bölüm-2 soğutma sistemlerinin kontrolü

BÖLÜM-3
SOĞUTMA SİSTEMLERİNİN
KONTROLÜ
1
KONTROL TİPLERİ
Soğutma kontrollerinde temel yöntem, ortam veya yüzey sıcaklığının
algılanarak kompresörün ve diğer yardımcı elemanların kontrol edilerek
oluşan soğutma yükünü karşılamasıdır.
Küçük sistemlerde bu kontrol iki konumlu kontrol ile yapılırken sistem
kapasitesi arttıkça bu kontroller de karmaşıklaşmaktadır.
Ancak soğutma kontrollerini basit olarak doğrudan kontrol ve süpürmeli
kontrol olarak ikiye ayırmak mümkünüdür.
2
DOĞRUDAN KONTROL
Doğrudan kontrolde termostat kompresörü ve diğer fanları
doğrudan kumanda eder. Ancak kompresör durduktan sonra belli
bir süre evaporatör fanı çalışmaya devam etmezse evaporatörde
karlanma oluşur. Karter sıcaklığı evaporatörden aşağı düşerse
soğutucu akışkan evaporatöre göç eder, tekrar çalışırken
vuruntulu çalışmaya neden olur.
3
SÜPÜRMELİ KONTROL
Kompresörün çalışması ve durmasında oluşan problemlerin bir çözümü süpürmeli
kontroldür.
Kompresörün emme hattına işletme amacıyla alçak basınç anahtarı bağlanır ve sıvı
hattına solenoid vana tesis edilir.
Sonra termostat kontrol için kompresör yerine sıvı hattı solenoid valfine bağlanır.
Ortam sıcaklığı termostatın ayar değerine ulaştığında solenoid valfi sinyal gönderir,
valf kapanır ve evaporatöre soğutucu akışkan geçişi durdurulmuş olur. Ancak
kompresör çalışmaya devam ettiği için evaporatör ve emme hattındaki bütün buharı
emer. Emme hattı basıncı düştüğünde alçak taraf basınç anahtarı kompresör
devresini keser ve kompresör durdurulur.
4
Süpürmeli sistemde solenoid valf veya kompresör supapları alçak tarafa doğru
kaçak yapabilir. Bu durum oluştuğunda kısa devreli çalışma meydana gelir.
Kompresörün kısa devreli çalışmasını önlemek için kısa devre önleyici zamanlama
rölesi (Anti Short Cycle Timer) eklemek gelir. Bu röle termostat çağırmadan
kompresörün devreye girmesini önler.
Evaporatör fanını kompresör devresine bir gecikme rölesi yardımıyla bağlamak
suretiyle karlanma problemleri en aza indirilebilir.
5
Alçak Basınç Anahtarı Bağlantısı
6
Süpürmeli Kontrol Devre Şeması
LP
T
7
YÜKSEK BASINÇ KONTROLÜ
Soğutma sisteminde yüksek basınç genellikle şu nedenlerden kaynaklanır:
1. Kirli kondenser,
2. Sistemdeki soğutucu akışkanın fazla olması,
3. Sistemde hava veya yoğunlaşmayan gazların varlığı,
4. Aşırı yüklenme,
5. Fan arızaları, vb.
Bu tehlikelere karşı korunmak için yüksek basınç anahtarı kullanılır. Basma hattı
basıncı kesme sınırına ulaştığında anahtar kompresör devresini keserek onu
durdurur.
Sistemin tekrar devreye girmesi otomatik veya manuel (elle kurmalı) olabilir.
8
Basınç Kontrollerinin Devreye Bağlantısı
9
YÜKSEK SICAKLIK KESME KONTROLÜ
Bazı kompresörler aşırı basma hattı sıcaklığından korunmak için yüksek
sıcaklık emniyet valflerine sahiptir.
Soğutucu akışkanın basma hattı sıcaklığı ayar değerini aştığında kontrol
anahtarı açılarak kompresör durdurulur.
10
DÜŞÜK SU SICAKLIĞI (DONMA) KONTROLÜ
Düşük su sıcaklığı kesme kontrolleri su soğutma gruplarının (chiller) su çıkışına
bağlanarak sistemi donma tehlikesinden korur. Bu kontrola frizistat adı da
verilmektedir.
Kontrolün ayarı normalde +40C olarak
yapılır.
Şayet ayrılan su sıcaklığı bu değerin
altına düşerse kontrol kompresörü
durdurur ve / veya alarmı devreye
sokar.
11
KISA DEVRELİ ÇALIŞMAYI ÖNLEYEN
RÖLELER
Bu cihazların temel olarak iki fonksiyonu vardır: Birincisi büyük ünitelerde, belli bir
zaman aralığı içinde bir kompresörün belli bir süreden fazla çalışmasını önler.
Tipik bir kısa devreli çalışmayı önleyen zamanlayıcı, kompresör durduğundan
itibaren devreye girer ve belli bir süre geçmeden önce çalışmasını önler. Bu süre
büyük kompresörlerde 30 dakika kadar olmaktadır. Küçük ünitelerde bu bekleme
süresi 5 dakikadır.
Anti kısa devre zamanlayıcıların ikinci bir fonksiyonu enerji veya kontrol arızası
olduğunda üniteyi gecikmeli olarak çalıştırır.
Bu cihazlar lokal klima cihazlarında da sıklıkla kullanılmaktadır.
12
Kısa Devreli Çalışmayı Önleyen Röle
ASCT anahtarı
M
ASCT rölesi
13
SU REGÜLASYON VANALARI
Pozitif sıkıştırmalı kompresörlü ve sulu kondenserli sistemlerde yüksek basınç belli
sınırlar içinde regüle edilmelidir.
Şayet soğutma suyu yetersiz ise kondenser basıncı yükselecek ve sonuçta yüksek
basınç kontrolü devreye girecektir.
Su debisi normalden fazla ise kondenser basıncı düşer ve soğutucu akışkan debisi
azalır ve genleşme valfi kesintili çalışmaya başlar. Buna bağlı olarak emme hattı
basıncı da düşer.
Bu nedenle su debisini uygun kondenser basıncı sağlayacak şekilde su regülasyon
vanaları kullanılır.
Bu vanalar basma hattı basıncına veya kondenser çıkış sıcaklığına bağlı olarak su
debisini ayarlar. Basıncı elle ayarlanan seviyede sabit tutar.
14
Su regülasyon vanaları
15
YAĞLAMA YAĞI EMNİYET KONTROLLERİ
Yağlama yağı emniyet kontrolleri, kompresörlerin yataklarını ve diğer mekanik
parçalarını korumak için kullanılır.
Yağ aşırı miktarda soğutucu akışkan absorbe edebilir veya yağ soğutma devresinden
kompresöre dönmeyebilir. Bu durumda, yağ basıncı belli bir süre içinde gerekli
seviyeye yükselmezse yağ basınç anahtarı kompresörü durdurur.
Yağ basınç anahtarı iki ayrı noktadaki basınç farkına göre çalışır. Alçak tarafı kartere,
yüksek tarafı ise yağ pompası çıkışına bağlanır.
İstenen yağlama için gerekli basınç farkı sağlanamazsa gecikmeli durdurmayı
sağlayacak ısıtıcı devreye girer. Bimetal anahtar ısınınca kompresör kumanda
devresini keserek sistemi korur.
16
Yağlama yağı emniyet kontrolleri
17
Elektronik Yağ Basınç Kontrolü
18
Yağ Basınç Anahtarı Bağlantı Şeması
19
YAĞ SEVİYE KONTROLLERİ
Yağ seviyesi uyarma cihazları, uygun bir yağ beslemesi olan soğutma
kompresörlerinin izlenmesinde kullanılır.
Örnek olarak santrifüj kompresörler için yağ beslemesi oldukça önemli olup
yağ seviyesi düştüğünde sesle uyaran bir yüzer seviye anahtarı ile teçhiz
edilirler.
Bu cihazlar elektrikle çalışan kornalar, ziller
ve uyarı lambaları gibi seviye düştüğünde
devreye giren yüzer bir anahtara sahiptir.
20
MOTOR AŞIRI YÜK KORUMASI
Elektrik şartnameleri, bütün kompresörlerin aşırı yükten korunmaları gerektiğini ileri
sürer.
Küçük kompresörler kendi üzerlerinde bulunan bimetal termiklerle korunurlar. Aşırı yük
durumunda bu termik motor akımını keserek sistemi durdurur.
Üç fazlı motor termikleri de benzer prensiple çalışırlar, tek fark termik motor devresi
yerine kontrol devresini açar ve sonuçta kontaktör enerjisi kesilmiş olur.
Genelde bütün santrifüj kompresörlerde bazı akım sınırlayıcılar mevcuttur. Bu sınırlama
motor kapasitesinin %100’üne ayarlanabilir. Akım bu değere ulaştığında kapasite
kontrol kanatlarını devreye sokar.
21
Motor aşırı yük koruması
22
KOMPRESÖR KAPASİTE KONTROLLERİ
Bir soğutma ünitesinin kapasitesi, belli bir zamanda sıkıştırılan soğutucu akışkan
miktarıyla doğrudan ilişkilidir. Yükün az olduğu zamanlarda sıkıştırma kapasitesi şu
yöntemlerle azaltılır:
1. Aralıklı çalıştırma
2. Kompresör hızının değiştirilmesi
3. Sıcak gazın by-pass edilmesi
4. Silindirlerin bir kısmının devre dışı bırakılması
5. Emme hattı gazının kısılması
6. Kondenser sıcaklık kontrolü
23
ARALIKLI ÇALIŞTIRMA
(İki Konumlu Kontrol)
Küçük hermetik cihazlarda sıcaklık çevrimi tam zaman çalışma-tam durma
şeklinde olup çıkış kapasitesi çalışma zamanının zamanının yüzdesiyle
belirlenir. Örnek olarak 5 kW'lık soğutma sistemi %40 oranla çalışıyorsa
gerçek çıkış kapasitesi 2 kW'tır. Küçük sistemler bu yöntemle ekipmanlara
zarar vermeden verimli şekilde çalışabilir. Hatta 17-35 kW arasındaki
sistemler dahi ON/OFF çalışabilir. Ancak daha büyük üniteler bu yolla
çalıştırılmaz, çünkü aşırı aşınma oluşur. Bundan başka büyük sistemlerde
ON/OFF çalışma, kontrollü ortamın sıcaklığında büyük değişmeler meydana
getirir.
24
İki konumlu kontrol
25
KOMPRESÖR HIZININ DEĞİŞTİRİLMESİ
Pozitif ötelemeli ve santrifüj kompresörlerin her ikisinde kapasite, kompresör hızı ile
orantılıdır. Kompresör daha hızlı çalıştığında belli bir zamanda daha fazla gaz sıkıştırır.
Bazı santrifüj kompresörler buhar türbini ile çalıştıklarından hemen hemen hız
değişimi sonsuzdur. Fakat çok devirli pistonlu kompresörler genellikle iki hızlı, üç hızlı
veya dört hızlı indüksiyon motorlarıyla çalıştırılırlar. Bu motorlar, her hız için ayrı
bağlantı yapılabilen sargılara sahiptir. Üç fazlı iki sargılı motorlar daima iki hızlıdır. Hız
seçimi emme hattından kontrollere iletilen basınç seviyesine göre elle veya otomatik
olarak yapılır.
26
Alternatif akım motorlu kompresörler için diğer bir hız değiştirme yöntemi "inverter"
kontroldür. Bu yöntemde alternatif akım frekansı genellikle 20-120 Hz arasında
kademelendirerek hız kontrolü yapılır.
Diğer bir yöntem de "DC inverter" hız kontrolüdür. Bu yöntemde alternatif akım
önce doğru akıma dönüştürülerek voltaj kontrolü ile doğru akım motoru, hız
kademeleri ile kademelendirilir.
27
AC motor hız değiştirici
28
SICAK GAZIN BY-PASS EDİLMESİ
Büyük ünitelerde çok devirli kompresörler kullanılmaz. Çünkü bu cihazlar oldukça
pahalıdır. Bunun yerine Şekilde gösterilen sıcak gaz by-pass sistemi kullanılabilir. Bu
soğutma boru bağlantısı ile kapasite %0'a kadar düşürülebilirken, kompresör hızı
sabit kalmaktadır.
Soğutma yükleri hafif olduğunda, basma hattındaki gazın bir kısmı doğrudan emme
hattına döndürülür. Bu akış, ilave bir solenoid valf ve/veya bir by-pass basınç
regülatörü kullanılarak yapılır. Yüksek verimli sistemlerde Şekilde gösterildiği gibi,
sıcak gaz girişine kısmen soğutmak için sıvı püskürtülür ve basma hattı sıcaklığının
aşırı artması önlenmiş olur. Yüksek sıcaklıktaki kızgın gaz, kompresör supaplarının
arızalanmasına neden olur.
29
Sıcak gazın by-pass edilmesi
30
SİLİNDİR DEVRE DIŞI BIRAKILMASI
Büyük pistonlu kompresörlerde çok kademeli kapasite kontrolü çoğu kez
silindirlerin bir kısmı devre dışı bırakılarak yapılır. Yük kaldırma cihazları, kompresör
ünitesine bağlı olarak elektrikli, hidrolik veya mekanik olabilir. Fakat hepsinde
yöntem aynı olup belli sayıda silindirin emme hattı supaplarını setinden kaldırırlar,
böylelikle sıkıştırma kapasitesi azalmış olur.
Emme supabının kapanmasına izin verilmediğinde, pistonlar gazı sıkıştıramazlar.
Bunun yerine gaz emme hattı manifolduna geri kaçar. Yük kaldırma mekanizması
emme hattı sensörünün veya soğutulmuş su sıcaklığı sensörünün sinyaliyle
devreye girer.
31
Silindir devre dışı bırakılması
32
ROTOR YÜKÜNÜN BOŞALTILMASI
Vidalı kompresörlerde emme gaz debisi, gaz geçiş deliğindeki kayar valf ile oldukça
verimli olarak kontrol edilebilir. Ayarlama, tam kapalı konum (tam kapasite) ile tam
açık konum arasında herhangi bir yerde yapılabilir. Şekilde vidalı bir kompresör
yuvasında kayar valfin nasıl çalıştığı görülmektedir.
33
34
EMME HATTI GAZININ KISILMASI
Diğer
kompresörlerde
olduğu
gibi
santrifüj
kompresörlerde de kompresör yükü emme hattından
emilen akışkan miktarına bağlıdır. Emme hattına
yerleştirilen
bir
kanat
mekanizması
(damper)
yardımıyla emme hattından emilen gaz miktarı
kısılarak kapasite kontrolü yapılır.
İlk kalkışlarda makinenin zorlanmaması için damper
kapalı konumdadır. Daha sonra yavaş yavaş açık
konuma getirilir. Bu işlem bir potansiyometre
yardımıyla yapılır.
35
KONDENSER SICAKLIK KONTROLÜ
Kondenser yüzey sıcaklığının ve kapasitesinin kontrol edilmesi ile
kompresör kapasitesi de dolaylı olarak kontrol edilebilir.
Kondenser yoğunlaşma sıcaklığı arttırıldığında kompresörün sıkıştırma
oranı artacağından sistemde dolaşan soğutucu akışkan debisi (mr) düşer.
Soğutma kapasitesi kısmen azalmış olur.
Tersine olarak yoğunlaşma basıncı genleşme valfine gereken basınca kadar
düşürüldüğünde kütlesel debi artacağından soğutma kapasitesi artar.
36
HAVA SOĞUTMALI KONDENSER DÜŞÜK
ÇEVRE KONTROLLERİ
Kış aylarında dış ortam havası aşırı soğuduğunda hava soğutmalı kondenserlerde
kapasite aşırı şekilde artar. Bu kapasite artışı nedeniyle basma-sıvı hattında aşırı
basınç düşmesi gözlenir. Sistemde dolaşmakta olan soğutucu akışkanın büyük bir
kısmı sıvı deposunda toplanmaya başlar. Bu basınç düşmesi üç nedenden dolayı
sistemin verimsiz çalışmasına neden olur:
Düşen basınç nedeniyle özellikle termostatik genleşme vanaları soğutucu akışkanı
evaporatöre kesintili vermeye başlar (avlanma olayı).
Basma tarafının basıncı düştüğünde buna bağlı olarak emme hattı basıncıda
düşeceğinden soğutulan ortam ile buharlaşma sıcaklık dengesi bozulur ve
ürünlerde nem kaybı artar, karlanma olayı sıklaşır.
Aşırı basınç düşmesi nedeniyle basınç anahtarı devreyi kesecektir.
37
AKIŞKAN TARAFLI KONTROL
1. Taşırma yöntemi (Sıcak gaz by-pass valfi ile)
2. Kondenser basınç regülatörü kullanımı
HAVA TARAFLI KONTROL
1. Fanın aralıklı çalıştırılması
2. Damper modülasyonu
3. Fan hız kontrolü
38
TAŞIRMA YÖNTEMİ
Soğutucu akışkan taraflı kontrolde kondensere sıvı doldurulur. Bilindiği gibi sıvı ile
dolu kondenserin yoğunlaştırma kapasitesi azalır. Bu yöntem, kondenser kangalının
ve sıvı deposunun aşırı soğutucu akışkan ile doldurulmasını gerektirir.
En çok uygulanan kondenser doldurmalı (taşmalı) yöntem; bir sıcak buhar by-pass
valfı ile yapılmaktadır. Bu valf seti, kondenserde standart bir basıncı muhafaza eder.
Misal olarak R-12 için 80 psig veya R-22 için 140 psig civarında. Normal yaz
çalışmaları sırasında çevre sıcaklığı kondenser basıncının valf ayarının altına
düşmesine neden olur, valf açık konumuna doğru hareket eder. Bu basma hattındaki
buharın direkt olarak depoya akmasına müsaade eder. Buhar sıvı deposundan
evaporatöre daha fazla sıvı gitmesi için kuvvet uygular. Fazla soğutucu akışkan
sistem içinde dolaşmaya başlar, kondenser içinde bir miktar kalıntı kısmen
kondenseri taşırır.
39
Taşırma yöntemi
Kondenser kapasitesinin taşma etkisi
ile azaltılması, kondenser basıncında
yükselmeye neden olur. By-pass
buharı valf uygun olarak kapandıktan
sonra kondenser basıncı artar ve
kondenser
çalışmasına
kısmen
taşmalı olarak devam eder. Ortam
sıcaklığı yüklediği zaman,kondenser
basıncı da yükselir ve zorlanmış sıvı
kondenserden sıvı deposuna geri
döner.
40
Kondenser basınç regülatörü
41
Kondenser basınç regülatörünün devreye
bağlanması
42
FANIN ARALIKLI ÇALIŞTIRILMASI
Fan devridaimi, dış çevre sıcaklığına cevap olarak gerektiğinde durması ve
çalışması anlamındadır. Bu yöntem sadece iki veya daha fazlı fanlı kondenserler
üzerinde uygulanabilir. Çünkü tek fan silindirlerde basınç yükselmesini önlemek
için devamlı çalışmak zorundadır. Oda termostatı veya kondenser basınç
duyargası ile fan devridaimi otomatik olarak kontrol edilir. Bir çift fanlı ünitede,
tek fanın çalışması kondenser kapasitesini %45 azaltır. Üç fanlı bir ünitede, iki
fanın çalışması kapasiteyi %60'a çıkarır.
43
Fanın aralıklı çalıştırılması (termostat ile)
T
44
Fanın aralıklı çalıştırılması (basınç anahtarı ile)
HP
45
DAMPER MODÜLASYONU
Modülasyonlu damper kontrolü, kondenser yüzeyi üzerinde hareketli damper
kanatları ile hava akış miktarının kontrol edilmesidir. Bu yöntem tek fanlı ünitelerde
ve çoklu fan ünitelerinde fan devridaimi ile birlikte kullanılır. Bir basınç duyarga
kontrolü yoğunlaşma basıncını hisseder ve otomatik kontrol bir damper motorunu ve
dolayısıyla damper kanatlarının pozisyonunu kontrol eder.
46
Damper modülasyonu
47
FAN HIZ KONTROLÜ
Fan hız kontrolü basit çok hızlı bir fan motorunun hava akışını değiştirmede
kullanılmasıdır. Birçok sistemlerde kondenser basıncı duyargası otomatik olarak fan
hızını kontrol eder. Bu yöntem dahi tek fanlı kondenserlerde, ve fan devridaimi ile
birlikte çok fanlı kondenserlerde kullanılır.
48
EVAPORATİF KONDENSER DÜŞÜK ÇEVRE
KONTROLLERİ
1. Besleme havasını kısma
2. Dolaşım havasının tekrar verilmesi
3. Üniteyi kuru olarak çalıştırma
4. Aralıklı su dolaşımı
5. Paralel gruplu kondenserlerin nöbetleşe çalıştırılması
49
1. BESLEME HAVASINI KISMA
Hava soğutmalı kondenserler ve soğutma kuleleri gibi evaporatif kondenserler de
fan devresi, fan hız kontrolü ve modülasyon damperleri ile ünite içinden geçen hava
kontrol edilir. Böylece ünitenin kapasitesi korunmuş olur. Fan devresi en basit
kontrol tipidir. Fan motoru elektrik devresine seri olarak bağlanan bir basınç
anahtarı ile kontrol edilir. Yoğunlaşma basıncını ayarlayan limitin altına düştüğünde,
basınç anahtarı fanı durdurur. Bu metodun menfi yönü, hava dolaşımının
durdurulması ile kondenser kapasitesinin ani olarak düşmesidir ve kondenser
basınç ani olarak yükselir. Sonuçta basınç anahtarı, çevrimi sürekli olarak
durdurulup çalıştırır ve bu fan motorunun yanmasına sebep olur.
50
Besleme havasını kısma
51
2. DOLAŞIM HAVASININ TEKRAR VERİLMESİ
Bu metot, kondenser basıncını soğuk havalarda muhafaza etme metodu olup
boşaltma havası bir kanal ile hava girişine verilir. Bu karışım havasının hava girişine
verilmesi şekilde gösterilmiştir. Kondensere giren havanın yaş termometre sıcaklığı
yükselmektedir. Böylelikle kondenserdeki su buharlaşma miktarı ve kondenser
kapasitesi azalmaktadır.
52
Dolaşım havasının tekrar verilmesi
53
3. ÜNİTEYİ KURU OLARAK ÇALIŞTIRMA
Kapasiteye bağlı olarak evaporatif kondenserler kış aylarında hava soğutmalı
kondenser gibi kullanılabilir. Böylelikle sistemdeki suyun tehlikeli olarak donması
önlenmiş olacaktır. Kondenserin susuz çalışması kapasitesini %50 kadar azaltır.
Bazen, sistem tasarımcıları evaporatif kondenserin kış aylarında susuz olarak
çalışmasındaki kapasiteye bağlı olarak seçim yaparlar. Fakat kondenser kapasitesi
kuru olarak belirlendiğinden yaz aylarında çalışma kapasitesi çok daha yüksek
olabilir. Bundan dolayı tasarımcılar çoğunlukla yaz sezonunda yoğunlaşma basıncını
muhafaza etmek için özel modülasyon damperleri kullanılır.
54
4. FASILALI SU DOLAŞIMI
Evaporatif kondenserlerde yoğunlaşma basıncı su pompası devresiyle de (durdurma
ve çalışma) muhafaza edilebilir. Kondenser basıncı azaldığında basınç anahtarı su
pompasını durdurur. Yoğunlaşma basıncı tekrar normale geldiğinde anahtar
pompayı tekrar çalıştırılır. Bu sistemin menfi yönü kondenser mangalının yaş ve
kuru olarak değişmesiyle yoğunlaşma sıcaklığının hızlı olarak değişmesidir. Bu
yöntem nadiren uygulanmaktadır.
55
5. PARALEL KONDENSERLERİ AYRI AYRI
DURDURMA
Büyük soğutma sistemlerinde bazen çeşitli evaporatif kondenserler paralel bağlanarak
kullanılır. Sistemdeki yoğunlaşma basıncı, bir veya daha fazla kondenser fanın
durdurulmasıyla muhafaza edilir. Böyle olmakla beraber, soğutucu akışkan buharı
kondenser fanı durduğunda yoğunlaşmayacaktır. Sıcak, yüksek basınçlı soğutucu
buharı akarak çalışmakta olan kondenserin sıvı hattı içine girecektir. Bu, kondenser
çıkışında sadece sıvı olmasını önler ve yoğunlaşma yüzeyini azaltır. Bu değişme
yoğunlaşma basıncını artıracaktır.
56
SİSTEMİN DONMA ŞARTLARINDA
ÇALIŞTIRILMASI
İhtimal olarak evaporatif kondenserler iç ortamlarda çalıştığında kış aylarında donma
için herhangi bir önlem almak gerekmez. Ancak kondenserler dış ortamlarda bazen
donma sıcaklığının altında çalışmak zorundadırlar. Bundan dolayı donmayı önleyici
modülasyon damperleri, dolaşım havasının tekrar verilmesi gibi kapasite kontrol
metotları sistemi uzun zaman dondan koruyacaktır. Fakat sistemde diğer kapasite
kontrolleri kullanılıyorsa, donmayı önlemek için bir iç su tankı veya bir su haznesi
ısıtıcısına ihtiyaç duyulur.
57
Evaporatif kondenserin dondan korunması
58
SOĞUTMA KULESİ KAPASİTE KONTROLLERİ
Soğutma kulelerinin ve püskürtme havuzlarının kapasitesi ilk olarak buharlaşma
miktarına bağlıdır. Buharlaşma miktarı, su ile hava arasındaki temas yüzeyine ve
atmosferik havanın yaş termometre sıcaklığına bağlı olarak değişir. Su ile hava
arasındaki temas yüzeyi şunlara bağlıdır.
1.Yüzeyi havaya maruz bırakılan suyun miktarına,
2.Temas yüzeyinin uzunluğuna,
3.Kule ve havuzdan geçen havanın hızına.
59
Atmosferik havanın yaş termometre sıcaklık değişmesi kontrol edilemez. Fakat yaş
termometre sıcaklığı azaldığında hava daha fazla su absorbe edebilir ve böylece daha
fazla buharlaşma gerçekleşir. Bundan dolayı soğutma kulesi ve püskürtme havuzu
kapasitesini arttırmak, havanın yaş termometre sıcaklığını düşürmekle mümkün
olabilir. Havanın kuru termometre sıcaklığı bu sistemlerin kapasitesini daha az etkiler,
çünkü sudan havaya geçen hissedilir ısı miktarı azdır. Ancak su ile hava arasındaki
kuru termometre sıcaklık farkları arttıkça havanın hissedilir. Isı absorbe etme miktarı
da artar. Soğuk havalarda çalışma esnasında bu durum görülür.
60
Birçok soğutma kulesi sistemlerinde kondensere giden su sıcaklığını muhafaza etmek için kule
soğutma kapasitesi kontrol edilir. Kule kapasitesi giren havanın yaş termometre sıcaklığı
azaldıkça kule kapasitesi artar. Dış havanın yaş termometre sıcaklığı, tasarım sıcaklıklarına
bağlı olarak kuleden çıkan suyun sıcaklığından daha düşük oluncaya kadar azaltılabilir.
Sonuçta, su kondensere girdiğinde daha soğuk olacaktır ve daha fazla ısı absorbe edecektir.
Sonra yoğunlaşma basıncı minimum seviyenin altına düşecek ve evaporatör yeterli soğutucu
akışkan alamayacaktır. Kule kapasitesinin maksimum değerden fazla artmasını önlemek için
dört farklı tip otomatik kontrol cihazı kullanılır:
1) Üç yollu ve iki yollu su çevirme valfleri
2) Fan devridaimi
3) Fan hız kontrolü
4) Damper modülasyonu
61
ÜÇ YOLLU VE İKİ YOLLU SU ÇEVİRME
VALFLERİ
Üç yollu su çevirme valfleri soğutma kulesine gönderilecek su miktarını otomatik
olarak kontrol eder. Bir termostat, kondensere giden suyun sıcaklığı hisseder.
Kuleden ayrılana suyun sıcaklığının azalması ile valf, suyun kule by-pass hattına
geçmesine müsaade eder. By-pass edilen su, pompanın ana emiş hattına veya
direkt olarak kule su haznesine akar. Soğutulmamış su, soğuk su ile karışarak
kuleden kondensere giden suyun sıcaklığını arttırır. Üç yollu su çevirme valfı,
modülasyon tiplerinde basınçla dahi çalışabilir.
62
İki yollu valfler
63
Üç yollu valfler
64
Üç yollu valfler
65
FAN DEVRİDAİMİ VE FAN HIZ KONTROLÜ
Fan devridaimi, fan hız kontrolü ve modülasyon damperleri gibi bütün kontroller,
mekanik çekişli soğutma kulesinden geçen hava miktarını kontrol eder. Bir
termostat kuleden ayrılan suyun sıcaklığını hissederek fanın durumunu değiştirir.
Kulenin haznesindeki suyun sıcaklığı termostat ayarının altına düştüğünde,
termostat fanı durdurur. İki hızlı fan motoru kontrolünde, termostat su sıcaklığına
bağlı olarak fanı tam hız veya yarı hızda çalıştırır.
66
DAMPER MODÜLASYONU
Modülasyon damperi tipi kapasite kontrolü sadece santrifüj kulelerde kullanılır.
Modülasyon damperleri, kulenin hava girişinde hareketli kanatlardır. Termostat bir
yada daha fazla motoru kumanda ederek damper kanatlarının kademeli olarak
açılıp kapanmasını sağlar.
67
Kulenin dondan korunması
68
PARAMETRİK KONTROLLER
Ticari soğutma sistemlerinde yaygın olarak kullanılan parametrik kontroller
önceleri sayısal termostatlara defrost kontrolü eklenmek suretiyle başladı.
Günümüzde hipermarket merkezi otomasyon kontrol ve yazılımlarına kadar
genişledi.
AVANTAJLARI
•Enerji tasarrufu
•Kapasite kontrolü
•Sistem performansının en üst düzeyde tutulması
•Hassas sıcaklık kontrolü ve tazelik
•Programlı bakım olanakları
•Zeki arıza teşhisi
69
Yüksek ve düşük sıcaklıklar için müşteri yönlendirmeli defrost kontrolleri
• Dış kontaktör ve bağlantıya ihtiyaç yoktur
• Sıcak gaz, elektrikli veya beklemeli defrost
• Evaporator fan ve kondenser fan kontrolü
• Yüksek sıcaklık ve kondenseri kapsayan sekiz alarm
• Otomatik tamir uyarısı
• On/Off anahtarlar
• Elle veya kapı anahtarı ile kontrollü lambalar
• °C/°F ölçek seçimi
• Şık yüzey ekran görünümleri
• 230 V giriş.
Uygulamalar:
•Soğuk depolar
•Statik veya fanlı soğutma
kabinleri,
•Tezgahlar
•Camlı kabinler
•Isıtmalı kabinlerin kontrolü için
de düzenlenebilir.
70
71
ELIWELL-POWERFROST
Kontrol algoritmaları aşağıdaki
elemanların yönetimi içindir:
Termostatik kontroller,
defrost çevrimleri,
havalandırma,
Lamba ve perdeler,
Yardımcı kullanıcılar.
Nöbetleşe uyumlu çalışma
sayesinde çalışma verimi ve enerji
tasarrufu iyileştirilir.
Değiştitirilebilir girişler, çıkışlar,
ekran ve tuş takımları.
Ana ve yardımcı kumanda yapısı.
72
EWRD975 EVAPORATÖR KONTROLÜ
73
EWFM 050/150 FAN HIZ KONTROLÜ
74
EWRS 485 HABERLEŞME ARAYÜZ MODÜLÜ
75
EWSA 80 SICAKLIK ALARMI
76
EWCM 900 (/S)
EWCM 900, soğutma sistemlerindeki makine dairelerinin kontrolü için
dizayn edilmiştir.
EWCM 900, birden fazla kompresör ve fanın kullanıldığı hava soğutmalı
kondenserli merkezi soğutma sistemleri dizayn edilmiştir.
77
ÇALIŞMASI
Kompresörlerin kontrolü için emme basıncından yararlanılırken, fan kontrolü
için kondenzasyon basıncı kullanılır.
Konfigürasyon kuruluşu sırasında, sistemde çalışan birçok sayıda ve tipte
kompresör HP oranlarına göre programlanır. (Eğer kompresörler aynı güçte
değilse).
Ayrıca her mevcut çıkış kompresör veya fan için atanabilir.
Kontrol sistemi, çok yaygın kullanılan soğutkanlar için gerekli dönüşümleri
içerir.
Bu yüzden, çeşitli gösterge ve ayarlar direk olarak Bar, °C, °F olarak
yapılabilir. Bu özellik cihazın kolaylıkla kontrol edilmesini sağlar.
78
TERMİNAL BAĞLANTILARI
79
80
HİPERMARKET SOĞUTMA
KONTROLLERİ
Bir hipermarket veya süpermarket uygulamasında, sistemin temelini
teşkil eden unsurlardan en önemlileri;
•Soğutma otomasyonu
•Soğutma tesisatı (bakır boru donanımı)
•Kullanılan ekipmanların (kompresörler, evaporatörler, kondanserler,
fanlar ve diğer elektrik aksamlarının) kalitesidir.
81
Soğutma otomasyonu hem gıda hijyeni, hem de soğutma
sisteminin enerji optimizasyonu açısından büyük önem
taşımaktadır. Dolayısıyla bilgisayardan kumanda edilen PLC’lerin
ve mevcut otomasyon soğutma yazılımının çok fonksiyonlu ve
verimli olarak dizayn edilmesi gerekir.
Mağazada kullanılan tüm soğutma sistemi PLC’leri birbirine bir
data transfer kablosuyla bağlıdır. Her bir PLC kendi bulunduğu
bölgedeki 4-8 adet reyon veya soğuk odanın solenoid’lerini ve
fanlarını kumanda eder.
82
Günümüzde mağazacılıkta gıdalar, çok sayıda reyon ve soğuk odalarda
barındırılmaktadır. Gıda hijyeni açısından, gıdanın soğuk tekniğine uygun bir
şekilde muhafazası esastır. Reyonlarda veya soğuk odalardan herhangi
birinde arıza olduğunda, sistemdeki arızayı ve beraberindeki diğer tüm soğuk
noktaların sıcaklıkları ile termal diyagramlarını bilgisayardan izlemekte büyük
fayda vardır.
Mağazalarda kullanılan soğutma otomasyon uygulaması her bir reyonun ve
soğuk oda evaporatörünün bilgisayardan kumanda kontrolü ile termal
değişim raporlarını mağazanın bakım birimine sunabilmektedir. Bilgisayarda
ana ekran olarak mağazanın planı yer almaktadır. Plan üzerinde ilgili
bölgelere fare ile tıklayarak girilebilir.
83
Örnek mağaza planı
84
Soğutma santral verileri
85
Santral kompresör verileri
86
Kondenser verileri
87
Örnek soğuk oda verileri
88
Parametre tabloları
89
Örnek reyon verileri
90
SOĞUK ODA KONTROLLARI
Kontrollü Atmosfer
Sebze ve meyveler nefes alıp verirler (“solunum”); oksijen (O2) alır
ve karbondioksit (CO2) verirler. Gaz sızdırmaz bir alanda sebzemeyve depolama ile havadaki oksijen seviyesi düşürülür ve CO2
seviyesi artar. Temelde uzun süreli sebze-meyve depolama işlemi,
tat ve kalitenin korunması amacıyla olgunlaşma ve yaşlanmayı
engellemeye indirgenebilir. Esasen olgunlaşma ertelenir. Bu,
soğuk hava depolarındaki gaz koşullarına uyma ile gerçekleşir,
böylece sebze-meyvenin solunumu önemli ölçüde frenlenir.
Kontrollü Atmosfer (KA), oksijen seviyesinin düşürüldüğü ve
genellikle CO2’nin yükseltildiği depolama tekniğidir. Sebzemeyvenin kalite ve tazeliği, Kontrollü Atmosfer koşullarında
kimyasal maddeler kullanılmadan korunmuş olur. KA koşulları
altında birçok ürün, 2 ila 4 kat daha uzun bir süreyle depolanabilir.
91
Dinamik KA Depolama
Van Amerongen’in Dinamik KA sistemi, depolama süresince KA
koşullarına dinamik şekilde uyar (önceden sabit ayarlama yerine).
“Dinamik KA Depolama Sistemi” cihazı, depoda meyvenin
fizyolojik durumuna göre tepki verir ve oradaki depolama
koşullarına otomatik olarak uyar. %1’den düşük oksijen yüzdeleri
bu durumda problem değildir, çünkü oksijen konsantrasyonu, çok
düşük değerlere inmeden doğrudan ayarlanır.
Niçin Dinamik KA depolama?
Meyve depolamada optimal, en düşük oksijen konsantrasyonunu
belirlemek zorlu bir iştir; bu farklı faktörlere bağlıdır:
Meyve türü
Hasat zamanı (olgunluk)
Sızdırmaz soğuk hava deposu
Sezon/iklim
Yetişme yeri (mikroklima ve coğrafya)
92
Ultra Düşük Oksijen (ULO)
Armutların depolanmasında ideal oksijen değeri, %1-3, bazı elma
türleri için %1’den daha düşüktür. Bu gibi O2 şartları altında
depolamaya Ultra Düşük Oksijen (ULO) denir. ULO depolama, gaz
sızdırmaz depolama odalarında yapılır ve elma, armut, mavi orman
meyveleri, kivilerin uzun süreli depolanmasında kullanılır.
O2-tutucular
Meyve “nefes alır”: oksijen (O2) kullanır ve karbondioksit (CO2)
üretir. Bir O2-tutucu, depolama alanındaki oksijen seviyesini nefes
almayı (solunum) frenleme amacıyla yerleştirmeden veya aralarda
deponun açılmasından sonra düşürür ve böylece depolama süresi
uzar.
93
Oksijen Tutucu
94
CO2-tutucular
Meyve “nefes alır”: oksijen (O2)
kullanır ve karbondioksit (CO2)
üretir. Bir CO2-tutucu soğuk hava
depolarınızda
oluşan
karbondioksiti (karbonik asit de
denir) konsantrasyonların çok
fazla yükselmesini ve meyvede
hasar meydana gelmesini önlemek
için ortadan kaldırır.
95
Kontrol Sistemleri
Kontrol sistemlerimiz KA-/ULO- sisteminin kalbini oluşturur. Kontrol
sistemleri, soğuk hava depolarınızın veya Palliflex ünitelerinizin
doğru ve kesin CA-/ULO-düzenlemesi ile ilgili tüm süreçleri kontrol
eder.
Ayrıca sistemlerimiz nem dengesi, etilen seviyesi ve sıcaklık gibi
diğer bazı süreçleri de opsiyonel olarak ölçer ve düzenler. Daha
kompakt CA-/ ULO-sistemlerde kontrol dolabı tutucunun önüne
yerleştirilir. Burada Auto-ULO-kontrol (S950) veya standart tutucu
kontrolünden (S920) söz edilir.
Merkezi bir kontrol sistemi (S930), ayrı bir dolaptan oluşur ve ölçüm
hortumlarını kullanır.
96
Etilen dönüştürücüler
Kivi (veya Hurma / Kaki) gibi etilene karşı
hassas (CA koşullarında) meyve türleri için bir
etilen
dönüştürücü
gereklidir.
Van
Amerongen’in sağladığı etilen dönüştürücü,
katalitik yanma yöntemini kullanarak soğutma
hücrelerindeki etileni ortadan kaldırır; böylece
etilen istenen herhangi bir seviyede –hem ppm
hem ppb aralığında- tutulabilir. SwingTerm
prensibinin, yani büyük bir eşanjörün
kullanılması, arıtılan havanın çok az bir
miktarda ısıtılması anlamına gelir. Etilen
dönüştürücü, etileni her ikisi de inert madde
olan CO2 ve su yardımıyla etileni yakar. Etilen
dönüştürücümüz üç standart kapasiteyle
edinilebilir. Talep durumunda diğer kapasiteler
de sağlanabilir.
97
Su yönetimi
Çoğu meyve türü %95'in üzerindeki yüksek bağıl hava neminde
depolanır. Nem kaybı, soğuk hava deposundaki meyvelerin
depolama kalitesini sınırlayabilir. Armutlarda nem kaybının
önemli bir sinyali, örneğin “pörsümüş boyunlar”ın belirmesidir;
sapta armudun kabuğu buruşmaya başlar. Pörsümüş boyunları
önlemek için armutlar %2,5 nemden daha fazlasını
kaybetmemelidir.
98
Nem kaybını ölçme (BN ölçüm cihazları)
Bir CA-/ULO-hücresinde muhafaza edilen meyve nem kaybeder. Bu
nem kaybı, BN (bağıl nem) değerleri %90’ın üzerine ulaştıkça azalır.
Odadaki soğutma işlemi boyunca su hava tarafından geri alınır,
böylece BN değeri düşer. Geri alınan su buharlaştırıcıda donar ve
çözülme boyunca akar. Van Amerongen, bu nem kaybını otomatik
olarak belirleyecek su ölçerler sunar. Bir Van Amerongen
donanımının kontrol cihazı, kaybedilen su litresini izleyen bir
yazılım modülü ile donatılmıştır. Böylece bir saklama deposundaki
nem kaybını izleyebilirsiniz.
99
Gaz sızdırmaz soğuk hava depoları
Gaz sızdırmaz bir soğuk hava deposu, gaz geçirmez şekilde üretilmiş
izolasyon panellerinden oluşur. Gaz sızdırmaz hale getirme, özel küf
önleyici malzeme ve yün tıkama materyalleriyle yapılır. Bir CA soğuk
hava deposu, koridor veya deponun tavanında gaz sızdırmaz kapı ve
pencerelerle donatılır. Bu örnek alma ve meyveleri izlemeyi mümkün
hale getirir. Son olarak CA soğuk hava deposu, CA-depolama için gerekli
olan birkaç aksesuarla donatılmıştır;
-Esnek bir hava tamponu (“ciğer" olarak da adlandırılır) soğuk hava
deposundaki basınç değişikliklerini –odada oksijen akımı olmaksızınbulur.
-Düşük ve aşırı basınç flapları, esnek hava tamponunun
yakalayabildiğinden daha büyük basınç farklarını eşitleyebilir; böylece
soğuk hava deposundaki hasar önlenebilir.
100