Soğutma sisteminin kompresörü aynı kalmasına rağmen, soğutucu akışkan değiştikten sonra önceki sıcaklığına ulaşamadığı bir durumla hiç karşılaştınız mı?
Ya da aynı beygir gücü veya deplasmana sahip iki kompresörün farklı soğutma kapasitelerine sahip olabildiğini fark ettiniz mi?
Bu neden olur?
Cevap, soğutma kapasitesi, soğutucu akışkan özellikleri ve kompresör çalışma koşullarıyla yakından ilgilidir. Bu farklılıkları anlamak için öncelikle üç önemli kompresör spesifikasyonunu ayırt etmemiz gerekir: beygir gücü, deplasman ve soğutma kapasitesi.
Bu üç spesifikasyon, bir soğutma kompresörünün farklı özelliklerini tanımlar.
| Parametre | Anlamı |
|---|---|
| Beygir Gücü (HP) | Kompresör motorunun güç derecesini gösterir |
| Deplasman (m³/h) | Kompresörün saatte yer değiştirdiği teorik soğutucu akışkan buharı hacmi |
| Soğutma Kapasitesi (kW) | Belirtilen koşullar altında birim zamanda soğutma sistemi tarafından giderilen ısı miktarı |
Bu üç parametre arasında, soğutma kapasitesi, bir kompresörün bir soğutma sisteminin soğutma gereksinimlerini karşılayıp karşılayamayacağını değerlendirirken en önemli göstergedir.
Soğutma kapasitesi, sistemde dolaşan soğutucu akışkan miktarına ve buharlaştırıcıda her bir kilogram soğutucu akışkanın emdiği ısı miktarına bağlıdır.
Bu, beygir gücü ve deplasman değişmeden kalsa bile, soğutma kapasitesinin soğutucu akışkana ve çalışma koşullarına bağlı olarak değişebileceği anlamına gelir.
Bir soğutma kompresörünün soğutma kapasitesini doğrudan etkileyen birkaç faktör vardır.
Buharlaştırma Sıcaklığı
Buharlaştırma sıcaklığı azaldığında, emme basıncı ve soğutucu akışkan buharı yoğunluğu genellikle azalır. Bu, soğutucu akışkan kütle akış hızını ve dolayısıyla kompresörün soğutma kapasitesini azaltır.
Yoğuşma Sıcaklığı
Daha yüksek yoğuşma sıcaklığı, sıkıştırma basınç oranını artırır. Bu genellikle soğutma kapasitesini azaltırken sıkıştırma için gereken gücü artırır.
Soğutucu Akışkan Tipi
Farklı soğutucu akışkanların farklı buhar yoğunlukları ve termodinamik özellikleri vardır. Sonuç olarak, aynı kompresör, farklı onaylanmış soğutucu akışkanlarla çalışırken farklı soğutma kapasiteleri sağlayabilir.
Kompresör Tasarımı ve Verimliliği
İç tasarım, hacimsel verimlilik, valf kayıpları ve iç sızıntı da gerçek soğutucu akışkan kütle akışını etkiler. Bu nedenle, benzer deplasman değerlerine sahip kompresörler hala farklı soğutma kapasitelerine sahip olabilir.
Aşağıdaki örnekler, çalışma koşullarının ve soğutucu akışkan seçiminin kompresör performansını nasıl etkilediğini göstermektedir.
Örnek olarak Danfoss SZ090-4VI scroll kompresörünü ele alalım.
Danfoss'un yayınladığı performans verilerine göre, bu kompresör farklı çalışma sıcaklıklarında R407C ile aşağıdaki soğutma kapasitelerini sağlar.
| Buharlaştırma Sıcaklığı | Yoğuşma Sıcaklığı | Soğutma Kapasitesi |
|---|---|---|
| 0°C | 35°C | 19.30 kW |
| 0°C | 55°C | 15.00 kW |
| -5°C | 35°C | 15.60 kW |
Koşullar: R407C, 50 Hz, 11.1 K süper ısıtılmış gaz ve 8.3 K sıvı alt soğutma.
Yoğuşma sıcaklığı 35°C'den 55°C'ye çıktığında, soğutma kapasitesi 19.30 kW'dan 15.00 kW'a düşer, bu da yaklaşık %22'lik bir azalmadır.
Benzer şekilde, sabit bir 35°C yoğuşma sıcaklığında buharlaştırma sıcaklığı 0°C'den -5°C'ye düştüğünde, soğutma kapasitesi 15.60 kW'a düşer.
Kompresör modeli, motoru ve soğutucu akışkanı değişmemiştir. Sadece çalışma sıcaklıkları farklıdır.
Bu, aynı kompresörün farklı sıcaklık koşullarında çalışan sistemlerde neden farklı performans gösterebileceğini açıklar.
Soğutucu akışkanı değiştirmek, kompresör ve çalışma sıcaklıkları aynı kalsa bile soğutma kapasitesini değiştirebilir.
Örnek olarak Copeland ZR72KCE-TFD-522 scroll kompresörünü ele alalım.
Copeland'ın yayınladığı performans verileri, bu kompresör modeli için farklı soğutucu akışkanlarla aşağıdaki soğutma kapasitelerini sağlar:
| Kompresör Modeli | Soğutucu Akışkan | Soğutma Kapasitesi |
|---|---|---|
| ZR72KCE-TFD-522 | R22 | 17.60 kW |
| ZR72KCE-TFD-522 | R407C | 14.75 kW |
| ZR72KCE-TFD-522 | R134a | 11.80 kW |
Koşullar: 5°C buharlaştırma sıcaklığı, 50°C yoğuşma sıcaklığı, 10 K süper ısıtılmış gaz, 0 K sıvı alt soğutma ve 50 Hz.
Bu özdeş derecelendirme koşulları altında:
R407C, R22'den yaklaşık %16 daha az soğutma kapasitesi sağlar.
R134a, R22'den yaklaşık %33 daha az soğutma kapasitesi sağlar.
Fark, soğutucu akışkanların termodinamik özelliklerinden kaynaklanır; bu özellikler, soğutucu akışkan kütle akışını ve buharlaşma sırasında emilen ısı miktarını etkiler.
Bu karşılaştırmalar, bir soğutma sisteminin soğutucu akışkan değişikliğinden sonra neden önceki soğutma performansını artık elde edemeyebileceğini açıklamaya yardımcı olur.
Ancak, bir soğutucu akışkan değişikliği, kompresörün onaylanmış soğutucu akışkanlarını, yağ uyumluluğunu ve sistem yapılandırmasını da hesaba katmalıdır. Yayınlanan performans karşılaştırmaları, soğutucu akışkanların mevcut bir sistemde doğrudan değiştirilebileceği anlamına gelmez.
Mevcut bir sistemde bir kompresör değiştirirken veya soğutucu akışkanı değiştirirken, soğutma kapasitesi amaçlanan çalışma koşulları altında değerlendirilmelidir.
Aşağıdaki faktörler özellikle önemlidir:
Soğutucu akışkan uyumluluğu: Kompresörün ve yağının amaçlanan soğutucu akışkan için uygun olduğunu onaylayın.
Gerekli soğutma kapasitesi: Nominal beygir gücüne güvenmek yerine, kompresör performansını sistemin gerçek buharlaştırma ve yoğuşma sıcaklıklarında karşılaştırın.
Sistem bileşenleri: Genleşme cihazının, buharlaştırıcının ve yoğuşturucunun soğutucu akışkan ve gerekli kapasite için uygun olup olmadığını kontrol edin.
Çalışma koşulları: Soğutucu akışkan şarjını, süper ısıtmayı, alt soğutmayı, çalışma frekansını ve diğer ilgili sistem parametrelerini doğrulayın.
Aynı koşullar altında daha düşük soğutma kapasitesine sahip bir soğutucu akışkan, orijinal performansı korumak için sistem tasarımında veya kompresör seçiminde değişiklikler gerektirebilir.
Bir soğutma sistemi, soğutucu akışkan değişikliğinden sonra önceki sıcaklığına ulaşamıyorsa, ilk adım yeni soğutucu akışkanın sistemin gerçek çalışma koşulları altında yeterli soğutma kapasitesi sağlayıp sağlamadığını kontrol etmektir.
Soğutma kapasitesi yetersizse, uygun derecelendirilmiş kapasiteye sahip bir kompresör veya uygun sistem modifikasyonları gerekebilir.
Beklenen soğutma kapasitesi yeterliyse, potansiyel sistem sorunlarını belirlemek için soğutucu akışkan şarjını, genleşme cihazını, ısı değiştiricilerini ve çalışma basınçlarını kontrol edin.
Anahtar, sadece beygir gücü veya deplasmana güvenmek yerine, soğutucu akışkanı, kompresör soğutma kapasitesini ve sistem çalışma koşullarını eşleştirmektir.
