Chiller'ları, yani endüstriyel su soğutma gruplarını, kondenser tipine göre hava ve su soğutmalı olarak ayırdığımız gibi kompresör tipine göre de ayırırız. Kompresör tipi; cihazın kapasite aralığını, kısmi yükteki verimini, bakım ihtiyacını ve arıza anında onarım seçeneklerini belirler. Bu yazıda yaygın tipleri servis gözüyle karşılaştırdık; en ayrıntılı bölümü, küçük ve orta kapasitede en sık karşılaştığımız scroll kompresöre ayırdık.
Scroll kompresör
Biri sabit, diğeri eksantrik hareket eden iki spiralin arasında gazı sıkıştırır. Küçük ve orta kapasiteli chiller'larda en yaygın tiptir.
Kullanım: Ofis katları, küçük ve orta ticari binalar, oteller, proses soğutması.
Kapasite kontrolü: Genellikle birden fazla kompresörün kademeli devreye girmesiyle; bazı modellerde inverterli kompresörle.
Arıza profili: Sıvı dönüşüne ve kısa çevrime duyarlıdır; yağ dönüşü ve elektrik sorunları sık nedenler arasındadır.
Servis: Hermetiktir, içi açılmaz; arızalandığında değiştirilir. Çok kompresörlü yapı sayesinde bir kompresör arızalansa da cihaz kısmi kapasiteyle çalışmaya devam eder.
Scroll kompresör nasıl çalışır?
Scroll kompresörde iç içe geçmiş iki spiral bulunur. Üstteki spiral sabittir; alttaki kendi ekseninde dönmez, motor miline bağlı eksantrik sayesinde küçük bir yörünge çizer. Bu hareketle spirallerin arasında hilal biçimli gaz cepleri oluşur. Gaz dış kenardan emilir, cepler merkeze doğru ilerledikçe küçülür ve sıkışan gaz ortadaki çıkış deliğinden basılır. Aynı anda birden fazla cep farklı sıkıştırma aşamasında olduğu için akış süreklidir.
Pistonlu kompresördeki emme ve basma valfleri, segmanlar ve biyeller scroll'da yoktur. Hareketli parça sayısının az olması, kompresörü sessiz, titreşimi düşük ve tam yükte verimli kılar. Birçok tasarımda spiraller, içeri sıvı ya da kir girdiğinde birbirinden hafifçe ayrılabilecek şekilde esnek yataklanır. Bu, kısa süreli bir sıvı girişinde kompresörü korur; sürekli sıvı dönüşüne karşı ise koruma sağlamaz.
Tandem bağlı iki scroll kompresör. Kapasite, kompresörlerin kademeli devreye girmesiyle ayarlanır.
Tandem bağlantı ve kapasite kontrolü
Tek bir scroll kompresörün kapasitesi sınırlıdır. Bu yüzden orta kapasiteli gruplarda iki ya da üç kompresör ortak emme ve basma hatlarıyla bağlanır (tandem, trio); yük azaldıkça kompresörler sırayla devreden çıkar. Büyük gruplarda iki veya daha fazla bağımsız soğutma devresi bulunur.
Tandem kompresörler yağı ortak bir dengeleme hattı üzerinden paylaşır. Bu hattın tıkanması ya da kompresörler arasındaki seviye farkının bozulması, bir kompresörün yağsız kalmasına yol açabilir; bakımda her kompresörün yağ gözetleme camı ayrı ayrı kontrol edilir.
Kademeli çalışmanın yanında iki yöntem daha var: devri frekans konvertörüyle değişen inverterli scroll ve spirallerin kısa aralıklarla ayrılıp birleşmesiyle ortalama kapasitesi ayarlanan yük boşaltmalı (dijital) scroll. İkisi de kısmi yükte su sıcaklığını daha kararlı tutar.
Zayıf noktaları ve servis
Dönüş yönü: Üç fazlı scroll kompresör ters yönde dönerse basınç oluşturmaz, gürültülü çalışır ve kısa sürede zarar görebilir. Panoda ya da beslemede yapılan bir elektrik işinden sonra ilk kontrol faz sırasıdır; faz koruma rölesi bu yüzden önemlidir.
Sıvı dönüşü ve yağ: Sürekli sıvı dönüşü yağı sulandırır, yatakları korumasız bırakır. Düşük süperheat, hatalı genleşme valfi ve düşük su debisi başlıca nedenlerdir.
Kısa çevrim: Sık dur-kalk motoru ısıtır ve yağın kompresörden kaçmasına yol açar. Kontrolörlerde kompresör başına en kısa çalışma ve bekleme süreleri bu yüzden tanımlıdır.
Basma sıcaklığı: Eksik gaz ya da yüksek kondenser basıncında basma sıcaklığı yükselir; birçok scroll kompresörde bu nedenle basma sıcaklığı koruması bulunur.
Değişim: Tandem yapıda yalnızca arızalı kompresör değiştirilebilir. Motor yanması varsa devrenin asit testi ve temizliği de işin parçasıdır; ayrıntıyı chiller kompresör arızası yazısında anlattık.
Vidalı kompresör
Birbirine geçen rotorların (ya da tek rotor ve yıldız çarkların) arasında gazı sıkıştırır. Orta ve büyük kapasitede yaygındır; çift vidalı tasarım en yaygın olanıdır, bazı üreticiler tek vidalı tasarım kullanır.
Kullanım: AVM, otel, hastane, sanayi tesisleri; hava ve su soğutmalı gruplar.
Kapasite kontrolü: Sürgülü valf ile kademesiz ya da kademeli; yeni nesillerde inverterle değişken devir.
Arıza profili: Yağ sistemi kritiktir: yağ ayırıcı, yağ filtresi, yağ seviyesi ve yağ basıncı sık alarm kaynaklarıdır. Rotor ve yatak aşınması uzun dönemde görülür.
Servis: Çoğunlukla yarı hermetiktir; atölyede revize edilebilir. Revizyon, yeni kompresöre göre çoğu zaman ekonomiktir ve cihaza uzun yıllar kazandırır.
Santrifüj kompresör
Gazı dönen bir çarkla hızlandırıp basınca dönüştürür. Çok büyük kapasitelerde en verimli seçeneklerden biridir.
Kullanım: Büyük AVM'ler, kampüsler, havalimanları, hastane santralleri; çoğunlukla su soğutmalı.
Kapasite kontrolü: Giriş kılavuz kanatları ve/veya değişken devirli sürücü.
Arıza profili: Düşük yükte ve yüksek kondenser basıncında dalgalanma (surge) riski; yağlı tiplerde yağ sistemi, bazı tiplerde sürücü ve yatak elektroniği.
Servis: Revizyon kapsamı ölçüm ve titreşim analiziyle belirlenir; uzmanlık ve planlama ister. Manyetik yataklı yağsız tasarımlarda yağ sistemi yoktur, bakımın ağırlığı sürücü ve kontrol elektroniğine kayar.
Manyetik yataklı (yağsız) santrifüj
Bu tasarımda kompresör mili, mekanik yataklar yerine manyetik alanla havada tutulur. Konum sensörleri mili sürekli izler, kontrol elektroniği mıknatısların kuvvetini anlık ayarlar. Mil hiçbir yüzeye sürtünmediği için yağ gerekmez; yağ pompası, yağ ayırıcı ve yağ ısıtıcısı ortadan kalkar, eşanjör yüzeylerinde yağ filmi oluşmaz.
Bu kompresörler genellikle yüksek devirli, değişken hızlı bir motorla birlikte gelir; kısmi yük verimleri yüksektir ve santrifüj teknolojisini daha küçük kapasitelere taşımışlardır. Enerji kesildiğinde milin kontrollü biçimde durması için sürücü ve yatak kontrolü birlikte çalışır; manyetik yataklar mili taşıyamadığında devreye giren yedek yataklar bulunur; sık ve kontrolsüz duruşlar bu yatakları yıpratır. Besleme gerilimi, harmonikler ve elektroniğin soğutması bu cihazlarda bakımın merkezindedir.
Pistonlu kompresör
Eski chiller'larda hâlâ karşılaşılan klasik tip. Yeni cihazlarda yerini büyük ölçüde scroll ve vidalı kompresörlere bıraktı. Valf ve segman aşınması tipik arızalarıdır; parça bulunabilirliği revizyon kararında belirleyicidir.
Kompresörsüz seçenek: absorpsiyonlu chiller
Bazı tesislerde soğutma çevrimini kompresör değil ısı çalıştırır. Absorpsiyonlu chiller'da buhar, sıcak su ya da atık ısı, soğutucuyu emici çözeltiden ayırarak çevrimi döndürür; elektrik tüketimi pompalar ve kontrolle sınırlı kalır. Kojenerasyon tesislerinde ve atık ısısı olan sanayide görülür; çalışma prensibini absorpsiyonlu chiller yazısında anlattık.
Chiller'ınızın kompresör tipi nasıl anlaşılır?
Etiket ve model kodu: Cihazın ve kompresörün etiketinde model kodu yazar; üretici belgeleri bu koddan kompresör tipini verir.
Görünüş: Scroll kompresörler dik duran, silindir biçimli, kaynaklı gövdelerdir ve çoğunlukla ikili ya da üçlü gruplar hâlinde bulunur. Vidalı kompresörler daha iri, çoğunlukla yatay ve cıvatalı gövdelidir; yakınında yağ ayırıcı ya da yağ hatları görünür. Santrifüj kompresör, büyük su soğutmalı grupların üstündeki salyangoz biçimli gövdesiyle tanınır.
Kontrol ekranı: Kumandada sürgü konumu görünüyorsa vidalı, kılavuz kanat konumu görünüyorsa santrifüj kompresör vardır; scroll gruplarda kompresör başına açık-kapalı durumu ve çalışma saati izlenir.
Servis açısından karşılaştırma
Arızada ilk seçenek: Scroll'da değişim; vidalı ve santrifüjde çoğunlukla revizyon.
Bakımın odağı: Scroll'da süperheat, akım dengesi ve elektrik; vidalıda yağ sistemi ve yük kontrolü; santrifüjde yağ ya da yatak sistemi, kılavuz kanat ve kondenser basıncı.
Kısmi yük verimi: İnverterli ve kademeli sistemler kısmi yükte avantaj sağlar; yıl boyu değişken yükte çalışan tesislerde önemlidir.
Duruş süresi: Scroll değişimi genellikle kısa sürer; vidalı ve santrifüj revizyonu planlama ve parça temini gerektirir.
Büyük bir kompresör arızası, yalnızca kompresörü değil cihazın tamamını onarmak mı yenilemek mi sorusunu da gündeme getirir. Bu kararın ölçütlerini chiller revizyonu mu, yenisi mi? yazısında ele aldık.
Kompresör arızalarının belirtileri ve teşhisi için chiller tamiri bölümümüze, chiller tiplerinin genel tanıtımı için Chiller ne demek? yazımıza bakabilirsiniz.
Kompresör tipi, bakımın odağını ve arıza anında hangi seçeneklerin masada olduğunu belirler.
Sahada en sık gördüklerimiz
Fark edilmeyen kısmi kapasite. Tandem scroll gruplarda bir kompresör arızalanınca cihaz çalışmayı sürdürür; durum çoğu zaman ilk sıcak günde su sıcaklığı tutmayınca anlaşılır. Kumandada kompresör durumunu ve çalışma saatlerini düzenli okumak bunu erkenden gösterir.
Vidalı gruplarda yağ filtresi. Yağ basıncı alarmlarının önemli bir bölümü tıkanmış yağ filtresinden ya da düşük yağ seviyesinden gelir; filtre basınç farkı her bakımda okunmalıdır.
Santrifüjde düşük yük ve sıcak kule suyu. Yükün çok düştüğü saatlerde ya da kule suyu sıcakken santrifüj gruplarda dalgalanma eğilimi artar; kule performansı bu yüzden kompresörün de konusudur.
Pistonlu gruplarda parça. Eski pistonlu gruplarda valf ve segman takımı bulunabiliyorsa revizyon mümkündür; bulunamıyorsa karar cihazın tamamına göre verilir.
Sık sorulan sorular
Scroll kompresör tamir edilir mi?
Hayır. Scroll kompresörler hermetik, kaynaklı gövdelidir; içleri açılmaz. Arızada kompresör değiştirilir. Arızanın nedeni bulunup giderilmezse yeni kompresör de aynı nedenle bozulur.
Hangi kompresör tipi daha verimli?
Tek bir cevap yok; verim kapasiteye, yük profiline ve kontrol yöntemine bağlıdır. Çok büyük kapasitelerde santrifüj, değişken yükte inverterli kompresörler öne çıkar. Karşılaştırmada tam yük verimi yerine kısmi yük verimine (ESEER, IPLV) bakmak gerçeğe daha yakın sonuç verir.
Manyetik yataklı chiller'da bakım gerekmez mi?
Gerekir; yalnızca odak değişir. Yağ sistemi bakımı ortadan kalkar ama sürücü, yatak kontrol elektroniği, besleme kalitesi, sensörler ve eşanjörlerin temizliği düzenli kontrol ister.
Mevcut bir chiller'da kompresör tipi değiştirilebilir mi?
Pratikte nadiren yapılır. Çevrim, kontrol yazılımı ve kapasite o kompresöre göre tasarlanmıştır; tip değişikliği genellikle cihaz yenileme kararının parçasıdır.
Sonuç
Kompresör tipi, cihazın nasıl bakım isteyeceğini ve arıza anında hangi seçeneklerin masada olacağını belirler. Tesisinizdeki chiller'ın kompresör tipine uygun bir bakım planı için chiller servisi sayfamızdan keşif talep edebilirsiniz.
