız ayarını sağlayan elektronik bir cihaz 10) Elektrik devrelerindeki akımı kesmeye ya da akımın bir iletkenden başka bir iltkene yön değiştirmesini sağlayan devre elemanı 11) Motorda bulunan elektromıknatısların kutuplarını değiştirmek için fırça kullanan motorlar E K O N V E R T Ö R I L F I R Ç A S I Z E C E M E P T F A Ş C P A K O V R E S E A N A H T A R D C B S A R G I İ A S T E A N A M L U R D T K S E N K R O N İ I E I L A Ç R I F O K M R Ö T S İ M R E T R sayesinde, statorundan uygulanan şebeke ile aynı frekansda dönen motorlar iletişim örgüsü, ağ 14) Maddenin Elektron, pozitron, proton vb. parçacıklarının hareketleriyle ortaya çıkan enerji türü yarayan ve ucuna dişli çarklar, tekerlekler ya da pervane bağlanan mil kompanzasyon sargısı olan, kuvvetli manyetik alanı boyu uzun doğru akım motorları Önceki bulmacanın çözümü 9) SES Hazırlayanlar HSK AR-GE Mühendisleri 51

54

55 Teknik Bülten No: 5 MART 2011 hesaplamali akiskanlar dinamigi M ühendislik hesaplamalarında, akışkan davranışının doğru tespit edilmesi oldukça önemlidir. Analitik yöntemlerle direkt olarak hesaplanamayan kompleks modellerde, ısı transferi, basınç kayıpları, akış hızları gibi verilerin nümerik yöntemlerle, parçanın tasarım aşamasında iken belirlenmesi, zaman ve maliyet açısından üreticiye önemli avantajlar sağlamaktadır. Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (Computational Fluid Dynamics-CFD), ilgili alanda detaylı hesaplamaların yapılabildiği, akış alanı ve diğer fiziksel detayların gösterilebildiği, bilgisayar tabanlı bir mühendislik yöntemdir. CFD analizlerinin sonuçları, Simülasyon Tabanlı Ürün Tasarım sürecinde ürünün çalışmasını, varsa problemleri bilgisayar ortamında simüle etmeye ve ürün performansını optimize etmekte önemli faydalar sağlar. Mühendislik hesaplamalarında, akışkan davranışının doğru tespit edilmesi oldukça önemlidir. Analitik yöntemlerle direkt olarak hesaplanamayan kompleks modellerde, ısı transferi, basınç kayıpları, akış hızları gibi verilerin nümerik yöntemlerle, parçanın tasarım aşamasında iken belirlenmesi, zaman ve maliyet açısından üreticiye önemli avantajlar sağlamaktadır. Çok fazlı akışlar, newtonian veya newtonian olmayan akışlar, katı-sıvı etkileşim analizleri, ileri türbülans modelleri, dönen parçaların analizleri gibi bir çok uygulamada CFD, doğru ve hızlı sonuç elde etmenizi sağlar. Akışkanlar mekaniği ile ilgili hesaplamalar, uzay ve havacılık, otomotiv, kimyasal prosesler, ısıtma, soğutma, havalandırma, biyomedikal ve gemicilik gibi birçok endüstriyel alanda karşımıza çıkmaktadır. 53 1

56 Mekanik Uygulamalar Medikal cihazlar Isıtma, soğutma, havalandırma sistemleri Motor soğutma sistemleri Jet motorları ve turbomakinalar Aerodinamik ve hidrodinamik gövde tasarımı Giriş ve egzost sistemleri Yakıt sistemleri Transmisyon sistemleri Frenler, kavramalar Termostatlar Valfler Pompalar Kompresörler Fanlar Isı değiştiriciler Fırınlar, ocaklar Soğutma sistemleri, dondurucular Tesisat sistemleri Sulama, yağmurlama sistemleri Atık işleme ve arıtma sistemleri Kimyasal, gıda, malzeme prosesleri Jeneratör sistemleri Yakıt hücreleri Askeri savunma sistemleri Elektronik Uygulamalar Kabin tasarımı Fan tasarımı, yerleşimi Cihaz seviyesi tasarım Sistem seviyesi tasarım Hava ve su soğutmalı sistemler Sistem seviyesi heatpipe simülasyonları Telekomünikasyon sistemleri Bilgisayarlar ve çevre birimleri Güç kaynakları Projektörler Tüketici elektroniği Medikal elektronik Askeri elektronik Otomotiv elektronik Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği nin Adımları Birincil Adımlar (Pacing items): İkincil Adımlar (Secondary items): Processing): Tecplot, Fieldview, Ensight,... Akışkanlar Dinamiği Denklemleri Boltzman Navier-Stokes Euler Full Potential Wave Equation or Prandtl-Glauert Equation Laplace Equation Sürekli Sıkıştırılabilir Doğrusal olmayan Sürekli Ağdasız Girdapsız Doğrusal Sıkıştırılamaz Girdaplı Viskoz Seyreltilmiş Boltzman x x x x x x Navier-Stokes x x x x x Euler x x x x Full Potantial x x x Pransdtl-Glauert x x Laplace x 54 2

57 Hesaplamalı akışkan dinamiği nerede kulanılır ve ne zaman tercih edilir? maliyet-etkindir ve sonucu daha çabuk ulaşılabilir deneysele göre daha ayrıntılı incelenebilir ve değerlendirilebilir veriler sunar, deney esnasında ölçülemeyen, gözlemlenemeyen pek çok veriye hesaplamalı akışkanlar dinamiği ile ulaşılabilir olduğu fiziksel olayların modellenmesi denizaltı üzerindeki, çeşitli kule konumlarının, pervanenin akustik nitelikleri üzerindeki etkisinin incelenmesi gerekli olsa bu verilere deney yoluyla ulaşmak hemen hemen imkânsız olurdu. kasırganın gemi üst yapısı üzerindeki etkisi incelenmek istendiğinde, kirlenme gibi geliştirilme çalışmalarında HVAC sektöründe klima santralleri, genel olarak hava şartlandırma üniteleri olarak tanımlanabilir. ve nem değerlerinde filtrelenmiş temiz hava sağlamaktır. Fakat şartlandırma esnasında hava, farklı klima santrali bileşenleriyle karşılaşmakta, dolayısı ile her karşılaştığı engel bir basınç düşümü oluşturmaktadır. Basınç düşümlerinin yüksek olması ise daha büyük güç gerektiren motor seçimine sebebiyet vermektedir. Dolayısı ile iç kayıplar azaltıldığında kapasiteler küçülecek, daha düşük enerji tüketen klima santralleri tasarlanabilecektir. HVAC UYGULAMALARINDA CFD ANALİZ Hesaplamalı akışkanlar dinamiği uygulamaları ısıtma-soğutma-havalandırma sektöründe de önemli bir yer teşkil etmektedir. HSK nın bu konuda yapmış olduğu çalışmalar mevcuttur ve yeni çalışmalar da hızla devam etmektedir. Şekil 1: Klima Santrallerinde Maliyetler rının Azaltılması projesinde kullanılan CFD analiz programı olan FLUENT, karmaşık geometrideki akışın, ısı geçişinin ve yanma gibi kimyasal reaksiyonlarının modellenmesi için geliştirilmiş bir bilgisayar programıdır. Çözümlemek üzere ele alınan geometrinin üç boyutlu hücre yapısı oluşturularak sayısal çözümleme yapma imkânı sağlar. Sayısal çözümleme aşağıdaki aşamalardan oluşmaktadır: 1. Modelleme hedeflerinin tayini: Modelden istenen sonuçlar nelerdir ve nasıl kullanılacaklar? Modelden istenilen hassasiyet nedir? 55 3

58 2. Sayısal çözümleme modelinin seçimi: Modellenecek fiziksel sisteminin belirlenmesi, Çözümleme bölgesinin başlangıç ve sonunun belirlenmesi, Sınır şartlarının saptanması, Problemin iki veya üç boyutlu modellenmesinin belirlenmesi, Uygun grid yapısının seçilmesi. 3. Fiziksel modellerin seçimi: Akışın laminer olup olmadığının belirlenmesi. Isı geçişinin öneminin belirlenmesi. Akışın sıkıştırılabilir olup olmamasının belirlenmesi. 4. Çözüm metodunun tayini: Problem mevcut çözümleyici kullanılarak çözülebilir mi? Problemin yakınsama zamanı nedir? Problemin önemli özellikleri belirlendikten sonra yapılacak işlemler aşağıda sıralanmıştır: 1. Model geometrinin oluşturulması 2. Modelin ağ yapısının (mesh) oluşturulması cinin çalıştırılması 4. Gridin kontrolü 5. Çözümleyici seçimi 6. Çözüm modellerinin seçimi: laminer veya türbülanslı, kimyasal bileşenler veya reaksiyonlar, ısı geçiş değiştiricileri vb. 7. Malzeme özeliklerinin belirlenmesi 8. Sınır şartlarının belirlenmesi 9. Çözüm kontrol parametrelerinin ayarlanması 10. Akış alanının başlatılması 12. Sonuçların değerlendirilmesi 13. Sonuçların kaydedilmesi 14. Gerekliyse grid yapısı iyileştirilmesi veya sayısal/ fiziksel modelin gözden geçirilmesi. oluşturulurken iki parametre önem kazanmaktadır. Bunlar hücre sayısı ve grid yoğunluğudur. Yapılacak modellemede kritik noktalarda gridin yoğun olması, diğer noktalarda ise kaba ağ yapısı oluşturulması gerekmektedir. Bu şekilde geometri optimum hücre yapısına bölünüp optimum çözüm zamanı elde edilebilir. Bunların dışında, ağ yapısı oluşturulurken kullanılan hücre elemanı da önem kazanmaktadır. GAMBIT bu konuda çeşitli eleman tipleri tanımlamaktadır. En genel olarak üç boyutlu geometri için iki hücre elemanı tipi kullanılmaktadır. Bunlar üçgen yüzeylere sahip tetrahedral elemanlar ve dörtgen mında çizilmiş olan santral bölümleri Gambit programına okutulmuştur. Gambite aktarılan geometri üzerinden ölçü alınarak, ilgili hücre Gambit programında tekrar çizilmiştir. Çizilen geometri hücrelere ayrılmış (meshlenmiş) ve sınır şartları girilmiştir. Bu işlem her hücre için ayrı ayrı yapılmıştır. Elde edilen geometri kaydedilmiş ve mesh yapısı ile birlikte geometri Fluent programına okutulmuş ve daha önce tanımlanmış özellikleri kontrol edilmiştir. Geometrinin ağ yapısının uygunluğu kontrol ettirilmiştir. hücrenin modellenmesi için gerekli sınır şartları incelenmiş ve gerekli veriler tespit edilmiştir. Model Fluent programında koşturularak, çıkan sonuçlar irdelenmiştir. Geometriyi çizmek ve ağ yapısını oluşturmak için GAMBIT programı kullanılmaktadır. Ağ yapısı 56 4

59 CFD İLE ISITMA VE SOĞUTMA HÜCRESİ ANALİZİ Hücre ısıtma, soğutma bataryaları ve damlacık tutucudan oluşmaktadır (Şekil 1). Isıtma ve soğutma bataryalarının gerçek geometrileri çizilmemiş, gerçek bataryalarda oluşan basınç kaybını oluşturacak şekilde radyatör sınır şartı olarak modellenmiştir. Damlacık tutucunun gerçek geometrisi modellemede kullanılmıştır. Bataryaların özellikleri Tablo 1 de verilmiştir. (c) Statik basınç değerleri (c) Statik basınç değerleri Isıtıcı Batarya Soğutucu Batarya Kuru Termometre Giriş Sıcaklığı ( C) Kuru Termometre Çıkış Sıcaklığı ( C) Hava Tarafı Basınç Kaybı (Pa) Tablo 1: Batarya Özellikleri Şekil 1: Isıtma ve soğutma hücresinin mesh yapısı (a) Yatay düzlemde hız dağılımı (b) hava giriş kesitinde hız dağılımı (a) Yatay düzlemde hız dağılımı (b) hava giriş kesitinde hız dağılımı Şekil 2: Isıtma soğutma hücresi (orjinal) Şekil 3: Isıtma soğutma hücresi (yeni geometri, sıcak çözüm) Şekil 2a da yatay düzlemde hız dağılımı verilmiştir. Hava hızının ısıtıcı batarya öncesinde daha düşük olduğu, ısındıktan sonra bir miktar artığı görülmektedir. Geometrideki kesit genişlemelerinde ölü bölgeler oluştuğu görülmektedir (daire ve dörtgen ile gösterilen kısımlar). Akışta yön değiştirmeler oluşturmak amacıyla kesiti düzenlenmiş olan damlacık tutucunun bazı kısımlarında çok düşük hızlar oluşmaktadır. Giriş düşey düzlemindeki hız dağılımı Şekil 2b de verilmiştir. En dış kenarlarda havanın durgun olduğu, iç kısımlara doğru artarak en büyük hız değerine ulaştığı görülmektedir. En büyük hız değeri bant şeklinde kenarlara yakın oluşmuştur. Merkeze doğru ilerledikçe hız düşmekte homojen dağılım oluşmaktadır. Şekil 2c de şematik şekil üzerinde hücrenin ortasından geçen yatay çizgi boyunca statik basınç değerlerleri verilmiştir. En fazla basınç kaybının soğutma bataryasında gerçekleştiği görülmektedir. Şekil 3a da yeni geometride sıcak durum için yatay düzlemde hız dağılımı verilmiştir. Şekil 2a da verilen hız dağılımı ile kıyaslandığında hücre giriş ve çıkışında yapılan geometrik değişikliklerin ölü bölgeleri ortadan kaldırdığı görülmektedir (daire içindeki kısımlar). Diğer geçiş bölgelerinde genişleme ve daralmanın etkisi ile hız dağılımının etkilendiği görülmektedir. Konik geçişler oluşturulduğunda üst kısımlarda kalan köşeli kısımlar ölü bölgeler oluşturmaktadır (dörtgen içindeki kısımlar). Giriş düşey düzlemindeki hız dağılımı Şekil 3b de verilmiştir. Şekil 2b de verilen orijinal geometride hücre girişinde hız dağılımı ile karşılaştırıldığında açılı geçişin oluşturulduğu geometride hız dağılımının daha homojen olduğu görülmektedir. Orijinal geometride kenarlarda meydana gelen düşük hız ve bant şeklinde oluşan hız kademeleşmesinin bu çözümde 57 5

60 oldukça dar bir kısma indirgendiği görülmektedir. Giriş kesitindeki açılı geometri hız dağılımında homojenliği arttırmıştır. Şekil 4 te soğutma durumu için orijinal ve yeni geometrideki statik basınç değişimi verilmiştir. Isıtma çözümünde olduğu gibi en fazla basınç kaybının soğutma bataryasında gerçekleştiği görülmektedir. Bazı hesaplamalı akışkan dinamiği tabirleri ve bunlar için kulanılan Türkçe karşılıkları CFD; Computational Fluid Dynamics EFD; Experimental Fluid Dynamics Preprocessing Hesaplamalı Akışkan Dinamiği Deneysel Akışkan Dinamiği Önişlem Postprocessing Sonişlem Grid Örgü Mesh Örgü Structured Düzenli Unstructured Serbest Domain Etki alanı (a) Orijinal geometri (b) Yeni geometri Computational domain Hesaplama alanı Şekil 4. Statik basınç değerleri (soğuk çözüm) Isıtma ve soğutma hücresindeki profiller ölü bölgelerin oluşmasına ve statik basınç değerinde kayıplara sebep olmaktadır. Hücre giriş ve çıkışında ve hücre içindeki geçiş bölgelerinde açılı yapının kullanımı ölü bölgeleri azaltmış, hücre girişinde daha düzgün hız dağılımı oluşmasını sağlamıştır. Adaptation Adaptive Mesh refinement Node 3D Simulation Uyarlama, uyarlanma Uyarlanmış Örgü iyileştirme Düğüm 3B Benzetim Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiğinin Zaman İçinde Gelişimi denenmesi, araştırmacılar kendi konularına yönelik uygulamalar için kendi yazılımlarını meydana getirilmesi gerekse özel amaçlı uygulamalar için pek çok ticari yazılım geliştirildi ve piyasaya sürülmesi ticari yazılımların ortaya çıkması 58 6

61 Aşağıdaki tanımlara karşılık gelen kelimeleri bulunuz. Kelimeler yukarıdan aşağıya, aşağıdan yukarıya, sağa-sola yatay ve her yönde çapraz şekilde bulunabilir. Aynı harf birden fazla kelimenin ortak harfi olabilir. KALAN HARFLERDEN OLUŞAN KELİMEYİ BULUNUZ. 1) CFD analizde ağ yapısı 2) Hemen kavranamayan, çözümü, 3) Fluent çizim programı 4) Newton un viskozite kanununa uyan akışkanlara verilen ad 5) Akma işi veya biçimi 6) Manuel veya uzaktan kontrolle (elektrik veya pnömatik olarak) hava, su, hidrolik gibi akışkanların yolunu açıp kapayan, yön değiştiren musluk benzeri alet bir madde kısaltması (ing) Y A N A L İ T İ K A M E S H C F D O K A W D A R L T M I N T I F O U I P T E O R İ K E B L V A N G F A N M E A S I N I R T A K L L A K I Ş İ G S F Z N A K Ş I K A birbirine bağlanmasını sağlayan bağlantı parçası 11) Kendilerine özgü bir biçimleri olmayıp içinde bulundukları kabın biçimini alan (sıvı veya gaz), seyyal, likit. 12) Tartıda ağırlığı az gelen, yeğni, ağır karşıtı 13) Bir CFD analiz programı 14) Çözümsel, çözümlemeli, tahlili 15) Bir şeyin yayılabileceği ya da genişleyebileceği son çizgi, uç 16) Uygulama dışında kalan, akla dayanılarak ileri sürülen düşünce Önceki bulmacanın çözümü 1) FIRÇASIZ 2) TERMİSTÖR 3) CEMEP 4) IEC 5) RULMAN 6) ADIM 11) FIRÇALI 12) SENKRON 13) ŞEBEKE 14) ELEKTRİK 15) ŞAFT Kelime: STATOR Hazırlayanlar HSK AR-GE Mühendisleri 59

62

63 Teknik Bülten No: 6 MAYIS 2011 klima santrali test prosedürü Klima Santrali Test ve Performans Ölçüm Odası H SK, ürünlerin performanslarını henüz imalat alanında iken ölçebilmek ve uluslararası standartlara uygun klima santralleri üretebilmek için 2000 yılında Klima Santrali Test ve Performans Ölçüm Odası nı hizmete sunmuştur. AR-GE kapsamında yapılan ürün geliştirme çalışmaları için ve imal edilen ürünlerin performanslarını belirli periyotlarla (1/250 santral) test etmek için kullanılan bu test odası, ürünlerin yüksek kalite ve teknolojisini yansıtmasında en önemli araçlardan biri olmaktadır. Bunun yanında, yatırımcılar satın aldıkları ürünü fabrikadan çıkmadan çalışır ve istenen değerleri sağlar durumda görebilmektedirler. HSK AR-GE departmanının bir senelik titiz çalışması sonucu ortaya çıkan bu test odasının tamamı Amerikan AMCA / ASHRAE Standartları uyarınca yapılmıştır. AMCA Standardının amacı fanların ve diğer hava taşıyıcıların laboratuar testlerini, performanslarını değerlendirerek, akış oranı, basınç, güç, hava yoğunluğu, devir ve verimlilik olarak garanti amaçları ve değerleme için uniform metodlar ile birleştirmektir. Bu standart fan, kompresör gibi hava taşıyıcıların temel testlerinde kullanılabilir. Test odasında AMCA / ASHRAE standartlarına göre yapılan ölçümler 3 grupta toplanır; 1. Klima Santralında Yapılan Ölçümler: 2. Test Tünelinde Yapılan Ölçümler: 61 1

64 3. Atmosferik Ölçümler: tarafından yapılmalı, motor dönüş yönü kontrol edilmelidir. Klima santrallerinin damperlerinin açık olduğu, kapılarının kapalı olduğu ve hava geçişine uygun olup olmadığı kontrol edilmeli, uygun ise test cihazı kontrolüne geçilmelidir. Gerekli basınç düşümünü yaratmak ve kanalı simüle etmek amacı ile kullanılan nozzlelerden hangilerinin açık-kapalı olduğuna bakılmalıdır. Yapılan bu ölçümler neticesinde klima santrali debisi hesaplanmış olur. Performans testlerinde, klima santralinin monte edileceği kanal sistemine ait basınç kayıpları simüle edilebilmekte ve bu değere bağlı olarak performans ölçülmektedir. Debi ölçümü sırasında dış basınç kaybını veri olarak girdikten sonra, yazılım otomatik olarak debiyi hesaplamaktadır. Klima Santralı Test ve Performans Ölçüm Odasının, laboratuarlar için hazırlanmış özel bilgisayar yazılımı, veri toplama cihazları, ölçüm sensörleri ve ortam şartlarından etkilenmeyen bilgisayarı test sistemine uygun olarak seçilmiştir. Teste Hazırlık ve Test Süreci Klima santrali test cihazının çıkış kesitine kanal bağlantısı aynı eksende olacak şekilde yardımcı destek elemanları ile yerleştirilmelidir. Hava çıkış damperi test cihazı giriş kesitine eş olacak şekilde konumlandırılmalı ve hava kaçağı olmayacak bir şekilde bağlantısı yapıldığından emin olunmalıdır. Test ünitesi elektrik panosundan klima santralinin güç girişi HSK ehliyetli elektrik teknisyenleri Tüm bu kontrollerin ardından sistem çalışmaya hazırdır. Test edilecek klima santrali test tünelinin girişine bağlanıp sensör montajları yapıldıktan sonra operatör sistem yazılımından hedeflenen test basıncını girerek santrali ve ayarlanabilir çıkış sistemini çalıştırır. Santral sabit devir sayısı ile döndüğünden çıkış basıncı da sabittir. Ayarlanabilir çıkış sistemi ise klimatize edilen ortam gibi davranarak santrali yükler. Yoğun teorik araştırmalar sonucunda elde edilen matematiksel bilgi ve formüller sistem yazılımına uyarlanmıştır. Bu veriler sonucunda yorumlanan otomasyon rutinleri hedeflenen yükü oluşturabilmek için çıkış sistemini otomatik olarak ayarlar ve hava debisini hesaplar. Test sırasında ölçülen büyüklüklerin herbiri için bir alarm değeri tanımlanmıştır. Operatör test sırasında alarm durumlarını, ölçüm sonuçlarını sayısal göstergelerde ve grafiklerde izleyebilmekte gerektiğinde sisteme müdahale edebilmektedir. Test edilen her klima için otomatik olarak.xls formatında rapor oluşturmaktadır. Test cihazının çalıştırılmasının ardından basınç vb. değerler okunmaya başlanacaktır. Bu ekran üzerinden var olan değerler okunabileceği gibi fan devri de manual olarak değiştirilebilmekte, dolayısı ile arzu edilen farklı koşullar için de değerler okunabilmektedir. 62 2

65 AMCA Standardı Bir veya birden çok odacıklı nozzleye giren hacimsel debi (Q 5 ); Test koşullarındaki fan debisi; atmosferik basınca eşittir. P v = P v2 Pt1 basıncı da atmosferik basınca eşit kabul edilir yani 0 dır. P t1 = 0 ortalama oda basıncına P s7 eşit kabul edilir. P t2 = P s7 + P v P t = P t2 - P t1 Test koşullarındaki fan statik basıncı; P s = P t - P v NOTLAR giriş simülasyonundaki bir eşdeğer kanal çapını belirtir. Kanal titreşimi dikkate alınmamıştır. kadar 2 ya da 3 eşdeğer çaplı ve fan çıkışını uygun lındaki titreşim dikkate alınmamıştır. çıkış kanalı dikkate alınmadan da test edilebilir. 4) Değişken egzoz sistemi yardımcı bir fan veya bir daralma (kısma) aygıtı olabilir. 5) En büyük nozzlenin sistem çıkış yüzeyine uzaklığından kasıt en büyük nozzlenin minimum 2,5 dar geçit çapı kadar olmalıdır. 6) J nin boyutları; dönme eksenine akış yönünde dikey ise fanlar için eşdeğer fan çıkış çapı en az 1 katı, dönme eksenine akış yönünde paralel ise fanlar için eşdeğer fan çıkış çapı en az 2 katı olmalıdır. 7) t d7 sıcaklığı, t d5 sıcaklığına eşit olduğuna dikkat edilmelidir. sonuçlar, test bilgileri ve tanımlamalar mevcuttur

66 rilmektedir. Örnek bir fan eğrisi aşağıdaki şekilde görülmektedir. ikisi birden gösterilebilir. Sonuç olarak yoğun bir AR-GE çalışmasıyla oluşturulmuş bu klima santrali test laboratuarı, kendi alanında Türkiyedeki ilk laboratuardır. Bu test laboratuarı ile yatırımcılar sahip oldukları klima santrallerinin verdiği hava debisinden emin olarak santrallerini klima tesisatı içinde güvenle kullanabilmektedirler. Termostatik Genleşme Valfleri (TGV) ile ilgili sorun giderme ipuçları Belirti Yüksek kızgınlık (superheat) Düşük kızgınlık Genleşme valfinin avlanması Muhtemel Sebepler - Düşük Soğutkan Şarjı - Yetersiz aşırı soğuma (sıvı hattında kabarcıklar) - Düzgün ayarlanmamış TGV - İçten dengelemeli TGV de aşırı basınç düşümü - Pisliklerin valfi tıkaması - TGV nin kuyruk şarjı azalmış (kaçak nedeniyle) - Kötü kuyruk bağlantısı (kuyruk yüksek sıcaklık hisseder) - Düzgün monte edilmemiş TGV - Pisliklerin valfin tam kapanmasını engellemesi - Gereğinden büyük kapasiteli valf - Buharlaştıcıda kompresör yağının birikmesi - Gereğinden büyük kapasiteli valf - Hatalı kuyruk şarjı ( X - çapraz- şarj en iyi kararlılığı sağlar) - Birden fazla evaporatörlü sistemlerde dengesiz ısıl yük dağılımı (bazı buharlaştırıcılarda aşırı soğutkan nedeniyle taşma meydana gelmesi) emiş hattı sıcaklığını etkiler. 64 4

67 Aşağıdaki tanımlara karşılık gelen kelimeleri bulunuz. Kelimeler yukarıdan aşağıya, aşağıdan yukarıya, sağa-sola yatay ve her yönde çapraz şekilde bulunabilir. Aynı harf birden fazla keli- 1) Başarım, verim gücü 2) Bir ölçme aracı 3) Bir kesitten birim zamanda geçen akışkan miktarı amacıyla açılmış biçimli girinti 5) Genel anlamda ölçme, nesneleri ya da özellikleri, çeşitli kurallara göre sembollere veya sayılara ayırma işlemidir 6) Bir kuruluş veya işletmeye gerekli olan eşya, takım 8) Algılayıcı, alıcı, sezici 9) Mala değer verdiren, yapım, dış manzara, renk ve tat gibi ona ait özelliklerin hepsi 10) Sıcak veya soğuk havayı dengeli olarak savuran havalandırma aracı 11) Birim zamandaki dönme sayısı 12) Bir sanayi dalı ile ilgili yapım yöntemlerini, T P E R F O R M A N S E E L A K A L İ T E E S R K P E R İ Y O T N T İ A N A M P İ K E S B V N G O O D E B İ Ö N E A Ü Ö L Ç Ü M R R A D L Ç A N O Z Z L E F A S H R A E J T U A N O Y S A L Ü M İ S R kullanılan araç, gereç ve aletleri kapsayan bilgi 13) American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers ın kısaltılmışı 14) Devir yapabilme; bir etkiye direnebilme yeteneği, kuvvet 16) Teoriksel ya da gercek fiziksel bir sisteme ait neden sonuç iliskilerinin bir bilgisayar modeline yansıtılmasıyla,değişik koşullar altında gerçek sisteme ait davranışların bilgisayar modelinde izlenmesini sağlayan bir modelleme tekniği Önceki bulmacanın çözümü 1) MESH 7) YAKIT 10) RAKOR Kelime: Hazırlayanlar HSK AR-GE Mühendisleri 65 5

68

69 Teknik Bülten No: 7 HAZİRAN 2011 ses ve titresim SES VE GÜRÜLTÜ K atı, sıvı ve gaz halindeki maddelerin oluşturduğu tanecikli (maddesel) ortamlarda dalgalar şeklinde yayılabilen enerji türüne ses denir. Ses, titreşimlerden oluşan bir enerji türüdür. nuşmanın temel öğesi sestir ve insan sesi de titreşim sonucu oluşur. (Ses veren her şey titreşir ve titreşen cisimler ses oluşturur). ve düşüncelerini aktarabilmeleri için konuşmaları gerekir. Sesin Özellikleri Sesleri birbirinden ayıran üç özellik vardır. Bunlar sesin şiddeti, sesin yüksekliği ve sesin tınısıdır. a) Sesin Şiddeti: Sesin zayıf veya kuvvetli olmasına sesin şiddeti denir. Sesin şiddeti desibel (db) birimi ile belirtilir (db) arasındaki sesler insan kulağını rahatsız etmez. Aynı sesin çeşitli müzik aletlerinden çıktığı zaman lığını ifade eden bir terimdir. (Aynı notayı (tonu) çalan bir kemanla bir flüt arasındaki temel fark, tını farkıdır ve bu nedenler farklı sesler çıkar. Enstrümanların oluşturduğu sesin farklı bir tınıda olmasını sağlar). c) Sesin Yüksekliği (Frekansı): denir. Ses yüksekliği, ses kaynağının titreşme hızına bağlıdır. Ses kaynakları hızlı titreştiği zaman sesin yüksekliği artar ve ses ince (tiz) çıkar. Ses kaynakları yavaş titreştiği zaman sesin yüksekliği azalır ve ses sayısına frekans denir. Frekans birimi hertz dir ve Hz ile gösterilir. Frekansı büyük olan ses kaynağı ince, frekansı küçük olan ses kaynağı kalın ses verir.) Sesin yüksekliği ses kaynağı olarak kullanılan telin boyuna, 67 1

70 gerginliğine, kalınlığın (kesitine) ve cinsine bağlıdır. Sesin abartılı ve gelişi güzel kullanılması sonucu ses kirliliği ortaya çıkar. Ses kirliliğine gürültü denir. Ses kirliliği insan sağlığı için çok zararlıdır. fif sesin şiddeti 0 (sıfır) desibel olarak kabul edilir. kulağı, frekansı 20 titreşim/saniyeden küçük olan sesleri işitmez fakat bu seslerden olumsuz etkilenir. Ses altı denilen bu titreşimlerin etkisinde uzun süre kalan insanlarda sağırlıklar görülmektedir). SES DALGALARININ FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ Dalgalar genel olarak, mekanik ve elektromanyetik dalgalar olmak üzere iki ana gruba ayrılır. Elektromanyetik dalgalar, yayılmak için bir ortama ihtiyaç duymazlar ve boşlukta da yayılabilirler. Mekanik dalgalar ise, enerjilerini aktarabilmek için ortam taneciklerine ihtiyaç duyarlar. Bu yüzden boşlukta (örneğin uzayda) yayılamazlar. Ses dalgaları da mekanik dalgalar olduklarından yayılmak için maddesel bir ortama ihtiyaç duyarlar. FREKANS (SIKLIK): Bir dalganın frekansı, dalganın hava veya başka bir sıklıkta titreştiğine bağlıdır. Frekans ileri geri titreşim- Saniyedeki titreşim sayısı özel olarak Hertz birimi ile ifade edilir. 1 Hertz = 1 döngü/saniye Yüksek frekans değerleri için Hertz in bin katı olan duyabildiği sesler 20 ile Hz (20kHz) arasında altında ise bu tür titreşimlere ses altı titreşimler, frekans 20 khz in üzerinde ise bunlara da ses üstü titreşimler denir. SESİN ŞİDDETİ: Şiddet, ses dalgalarının taşıdıkları enerjiye bağlı olarak birim alan uyguladıkları kuvvettir. Birimi genellikle metrekare başına Watt (W/m2) olarak ifade edilir. Sesin şiddeti, ses kaynağına olan uzaklığın karesi ile ters orantılıdır. DESİBEL (DB): - algılayabileceği en düşük ses şiddeti, eşik şiddet en yüksek sesin şiddeti ise, eşik şiddetinin yaklaşık aralığı bu kadar geniş olduğundan, şiddet ölçümü için kullanılan ölçek de 10 un katları, yani logaritmik olarak düzenlenmiştir. Buna desibel ölçeği denir. Sıfır desibel mutlak sessizliği değil; işitilemeyecek kadar düşük ses şiddetini (ortalama W/m2) gösterir. Desibel, bir oranı veya göreceli bir değeri gösterir ve bel biriminin 10 katıdır. Alexander Graham Bell in anısına bel adı verilen birim, iki farklı büyüklüğün oranının logaritması olarak tanımlanmaktadır. Yani 1 bel, birbirlerine oranları 10 olan iki büyüklüğü göstermektedir (örneğin 200/20). Bu oranın çok büyük olmasından dolayı Desibel adı verilen ve oranların logaritmasının 10 katı olarak tanımlanan birim daha yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu sayılardan biri bilinen bir sayı olarak alındığından, Desibel; söz konusu bir büyüklüğün (Pi) referans büyüklüğe (Pref) oranının logaritmasının 10 katıdır (db=10.log [Pi/Pref]). dba ise insan kulağının en çok hassas olduğu orta ve yüksek frekansların özellikle vurgulandığı bir ses değerlendirmesi birimidir. Gürültü azaltması veya kontrolünde çok kullanılan dba birimi, ses yüksekliğinin sübjektif değerlendirmesi ile ilişkili bir kavramdır. Eşik şiddetindeki ses sıfır desibeldir ve W/m 2 değerine eşdeğerdir. 10 kat daha şiddetli ses W/m 2 ; yani 10 db iken, 100 kat daha şiddetli ses 20 db dir. Aşağıdaki tabloda, günlük hayatta sıklıkla karşılaştığımız bazı ses kaynakları ve bunların ürettiği seslerin desibel olarak şiddetleri karşılaştırma amacıyla verilmiştir. Ses dalgaları enerjilerini 3 boyutlu ortamda taşırken, kaynaktan uzaklaştıkça ses dalgalarının şiddeti azalır. Artan uzaklıkla birlikte ses dalgalarının şiddetinin 68 2

71 azalması ses dalgalarındaki enerjinin daha geniş alanlara yayılmasından kaynaklanır. Ses dalgaları 2 boyutlu bir ortamda dairesel olarak yayılır. Enerji korunduğu için enerjinin yayıldığı alan arttıkça güç azalmalıdır. Şiddet ve uzaklık arasındaki ilişki terskare ilişkisidir. Bu yüzden kaynağa olan uzaklık 2 katına çıktığında şiddet ¼ üne düşer. Benzer şekilde kaynağa olan uzaklık ¼ üne düştüğünde şiddet 16 katına çıkar. Uzaklık arttıkça sesin şiddeti, uzaklığın karesi oranında azaltır. TİTREŞİM Titreşim Nedir? reketlerdir. Buradaki mesafe genlik, bir saniyedeki kontrolünde en önemli olaylardan birisi rezonanstır. Rezonans, cihazın çalışma frekansı ile titreşim alıcının doğal frekansının aynı zaman diliminde aynı frekansta olması durumudur. Rezonansın oluşmasını sertliğinin titreşim alıcı sistemin en az üç katı olması gerekir. Yani rahatsız edici frekansın, doğal frekansa oranı 3 olduğunda, teorik olarak titreşimin %90 ı elimine edilmiş olur. HVAC Sektörü Titreşim Kontrolü temleri, binalarda gürültüyü meydana getiren kaynakların en önemlilerindendir. Mekanik sistemlerin meydana getirdiği gürültü ve bu gürültünün bina genel akustik ortamı üzerindeki etkileri de tasarım aşamasında dikkate alınmalıdır. çok şikayet yaratan konunun HVAC sistemlerinden kaynaklanan aşırı ses seviyesi olduğunu göstermiştir. Bu aşırı ses seviyesi, tasarım hatalarından, izolasyon eksikliğinden veya ses ve titreşim sorunları düşünülmeden gerçekleştirilen maliyet düşürücü girişimlerden kaynaklanabilir. lerine ve titreşim kontrolü öğelerinin daha fazla dikkate alınmasına rağmen, günümüzde hala HVAC sistemlerinden kaynaklanan ses ve titreşim sorunları mevcuttur. Sessiz cihaz seçimi ve ses ve titreşim kontrolü için özel bir takım malzemelerin kullanılması HVAC ta- açısından konulan hedeflere ulaşmak maksadı ile mahallerdeki ses seviyelerini belirlemek, ses ve titreşim kontrol malzemelerini seçmek için bazı Vibration Velocity Vrms Machine in/s mm/s VIBRATION SEVERITY PER ISO Class I Small Machines Class II Medium Machines Class III Large Rigid Foundation GOOD SATISFACTORY UNSATISFACTORY UNACCEPTABLE Class IV Large Soft Foundation lerde gürültünün ve titreşimin en aza indirilmesi için özellikle fan seçimine özen gösterilmeli, sistem minimum basınç kaybı yaratacak şekilde tasarlanmalı, kanal sistemi ve buna bağlı seçilmesi gerekmektedir. Sistem tasarımı esnasında alınacak önlemlerin ardından, bitmiş sistemlere titreşim - ivmesi ölçülerek uygunluğu 69

72 konfor şartlarından titreşim ve ses kontrolü de göz ardı edilmemelidir. titreşim miktarı ölçülecek olan cihaz mümkün olduğunca dış etkilerden arındırılmalı, titreşim ölçüm aleti konusunda da hassas davranılmalıdır. Cihazın ayak ve taban kısmından titreşim miktarı değerlendirilmelidir ve bu titreşim miktarları makinenin sağlığı açısından ISO ya göre değerlendirilmelidir Hz / > 600 min Hz / > 1200 min-1 Vibration Velocity Machine type mm/s rms Setting Strong Soft Strong Soft Strong Soft Strong Soft Pumps > 15 KW radial, axial, diagonal Standard traction Intermediate shaft / belt drive Medium size Machines 15 KW < P < 300 KW Enginees 160 mm < H < 315 mm Great machines 300 KW < P < 50 MW Enginees 315 mm < H Group Group 4 Group 3 Group 2 Group 1 Değerlendirilmesi ve Yönetimi Yönetmeliği nde belirtildiği şekilde aşağıdaki gibi alınmalıdır. * 1Hz-8 Hz arasında, 1.5 mm/s den 0.3 mm/s ye logaritmik çizilen grafikte doğrusal olarak azalmaktadır. ** 1Hz-8 Hz arasında 3.5 mm/s den 0.6 mm/s ye logaritmik çizilen grafikte doğrusal olarak azalmaktadır. Cihazlar belirtilen değerler dahilinde kalmalı, böylece HVAC sektöründe sıcaklık şikayetlerinden sonra en çok gündeme gelen ses ve titreşim konusu da göz ardı edilmemiş, maksimum konfor sağlanmış olur. 70 4

73 Degazör nedir? Buhar ve kaynar su sistemlerinin iki düşmanı vardır: Sudaki kireç gibi Oksijen (O 2 2 ) gibi korozif gazlar. Oksijen (O 2 ), havada ve taze kazan besleme suyu içinde çözünmüş halde bulunur. Su, hava ile temasında çok kolay bir (CO 2 ), ham suyun geçici sertliğini oluşturan veya yumuşatma işleminden sonra nitelik değiştiren sertlik ması sonucu oluşur. Buhar kazanları besleme suyu ve kaynarsu kazanları tamamlama suyu içinde çözünmüş olarak bulunan serbest oksijen (O 2 ) ile ka- oluşan karbondioksit (CO 2 ) gazları, kazanlarda, buhar kullanan cihazlarda ve özellikle meler şeklinde korozyona neden olurlar. Bu gazların etkileri taze besleme suyu oranı ve sistem işletme basıncı arttıkça daha da artar. 2 ve CO 2 gazlarından arındırılmaları için degazör cihazından geçirilerek degaze edilmeleri şarttır. 1. Sıcaklık + basınç esasına göre çalışan degazörler Sıcaklık + basınç esasına göre çalışan degazörler, özellikle taze besleme suyu oranının yüksek olduğu yüksek basınçlı kazanlı sistemlerde kullanılırlar. Bu cihazlar, kısmen gazlarını açığa çıkarmalarını da sağlarlar. Bu cihazların işletme sıcaklığı C, işlet- gaz alma verimleri %96 - %100 aralığındadır. Sıcaklık yüksek olduğundan kazan besleme - sisteminde ısıtıcı buharın diğer bir kısmı, özel bir karışım donanımı ile doğrudan degazör tankı içindeki suya verilerek, suyun kaynayarak gazını bırakması sağlanır ve yeniden gaz alması engellenir. 2. Sıcaklık + pulverizasyon esasına göre çalışan degazörler degazörler, özellikle taze besleme suyu oranının düşük olduğu orta basınçlı kazanlı sistemlerde kullanılırlar. Bu cihazların işletme sıcaklığı ºC, işletme basıncı atmosferik, gaz alma verimleri %90 - %95 aralı- bünyelerinde veya kondens tankında gerçekleşir. Sıcaklık yüksek ve kavitasyon tehlikesi olmadığından kazan dairesi zemininde veya kondens tankı üzerinde tesis edilebilirler. Her iki degazör sistemininde besleme suyu geçirilmek suretiyle buharla karıştırılarak sıcaklığı arttırılır ve böylece O 2 ve CO 2 gazları besi suyundan ayrıştırılır. Serbest kalan O 2 ve CO 2 gazları degazör üzerindeki otomatik gaz atma vanasından dışarı atılır. 71 5

74 Aşağıdaki tanımlara karşılık gelen kelimeleri şekilde bulunabilir. Aynı harf birden fazla keli- 1) Saniye başına düşen devir sayısı haline bırakıldığı zaman kendini germek için sarf edilen enerjiyi, aynı miktarda geri veren bir makine elemanı 3) Bir dalganın normal konumundan yükselme ve alçalma mesafesi 4) Bir dalga örüntüsünün tekrarlanan birimleri arasındaki mesafe 5) Belirli bir frekansta titreşen bir sistemin, aynı frekanstaki dış titreşimin tesirinde kalarak yüksek genlikle titreşmesi olayı 6) Enerji nakil hatlarını, şalt sahaları ve edildikleri yerden yalıtan ve taşıyan elemanlar 7) Maddeden oluşan bir ortamda yayılan, mekanik bir titreşim dalgası 8) Atmosferde oluşan ses dalgalarının D K İ T S U K A R E A U T A K İ Ş E P S L L Y K İ T Z L E İ G A A O R O A S E Ş A K Y Z N S D E S İ B E L A M Ş I N I T O İ N A H E R T Z M Y S N K İ L N E G E U M R Ö T A L O Z İ beyindeki merkezlerde karakter ve anlam olarak algılanmasına kadar olan süreç 9) Yer değiştirme, yerinden oynama birbirinden ayırt etmeyi sağlayan ses özelliği 11) Yankı bilimi 12) Ses şiddetini gösteren birimin onda biri çıkmasında etkili olan ruhsal, fizyolojik nokta durması için yerleştirilen ağaç kama, kıskı 15) Başın her iki yanında bulunan işitme organı Önceki bulmacanın çözümü 1) PERFORMANS 8) SENSÖR 10) FAN 13) ASHRAE Hazırlayanlar HSK AR-GE Mühendisleri 72 6

75 Teknik Bülten No: 8 TEMMUZ 2011 Nemlendirme ve Nem Alma Sistemleri Nem Nedir Nasıl Ölçülür H avanın nemi içinde taşıdığı su buharıdır. Tanımlanan şartlarda havanın taşıdığı suyun ağırlığı havanın mutlak nemi, tanımlanan şartlarda havanın taşıdığı su buharının, tanımlanan şartlarda taşıyabileceği en çok su buharı miktarına oranı ise oransal nem olarak adlandırılır. Nem ile mücadele etmek için bu iki kavramın iyi bilinmesi ve diğerleri ile birlikte bu kavramların da psikometri üzerinde kritik edilebilmesini gerektirir. Psikrometri Nemli hava bilimidir ( Psikros eski Yunanca da soğuk, taze anlamına gelir). termodinamik biliminin bir bölümünü oluşturur ve havanın termodinamik özelliklerini ele alır. Buhar Suyun gaz halidir. Doymuş buhar, kızdırılmış buhar ve doymamış buhar olarak üçe farklı özellik gösterir. Daha fazla sıvı alma kapasitesi olmayan buhardır. Bu buhar tipi, su ile hala doğrudan temas halindedir. Doymuş buharın daha fazla ısıtılarak ya da hacminin sabit basınç altında artırılmasıyla oluşan buharın özelliği. Doymuş buharın sabit basınçta tutularak ısıtılması ile oluşur. Artık doymuş değildir. 73 1

76 Aynı sıcaklık ve %100 doyma seviyesinde havanın içerisinde bulunabilecek nem miktarına bağlı olarak ortam havasının içinde bulunan nem miktarını tanımlar. Havanın içindeki su buharının kısmi basıncının o havanın çiğ noktasındaki nemin doyma basıncına oranıdır. Genellikle yüzde olarak ifade edilir. Metallerin paslanması, gıdaların veya ahşabın çürümesi, küflenme, mantar üremesi, cildin yapış yapış olması ve toz gıdaların topaklanması, ahşap mobilyaların açılması veya çarpılması, nefes alırken zorlanma, gıdaların üzerinin kabuk bağlaması ve renk değiştirmesi gibi benzer günlük problemler sıcaklık değişikliğinin yanında özellikle nem değişikliğinden kaynaklanan olgulardır. Yaşam şartlarını zorlaştıran, mal ve para kaybedilmesine sebep olan bu durum özellikle yüksek nem ile ilgilidir. Kastedilen nem solunan hava ile taşınan sudur. İklim ve hava koşullarına göre insan kontrolü dışında değişen nem, insan sağlığını ve eşya konforunu bozan en önemli etkendir. ; üremesine yardımcı olduğu mantar ve küfler ile insan sağlığına, paslanma ve buna bağlı aşınma ile tüm metal eşyaya aksama-makinaya, kuru gıdaların su çekmesi sonucu bozulmasına çürümesine, baskı tesislerinde materyallerin uzaması ve kısalmasına sebep olarak baskı kalitesinin bozulmasına, elektrikli ve elektronik eşyaların paslanmasına-bozulmasına-kısa devre yapmasına, higroskopik maddelerin nem çekerek kullanılmaz hale gelmesine, beton içindeki demirlerin paslanmasına yol açarak bina statiğinin zayıflamasına, tohumların zamansız çimlenerek zayi olmasına, zararlı mikro organizmaların daha fazla üremesine yol açarak tüm canlıların riske girmesine, boya-kağıt ve bezleri etkileyip metalleri paslandırarak metal-ahşap veya kumaş sanat eserlerinin zarar görmesine, bulduğu soğuk yüzeylere yapışarak buz pistlerinin bozulmasına, evaparatör yüzeylerine yapışarak aşırı enerji sarfiyatına, kültür ve sanat eserlerini tahrip ederek müze ve kütüphanelere zarar veren önemli bir olumsuzluktur. Mutlak Nem 1 kg kuru hava içerisinde bulunan buhar kütlesidir (x). Sonuç her zaman: (1+x) kg hava/buhar karışımıdır. Birimi g/kg olarak verilir. Buharın soğuması ile oluşur. Yoğuşma, havanın çiğ noktasına ulaşıldığında, yani havanın belli bir sıcaklıkta daha fazla su alamayacağı zaman, doğal olarak ortaya çıkan bir olgudur. Hava, belirli bir sıcaklıkta ancak belirli miktarda su buharı tutabilir. Daha fazla nem tutamayacak duruma gelen doymuş havanın bağıl nemi yüzde 100 dür. Havanın sıcaklığı yükseldikçe tutabileceği su buharı miktarı artar, sıcaklığı düştükçe bu miktar azalır. Çünkü hava soğudukça taşıdığı buharın bir bölümü yoğunlaşarak suya dönüşecektir. Demek ki, doymamış hava belirli bir dereceye kadar soğutulduğunda doyma noktasına ulaşır; daha da soğutulduğunda içindeki nem su damlacıkları halinde havadan ayrılır. Bu sıcaklığa çiğ noktası denir. Görüldüğü gibi, havadaki fazla nemi gidermenin bir yolu havayı çiğ noktasının altına düşecek kadar soğutmaktır. Havayı kolayca nem tutan maddelerin üzerinden geçirmek de ikinci bir yöntemdir. Bildiğiniz gibi yazın mutfaktaki tuz nemlenir ve tuzluktan akması güçleşir. Çünkü sofra tuzu (sodyum klorür) çok kolay nem tutan bir maddedir. Ama metalleri aşındırdığı için nem giderici olarak kullanmaya elverişli değildir; bu amaçla en çok silis jeli (silikajel) ve lityum klorür kullanılır. Böyle bir madde, örneğin silis jeli bir tepsiye yayılıp üzerinden nemli hava geçirildiğinde, doyma noktasına gelinceye kadar havanın bütün nemini soğurur. Daha sonra bu tepsi otomatik olarak dışarı sürülür ve yerine kuru jel dolu yeni bir tepsi geçer; bu arada nemli jel de ısıtılarak kuruduğunda yeniden devreye girer. Çok kuru havayı nemlendirmek için de havayı bir su haznesinin üzerinden geçirmek ya da duşa benzeyen incecik deliklerden üzerine su püskürtmek gibi birkaç yöntem uygulanabilir. Havadaki nem oranının denetlenmesi öncelikle insanların rahatı açısından önem taşır. Bunun dışın- 74 2

77 da bazı fabrikalarda üretilen ürünlerin niteliği de büyük ölçüde havanın nemlilik derecesine bağlıdır. Yazın sıcak ve nemli havalarda bazı yiyecek maddeleri öylesine nemlenir ve yapış yapış duruma gelir ki ürünü paketlemek bile güçleşir. Özellikle şekerleme, makarna, ilaç, fotoğraf filmi ve kâğıt fabrikalarında nem ve sıcaklık koşullarının denetlenmesi çok önemlidir. - Isıtıcılı Buharlı Nemlendiriciler - Elektrotlu Buharlı Nemlendiriciler - Proses Buharlı Nemlendiriciler - Katı Maddeli Nem Alıcı DES Sistemleri - Sıvı Maddeli Nem Alıcılı DES Sistemleri NEMLENDİRME SİSTEMLERİ Nemlendiricinin seçimi için aşağıda da verilen parametreler belirlenir: Bina havalandırma kanalları Klima Santralleri Nemlendirme odaları Fırınlar Seracılık, hayvancılık Şarap mahzenleri Pamuk ve tekstil üretimdepolama tesisleri İlave edilecek nem oranı Kullanılabilecek buhar veya şartlandırılmış su temini Nem kontrolü yapılacak mahallin kontrol toleransı Aşağıdaki tabloda ortam havasının bağıl neminin, insan sağlığına etkisi özetlenmiştir. HSK klima santrallerinde kullanılan nemlendirme üniteleri ile nem ayarı hassas bir şekilde sağlanabilmektedir. Meyve-Sebze depoları Tütün bekletme depoları Ahşap ve kağıt üretim-depolama tesisleri - Püskürtmeli Hava Yıkayıcılı Adyabatik Nemlendiriciler - Yüksek Basınçlı Fıskiyeli Nemlendiriciler - Adyabatik Buharlaşmalı Pedli Nemlendiriciler - Ultrasonik Nemlendiriciler Atomize (adyabatik) nemlendiriciler ve sistemleriyle hava nemlendirilmesi işlemidir. Atomize nemlendiriciler evaporasyon evresinde enerjiye ihtiyaç duyan aerosoller üretirler. Gerekli enerji, çevredeki havadan ısı olarak alınır. Bu nedenle adyabatik nemlendirme işleminde ek olarak soğutma etkisi de sağlanır. Aerosoller; içerisinde pus gibi asılı duran madde zerreciklerinin (duman gibi katı partiküller veya sis gibi sıvımsı maddeler) bulunan gazlardır. Hava nemlendirme terimleri içerisinde aerosollar, yaklaşık 1-20 μ boyutunda düzgün su damlaları olarak 75 3

78 nitelendirilirler. Atomize nemlendiriciler tarafından üretilirler ve ortamdaki havaya gönderilirler. Aerosol nemlendirme her zaman adyabatiktir. Pratikteki su ile yıkama şekilde şematik olarak verilmiştir. Burada eğer yıkama yapılan suyun sıcaklığı, havanın yaş termometre sıcaklığında ise proses yine adyabatiktir. Eğer püskürtülen suyun sıcaklığı, havanın yaş termometre sıcaklığında değilse, işlem artık adyabatik değildir. Ancak aynı su sirküle ediliyorsa, bir süre sonra havuzdaki su havanın yaş termometre sıcaklığına düşer ve işlem yine adyabatik nemlendirmeye dönüşür. Bu nedenle yıkama işlemleri adyabatik nemlendirme olarak ele alınır. Nemli hava içine sıvı su püskürtülerek bu havanın içindeki nem artırılabilir. Bu işleme ait şematik bir düzenleme şekil görülmektedir. Yapılan işlemin adyabatik olduğu kabul edilirse, Yüksek basınçlı atomize nemlendirme sistemleri, bilinen diğer tipte nemlendirme sistemlerine göre daha yüksek performans sunmakla birlikte ilk yatırım ve işletme maliyetlerini de düşürür. m a. h 1 + m w.h w = m a. h 2 m a. W 1 + m w = m a. W 2 denklemleri yazılabilir. Bu denklemler yardımı ile de (h 2 - h 1 ) / (W 2 - W 1 ) = h w Psikrometrik diyagramda bu bağıntı, bu olaydaki değimin havanın cihaza giriş noktasından itibaren doyma eğrisine doğru, doğrusal bir değişim gösterdiğini vermektedir. Bu doğrunun eğimi de püskürtülen suyun h w entalpisine eşittir. Pratikte yıkama ile nemlendirmede yukarıda hesaplanan m w su miktarından çok fazla miktarda su kullanılır. Fıskiyeden püskürtülen sudan ancak mw kadarı buharlaşarak havaya karışır. Geri kalanı havuza dökülür ve aynı su sirküle edilmeye devam eder. Yüksek basınçlı nemlendirme sistemleri, herhangi bir büyüklükteki kapalı mekanın içerisinde tüm alanı kapsayacak şekilde, ortama 5-10 mikron çapında su zerrecikleri dağıtarak nemlendirme sağlar. Sistemin esnek olması ve her türlü yapıya kolayca monte edilebilme özelliği sebebiyle, kuruldukları ortamda çok düzgün ve eşit nem dağılımı gerçekleştirilebilir. Ortam içerisindeki bağıl nem seviyesi %25 ile %95 arasında hassas olarak ayarlanabilir. Hava ıslak bir dolgudan geçirilmek suretiyle nemlendirme yapılır. Dolgu sirkülasyon pompalı sistem vasıtasıyla veya direkt olarak şebeke suyu ile ıslatılır. Kullanılan nemlendiricilerin verimleri % 65, %85, 76 4

79 %95 tir. Dolgunun tıkanmaması için havanın nemlendiriciye gelmeden önce filtrelenmesi gerekmektedir. 3,5 m/s üzerindeki hava hızlarında nemlendiricide separatör kullanılmalıdır. Ultrasonik nemlendiriciler, su damlacıklarının havanın kolayca absorbe edebileceği çok küçük zerrecikleri, mekanik olarak parçalaması prensibi ile çalışmaktadır. Akım yüksek frekans sinyaline dönüştürülür. Bu frekans sinyali, bir su haznesi yatağına monte edilmiş analog sinyal dönüştürücüye transfer edilir. Dönüştürücü bunu yüksek frekanslı mekanik titreşime dönüştürür. Analog sinyal dönüştürücü yüzeyinin yüksek hızda titreşmesine bağlı olarak su yüzeyinden çok küçük su zerrelerinin atomizasyonu sağlanmış olmaktadır. Üretilen nem hava tarafından kolaylıkla absorbe edilmektedir. Bu tip nemlendiriciler, demineralize su ile beslenmektedir. Böylelikle çözünmemiş partiküllerin, hava akımının içinde toz olarak dolaşması da engellenmiştir. Buhar silindiri, daldırma tip elektrotlar, paslanmaz buhar distribütörü ve elektronik kumanda modülü standarttır. Buhar ünitesine su giriş-çıkış bağlantıları yapılır. Buhar silindirinde üretilen buhar, distribütör yardımı ile havaya gönderilir. Nemlendirme ihtiyacına göre dağıtıcı sayıları ve buhar silindirleri değişmektedir. Buharlı tip nemlendiriciler, ya bir tesisteki mevcut kazanda üretilen buharın, direkt olarak klima santraline verilmesi veya rezistanslarla ısıtılarak elde edilen buharın, klima santrali içine yerleştirilmiş olan buhar dağıtım kolektörleri ile hava akımı içine püskürtülmesi ile temin edilir. Dizaynlardan ilkinde mevcut buhar kaynağını kullanır ve tesiste kurulu kontrol sistemiyle buhar kaynağı ve kondens drenajı kontrol edilir. Alternatif dizaynda ise buhar silindiri vetüm kontroller, paket halde kendi içindedir. Bu tip nemlendiriciler, değişik kapasite ihtiyaçları olan mekanlarda kullanılabilir kapasite aralığına sahiptir. Kütle akış hızları: m 1 + m 3 = m 2 kg/s Entalpi Denklemi: m 1. h 1 + m 3.h 3 = m 2. h 2 kw Nem debileri: m 1. w 1 + m 3 = m 2. w 2 kg/s Havaya nem eklenmesinde en hijyenik yöntem, hava kanalının yan taraflarında bulunan elektrik rezistanslı ısıtıcılardan buhar enjekte edilmesi ile uygulanır. İçme suyu şebekesinden alınan musluk suyunun sıcaklığı, mikroorganizmaların aktif hale geçebileceği sıcaklığın altında, 10 C civarındadır. Suyun 100 C ye çıkarılması ve atmosfer basıncında kaynatılarak buhar haline getirilmesi sayesinde, enjekte edilen nem hava kanalları içinde yoğuştuğu halde bile bakteri oluşumu önlenmiş olacaktır. Buhar takviyesi ekonomik ve sıhhi nedenlerden dolayı dikkatle kontrol edilir. Buharın özgül entalpisi, nemlendirilen havanınkinden daha yüksektir. Duyular ısınma çok az miktarda gerçekleşir. Havanın nem içeriği artar. Kuru termometre sıcaklığı ise nem oranı alt sınırına yakınlığını korur. İletken su (örneğin musluk suyu) ile kullanıma uygundur. Elektrotlar bir buhar silindiri içindedir. Su ile temas ettiği zaman, elektrotlar arasındaki elektrik devresi kapanır ve su ısınır. Sonuç tamamen temiz ve kokusuz su buharıdır. Daldırma elektrotlu buharlı nemlendiricilerde şu 77 5

80 elemanlar vardır: Buhar silindiri, elektrotlar, paslanmaz çelik buhar dağıtıcılar, kondens drenajı; su seviye kontrolü, elektriksel iletkenlik ölçüm ve kontrolünü gerçekleştiren elemanlar. Daldırma elektrotlu tip buharlı nemlendiricilerde, elektrik rezistanslı sistemlere kıyasla çok daha hızlı kaynama sağlanmaktadır. NEM ALMA SİSTEMLERİ Mahale verilen havanın bazen yüksek nem değerlerine sahip olması ve bazen de (özellikle mobilya ve elektronik sanayii gibi endüstri dallarında) havanın kuru olması istenir. Bu gibi hallerde havanın içinde bulunan nemi istenilen değerlere çekmek gerekmektedir. Hava içinde bulunan fazla nem genel olarak soğutma ya da soğurulma usulleri ile çekilir. Hava soğutulduğu zaman nem tutma kabiliyeti azalır bu nedenle; soğuk bir yüzeyde soğutulan hava içindeki fazla nem yoğunlaşarak su haline gelir. Sistemde içinden nem çekilen hava son ısıtıcıda tekrar mahal hava sıcaklığına kadar ısıtılarak mahale üflenir. Kış aylarında, mutlak nemi düşük olan dış hava ısıtılarak mahale üflendiğinde mahal havasının nemini düşürülür. Bu aşamada dikkat edilmesi gereken; bize ilk şartın mutlaka verilmiş olmasıdır. Üstteki tablodan hw değerleri alınabilir. Bu tabloda verilen sıcaklık değerlerinden sıklıkla kullanılacak olanı 100 ve 110 C olanlarıdır. Eğer bu beş değerin arasında bir değer verilirse rahatlıkla enterpolasyon yapılabilir. mw = ma. (w2 - w1) bağıntısı kullanılarak da gerekli buhar debisi hesaplanır. Nemlendirici var olan bir buhar devresine entegre edilir. Kuru buhar, aşırı derecede kısa soğurma aralıklarına müsaade eder. Kanaldan akmakta olan sistem havasının içine sıcaklığı havanın çiğ noktası sıcaklığının altında buhar püskürtüldüğü zaman da hava ile birebir temas ettiğinden havayı doygunluk sınırının altında soğutur. Böylece doygunluk sınırının altında soğuyan hava taşıdığı fazla nemi yüzeylerde bırakır. Adsorpsiyon ve absorpsiyon ile nem almanın esasında maddenin higroskopik olma özelliği yatar. Nemli hava içindeki su buharının kısmi basıncı nem alı- 78 6

81 nan madde içindekinden daha fazla olunca, havadan bu maddeye nem geçişi olur ve böylece havanın nemi azalır. Maddenin ısıtılmasıyla da nem alıcı maddeyi rejenere etmek yani nemini alarak eski durumuna getirmek mümkündür. Desisif-evaporatif soğutma için gerekli olan ilk şey muhakkak ki dış hava neminin alınmasıdır. DES sistemlerinde dış havanın nemi ya sıvı ya da katı nem alıcı maddeler kullanılarak azaltılmaktadır. Bu maddeler sorbant olarak isimlendirilmektedir. Katı sorbantlar genellikle bir taşıyıcı madde üzerine getirilmektedir. Bu katı nem alıcıların dışında sıvı nem alıcılar da bulunmaktadır. No T h x v Tç Ty 1 38,0 80,3 39,7 16,6 0,9 21,9 26,0 2 47,0 80,2 19,2 12,9 0,9 18,1 26,3 3 39,0 64,7 22,9 10,0 0,9 14,3 22,3 T [ C] : Kuru Termometre Sıcaklığı Ty [ C] : Yaş Termometre Sıcaklığı Tç [ C] : Çiğ Noktası Sıcaklığı h [kj/kg] : Özgül Entalpi [%] : Bağıl Nem x [gr/kg] : Özgül Nem v [m 3 /)kg] : Özgül Hacim Katı maddeli nem alıcılı DES sistemi şekilde gösterilmiştir. Bu sistemin psikrometrik diyagramda gösterimi şekilde verilmiştir. Nem alma işlemi şekilde psikrometrik diyagramda gösterilmiştir. Katı madde ile nem alma sabit entalpide olmaktadır (a eğrisi). Sıvı maddeli nem alıcılarda yoğuşma ısısı kısmen sıvı madde tarafından sistem dışına çıkarıldığından, işlem sabit entalpi ile sabit kuru termometre sıcaklığı durum değişimleri arasında oluşur (b eğrisi). Atmosferden alınan dış havanın (1 noktası) mutlak nemi, katı maddeli nem alıcılardan (genelde döner nem alıcı) geçirilerek yaklaşık sabit entalpide azaltılmakta ve bu arada sıcaklığı yükselmektedir. 2 noktasına gelen bu hava bir ısı eşanjöründen (genelde döner rejeneratör) geçirilerek (3) noktasına kadar soğutulur. Bu hava bir nemlendiriciden geçirilerek T4 sıcaklığına getirilir ve iklimlendirilecek mahale (5 noktası) verilir. Verilen taze No T h x v Tç Ty 1 38,0 80,3 39,7 16,6 0,9 21,9 26,0 2 61,9 80,2 5,2 7,0 1,0 9,0 26,3 3 26,5 44,4 32,7 7,0 0,9 9,0 16,0 4 17,0 44,4 90,0 10,8 0,8 15,4 15,9 5 28,0 58,2 50,0 11,8 0,9 16,8 20,4 6 21,5 58,1 90,0 14,4 0,9 19,8 20,3 7 56,4 93,9 13,6 14,4 1,0 19,8 29,2 8 61,1 98,8 10,9 14,4 1,0 19,8 30,1 9 42,0 98,7 42,1 22,0 0,9 26,5 30,0 T [ C] : Kuru Termometre Sıcaklığı Ty [ C] : Yaş Termometre Sıcaklığı Tç [ C] : Çiğ Noktası Sıcaklığı h [kj/kg] : Özgül Entalpi [%] : Bağıl Nem x [gr/kg] : Özgül Nem v [m 3 /)kg] : Özgül Hacim 79 7

82 hava, odadan kullanılmış hava olarak, oda şartlarında (5 noktası) alınır. Filtre ve vantilatörden geçirildikten sonra nemlendiriciye verilerek T6 sıcaklığına düşürülür. Bu sıcaklıktaki hava eşanjörden geçerken temiz dış havanın ısısını alarak T7 sıcaklığına gelir. Burada fazla hava dış ortama atıldıktan sonra kalan hava ısıtılarak T8 sıcaklığına yükseltilir. Bu sıcak hava nem alma rejeneratörüne gönderilir. Burada taze havadan nem alarak nemlenen hava dışarı atılır ( 9 noktası). Şekilde sıvı maddeli nem almanın prensibi açıklanmıştır. Dış hava dolgulu kuleye (DK1) verilmekte ve sıvı nem alıcı ile temas ederek nemi azalmakta ve dolgulu kuleden dışarı alınmaktadır. Su ile yüklenmiş nem alıcı pompa 1 ile basılarak eşanjör 1 de ısıtılmaktadır. Isıtılmış sıvı ikinci dolgulu kuleye (DK2) gelmekte ve dış hava ile temas ederek nemini havaya vermektedir. Bu sıvı pompa 2 tarafından basılmakta ve eşanjör 2 de soğutulduktan sonra tekrar kullanılmak üzere DK1 e gönderilmektedir. Şekilde sıvı nem alıcı DES sistemine bir örnek verilmiştir. Bu sistemin psikrometrik diyagramda gösterimi de şekilde açıklanmıştır. Dış hava (1) by-pass havası (2) ile birleştirilerek, (3) filtre edildikten sonra vantilatör vasıtasıyla nem alıcıya verilmektedir. Hava nem alıcıdan nemi alınarak ve sıcaklığı artarak çıkar (4). Buradan döner rejeneratöre gelerek sıcaklığı düşürülür (5). Üfleme sıcaklığına gelmesi için nemlendirme yapılır (6) ve bu hava iklimlendirilecek ortama verilir (7). Odadan alınan hava tekrar nemlendirilerek sıcaklığı düşürülür (8) ve döner rejeneratörden geçerken sıcaklığı artar (2). Bu havanın da bir kısmı by-pass havası olarak kullanılır ve kalan kısmı da atmosfere atılır. Sıvı nem alıcılı DES sistemi çok çeşitli rejenerasyon alternatifleri için Lowenstein tarafından araştırılmış ve bu sistemlerin çeşitli sıcaklıklarda 0.57 ile 1.85 arasında COP değerlerine sahip olduğu gösterilmiştir. Lowenstein ve Gabruk da bu sistemlerdeki absorpsiyon ünitesi konstruksiyon ve debilerinin sistem performansına etkilerini incelemişlerdir. Pratikte şekilde gösterilen sistem çeşitli biçimlerde gerçekleştirilmektedir. En çok kullanılan nem alıcıların başında ise LiCl çözeltisi gelmektedir. Sıvı nem alıcı sistemler daha çok endüstriyel uygulamalarda kullanılmaktadır. Bunlardan önemlileri film yapımı, ilaç üretimi ve lastik üretimidir. LiCl çözeltisi bakterilerin de üremesine izin vermediğinden hastanelerde de kullanılması uygun görülmektedir. No T h x v Tç Ty 1 38,0 80,3 39,7 16,6 0,91 21,90 26, ,7 67,6 52,1 14,4 0,89 19,90 23, ,0 71,8 47,7 15,1 0,88 20,50 24, ,7 53,7 19,4 7,0 0,89 9,00 19, ,5 44,3 32,8 7,0 0,86 8,99 16, ,0 44,4 90,0 10,8 0,83 15,40 15, ,0 58,2 50,0 11,8 0,86 16,80 20, ,5 58,1 90,0 14,4 0,86 19,80 20,30 T [ C] : Kuru Termometre Sıcaklığı Ty [ C] : Yaş Termometre Sıcaklığı Tç [ C] : Çiğ Noktası Sıcaklığı h [kj/kg] : Özgül Entalpi [%] : Bağıl Nem x [gr/kg] : Özgül Nem v [m 3 /)kg] : Özgül Hacim HSK Klima Santralleri Teknik Katalog Desesif-Evaporatif Soğutma Sistemleri Tuncay Yılmaz Orhan Büyükalaca (MMO) Süleyman Demirel Üniversitesi-Temagem notları Temel Britannica Cilt

83 Soğutmanın Tanımı ve Tarihçesi Bir maddenin veya ortamın sıcaklığını onu çevreleyen hacim sıcaklığının altına indirmek ve orada muhafaza etmek üzere ısının alınması işlemine soğutma denilebilir. En basit ve en eski soğutma şekli, soğuk yörelerde tabiatın meydana getirdiği kar ve buzu muhafaza edip bunların sıcak veya ısısı alınmak istenen yerlere koyarak soğutma sağlanmasıdır. Kış aylarında meydana gelen kar ve buzu muhafaza ederek sıcak mevsimlerde soğutma maksatları için kullanma usulü M.Ö yıllarından beri uygulanmakta olduğu bilinmektedir. Mısırlılar, geceleri açık gökyüzünü görecek tarzda yerleştirilen toprak kap içindeki sıvıların soğutulabileceğini tespit etmişlerdir. Bu soğutma şekli, gökyüzünün karanlıktaki sıcaklığını mutlak sıfır (-273 C) seviyesinde olmasından ve ışıma (radyasyon) yolu ile ısının gökyüzüne iletilmesinden yararlanılarak gerçekleşmektedir. İmparator Neron, güneşin etkisinden korunmak için duvarları samanla izole edilmiş odalar yaptırmış ve bu odalarda sebze ve meyvelerin uzun zaman muhafazasını sağlamıştır. Ticari maksatla ilk büyük buz satışı 1806 yılında Frederic TUDOR tarafından gerçekleştirilmiştir. Antil adalarına, Favorite adlı tekneyle 130 tonluk buz götürülmüştür. Tudor, ilk macerasından zarar etmesine rağmen bu olumsuzluğun depolanmadan kaynaklandığını, gerçekte ise buz işinde büyük kazançlar olduğunu görmüş, nakliye esnasında buzu uzun süre muhafaza etmek için teknesinde değişiklikler yaparak yılda 150,000,000 Tona ulaşan bir buz ticareti hacmi geliştirmiştir. Hatta başka ülkelere buz satmıştır. Tabiatın bahşettiği buz ile soğutma şeklinden 1880 li yıllara kadar geniş ölçüde yararlanılmıştır. Buz ve kar ile elde edilen soğutma şeklinin gerek zaman gerekse bulunduğu yer bakımından çoğu kez pratik ve ucuz bir soğutma sağlayamayacağı bir gerçek olduğundan mekanik araç ve cihazlarla soğutma teknikleri üzerinde araştırmalar başlamıştır yılında Dr. William Cullen, eline eter sürdüğünde meydana gelen buharlaşma sonucunda elinin serinlediğini hissederek ilk mekanik soğutmanın temelini atmıştır. Dr. William Cullen bu olaya dayanarak, 1775 senesinde Vakum prensibine dayanan buz yapma makinesini imal etmiş fakat laboratuar aleti olarak kalmış ve geliştirilememiştir yılında, Pellas adında bir Norveçlinin yönettiği kâşifler gurubu Kuzey Sibiryanın Lena Nehri yakınında kamp kurmuşlar, dondurucu soğuktan korunmak için çadırlarına sığınmış olan gezginler köpeklerin havladıklarını duyarak dışarıya çıkarlar, karları telaşla eşeleyen köpekleri görürler, köpeklerin yanına gittikleri zaman kar altında gömülü duran bir mamutun bozulmamış başını görürler. Dev mamutun gövdesini saran buzları temizleyip bir parça et keserler. Mamuttan kesilen bir parça eti pişirip yiyen gezginler etin bozulmamış olduğunu fark ederler. Bu öykü besinlerin soğuk ortamda uzun zaman saklanabileceğini gösteren gerçek bir örnektir. Bu öyküyü duyan bilim adamları 1792 senesinden sonra soğutma işine tekrar önem vermeye başlamışlardır yılında Jakop PERKİNS adında Amerikalı bir Mühendis Londra da eter ile çalışan pistonlu bir soğutma makinasının patentini almıştır. Otuz yıl boyunca bu prensiple çalışan makineler yapılmış, elektrik enerjisi olmayan yerlerde çalışan bir makine üzerinde de durulmuş ve 1858 yılında Fransız Ferdinand CAR- RE absorbsiyon sistemini bulmuştur senesinde mühendis Windhausen CO 2 gazı ile çalışan sistem yaparak -80 C düşük sıcaklık elde etmiştir yılında J.M. Larsen şirketi tarafından ilk küçük buzdolabı yapılmış fakat otomatik olmadığı için pek fazla tutulmamıştır yılında Kelvinatör şirketi ilk otomatik buz dolabını piyasaya sürmüştür da R-12 gazı bulunarak CFC soğutucuların temeli atılmıştır te R-22 soğutucu akışkanı bulunarak HCFC kökenli akışkanlar geliştirildi da R-134 A ve R-123 soğutucu akışkanları bulunarak ozon tabakasına zarar vermeyen HFC kökenli akışkanlar geliştirilmiştir lı yılların başında R-22 ve R-502 yerine kullanılmak üzere ikili ve üçlü alternatif soğutucu akışkan karışımları geliştirilmiştir. Günümüzde ise özellikle ozon tabakasına, insan sağlığına zararları daha az miktarlarda olan soğutucu akışkanlar geliştirilmekte, geliştirilen veya bilinen akışkanların da verimlilikleri arttırılmaya çalışılmaktadır. 81 9

84 Aşağıdaki tanımlara karşılık gelen kelimeleri bulunuz. Kelimeler yukarıdan aşağıya, aşağıdan yukarıya, sağa-sola yatay ve her yönde çapraz şekilde bulunabilir. Aynı harf birden fazla kelimenin ortak harfi olabilir. KALAN HARFLERDEN OLUŞAN KELİMEYİ BULUNUZ. 1) Buharlaşmalı nın Latince sinin Türkçeleşmiş hali 2) Dolanım, dolaşım 3) Psikrometrik diyagramda %100 bağıl nemli havanın ulaştığı sıcaklık noktası (yoğumanın başladığı nokta) 4) Katı soğurmalı soğutma 5) Bir tür nemlendirme sistemi 6) Sıvıların ve bazı katı maddelerin ısı etkisiyle geçtiği durum 7) Bir çözeltideki bileşen derişimlerinin, çözeltinin tektürelliğini değiştirecek sınırın altında kaldığı durum, doyma noktasına ulaşmamış olan 8) Hidrojenle oksijenden oluşan, sıvı durumunda bulunan, renksiz, kokusuz, tatsız madde 9) Bir adyabatik nemlendirme sistemi 10) Referans kabul etmeyen, gerektirmeyen 11) Havada bulunan su buharı 12) Soğurma, adsorbsiyon, desorbsiyon, kemisorbsiyon, iyon değişimi, diyaliz vs. işlemleri için kullanılan genel terim 13) Bir sistemin iç enerjisi ile basınç-hacim çarpımının toplamı 14) Bir bölgedeki suyun doğal ya da yapay olarak ve denetim altında boşaltılması 15) Gaz içerisinde dağılmış ve gazla sarılmış 10 mikrometreden daha küçük çaplı sıvı veya katı parçacıklarından oluşan çok fazlı sistem 16) Gaz evreden sıvı evreye geçiş 17) Laboratuvar ortamında üretilen, günlük hayatta besinlerin, bitkisel ürünlerin, deri eşyaların, kimyasal boya ve bozulabilecek çoğu şeyin nemini alarak bozulmasını engelleyen maddelerin genel adı 1) HERTZ 2) YAY 3) GENLİK 4) DALGABOYU 5) REZONANS 6) İZOLATÖR 7) SES 8) İŞİTME 9) DEPLASMAN 10) TINI 11) AKUSTİK 12) DESİBEL 13) EŞİK 14) TAKOZ 15) KULAK Kelime: TİTREŞİM Hazırlayanlar HSK AR-GE Mühendisleri 82 10

85 Teknik Bülten No: 9 EKİM 2011 Sogutma Çevrimi B ir maddenin veya ortamın sıcaklığını onu çevreleyen hacim sıcaklığının altına indirmek ve orada muhafaza etmek üzere ısının alınması işlemine soğutma denilebilir. Bir soğutma çevrimi, soğutucu bir akışkanın ısıyı emmesi ve daha sonra yayması ile oluşan değişikliklerin tanımlandığı, bir soğutucu içinde gerçekleşen çevrimdir. İDEAL BUHAR SIKIŞTIRMALI SOĞUTMA ÇEVRİMİ En yaygın soğutma çevrimidir. Soğutucu akışkanın düşük basınçta çevreden ısı alarak buharlaşmasını sağlayan eleman evaporatördür. (buharlaştırıcı) Evaporatörden alınan buharı yüksek basınçlı kondensere basan eleman kompresördür. (sıkıştırıcı) Kompresörden gelen sıcak kızgın gazın ısısını alarak onun yoğunlaşmasını sağlayan eleman kondenserdir. (yoğunlaştırıcı) Sıvı hale gelen soğutucu akışkanın toplanabileceği eleman sıvı deposudur. (receiver) Sıvı deposundan gelen sıvı soğutucu akışkanın geçişini çeşitli metotlarla kısıtlayarak evaporatörde düşük basınç oluşmasını, dolayısıyla soğutucu akışka- nın buharlaşacak hale gelmesini sağlayan eleman genleşme valfidir. (expansion valve) 1: Kompresör girişi 2: Kompresör çıkışı - yoğuşturucu girişi 3: Yoğuşturucu çıkışı 4: Buharlaştırıcı girişi dersek, 83 1

86 Bu sistemdeki buharlaştırıcının çevreden çektiği ısı: Q buharlaştırıcı = m * (h 1 h 4 ) formülü ile hesaplanabilir. Burada m akışkan debisi (kg/s) ve h entalpidir (kj/kg). Yoguşturucuda (Kondenser) dışa atılan ısı: Q yoğuşturucu = m * (h 2 h 3 ) formülü ile hesaplanabilir. Kompresörün çektiği elektrik enerjisi: W kompresör = m (h 2 h 1 ) / η formülü ile hesaplanır. Buradaki η kompresör mekanik ve elektrik verimini ifade eder. Yoguşturucu (kondenser) veya Buharlaştırıcı (evaporatör) deki ısı transferinin kompresöre verilen mekanik işe oranına etkinlik katsayısı (COP) adı verilir. COP buharlaştırıcı = Q buharlaştırıcı / W kompresör COP kondenser = Q yoğuşturucu / W kompresör Buharlaştırıcı etkinlik katsayısı soğutma sistemlerinde, yoğuşturucu etkinlik katsayısı ise ısıtma sistemlerinde (Isı pompalarında) kullanılır. arkadan gelen, henüz ısı yüklenmemiş akışkana yer temin ederek akışın sürekliliğini sağlamak ve buhar haldeki soğutucu akışkanın basıncını, kondenserdeki yoğuşma basıncına ulaştırmaktır. Kompresörler pozitif sıkıştırmalı kompresörler ve santrifüj kompresörler olmak üzere ikiye ayrılır Pozitif Sıkıştırmalı Kompresörler: Pozitif sıkıştırmalı kompresörler kendi arasında pistonlu, döner ve helisel tip olmak üzere üçe ayrılırlar Pistonlu Kompresörler: Bir silindir içerisinde gidip gelme hareketi yapan bir pistonla sıkıştırma işlemini yapan bu tip kompresörlerde tahrik motorunun dönme hareketi bir krank-biyel sistemiyle doğrusal harekete çevrilir. Bu günkü pistonlu soğutma kompresörleri genellikle tek etkili, yüksek devirli ve çok silindirli makineler olup, açık tip (kayış- kasnak veya kavramalı) veya hermetik tip (hava sızdırmaz) motor kompresör şeklinde dizayn ve imal edilmektedir. SOĞUTMA ÇEVRİMİ ELEMANLARI Scroll (Döner) Tip Kompresörler: Scroll kompresörler geliştirilerek son yıllarda geniş ölçüde kullanılmaya başlanan, dönel, pozitif sıkıştırmalı makinelerdir. Birisi sabit diğeri uydu şeklinde dönen ve dar tolerans aralıklarıyla çalışan iki spiral elemandan oluşmaktadır. Aşırı sıvı oranlarına daha dayanıklı olmaları, daha yüksek verime sahip olmaları ve ses-titreşim seviyelerinin düşük olması gibi üstünlüklere sahiptirler. 1.KOMPRESÖR Kompresör evaporatörden çıkan doymuş buharı, sıkıştırarak kızgın buhar haline dönüştürür. Kompresörün sistemdeki görevi, evaporatördeki ısı yüklü soğutucu akışkanı buradan uzaklaştırmak ve böylece 84 2

87 Helisel Tip Döner Kompresörler: Vidalı kompresörler piston yerine birbirine geçmiş rotor çiftinin kullanıldığı pozitif yer değiştirmeli makinalardır. Rotorlar bir mil üzerindeki helisel loblardan oluşur. Rotorlardan 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 vardır Santrifüj Kompresörler: Buhar sıkıştırma çevrimiyle soğutma işlemi yapan santrifüj kompresörlerin, diğer kompresörlerden farkı pozitif sıkıştırma işlemi yerine santrifüj kuvvetlerden faydalanarak sıkıştırma işlemi yapmasıdır. Santrifüj kompresörlerle özgül hacmi yüksek olan akışkanların kolayca hareket ettirilmesi mümkün olduğu için sık sık büyük kapasiteli soğutma işlemlerinde kullanılmaktadır. 2. EVAPORATÖR Bir soğutma sisteminde evaporatör sıvı soğutkanın buharlaştığı ve bu sırada soğutulan ortamdan ısıyı aldığı cihazdır. Diğer bir değişle evaporatör bir soğutucudur. Evaporatörün yapısı soğutkanın iyi ve çabuk buharlaşmasını sağlayacak, soğutulan maddenin ısısını iyi bir ısı geçiş sağlayarak, yüksek bir verimle alacak ve soğutkanın giriş ve çıkıştaki basınç farkını en az seviyede tutacak şekilde dizayn tasarlanmalıdır. Ancak bu sonuncu koşul ile ilk koşul birbirine ters düşmektedir. Çünkü evaporatörde iyi bir ısı geçişinin sağlanabilmesi için girintili yüzeylerin ve kılcallığın daha fazla olması istenmektedir. Bu durum ise basınç düşümlerinin artmasına ve verimin düşmesine neden olmaktadır. Bu nedenle evaporatör yapımı incelik isteyen bir konudur. Deneyler sonucunda en uygun koşullar saptanır ve istenilen evaporatör üretimine geçilir. Evaporatörler hava soğutucu, sıvı soğutucu ve katı soğutucu olmak üzere üçe ayrılır Hava Soğutucu Evaporatörler: Bu tip evaporatörlerde içerisinden ısı çekilen ortamdaki havadır. Hava soğutucu evaporatörlerde havanın ısı geçirme katsayısı düşük olduğundan, bunu telafi etmek ve hava geçiş yüzeylerini arttırmak amacı ile kanatçıklar kullanılır. Ayrıca hava geçiş hızlarını arttırmak için vantilatörlerden faydalanılır Sıvı Soğutucu Evaporatörler Bu evaporatörlerde hava yerine herhangi bir sıvı soğutulur. Soğutucu akışkanın ve sıvının dolaşımına ve tasarıma bağlı olarak birçok tipleri mevcuttur. Bu evaporatörlerin ısı geçirgenlik değerleri (k) oldukça yüksektir. Bundan dolayı cebri hava soğutmalı evaporatörlere göre aynı yüzeyden daha yüksek soğutma kapasitesi sağlarlar. Su, süt, kimyasal sıvılar ve salamuralar gibi maddeleri soğutmak amacıyla yaygın olarak kullanılır. 85 3

88 Bu tip kondenserler soğutucu akışkanın soğutulmasında sudan yararlanır. Kondenser üzerinde su giriş ve çıkışları bulunur. Soğutucu akışkan üzerindeki fazla ısı su yardımıyla alınır ve soğutucu akışkan kondenseri çıkışında sıvı halinde terk eder. Özellikle temiz suyun bol miktarda, ucuz ve düşük sıcaklıklarda bulunabildiği yerlerde gerek kuruluş gerekse işletme masrafları yönünden en ekonomik kondenser tiplerindendir Katı Soğutucu Evaporatörler Bu evaporatörlerde hava veya sıvı yerine herhangi bir katı soğutulur. Buz, buz paten sahası, metaller ve benzeri maddeleri soğutmak için kullanılırlar. 3. KONDENSER: Kondenser kompresörden çıkan kızgın buhar halindeki soğutucu akışkanın içerisindeki ısıyı atarak ideal çevrimde sabit basınç ve sıcaklık altında doymuş sıvı haline dönüşmesini sağlar. Kondenserler su soğutmalı, hava soğutmalı ve evaporatif kondenserler olmak üzere üçe ayrılır Hava Soğutmalı Kondenserler: Hava soğutmalı kondenserler kızgın buhar halindeki soğutucu akışkan üzerindeki fazla ısıyı almak için hava akımından yararlanır. Bu işlemin daha verimli bir şekilde yapılabilmesi için fanlardan yararlanılır. Özellikle 1 hp ye kadar kapasitedeki sistemlerde çok yaygın bir şekilde kullanılan bu sistemlerin tercih nedenleri; basit oluşu, kuruluş ve işletme masraflarının düşük oluşu, bakım ve tamirlerinin kolay olmasıdır Evaporatif Kondenserler: 3.2. Su Soğutmalı Kondenserler: Hava ve suyun soğutma etkisinden birlikte faydalanılması esasına dayanılarak yapılmışlardır. Evaporatif kondenserler üç ana kısımdan oluşur; soğutucu serpantin, su sirkülasyonu ve püskürtme sistemi, hava sirkülasyon sistemidir. Soğutma serpantinin içinden geçen soğutkan, hava soğutmalı kon- 86 4

89 derserde olduğu gibi yoğuşarak gaz deposuna geçer. Serpantinin dış yüzeyinden geçirilen hava, ters yönde gelen atomize haldeki suyun bir kısmını buharlaştırarak soğutma etkisi meydana getirir. Evaporatif kondenserler günümüzde bakım ve servis güçlükleri, çabuk kirlenmeleri, sık sık bozulmalarından dolayı çok fazla tercih edilmemektedirler. 4. GENLEŞME VALFİ (EKSPANSİYON VALFİ) Genleşme valfi soğutma sisteminin yük gereksinimine göre, soğutucu akışkanın akışını başlatan, durduran ve ayarlayan soğutma çevrimi kontrol ekipmanıdır. Genleşme valflerini genel olarak üç grupta toplayabiliriz; 4.1. Elektromanyetik genleşme valfleri: Günümüzde, bu tip genleşme valfleri yaygın olarak kullanılmaktadır. a) Isı-motor kontrollü b) Elektromanyetik modülasyonlu c) Darbe modülasyonlu d) Adım motor kontrollü 4.2. Sabit Basınçlı Genleşme Valfleri: Bu tip genleşme valfleri soğutma sistemlerinde ilk kullanılan genleşme valflerindendir. Sabit basınçlı genleşme valfleri evaporatöre girmesi gereken soğutucu akışkan miktarını, evaporatör veya valf çıkış göre belirler Termostatik Genleşme Valfleri: Bu tip valflerde, evaporatöre girmesi gereken soğutucu akışkan miktarı, evaporatörü terk eden soğutucu akışkanın kızgınlık derecesine göre belirlenir. 5. SOĞUTUCU AKIŞKANLAR: Bir soğutma çevriminde ısının bir ortamdan başka bir ortama gönderilmesinde ara madde olarak kullanılan soğutucu akışkanlar genelde ısı alışverişini sıvı halden buhar haline ve buhar halden sıvı haline dönüşerek sağlarlar. Bu durum özellikle buhar sıkıştırmalı çevrim için geçerlidir. Soğutucu akışkanların yukarıdaki görevleri yerine getirebilmesi, yani sistemin verimli ve emniyetli bir şekilde çalışabilmesi için bir takım fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip olmaları gerekir. Genel olarak bu özellikler şunlardır: 1) Daha az enerji tüketimi ile daha çok soğutma elde edilebilmelidir. 2) Soğutucu akışkanın buharlaşma ısısı yüksek olmalıdır. 3) Evaporatörde basınç mümkün olduğu kadar yüksek olmalıdır 4) Yoğuşma basıncı düşük olmalıdır. 5) Viskozitesi düşük, yüzey gerilimi az olmalıdır. 6) Emniyetli ve güvenilir olmalı, nakli, depolanması, sisteme 7) Yağlama yağları ve soğutma devresindeki elemanlar ile zararlı sonuç verebilecek reaksiyonlara girmemelidir. 8) Soğutma devresinde bulunmaması gereken rutubet ile bulunması halinde bile çok zararlı reaksiyonlar meydana getirmemelidir. 9) Sistemden kaçması halinde yiyecek malzemelerine ve çevredeki insanlara zarar verecek bir etki yapmamalıdır. 10) Havaya karıştığında yanıcı ve patlayıcı bir ortam oluşturmamalıdır. 6. KILCAL BORU (KAPİLER) Yoğuşturucu ile buharlaştırıcı arasına yerleştirilmiş iç çapı ve uzunluğu soğutma sisteminin kapasitesine göre seçilmiş olup, çoğunlukla çapı 0.76 ile 2.16 mm arasında değişen çok küçük çaplı bir boru kısmıdır. İç çapı çok küçük olduğu için kılcal boru adı verilir. Esas itibariyle iki görevi vardır. 1) Kondenserden çıkan sıvı haldeki akışkanın basıncını düşürerek ve miktarını ölçerek (gerekli miktarda) evaporatöre ulaştırır. 2) Kompresör durduğu zaman alçak ve yüksek basınç devreleri arasında bir köprü vazifesi görerek yüksek basınç tarafındaki akışkanın alçak tarafına geçmesini sağlar. Bu suretle her iki devre basıncı birbirine eşit olur (Dengeleme olayı) ve kompresör tekrar kalkış yaparken büyük bir basınç yükü ile karşılaşmaz. Kapiler boru en iyi, yükün az çok sabit olduğu so- 87 5

90 ğutucular, dondurucular ve hatta konutlarda ilgili ve küçük, ticari iklimlendirme sistemlerinde kullanılır. Eğer, sistem geniş bir yük aralığında çalışması isteniyorsa; basınç düşürme ve soğutucu hacim kontrolünün daha uygun şekilde yapılması gerekir. Bu durumda önerilen cihaz, termostatik genleşme valfidir. 8. KURUTUCU VE SÜZGEÇ (DRAYER VE SÜZGEÇ) Soğutma sisteminin iç temizliğine bağlıdır. Sistemin içinde sadece kuru ve temiz soğutucu akışkan ile kuru ve temiz yağ dolaşmalıdır. Akışkanın içine gerek sisteme doldurmadan önce ve gerekse sistemin diğer elemanlarından bir miktar su karışabilir. Bu su kılcal borunun evaporatöre giriş yerinde donarak sistemi tıkar ve soğutmayı önler. İçindeki toz ve küçük parçacıklar da tıkama yapabilirler. Sistem içine su ve tozların girmesini önlemek hemen hemen mümkün değildir. Bunlardan başka soğutucu akışkan içinde bazı asitler de bulunabilir. 7. TERMOSTAT Soğutulacak hacim, soğutulacak akışkan veya evaporatör gibi kısımların sıcaklıkların belirli değerler arasında kalmasını temin gayesi ile kumanda kontrol cihazlarıdır. Termik genişleme valfinde olduğu gibi termostatın hasssa olan ucu (kuyruk) soğutma devresinin sıcaklığı kontrol edilecek kısmına tespit edilir. Ayar edilen sıcaklığa göre elektrik devresi açılıp kapanarak kompresörü tahrik eden elektrik motoruna veya magnetik valfe kumanda edilir. Termostat esas olarak hassas uç, kapiler boru ve esnek bükümlü borudan meydana gelmiştir. İstenen sıcaklık ayarına göre bir kutuplu değişken kontak üzerinden elektrik devreye kumanda yapılır. Hassas uçta sıcaklık yükselmesi ile kapiler boru ve esnek bükümlü boru üzerinden ona pim yay ile denge oluncaya kadar yukarıya hareket eder. Diferansiyel termostatları büyük ve küçük sıcaklıklar arasındaki farka göre elektrik devresini açar ve kapatır. Bu tip termostatlarda büyük sıcaklık ve küçük sıcaklıklar için iki ayrı hassas uç bulunur. Ayar diski ile istenilen sıcaklık farkı ayar edilir. Küçük ve büyük sıcaklık hassas uçlarının bulundukları ortam sıcaklıkları farkı azalınca ona pim geriye doğru hareket eder. Ayar edilen sıcaklık farkına erişilince kontak kolu üzerinden kontak sistemi devresi açılır. Sıcaklık, ayar edilen sıcaklık devresi açılır. Sıcaklık, ayar edilen sıcaklık devresi takriben 2 C yi geçince devre yine kapanır. Kondenser çıkışına konulan kurutucu ve süzgecin (drayer ve süzgeç) görevi su ve asitleri emerek tutmak küçük katı maddeleri de (toz vs.) süzmektir. Kurutucu ve süzgeç (drayer ve süzgeç) şu kısımlardan ibarettir. 1) Bakır borudan gövde, kondenser içindeki basıncı mukavim olarak yapılmıştır. Her iki ucunda boruların girebileceği delikler vardır. 2) Ufak katı maddeleri tutabilecek ince tülbent delikli tel boruya doğru gelecek şekilde takılır. 3) Nem emici madde özel surette yapılmış olan madde 4 5 mm emme özelliğinden başka soğutucu akışkan içinde bulunabilecek asitleri de emerek tutma özelliği de vardır. Kaynaklar: 1- Bir Soğutma Çevriminin Deneysel Olarak İncelenmesi - Emrah Karamanlı (Dokuz Eylül Üniversitesi Bitirme Tezi) 2- Thermodynamics: An Engineering Aproach Y.A Çengel, M.A Boles 3- MEGEP- Soğutma Sistemi Elamanları Ve Soğutucular 88 6

91 Termoelektrik (Peltier) Soğutma Sisteml Termoelektrik modül, elektriksel olarak seri bağlı, ısıl olarak paralel bağlı P ve N tipi yarı iletken malzemelerden oluşur. İçyapısı şekilde görülen modülün alt ve üst yüzeyi seramik kaplıdır. Seramik, ısıl olarak iletken, elektriksel olarak yalıtkan özellik sağlar. Seebeck devresiyle ısının dışarıya atılması (sistemin soğutulması) Termoelektrik modül, Peltier etkisi veya Seebeck etkisi ortaya çıkarabilecek şekilde çalıştırılabilir. Peltier etkisini gözlemek için termoelektrik modülün bağlantı uçlarına bir doğru gerilim uygulanır. Böylece yüzeylerden biri ısınırken diğeri soğur. Eğer ısınan taraftaki ısı devreden atılırsa, soğuyan taraftan sürekli olarak ısı çekilebilir. Seebeck etkisini gözlemek için harici bir ısı kaynağı yardımıyla modülün bir yüzeyi ısıtılır, diğer yüzeyi ise soğutulur. Yüzeyler arasındaki sıcaklık farkından dolayı modül elektrik üretmeye başlar. Günümüzde bilhassa küçük elektrik devrelerinin soğutulmasında pratik olarak kullanılan bu sistem, COP katsayısı standart soğutma makinasının verimine henüz ulaşmadığı için büyük sistemlerde pek kullanılmamaktadır. Bu sistemlerin tercih nedeni küçük boyutlarda kullanılabilmesi, sessiz çalışması ve güvenilirliğidir. Peltier sistemlerinin COP değerlerini arttırmak için yeni metal çiftleri üzerinde çalışmalar sürmektedir, bu çalışmalar sonucunda gelecekte standart soğutma çevriminin üzerinde COP değerlerinin yakalanması mümkün olabilecektir. Şekilde elektronik devreleri soğutmakta kullanılan bir Seebeck-peltier sistemi şematik olarak gösterilmiştir. Peltier soğutucuları bilhassa ufak alandaki soğutma ihtiyaçlarının giderilmesinde önem kazanmaktadır. Bilgisayar ve elektronik devrelerinin soğutulması, soğutmalı araç koltukları, küçük soğutucu üniteler (örneğin bira soğutucuları) gibi çeşitli uygulamalarda kullanılmaktadır. Kaynaklar: 1. Soğutma Sistemlerinin Esasları - Dr. M. Turhan ÇO- BAN 2. Bilim ve Teknik Dergisi Mart

92 Kelimeler yukarıdan aşağıya, aşağıdan yukarıya, sağa-sola yatay şekilde bulunabilir. Aynı harf birden fazla kelimenin ortak harfi olabilir. KALAN HARFLERDEN OLUŞAN KELİMEYİ BULUNUZ 1. Soğutma çevrimindeki kurutucunun diğer adı 2. Kızgın, ısınmış olma durumu 3. Soğutma etkinlik katsayısı kıslatması 4. Isı değiştiricilerde, ısı transfer yüzeyini ve verimliliğini arttırmaya yarayan düz, delikli, tırtıllı, zikzak vs. şekillere sahip olan yardımcı eleman 5. Evaporatörde buharlaşan akışkanın kompresöre kolayca döndürülmesini sağlayan hat 6. Çeşitli akışkanların taşınmasında kullanılan, silindir biçimli, içi boş gereç. 7. Bulunduğu kabın biçimini alabilen ve üstü yatay bir düzlem durumuna gelebilen akışkan cisim 8. Kompresör vasıtası ile sıcak gaz halindeki akışkanı kondensere basan hat 9. Kompresörden gelen sıcak kızgın gazın ısısını alarak onun yoğunlaşmasını sağlayan eleman 10. Bir silindir içerisinde gidip gelme hareketi yapan bir pistonla sıkıştırma işlemini yapan kompresör tipi 11. Bir akışkanı veya gazı, gereken basınca F Y Y Ü R E Y A R D L K O M P R E S Ö R A K Ğ S A M S A B K V E U B O R U N K I K I Ş K A N B T H L İ S T O N L U R E N U R U T U C U İ L I O P R I V I S F İ G S I U Ç E G Z Ü S Z I L C A L A S J E I N Ç U K A N A T L K göre sıkıştırmaya yarayan alet, sıkmaç. 12. Akışkan olan sıvı veya gazı süzmeye yarayan gözenekli madde, filtre. 13. Nemi, ısı veya hava akımıyla uzaklaştırıp içine konulan maddeleri kurutan alet. 14. Fiziksel bir olaya dayalı, belirli bir ölçü üzerine kurulmuş olan sıcaklık ve soğukluk derecesi. 15. Kendilerine özgü bir biçimleri olmayıp içinde bulundukları kabın biçimini alan (sıvı veya gaz) 16. Yoğuşturucu ve buharlaştırıcı arasına yerleştirilmiş iç çapı küçük olan boru. 17. Su, buhar, hava gıbı akışkanları kontrol etmeye yarayan araç. Önceki bulmacanın çözümü N E V A P O R A T İ F O U N E N T A L P İ B 1. EVAPORATİF 2. SİRKÜLASYON 3. ÇİĞ 4. DESESİF 5. PEDLİ 6. BUHAR 7. DOYMAMIŞ 8. SU 9. ULTRASONİK 10. MUTLAK 11. NEM 12. SORPSİYON 13. ENTALPİ 14. DRENAJ 15. AEROSOL 16. YOĞUŞMA 17. SİLİKAJEL Kelime: NEM ALMA PROSESİ Hazırlayanlar HSK AR-GE Mühendisleri 90 8 Y P L O S O R E A E U S E M T A N E M L M H A D Ç D R E N A J A A L L İ P K A L T U M R Ü İ Ğ R D E S E S İ F K Ş I M A M Y O D U O R Y O Ğ U Ş M A N S E İ S L E J A K İ L İ S S O R P S İ Y O N İ K

93

94

95

96 HAVALANDIRMA ENDÜSTRİ SAN. VE TİC. A.Ş. Merkez Fabrika Sanayi Mah. 14. Yol Sok. V-2 Blok No: 7-8 Esenyurt-İstanbul / Türkiye T: F: Fabrika 2 T: F: İstanbul Bölge Müdürlüğü T: F: Ankara Bölge Müdürlüğü T: F: Adana Bölge Müdürlüğü T: F: