T.C. MİLLİ EĞİTİM BAKANLIĞI MEGEP (MESLEKÎ EĞİTİM VE ÖĞRETİM SİSTEMİNİN GÜÇLENDİRİLMESİ PROJESİ) TESİSAT TEKNOLOJİSİ VE İKLİMLENDİRME

Transkript

1 T.C. MİLLİ EĞİTİM BAKANLIĞI MEGEP (MESLEKÎ EĞİTİM VE ÖĞRETİM SİSTEMİNİN GÜÇLENDİRİLMESİ PROJESİ) TESİSAT TEKNOLOJİSİ VE İKLİMLENDİRME KONDENSERLERİN BAKIM VE MONTAJI ANKARA 2008

2 Milli Eğitim Bakanlığı tarafından geliştirilen modüller; Talim ve Terbiye Kurulu Başkanlığının tarih ve 269 sayılı Kararı ile onaylanan, Mesleki ve Teknik Eğitim Okul ve Kurumlarında kademeli olarak yaygınlaştırılan 42 alan ve 192 dala ait çerçeve öğretim programlarında amaçlanan mesleki yeterlikleri kazandırmaya yönelik geliştirilmiş öğretim materyalleridir (Ders Notlarıdır). Modüller, bireylere mesleki yeterlik kazandırmak ve bireysel öğrenmeye rehberlik etmek amacıyla öğrenme materyali olarak hazırlanmış, denenmek ve geliştirilmek üzere Mesleki ve Teknik Eğitim Okul ve Kurumlarında uygulanmaya başlanmıştır. Modüller teknolojik gelişmelere paralel olarak, amaçlanan yeterliği kazandırmak koşulu ile eğitim öğretim sırasında geliştirilebilir ve yapılması önerilen değişiklikler Bakanlıkta ilgili birime bildirilir. Örgün ve yaygın eğitim kurumları, işletmeler ve kendi kendine mesleki yeterlik kazanmak isteyen bireyler modüllere internet üzerinden ulaşabilirler. Basılmış modüller, eğitim kurumlarında öğrencilere ücretsiz olarak dağıtılır. Modüller hiçbir şekilde ticari amaçla kullanılamaz ve ücret karşılığında satılamaz.

3 İÇİNDEKİLER AÇIKLAMALAR...iii GİRİŞ HAVA SOĞUTMALI KONDENSERLER Hava Soğutmalı Kondenserlerin Tanımı Hava Soğutmalı Kondenserlerin Yapısı ve Sınıflandırılması Hava Soğutmalı Kondenserlerin Çeşitleri ve Kullanıldığı Yerler Telli-borulu Tip Statik Kondenserler Plaka-Borulu Tip Statik Kondenserler ve Kullanım Alanları Kanatlı-borulu Tip Tabiî Çekişli (Statik) Kondenserler Tabiî Çekişli Hava Soğutmalı Kondenserler ve Özelikleri Cebri Çekişli Hava Soğutmalı Kondenserler ve Özellikleri Hava Soğutmalı Kondenserler Avantajları ve Uygulama Alanları Hava Soğutmalı Kondenserlerde Soğutucu Buharının Yoğunlaştırılması Hava Kullanmanın Sebepleri Kondenser Kapasitesine Ortam Sıcaklığının ve Basıncının Etkisi Ev ve Ticari Tip Soğutucularda Kondenser Değişimi Kondenserde Havanın Etkisi Kondenser Arızaları Borularda ve Kanatçıklarda Blokaj (Tıkanma) Kondenser Yüzeyinde Mekanik Deformasyon Korozyon Kondenserin Bakım ve Arızalarında Kullanılan Takımlar...20 UYGULAMA FAALİYETİ...22 ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME...24 ÖĞRENME FAALİYETİ SU SOĞUTMALI KONDENSERLER Su Soğutmalı Kondenserlerin Tanımı Su Soğutmalı Kondenserlerin Çeşitleri ve Kullanıldığı Yerler Su Soğutmalı Kondenser Çeşitleri Dik Tertipli Boru - Dış Zarf Tipi Kondenserler Yatık Tertipli Boru - Dış Zarf Tipi Kondenserler Helisel Serpantin - Dış Zarf Tipi Kondenserler Serpantin Tipi Çift Cidarlı Kondenserler Suyun Soğutma Ortamı Olarak Kullanılmasının Avantaj ve Dezavantajları Kondenserin Mekanik Yöntemle Temizlenmesi Kondenserde Kazan Taşı ve Yağın Etkisi Su Kirliliği...34 UYGULAMA FAALİYETİ...35 ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME...36 ÖĞRENME FAALİYETİ EVAPORATİF KONDENSERLER Evaporatif Kondenserlerin Tanımı Evaporatif Kondenserlerin Yapısı ve Kullanım Alanları Evaporatif Kondenserden Beklenen Görevler Evaporatif Kondenserin Bakımı...40 i

4 UYGULAMA FAALİYETİ...43 ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME...44 MODÜL DEĞERLENDİRME...46 CEVAP ANAHTARLARI...46 KAYNAKÇA...48 ii

5 AÇIKLAMALAR MODÜLÜN KODU ALAN DAL/MESLEK MODÜLÜN ADI MODÜLÜN TANIMI AÇIKLAMALAR 522EE0172 Tesisat Teknolojisi ve İklimlendirme Alan Ortak Kondenserlerin Bakım ve Montajı Bu modül, öğrenciye kondenserlerin tanımı, çeşitleri, bakım ve montajı ile ilgili tekniklerini kazandıracak öğretim materyalidir. SÜRE 40/24 ÖNKOŞUL YETERLİK Yok Kondenserlerin bakım ve montajını yapmak. Genel Amaç Bu modül ile kondenserlerin çeşitlerini, kullanıldıkları yerleri öğrenecek ve farklı devreler üzerine montajını yaparak bakımlarını yapabileceksiniz. Amaçlar MODÜLÜN AMACI EĞİTİM ÖĞRETİM ORTAMLARI VE DONANIMLARI ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME 1.Gerekli donanımı kullanarak kondenseri soğutma devresi üzerine kurabileceksiniz. 2.Kondenser çeşitlerini ve kullanıldığı yerleri öğreneceksiniz. 3.Soğutma devresinin büyüklüğüne göre kondenser seçimini yapabileceksiniz. 4.Kondenserlerin bakımını yapabileceksiniz. 5.Farklı soğutma devrelerine değişik kondenserlerin montajını yapabileceksiniz. Sınıf, atölye, laboratuar, kütüphane, bilgisayar, internet ortamı, vb çalışma alanları, çeşitli katalog ve teknik dokümanlar, fırça ve temizleme gereçleri, kondenser tarağı, kurbağacık, açıkağızlı anahtar takımı, el breyiz, tornavida takımı vb. el takımlarıdır. Modülün içinde yer alan her faaliyetlerin sonunda kazandığınız bilgi ve becerileri ölçerek kendinizi değerlendireceksiniz. Öğretmen, modülün sonunda size bütün uygulama faaliyetlerini içeren bir performans testi yaparak kazandığınız bilgi ve becerileri ölçebilecektir. iii

6 iv

7 GİRİŞ GİRİŞ Sevgili Öğrenci Her geçen gün gelişen teknolojiye ayak uydurmak durumundayız. Özellikle teknik bir alanda çalışacak bireyin bu konuda daha hassas olması gerekmektedir. Sizlerde çağımızın en gelişmeye açık ve insan hayatında önemli yeri olan bir mesleğe adım atmış bulunuyorsunuz. Tesisat ve İklimlendirme bölümümüzde bu modülle, kondenserin tanımı, çeşitleri, bakımı ve montajı ile ilgili konularda temel bilgi sahibi olacaksınız. Buradaki konular, mesleki gelişiminizin temelinin sağlam atılmasını sağlayacak şekilde hazırlanmıştır. Ancak unutulmamalıdır ki, mesleğinizde ilerlemek, teknolojik gelişmeleri yakından takip ederek kavrayabilmek ve hatta uygulamalarınızla yeni ufuklar açmak ancak temeli sağlam atılmış birikimlerle olur. Bu modülde yer alan faaliyetler sizlere; uygulama yaparak öğrenmeyi ve kullanılabilir bilginin sahibi olmanızı sağlayacaktır. Bu noktadan hareketle modülde yer alan faaliyet konu ve uygulamaları sindirerek öğrenmeniz gerekmektedir. Öğrenme konusunda göstereceğiniz özen aynı zamanda uygulamaların daha zevkli hale gelmesini de sağlayacaktır. En detaylı iklimlendirme sistemi ile en basit soğutma cihazının, soğutma (çevrimi üzerine kurulu temel) prensipleri aynıdır. Bu tespitle; modülde yer alan faaliyetlerin dikkatlice, sindirilerek ve neden sonuç ilişkisine dayalı bir muhakeme yürütülerek öğrenilmesi; kullanılacak bilginin kalıcı ve kullanılabilir olması açısından çok önemlidir. Sizleri kendi seçiminiz olan mesleğinizde başarılı olmanız dileğiyle 1

8 2

9 ÖĞRENME FAALİYETİ -1 AMAÇ ÖĞRENME FAALİYETİ 1 Kondenserin temel çalışma prensiplerini öğrenerek çeşitlerini görerek, bakım ve montajını yapabileceksiniz. ARAŞTIRMA Çevrenizdeki soğutma devreleri hakkında bilgi alınız. Kondenserin görevini ve çeşitlerini internet ortamında araştırınız. Ticari ve endüstriyel tip soğutma sistemlerine ait kondenserleri inceleyiniz. Kondenserlerin bakımının nasıl yapıldığını soğutma devreleri üzerinde inceleyiniz. 1. HAVA SOĞUTMALI KONDENSERLER 1.1. Hava Soğutmalı Kondenserlerin Tanımı Kondenser, soğutma çevriminde kompresör tarafından sıkıştırılarak basıncı ve sıcaklığı yükseltilmiş olan soğutucu buharından, bu noktada ısı alarak dış ortama bırakan ve böylece buharın yoğuşmasını sağlayan cihazdır. 3

10 Hava Soğutmalı Kondenserlerin Yapısı ve Sınıflandırılması Kondenserin devredeki temel işlevi, soğutucu buharından gizli yoğuşma ısısını çekerek soğutucu akışkanın sıvılaşmasını sağlamaktır. Uygun şartlar sağlanırsa kondenserdeki ısının alış verişi üç aşamada gerçekleşir. Bunlar; Kızgınlığın alınması, Soğutucu akışkanın yoğuşması ve aşırı soğutma (subcooling). Kızgın soğutucu buharını, kondenserde soğutup yoğuşturmak için sistemin büyüklüğüne göre su ya da havanın kullanılması. Soğutucu akışkan buharı, evaporatör ve kompresörden aldığı ısıyı, kondenserde su veya havaya verir. Kondenserde yoğuşmanın sağlıklı bir şekilde gerçekleşebilmesi için kondenserin birtakım teknik özellikleri taşıması gerekir. Bu özellikler; Bu özelliklerden en önemlisi kondenserin yapısında yer alan malzemelerin (boru, kanatçık veya tellerin) ısı iletkenliği yüksek metallerden seçilmiş olması Kondenserin çalışma koşulları ve korozif ortam şartları da dikkate alınarak, buna göre malzeme seçimi yapılması Verimli sayılabilecek bir kondenserden, birim hacminde, birim zaman da, fazla miktarda ısı transferini gerçekleştirmesi. Bu sebeple ısı transferinin gerçekleştirildiği yüzeyin profil yapısı ile bu yüzeyde soğutma amaçlı kullanılan su veya hava gibi akışkan tipi önem kazanır. Yukarıda saydığımız bu nedenlerden ötürü, soğutma devrelerinde kullanılan kondenserler çeşitlendirilmiş olup, genel olarak üç değişik tip kondenser uygulamalarına rastlanır. Uygulamada hangi kondenser tipinin kullanılacağı kuruluş ve işletme masrafları dikkate alınarak belirlenir. Diğer yandan hava soğutmalı kondenserlere göre su soğutmalı ve evaporatif kondenserlerde yoğuşma sıcaklığının daha düşük seviyelerde olacağı ve neticesinde veriminin de yüksek olacağı bir gerçektir. Bu nedenle, kondenser seçimi üzerine yapılacak çalışmalarda bu hususların da dikkate alınması gerekir. Kondenserler, konstrüksiyon (yapı) özellikleri bir yana bırakılacak olursa genel olarak soğutuldukları akışkanın ismiyle anılırlar: Hava ile soğutmalı kondenserler, Su soğutmalı kondenserler, Evaporatif, karma (su-hava soğutmalı) kondenserler. 1.2.Hava Soğutmalı Kondenserlerin Çeşitleri ve Kullanıldığı Yerler Soğutma sisteminde, soğutucu akışkan buharının hava ile soğutularak yoğuşmasının sağlandığı kondenser tipine, hava soğutmalı kondenser adı verilir. Soğutucu akışkan buharı, evaporatör ve kompresörden aldığı ısıyı, yüksek basınç ve sıcaklıkta kondenser yüzeyinden havaya verir. 4

11 Hava soğutmalı kondenserlerde ısının alış verişi üç aşamada gerçekleşir. Bunlar; kızgınlığın alınması, soğutucu akışkanın yoğuşması ve aşırı soğutmadır. Kızgınlığın alınmasında kondenser alanının %5 i bu işlem için kullanılır. Kondenser alanının takriben % 85 i yoğuşturma olayına hizmet eder ki kondenserin aslî görevi de budur. Kondenser yapısına bağlı olarak aşırı soğutmada (subcooling) kondenser alanının yaklaşık %10 u kullanılır. Hava soğutmalı kondenserlerde yoğuşan soğutucu akışkanı kondenserden almak ve depolamak üzere genellikle bir sıvı deposu kullanılması artık usul hâline gelmiştir. Bundan maksat kondenserin faydalı alanını sıvı depolaması için harcamamaktır. Hava soğutmalı kondenserler, uygulama biçimine göre; Tabiî çekişli (statik) Cebrî çekişli (dinamik) kondenserler, olmak üzere iki çeşittir. Bunlardan tabiî çekişli hava soğutmalı kondenserler özellikle sessiz olmaları sebebiyle ev tipi buzdolaplarında; cebrî çekişli, fanlı tip hava soğutmalı kondenserler ise daha çok ticarî amaca yönelik vitrin tipi, pastane ve şarküteri dolapları, kasap dolapları, şerbetlikler ve pencere tipi klimalarda vb. soğutucularda kullanılır. Bilhassa 1 hp ye kadar kapasitedeki gruplarda istisnasız denecek şekilde kullanılan bu tip kondenserlerin tercih nedenleri; basit oluşları, kuruluş ve işletme masraflarının düşüklüğü, bakım ve tamirlerinin kolaylığı şeklinde sayılabilir. 5

12 Ayrıca her türlü soğutma uygulamasına uygulanabilecek karakterdedirler. Ticarî soğutucular, soğuk odalar, pencere tipi klima cihazları gibi bazı uygulamalarda hava sirkülasyon (dolaşım) fanı açık tip kompresörün motor kasnağına bağlanır ve ayrı bir tahrik motoruna da ihtiyaç kalmaz Ev Tipi Hava Soğutmalı Kondenserler Ev tipi soğutucularda (buzdolapları ve derin dondurucularda) dört değişik tip kondenser uygulaması görülür; fakat bunlardan en yaygın olarak kullanılanı, telli-borulu statik (doğal akışlı) tip kondenserlerdir. Telli-borulu statik tip kondenserler, Plaka-borulu statik tip kondenserler, Kanatlı-borulu tip tabiî çekişli (statik) kondenserler, Kanatlı-borulu tip cebrî çekişli (dinamik) kondenserlerdir Telli-borulu Tip Statik Kondenserler Genellikle 3/16 veya 1/4 çapında içi ve dışı bakır kaplı demir borulardan ve şekil itibarıyla dik veya yatay tipte yapılır. 6

13 Kondenser imalâtında borular uygun boyda kesilip U şeklinde büküldükten sonra bir kalıba yerleştirilir. Her iki tarafına, ısı transfer yüzeyini artırmak amacıyla teller yerleştirilir. Sonra yine aynı kalıp içinde punta kaynak makinesi kullanılarak, soğutucu boruları tellerle kaynatılır. Tellerin görevi ısı transfer (dağıtma) yüzeyini artırmaktır. Azot gazı ile basınç kontrolünden geçen kondenser, korozyona karşı boyanır. Daha sonra azot gazı doldurularak her iki ucundan hava sızdırmaz şekilde tapalanan kondenser, kullanıma hazır şekilde piyasaya sevk edilir. Piyasada kompresörün anma gücüne göre 1/8 hp, 1/6 hp 1/5 hp hava soğutmalı ve 1/5 hp, 1/4 hp hava ve yağ soğutmalı kondenser tipleri mevcuttur. Şekil 1.3 te ev tipi soğutucularda (Buzdolabı, derin dondurucu vb.) kullanılan telliborulu tip statik kondensere örnek buzdolabı görülmektedir. 7

14 Ev tipi telli-borulu tabiî çekişli kondenser üzerindeki hava akımı beraberinde toz vb. kirleticileri de taşımaktadır. Zamanla kondenserin tel ve boru yüzeylerinde biriken kirler ısı transferini önemli ölçüde engeller. Bu; kompresörün aşırı ısı yüküne maruz kalması, verim kaybı ve aynı zamanda fazla enerji tüketimi demektir. Bunun önüne geçmek için kondenser yılda bir defa fırça ile temizlenmeli ve deterjanlı su ile yıkanmalıdır. Bazı derin donduruculu çift kapılı buzdolaplarında iki kapı arasındaki yüzeyde yoğuşmayı önlemek için elektrikli rezistans (ısıtıcı) yerine kondenser ısısından yararlanılması yoluna gidilir. Bunun için kondenser bu bölgeye boru şeklinde girer ve çıkar. Bu uygulama sistemin verimini artıracağından enerji ve verim sınıflandırılmasında dolabının bir üst sınıfta yani daha az enerji tüketen grupta yer almasını sağlar Plaka-Borulu Tip Statik Kondenserler ve Kullanım Alanları Kondenser boruları, geniş ısı transferi yüzeyine sahip ince sac plaka üzerine lehimlenerek kondenser gerçekleştirilir. Yaygın olarak sandık tipi derin dondurucularda kullanılan kondenser tipidir. Bu tip kondenserler bazen dolabın gövde arka veya yan iç yüzeyine ve izolasyon örtüsü dışına yerleştirilir. Bazı soğutucularda kondenser, gövdeyle birlikte mono blok (birleşmiş) yapıdadır. Bu yüzden kondenser arızalarının birçoğunda gövdenin de değişmesi gerekebilir. Konstrüksiyon yapıları itibarıyla diğer tiplere göre ısı transfer yüzeyleri daha azdır ve bu nedenle verimleri de düşüktür. Budan dolayı geniş yüzey alanı gerektiren uygulamalar dışında pek kullanılmazlar Kanatlı-borulu Tip Tabiî Çekişli (Statik) Kondenserler Isı transfer yüzeyi ince sac kanatçıklar eklenerek artırılmış ve kanatçıkların içinden soğutucu borularının geçirilmesiyle elde edilen kondenser tipidir. Kanatçık ve borular akışkanın cinsine göre bakır veya çelikten imal edilir. 8

15 Hava soğutmalı kondenserler, halokarbon (freon türevi) soğutucu akışkanlar için genellikle bakır boru ve alüminyum kanat tertibinde, bazen de bakır boru ve bakır kanat ve bakır veya çelik boru ve çelik kanat tertibinde imal edilirler. Alüminyum alaşımı boru ve kanat imalâtlara da rastlamak mümkündür. Kanatlı - borulu tip tabiî çekişli kondenser uygulamalarına özel uygulamalar hariç pek rastlanmaz. Özellikle sessiz çalışması sebebiyle, hâlen lüks otel odaları için tercih edilen, soğutucu olarak amonyağın kullanıldığı küçük hacimli, absorpsiyonlu soğutucularda kanatlı - boru tipi tabiî çekişli kondenserler kullanılır Tabiî Çekişli Hava Soğutmalı Kondenserler ve Özelikleri Statik hava soğutmalı kondenserlerde hava, kondenserin üstünde konveksiyon (taşınım) yoluyla hareket eder. Hava, ılık kondenser yüzeyine temas edince, ısıyı soğurur ve ısınarak yoğunluğu düşen hava yükselir. Bu, alttaki soğutucu havaya yükselebildiği kadar yükselme ve hava hareketiyle de kondenser ısısını soğurma imkânı verir. Doğal çekişli hava soğutmalı kondenserler üç tipe ayrılır. Bunlar; Boru-kanatçık tipi, Telli-borulu tip, Boru-plaka tip şeklindeki kondenserlerdir. Doğal çekişli hava soğutmalı kondenserlerin kısıtlı uygulama imkânı vardır. Hava çok yavaş hareket ettiği için kondenserden ısıyı çok hızlı bir şekilde soğuramaz. Bu yüzden geniş ısı transfer yüzeyine ihtiyaç duyulur. En yaygın kullanılan yerlerden biri ev tipi buzdolaplarıdır. Bu kondenser tipi ucuzdur, imalâtı kolaydır ve çok az bakım gerektirir Cebri Çekişli Hava Soğutmalı Kondenserler ve Özellikleri Kondenser yüzeyindeki hava hareketi artırılarak kondenser kapasitesi artırılabilir. Hava akımını artırmak için fan eklenmiştir. Bu tip kondenserler genellikle kanatlı-borulu yapıdadır ve birçoğunda fan devir ayarı termostatik olarak soğutma yüküne göre ayarlanabilmektedir. Tabiî çekişli kondenserlerden farklı olarak, cebrî hava soğutmalı tip daha büyük soğutma yükleri için daha kullanışlıdır. Kullanımını kısıtlayıcı nedenlerin 9

16 başında, maliyetinin yüksek oluşu, fazla yer kaplaması ve gürültülü çalışması gelir. Hava soğutmalı kondenserlerde ya pervaneli tip fan ya da santrifüj fan kullanılır. Fanın seçimi, hava direnci, ses düzeyi, yer gereksinmesi vb. gibi tasarım şartlarına bağlıdır. Kanatlı - borulu tip statik kondenserde, birim yüzeydeki ısı transferini artırmak amacıyla, cebrî hava hareketinin, fan kullanılarak gerçekleştirildiği kondenser tipidir. Son yıllarda ev tipi soğutucularda da kullanılmakla beraber fanın gürültüsü nedeniyle ev ortamında pek tercih edilmezler. Günümüzde, en sık rastlanan ve daha çok ticarî uygulamalara yönelik, gücü 5 hp ye kadar olan bütün soğutma devrelerinde tercih edilerek kullanılan kondenser tipidir. Vitrin tipi soğutucular ve şişe tipi soğutucular, şerbetlikler, pencere ve split tip klimalar en çok uygulama alanlarıdır. Cebrî hava ile soğutmalı kondenserler, halokarbon soğutucu akışkanlar için genellikle bakır boru - alüminyum kanat tertibinde, bazen de bakır boru - bakır kanat ve bakır veya çelik boru - çelik kanat tertibinde imal edilirler. Alüminyum alaşımı boru ve kanat imalâtlara da rastlamak mümkündür. Kullanılan boru çapları 1/4 ile 3/4 arasında değişmektedir. Kanat sayısı beher metrede 160 ile 1200 olarak 2,5 m/s hava arasında değişir, fakat en çok kullanılan sıklık sınırları 315 ile 710 arasında kalmaktadır. Bu tip hava ile soğutmalı kondenserlerin ısı geçiş alanı ihtiyacı ortalama geçiş hızında, beher ton/frigo (3024 kcal/h) için 9 ile 14 m 2 arasında değişmektedir. Çok küçük, tabiî hava akışlı kondenserler hariç tutulursa hava ihtiyacı ortalama beher kcal/h için 0,35 ile 0,70 m 3 /h arasında değişmektedir. Resim 1.6 da ticari tip (Vitrin tipi, market tipi, şerbetlik, sebil vb) uygulamalarda karşımıza çok çıkan fanlı tip kondenserin kompresör ile gruplandığı yapı görülmektedir. Çeşitli güçlerde ve farklı uygulamalarda (emme basınçlarına göre) kullanılmak üzere hazırlanan paket tipi bu gruplar piyasada bulunmaktadır. 10

17 Büyük kapasiteli soğutma sistemlerinde ısı yükünün sistemden uzaklaştırılabilmesi için fazla miktarda hava hareketine ihtiyaç duyulur. Bu hava hareketini sağlayacak fan motor gücü beher 1000 kcal/h için 0,03 ile 0,06 hp civarında olmaktadır. Fan devirleri 900 ile 1500 dev/d arasındadır. Kondenser fanları genellikle aksiyal tip olup sessizlik istenen yerlerde radyal tip kullanılır. Soğutucu akışkan yoğuşma sıcaklığı ise hava giriş sıcaklığının ºC üzerindedir. Genelde boruların durumu, kanat aralıkları, derinlik (boru sırası) alın alanı gibi dizayn özellikleri hava debisi ihtiyacını, hava direncini ve dolayısıyla fan büyüklüğü, fan motor gücünü ve hatta grubun ses seviyesiyle maliyetleri etkiler. Bugünkü kondenser tasarım şekli sıcak soğutucu akışkanın üstten bir kolektörle birkaç devreye verilmesi, yoğuştukça ağırlığı ile aşağı doğru inmesi ve aşırı soğutma sağlanarak yine bir kolektörden alınması şeklindedir. Resim 1.7 de açık havaya, bir binanın yanına veya terasına monte edilebilen fanlı, kanatçık - boru tipinde, hava soğutmalı kondenserler görülmektedir. Böyle açık hava yerleşimlerinde soğutucu olarak havanın, açık hava sıcaklığında yeterli miktarda sağlanması mümkün olur. Böylece bina içinde arzu edilmeyen sıcaklıklar önlenmiş olur. 11

18 Serpantinden geçen hava hareketi ya kayış tahrikli santrifüj bir fan ya da doğrudan tahrikli pervane tip bir fanla gerçekleştirilir. Düşük devirli geniş kanatçıklı pervane, istenen hacimdeki havayı, aşırı gürültü yapmaksızın serpantinin üstüne doğru hareket ettirir. Hava soğutmalı kondenserler, kompresörlerle birlikte (Resim 1.6) gruplandırılabildiği gibi kompresörden ayrı, uzak bir mesafede tertiplenmiş (split kondenserler) olarak da kullanılmaktadır (Resim 1.7). Şekil 1.6 da da dış ünite olarak adlandırılan yatay olarak montajı yapılmış fanlı tip hava soğutmalı kondenser görülmektedir. Hava soğutmalı kondenserler kullanıldıkları devrenin özelliğine ve ısıl yüküne bağlı olarak (özel durumlar hariç) standart ölçülerde üretilmektedirler. Kondenserlerden beklenen, gelişebilecek ağır ortam şartlarında da verimli çalışabilmeleridir. Bu nedenle kondenser seçimi yapılırken sistemde kullanılacak soğutucu akışkanın türü ve ağır yük koşulları da dikkate alınır. Diğer taraftan birim hacimden daha fazla ısının dış ortama transferi, 12

19 kondenserin konstrüksiyonu kadar kullanılan malzemeyle de yakından ilgilidir. Örneğin; freon türevi soğutucu akışkanlar için kondenserler bakır boru ve alüminyum kanatlı olarak imal edilmektedir. Soğutucu akışkanın kısa sürede yoğuşmasını sağlamak üzere yüksek verimli aksiyal fan veya fan grupları, cihaz üzerine monte edilir. Resim 1.8 de R-22 nin kullanıldığı hava soğutmalı kondenser grubu görülmektedir. 32 ºC dış ortam hava sıcaklığında kondenser 280 kw/h (240,000 kcal) ısı transfer gücüne sahiptir. Bu şartlarda kondenserde yoğuşma sıcaklığı 45 ºC dir. Kaplama saçları galvanizli çelikten yapılmıştır. Kondenser 30 bar basınçta test edilmiş giriş ve çıkış bağlantıları bakır boru olup ağızları kapatılmıştır. Fanlar aksiyal fan olup, 220V, 50Hz, 1500 dev/dk motorlara bağlanmışlardır. Fanlar termostatik kontrollü olup ısı yüküne göre devirleri dev/dk aralığında ayarlanabilmektedir. Fanlar - 40 C, +70 C aralığında çalışabilirler ve ses (gürültü) seviyeleri db arasındadır Hava Soğutmalı Kondenserler Avantajları ve Uygulama Alanları Soğutma çevriminde, soğutucu akışkan buharının hava ile soğutularak yoğuşmasının sağlandığı kondenser tipine hava soğutmalı kondenser adı verilir. Soğutucu akışkan buharı, evaporatör ve kompresörden aldığı ısıyı, yüksek basınç ve sıcaklıkta kondenser yüzeyinden havaya verir. Genellikle gücü 1 hp ye kadar olan soğutma devrelerinin hemen hemen hepsinde, 5 hp ye kadar olan kompresör ve kompresör grupları ile donatılmış soğutma devrelerinin büyük çoğunluğunda hava soğutmalı kondenserler kullanılır. Bu tip kondenserlerin tercih nedenleri (avantajları); Basit oluşları, Kuruluş ve işletme masraflarının düşüklüğü, Bakım ve tamirlerinin kolaylığı şeklinde sayılabilir. Ayrıca her türlü soğutma uygulamasına uyarlanabilecek yapıdadırlar. Ev tipi ve ticarî soğutucular, soğuk odalar, pencere tipi klima cihazları, vb. başlıca uygulama alanlarıdır. 13

20 Hava soğutmalı kondenserler, grup tertip şekline göre, kompresör ile birlikte gruplanmış ve kompresörden uzak bir mesafeye konulacak tarzda tertiplenmiş (split kondenser) olmak üzere iki sınıfa ayrılmaktadır. Kondenserden hava geçişi düşey ve yatay yönde olacak tarzda tertiplenebilir. Diğer yandan, hava fanı, havayı emici veya itici etkiyle hareketlendirecek şekilde konulabilir. Soğutma çevriminin verimli olabilmesi birim zamanda kondenser üzerinden transfer edilen ısı miktarı ile ilgilidir. Bu yüzden özellikle frigorifik araç ve araç klimalarında kondenserin hem malzeme hem de konstrüksiyonu büyük önem taşır. Şekil 1.7 de otomobil klimalarında kullanılan kondenser ve kondenser fanı ve davlumbazı görülmektedir. Böyle bir uygulamada davlumbaz, cebri hava hareketini kondenser üzerinde yoğunlaştırarak küçük hacimlerde oluşan büyük ısı yüklerini karşılamada yardımcı olur. Resim Otomobil kondenseri ve fan grubu 14

21 Hava Soğutmalı Kondenserlerde Soğutucu Buharının Yoğunlaştırılması Hava soğutmalı kondenserlerde ısı transferi üç safhada gerçekleşir, bunlar sırasıyla; Kızgın soğutucu buharından kızgınlığın alınması, Soğutucu buharından gizli yoğuşma ısısını çekerek, yoğuşturma, Aşırı soğutma (subcooling) dır. Kondenser alanının yaklaşık % 85 i yoğuşma olayına hizmet eder ki kondenserin asıl görevi de budur. % 5 civarında bir alan kızgınlığın alınmasında ve % 10 ise aşırı soğutmaya (subcooling) hizmet eder. Grafik 1.1 de kondenserde ısı transferi (bc, cd ve de) görülmektedir. Hava soğutmalı kondenserlerde yoğuşan soğutucu akışkanı kondenserden almak ve depolamak üzere genellikle bir sıvı deposu (receiver) kullanılır. Bunun amacı, kondenserin faydalı alanını sıvı depolamak için harcamamaktır. Havalı soğutmalı kondenserler, freon türevi soğutucu akışkanlar için genellikle bakır boru-alüminyum kanat yapısında, bazen de bakır boru-bakır kanat ve çelik boru-çelik kanat yapısında üretilirler. Son yıllarda alüminyum boru-alüminyum kanat imalâtlarına da rastlamak mümkündür. Hava soğutmalı kondenserlerde soğutucu buharının yoğuşma sıcaklığı, hava giriş sıcaklığının ºC üzerinde gerçekleşmektedir. 15

22 Hava Kullanmanın Sebepleri Hava, ısı alınabilen veya istendiğinde de ısı verilebilen, korozif etkileri suya göre daha düşük ve daha temiz ve her şeyden önemlisi bol ve kullanımına bir bedel ödenmeyen sürekli bir kaynaktır. Bu nedenlerden ötürü hava tercih edilerek kullanılır. Özellikle soğutma yükü 5 hp ye kadar olan soğutma devrelerinin büyük çoğunluğunda hava soğutmalı kondenserler kullanılır. Hatta günümüzde gerekli kondenser soğutma hacmine uygun alanın bulunduğu yerlerde çok daha büyük soğutma kapasitesine sahip sistemlerde de uygulamaları görülmektedir. Bu tip kondenserlerin tercih nedenleri (avantajları) basit oluşları, kuruluş ve işletme masraflarının düşüklüğü, temizlik, bakım ve tamirlerinin kolaylığı şeklinde sayılabilir. Diğer taraftan her türlü soğutma uygulamasına uyarlanabilecek yapıdadırlar. Ev tipi ve ticarî soğutucular, soğuk odalar, pencere tipi klima cihazlarından büyük kapasiteli klima sistemleri başlıca uygulama alanlarıdır. Şekil 1.8: Merkezi iklimlendirme sisteminde hava soğutmalı kondenser Kondenser Kapasitesine Ortam Sıcaklığının ve Basıncının Etkisi Bir soğutma sisteminin bekleneni verebilmesi, büyük ölçüde yoğuşma basıncının ve sıcaklığının belirli sınırlar arasında tutulmasıyla mümkün olur. Bu ise kondenserin çalışma rejimi ile ilgilidir. Aşırı yoğuşma ve sıcaklığın düşürülmesi, kondenserin yeterli soğutma alanına sahip olmasıyla ilgili olduğu kadar hava devresinde yeterli debi ve sıcaklıkta havanın bulunmasıyla da ilgilidir. 16

23 Şekil 1.9: Yeterli hava debisini sağlamak amacıyla tertiplenmiş kondenser uygulaması Kondenserde akışkan soğutucu buharının yoğunlaştırılması için kullanılan havanın sıcaklığı ve miktarı, kondenserin verimli çalışabilmesi bakımından önemlidir. Havanın sıcaklığı düşük, kondenser üzerinden akan miktarı çok, akma hızı fazla olursa, yoğunlaştırılacak olan soğutucu buharını, kompresörde fazla sıkıştırmaya gerek kalmadan sıvılaştırmak mümkün olacaktır. Bu da birim enerji için soğutma veriminin artması demektir Ev ve Ticari Tip Soğutucularda Kondenser Değişimi Çalıştığınız ürünün enerji bağlantısını kesiniz. Boru kesici ile kompresörün servis borusunu kesiniz. Sistemdeki (varsa) tüm soğutucu maddenin boşaltılmasını sağlayınız. Gazı toplama ünitesine aktarınız. Kondenserin iki uç bağlantısını keserek, kondenseri kabinden çıkarınız. Yeni kondenseri kabinin arka kısmına takınız. Kondenser borularını kesmiş olduğunuz yere göre ayarlayarak birbirine lehimleyiniz. Kondenserin filtre-drayere bağlantısını yapmadan önce eski filtre-drayeri çıkartarak yenisini kullanınız. Yeni filtre-drayerin uçlarının kapalı olmasına dikkat ediniz. Eğer daha önceden açılmış ise bunu kullanmayınız. Boruyu drayer içerisine yerleştirirken yeterli uzunlukta sokmaya, ancak drayer içerisindeki filtre elemanına temas ettirmemeye dikkat ediniz. Boru ucunun temiz olmasına dikkat ederek filtre-drayeri boruya kaynak yapınız. Hava ile soğutma yapılan kondenserlerde en az 20 cm genişliğinde bir boşluk bırakılarak, iyi bir hava dolaşımı sağlanmalıdır. Bu özellikteki kondenserlerde güneş ışınlarından, sıcak ve tozlu ortamlardan kaçınılmalı ve temizleme imkânı olacak şekilde montaj yapılmalıdır. 17

24 Kondenserde Havanın Etkisi Kompresörün sürekli çalışması sonucu evaporatörden soğutucu gazı çekmesi ve evaporatöre genişleme supabından yeterli sıvının akmaması durumunda, evaporatörde vakum meydana gelir. Bu nedenle sistemin ek yerlerinden sistem içine hava karışabilir. Bundan başka boru sisteminin bazı kısımları değiştirilirken de sistemde hava kalabilir. Kondenser boruları içindeki havanın sakıncaları şöyle sıralanabilir : Hava çok küçük ısı iletkenlik kat sayısına sahiptir. Kondenser boruları çevresini saran hava molekülleri, boruların içindeki sıcak gazdan soğutma suyunun ısı akışını önler. Böylece yoğunlaştırma güçleşir. Hava kompresördeki makine yağının viskozitesini değiştirir. Hava içindeki oksijen, kondenser borularını oksitleyerek, dayanıksız kılar.kompresörde soğutucu gaz, yoğunlaşma basıncına kadar sıkıştırılır. Ancak gaz içine hava karışmış ise havanın kısmî basıncından dolayı soğutucu gazın kısmî basıncı, yoğunlaşma için gerekli doygunluk basıncına erişmemiş olur. Gaz yoğunlaşamaz. Örneğin; amonyağın 30 C ta yoğunlaşabileceği basınç 11,895 kg/cm² dir. Soğutucu gaz kompresörde söz konusu değere kadar sıkıştırılır. Gaz içine 3 kg/cm² lik hava karışmış ise amonyağın kısmî basıncı 11,895 3 = 8,895 kg/cm² olur. Bu basınçta amonyak yoğunlaşmaz. Amonyağın yoğunlaşabilmesi için 3 kg/cm² lik kısmî basınca sahip olan hava ile birlikte 11, = 14,895 lik basınca kadar sıkıştırılması gerekir. Bu değer çok yüksek olduğundan, kompresörü fazla çalıştırmak için fazla enerji gerektirir. Ayrıca yüksek basınç da sistem için sakıncalı olabilir Kondenser Arızaları Borularda ve Kanatçıklarda Blokaj (Tıkanma) Bir soğutma ünitesinin kondenseri, toz, toprak, böcekler, yapraklar, otlar ve başka maddelerle tıkanırsa, kondenserin ısı transfer kapasitesi düşer. Bunun neticesinde kompresörün basma basıncı artar, çektiği akım yükselir ve devrenin soğutma kapasitesi düşer. Bunlar, ünite yeterince ısınıp devre dışı kalana dek sürer. Kondenser yavaş yavaş tıkandığı için, devrenin bir süre aşırı yükte, yüksek basınç devre kesmesi olmadan çalışması da mümkündür. Bu, yüksek işletme maliyetine neden olacaktır. Şekil 1.10: Hava soğutmalı kondenser temizliği ve kanatçıkların düzeltilmesi 18

25 Soğutma ve iklimlendirme ünitelerinin tam kapasitede çalışabilmesi için her mevsiminin başlangıcında, özellikle yüksek sıcaklıklı mevsime yaklaşan ilkbaharda baştan aşağı temizlenmelidir. Kondenser genelde sert bir fırça ile veya yüksek hava emişli bir temizleyici ya da püskürtmeli bir sistemle temizlenebilir. Bu sırada, kanatçıkların eğilmemesine dikkat edilmelidir. Sanayi bölgelerinde bulunan soğutma devrelerinin kondenserleri, baca gazları ve diğer havaya karışan kir, yağ ve benzeri maddelerle yüzeysel olarak kaplanır. Özellikle kondenser yüzeyinde oluşan kirli yağ tabakası (filmi), havada uçuşan diğer kirlerin kondenser yüzeyine yapışmasına neden olur. Bu şekildeki bir kondenserde ısı transferi önemli ölçüde düşmüştür ve kondenserin vakit geçirilmeden temizlenmesi gerekir. Böyle bir durumda, kondenser için korozif olmayan temizleyici kimyasallardan, örneğin, sıvı deterjan ve sudan yararlanılır. Çoğu temizleme işleminde çok hassas olan kanatçıklar mekanik deformasyona uğrayarak ezilirler. Ezilen kanatçıklar arasında yeterli hava akımı sağlanamayacağından kondenserin verimi düşer. Dolayısıyla ezilen kanatçıkların düzeltilmesi gerekir. Bu işlem için kondenser kanat ölçüsüne uygun taraklar kullanılır Kondenser Yüzeyinde Mekanik Deformasyon Uçan cisimlerin fan ile kondenser arasına girip sürtünmesiyle kanatçığa verdiği zarar, çoğunlukla bir kanatçık tarağı ile düzeltilebilir. Aksi takdirde kondenser yüzeyinde karşı basınç oluşacağı ve yeterli havanın kondenser üzerinden istenilen ısıyı çekemeyeceğinden kondenser kapasitesi düşecek dolayısıyla verim ve soğutma kapasitesi de düşecektir. Çoğu kondenser bir sac muhafaza içindedir ve hava hareketinden maksimum fayda sağlamak üzere bir davlumbazla teçhiz edilmiştir. Özellikle fan ve fan motorundan kaynaklanan vibrasyon zamanla davlumbazın sac muhafazadan ayrılmasına veya yırtılmasına neden olmaktadır. Bu da kondenser üzerindeki hava hareketini azaltacağından kondenserin verimini düşürmektedir. Yıllık bakım periyotları içinde kondenser yapısının ve bağlantı noktalarının kontrol edilmesinde fayda vardır Korozyon Endüstriyel alanda çalışan soğutma devreleri, dış ortam şartlarının yanında, bulunduğu şartların da korozif etkisi altındadır. Endüstride kullanılan birçok kimyasalın buharı ve özellikle baca gazlarının birçoğu korozif etkiye sahiptir. Baca gazlarının, atmosferik ortamdaki rutubet içinde çözünerek, asit yağmuru şeklinde yüzeyde yoğuşması sonucu, özellikle dış ortamda açıkta çalışan kondenser devreleri üzerinde korozif etkisi görülür. Ayrıca soğutma devresinin büyüklüğü ve çeşitli metallerden teçhiz edilmesinden dolayı da, elektrokimyasal korozyon söz konusu olur. Bu tip korozyon metalik yapı malzemesinin değişik cinsli olarak kullanılması veya metallerin bir başka metalle kaplanması hâlinde görülür. (Örneğin; bakır borulu - alüminyum kanatçıklı bir kondenserde farklı iki metal arasında elektrokimyasal korozyon söz konusudur.) 19

26 Hava soğutmalı bakır boru - alüminyum kanatlı kondenserin ömrü, önlem alınmadığı takdirde, cihaz sac aksamı kadar uzun ömürlü olamamaktadır. Korozif ve ısıl etkilerden ötürü en fazla 5 6 yılsonunda alüminyum kanatçıklar hızla bakır boruların etrafından çürüyerek dökülmektedir (deniz üstü veya denize yakın konumlu mekânlar veya endüstriyel fabrika ortamlarında çok daha kısa süre içinde). Azalan kondenser yüzey alanı sonucu cihazlar, daha yüksek yoğuşma basınçlarında çalışmak zorunda kalmaktadır. Resim 1.10: Korozyona uğramış kondenser Dolayısıyla soğutma kapasiteleri düşmekte, çekilen elektrik enerjisi artmakta ve yüksek basınç problemleri neticesinde cihazlar sık sık arızalanmaktadır. Son yıllarda korozyona önlem olarak alüminyum borularda ve kanatçıklarda ısı transferini azaltmayacak şekilde kaplama teknikleri geliştirilmiştir. Bunlardan biri de eloksallı katosferik kaplama tekniğidir Kondenserin Bakım ve Arızalarında Kullanılan Takımlar Kondenserlerin kanatçık ve boru yüzeyleri özellikle hava hareketi ile taşınan kirleticilerin (Toz, yağ, vb.) etkisinde kalır. Zamanla birikme eğiliminde olan bu kirleticiler bir süre sonra kondenser kapasitesinin düşmesine ve sonrasında da sistemin gerekli ısı yükünü karşılayamamasına neden olur. Bu durumda kondenser, kondenser fanı ve davlumbazın periyodik aralıklarla temizlenmesi, bakıma alınması gerekir. İşte bu gibi işlerde sisteme zarar vermeden temizlik için bir takım araç ve malzemeler kullanılır. Resim 1.11: Bakır tüp tip borulu kondenserlerin temizliğinde kullanılan fırçalar 20

27 Resim 1.12: Amonyağın kullanıldığı kondenserlerin temizliğinde kullanılan metal fırçalar Resim 1.13: Konderser finlerinin düzeltilmesinde kullanılan tarak 21

28 UYGULAMA FAALİYETİ UYGULAMA FAALİYETİ Hava Soğutmalı Kondenserlerin Bakım ve Montajını Yapmak İşlem Basamakları Öneriler Aşağıda listesi verilen malzemeleri ev, iş, okul ve piyasadan temin ediniz. Malzemeler o Hava soğutmalı kondenser o Azot tüpü o Açık ağızlı anahtar takımı o Tornavida takımı o Oksi-gaz kaynak takımı o Kaynak teli ve pastası Hava soğutmalı kondenseri ve azot tüpünü hazırlayınız. Azot tüpünün hortumunu hava soğutmalı kondensere bağlayınız. Azot tüpünü açarak hava soğutmalı kondenseri temizleyiniz. Azot tüpünü,kondenseri rahat ve güvenli çalışacagınız bir alana getiriniz. Azot tüpünün hortumunu kondensere bağlanması esnasında hortumun,kondenserin ve kendinizin hasar görmemesi için dikkatli çalışmalı ve uygun takım kullanmalısınız. Kondenserin ağzını boş bir alana tutarak azot tüpünü yavaş açmalı böylece zararlı bir ortam oluşmasını engellemelisiniz. 22

29 Azot tüpünün hortumunu hava soğutmalı kondenserden çıkartınız. Hava soğutmalı kondenseri soğutma devresi üzerindeki yerine getirerek vidalarını tutturunuz.açık ağızlı anahtar takımı ile vidaları sıkıştırarak kondenseri sabitleyiniz.oksi-gaz kaynağı ile kaynağını yaparak hava ile kaçak testini yapınız. Azot tüpünün hortumunu kondenserden çıkartırken dikkatli çalışmalı ve uygun takım kullanmalısınız. Soğutma devresi üzerine kondenseri getirerek vidalarını takın ve düzgünlüğünü gözlemleyiniz.açık ağızlı anahtar takımı ile vidalarını sıkınız ve kondenserin sağlamlığını kontrol ediniz. Oksi-gaz kaynak takımı ile kondenserin kaynağını dikkatlice yapınız. Soğutma devresini hava ile kaçak testine tutarak kondenserin durumunu gözlemleyiniz. 23

30 ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME 1. Aşağıdaki kondenserlerden hangisi ev tipi buzdolaplarında bulunur? A)Fanlı hava soğutmalı kondenser B)Telli borulu hava soğutmalı kondenser C)İç içe çift borulu kondenser D)Yatık tertipli boru dış zarf tipi kondenser E) Dik tertipli boru dış zarf tipi kondenser 2. Aşağıdakilerden hangisi kondenserin görevlerinden değildir? A) Kızgınlığın alınması B) Aşırı soğutma C) Yoğuşturma D) Sıvılaştırma E) Buharlaştırma 3. Aşağıdakilerden hangisi hava soğutmalı kondenser çeşitlerindendir? A) Kanatlı borulu tabii çekişli kondenser B) İç içe çift borulu kondenser C) Helisel serpantin-dış zarf tipi kondenser D)Yatık tertipli boru dış zarf tipi kondenser E) Dik tertipli boru dış zarf tipi kondenser 4. Aşağıdakilerden hangisi soğutma devresinde yoğuşturucu olarak kullanılır? A) Kompresör B) Evaporatör C) Kondenser D) Genleşme valfi E) Filtre kurutucu 5. Aşağıdakilerden hangisi hava soğutmalı kondenserlerin temizliğinde kullanılır? A) Sert bir fırça B) Kondenser tarakları C) Yüksek hava emişli temizleyici (elektrik süpürgesi) D) Temizleyici kimyasallar E) Hepsi 24

31 6. Aşağıdakilerden hangisi hava soğutmalı kondenser çeşitlerinden değildir? A) Boru-kanatçık tipi kondenser B) Telli-borulu tip kondenser C) Boru-plaka tip kondenserler D) Fanlı boru-kanatçık tipi kondenserler E) Borulu serpantin dış zarf tipi kondenser DEĞERLENDİRME Cevaplarınızı cevap anahtarıyla karşılaştırınız ve doğru cevap sayınızı belirleyerek kendinizi değerlendiriniz. Yanlış cevapladığınız konularla ilgili öğrenme faaliyetlerini tekrarlayınız. 25

32 DEĞERLENDİRME ÖLÇEĞİ Hava soğutmalı kondenserin montajını yapmak GÖZLENECEK DAVRANIŞLAR Malzeme listesini eksiksiz bulabildiniz mi? Azot tüpünün hortumunu kondensere bağlayabildiniz mi? Kondenseri azot ile temizleyebildiniz mi? Soğutma devresi üzerine kondenseri düzgün şekilde bağlayabildiniz mi? Kondenserin bağlantı vidalarını sıkabildiniz mi? Soğutma devresi üzerine kondenserin kaynağını düzgün şekilde yapabildiniz mi? Soğutma devresini hava ile kaçak testine tutarak kondenseri gözlemleyebildiniz mi? Değerlendirme Evet Hayır DEĞERLENDİRME Kontrol listesindeki her Hayır cevabı ilgili konuyu tekrar gözden geçirmeniz anlamına gelir. 26

33 ÖĞRENME FAALİYETİ - 2 AMAÇ ÖĞRENME FAALİYETİ -2 Su soğutmalı kondenserin çalışma prensibini, çeşitlerini kullanıldığı yerleri öğrenerek bakım ve montajını yapabileceksiniz.. ARAŞTIRMA Su soğutmalı kondenserleri piyasa ve internet ortamında araştırarak teknik özelliklerini not alınız. Su soğutmalı kondenserlerde suyun görevini ve kullanılan suyun temizliğinin önemini araştırınız. 2. SU SOĞUTMALI KONDENSERLER 2.1. Su Soğutmalı Kondenserlerin Tanımı Soğutma çevriminde, soğutucu buharının su ile soğutularak yoğuşmasının sağlandığı kondenser tipine su soğutmalı kondenser adı verilir. Soğutucu akışkan buharı, evaporatör ve kompresörden aldığı ısıyı, yüksek basınç ve sıcaklıkta kondenser yüzeyinden suya verir Su Soğutmalı Kondenserlerin Çeşitleri ve Kullanıldığı Yerler Su soğutmalı kondenserlerin yapılışı ve uygulamasında boru malzemesinin ısıl geçirgenliği, kanatlı boru kullanıldığında kanat verimi, soğutma sisteminde kullanılan suyun kirlenme durumu, su devresinin basınç kaybı ve soğutucu akışkanın aşırı soğutulmasının seviyesi gibi hususlar dikkate alınır. Özellikle temiz suyun bol miktarda, ucuz ve düşük sıcaklıkta bulunabildiği yerlerde gerek kuruluş ve gerekse işletme masrafları yönünden en ekonomik kondenser tipi olarak kabul edilebilir. Büyük kapasiteli soğutma sistemlerinde genellikle tek seçim olarak düşünülür. Özellikle büyük miktarda buzun üretildiği soğutma tesislerinde, büyük hacimli soğuk depolarda, merkezî tip klima santrallerinde tercih edilerek kullanılır; fakat günümüzde yüksek ısı geçirme özelliği sağlanan hava soğutmalı kondenserlerin yapılmasıyla 100 ton/frigori kapasitesine kadar bunların da kullanıldığı görülmektedir. (Frigori: Atmosferik basınçta ve 15 ºC sıcaklıktaki 1 kg suyun sıcaklığını 1 ºC azaltmak veya artırmak için gerekli ısı miktarıdır.) 27

34 Kondensere gönderilen suyun miktarı, giren su sıcaklığı ile kondenserden çıkan su sıcaklığı ölçülerek ayarlanır. Ölçülen iki değer arasındaki sıcaklık farkı 3 ºC ile 6 ºC arasında ise su miktarı normaldir Su Soğutmalı Kondenser Çeşitleri Su soğutmalı kondenserin dizaynı ve uygulamasında, boru malzemesinin ısıl geçirgenliği, kullanılan suyun kirlenme katsayısı, kanatlı boru kullanıldığında kanat verimi, su devresinin basınç kaybı, soğutucu buharının soğutulmasının seviyesi gibi hususlar göz önünde bulundurulur. Su soğutmalı kondenserler değişik şekillerde ve konstrüksiyonda yapılmakta olup genel tipleri şunlardır: Dik tertipli boru - dış zarf tipi (shell and tube), Yatık tertipli boru - dış zarf tipi (shell and tube), Helisel serpantin - dış zarf tipi (dik ve yatık tipleri), İç içe çift boru (double pipe) tipi. Bunlardan hangi tipin kullanılacağı ısıl yük, soğutucu akışkan cinsi, soğutma suyu sıcaklığı, debi, basınç ve temizlik durumlarıyla, yer durumuna, soğutucu akışkan ve su devrelerinin servis bakım şartlarına göre değişebilir. Şekil 2.1: Dik boru-dış zarf tipi su soğutmalı kondenser 28

35 Dik Tertipli Boru - Dış Zarf Tipi Kondenserler Özellikle yer gereksininin az olması nedeniyle büyük kapasiteli amonyak kondenseri uygulamaları için tercih edilebilir. Ayrıca, su dağıtım şekli daha basit ve her tür su kaynağı (kule, şebeke, havuz, vb. gibi) ile kullanılabilir durumdadır. Sıvılaşan soğutucu akışkanı daha az bir yükseklik seviyesinde toplamak mümkündür. Su devresinin temizlenmesi basittir. Su basınç kayıpları daha düşük tutulabilir. Şekil 2.1 de dik tertipli boru dış zarf tipi kondenser görülüyor. Su, kondenserin üstünden dağıtılır, her borudan geçerek aşağı yüzeye akar. Bu tip kondenserler, normalde orta boy veya büyük boy amonyak tesislerinde kullanılır. Avantajları, düşük bakım maliyeti ve çalışma sırasında borulara kolay ulaşılabilmesidir. Bu kondenser (su soğutmalı), dört tipin en düşük verimlisidir. Uygulamada kullanılan ölçüler 40 ile 150 cm çap ve 3 ile 5 m yükseklik sınırları arasında olup su geçiş boruları genellikle dikişsiz, 2 inç çapta ve 20 ile 400 adet arasında değişmektedir Yatık Tertipli Boru - Dış Zarf Tipi Kondenserler Şekil 2.2: Yatık tertipli boru-dış zarf tipi kondenser Çok geniş kapasite sınırlarında yapılan ve uygulanan bu tip kondenserler bugün soğutma sahasında kullanılan, kondenser kapasitesi en yüksek kondenserdir denilebilir. Genel tasarım şeklinde, soğutucu akışkan dış zarf tarafında ve su boru demetinin içinden geçecek şekilde tertiplenir. Bunun en açık nedeni, soğutucu tarafındaki film katsayısının su tarafına göre çok daha düşük olması ve bu nedenle soğutucu akışkan tarafında daha geniş ısı geçiş alanına ihtiyaç olmasıdır. Bunun sağlanabilmesi için boru demetini meydana getiren boruların dış yüzeyinde kanatçıklar oluşturulur. Bu kanatçıklar borunun kendi bünyesinden özel bir işlemle çıkarılabileceği gibi sonradan geçirme veya sarma suretiyle de yapılabilir. Kondenser boruları, kondenser aynalarına makineto ile sıkılarak sızdırmazlık sağlanır. Kondenserler, tek aynalı olarak, Şekil 2.2 de görüldüğü gibi U tipi firkete borular kullanılarak yapılabildiği gibi (bu takdirde boruların su tarafı mekanik yöntemlerle 29

36 temizlenemez) çift aynalı (Şekil 2.6 da), düz borular kullanılarak ve her iki taraftan makineto çekilerek de yapılmaktadır. Bazı amonyaklı tip kondenserlerde boruların aynalara kaynaklı tespit edildiği de görülür. Daha çok ticarî ve endüstriyel uygulamalar için tercih edilen yatık tertipli boru-dış zarf tipi su soğutmalı kondenser 8 kw dan 1000 kw standart kapasitelerde ve üzerinde özel imalâtları yapılabilmektedir. Birim hacimlerindeki verimleri hava soğutmalı kondenserlere göre çok yüksektir. Ancak ilk yatırım, işletme maliyetleri ve bakım masrafları yüksektir. Şekil 2.3:Boru-dış zarf tipi su soğutmalı kondenser Helisel Serpantin - Dış Zarf Tipi Kondenserler Şekil 2.4: Helisel boru serpantin-dış zarf tipi su soğutmalı kondenser Bir çelik dış zarfın içine yerleştirilmiş tek veya çok sayıdaki helisel boru serpantin devresi ve dış zarftan oluşur. Su, helisel serpantin içinden geçirilir. Soğutucu akışkan buharının yoğuşturulması dış zarf tarafında gerçekleştirilir. Dış zarf kaynaklı çelik imalât olup serpantin, bakır veya dikişsiz çelik borudan yapılır. 30

37 Resim 2.2: Borulu serpantin-dış zarf tipi su soğutmalı kondenser Bu tip kondenserler çoğunlukla küçük kapasiteli (5 kw ile 100 kw arasındaki) uygulamalar için kullanılmakta ve imalât kolaylığı sayesinde daha düşük maliyet seviyelerinde yapılabilmektedir. İşçilikleri, aynaların delinmesi, makineto çekilmesi gibi uygulamaları gerektirmez Çift Cidarlı (İç İçe Borulu Tip) Kondenserler Daha ziyade küçük kapasiteler için ve paket tipi cihazlarda kullanıldığı görülen bu tür sulu kondenserler, hem klima hem de soğuk muhafaza uygulamalarında oldukça uzun zamandan beri kullanılmaktadır. Bu tür kondenserleri iki gruba ayırmak mümkündür: Serpantin tipi, Kolektörlü tip. Şekil 2.5: Serpantin tipi çift cidarlı su soğutmalı kondenser Her iki türde de soğutucu buharının dış zarftan geçirilmesi, kondenserin hava ile temas eden dış yüzeyinden de tabiî konveksiyon yoluyla ek bir soğutma için yararlanılması nedeniyle tercih edilmektedir. Ayrıca soğutma suyunun akış yönü ile soğutucu akışkanın akış yönü birbirine zıt olacak tarzda tertiplenmek suretiyle karşı (çapraz) akımlı ısı değiştirici durumu oluşturup böylece daha geniş bir sıcaklık farkı ile yapılması mümkün olur ki bu suretle daha küçük ve ekonomik bir kondenserin (ısı geçiş yüzeyinin) yeterli olması sağlanır. Bu tür kondenserler bazen hava soğutmalı kondenserlerle birlikte ve aşırı soğutma uygulamalarında kullanılır. 31

38 Şekil 2.5 de serpantin tipi çift cidarlı kondenserin yapısı görülmektedir Serpantin Tipi Çift Cidarlı Kondenserler Grafik 2.1: Serpantin tipi çift cidarlı kondenserlerde çapraz (karşı) akımlı yüzeylerde ısı transferi İç içe iki borunun merkezlenmiş şekilde birleştirilip serpantin hâlinde sarılmasıyla elde edilmektedir. Uygulamanın gereğine göre serpantin, yuvarlak halka, düz boru veya diğer bir şekilde olabilir. Bu tip kondenserlerin yapıları itibarıyla mekanikî yoldan temizlenememesi önemli bir engel teşkil etmektedir. Grafik 2.1 de çapraz akımlı su soğutmalı kondenserde, akışkanlara (su ve soğutucu akışkana) ait giriş ve çıkış sıcaklık değişimlerinin verildiği grafik görülmektedir Suyun Soğutma Ortamı Olarak Kullanılmasının Avantaj ve Dezavantajları Avantajları: Büyük kapasiteli soğutma devrelerinde verimli ve ekonomik soğutma sağlar. Birim kondenser hacminde hava soğutmalı kondenserlere göre daha fazla ısı transferi sağladığı için, sistem için ön görülen bütün teçhizat (kompresör, kondenser, soğutucu akışkan miktarı ve devre) hava soğutmalı devreye göre daha küçük seçilebilir. Bu da, yatırım ve işletme giderlerinin düşmesi anlamına gelir. Su sıcaklıklarında havaya kıyasla anî değişimler (Hava sıcaklıkları bazı yörelerde gün içinde 20 ºC ve üstünde değişim göstermektedir.) görülmez. Neticede, soğutma devresi anî gerilmelere maruz kalmaz. Bu da devre için daha az bakım tutum gerektirmekle birlikte devrenin yüksek performansta uzun süre hizmet vermesini sağlar. Dezavantajları: Su soğutmalı kondenserlerde, su devresi ve teçhizatı ayrı bir yatırım gideri ve işletme masrafı gerektirir. Su soğutmalı kondenserler periyodik aralıklarla (sık sık) temizlik, bakım ve onarım gibi servis hizmetlerine ihtiyaç duyar. Hava soğutmalı kondenserlerde böyle bir servis hizmetine uzun zaman gerek duyulmaz. 32

39 Su soğutmalı kondenserlerde periyodik aralıklarla temizlik gerekli olduğundan, soğutma devresi de temizlik ve bakım süresince atıl kalacaktır. Bu ya ek bir soğutma sistemini ya da soğutma yüküne göre program dahilinde hareket etmeyi gerekli kılar Kondenserin Mekanik Yöntemle Temizlenmesi Kondenserden su tahliye edilmelidir. Her iki baştaki somunlar, su plâkaları ve contalar çıkarılmalıdır. Not: Temizlik sadece bir taraftaki kapağın çıkarılmasıyla da yapılabilir. Fakat bu daha zor olacaktır. Conta sökülmelidir. Eğer kondensere yapışmışsa yumuşak bir çekiçle tıklatın. Contanın kondenserden ayrılması gereklidir. Kanırtma yapmayın. Kondensere zarar verebilirsiniz. Boru plâka yüzeylerini ve su çıkış plâkalarını yumuşak bir paçavra ile veya yumuşak fırçayla temizleyin. Tel fırça kullanmayın. Borular, yumuşak bir fırça ile temizlenmeli ve su ile yıkanmalıdır. Parlak bir bakır yüzeyi elde etmeye çalışmayın. Bakır derhal rengini kaybedecektir. Eğer yıkama ve yumuşak bir fırça ile temizlemeden sonra hâlâ boruların iç kısmında kaba bir örtü kalırsa, özel temizlik takımları kullanılabilir. Eğer herhangi başka tür bir alet kullanılırsa, önce bir bakır parça üzerinde test edilmelidir (kondenserde kullanılmayan bir bakır parça gibi). Temizleme aletini kullanırken boruları ıslak durumda tutarak aleti yavaşça çeviriniz (Borulara zarar verebileceği için matkap gibi cihazlar kullanmayınız). Her bir borudaki bir veya iki geçişten sonra yıkayıp kontrol ediniz. Temizlik tamamlandıktan sonra, boru plâkalarındaki ve cıvatalarındaki yabancı maddeleri yıkayarak silmek suretiyle temizleyiniz. Kullanılmakta olan conta ve uç plâkalarını tekrar monte ediniz. Yeni conta takıldığı zaman, boru plâkalarındaki sızdırmazlık elemanını temizleyiniz. Su ile soğutma yapılan kondenserlerde, kondenser ve boruların sürekli su ile dolu olması sağlanarak korozyonun önüne geçilmeli, mümkün mertebe soğutma suyu giriş alt ve çıkışı da üst kısımdan yapılmalı, korozyon sakıncası yönünden endüstri artık suları kullanılmamalı, su miktarını ayarlamak için giriş kısmına vana monte edilmelidir. Otomatik olan tesislerde su giriş ve çıkış boruları ortalama 20 cm uzunluktaki lâstik hortumlarla kondensere bağlanmalıdır. Devreden su miktarının tespit edilebileceği ve sıcaklıkların ölçülebileceği montaj şekline dikkat edilmelidir. 2.5.Kondenserde Kazan Taşı ve Yağın Etkisi Kondenserde kullanılan soğutma suyu, sertlik veren iyonlar bulunduruyorsa kondenser borularının üzerinde kazan taşı oluşabilir. Ayrıca, kompresörden bir miktar makine yağı sürükleyerek çıkan soğutucu gaz, yağ ayırıcısından geçerek kondensere gelir. Yağ ayırıcısının iyi çalışmaması sonucu makine yağı kondenser borularını ince bir film şeklinde sarar. Kazan taşının ısı iletkenliği, çeliğinkinin 1/40 i kadardır. Yağ ise çeliğin 1/400 i kadar ısı iletme gücüne sahiptir. Bu nedenle kondenserde, ısının soğutucu gazdan suya tam akması 33