Genlesme Elemanlarinin Bakim Ve Montaji

T.C. MİLLÎ EĞİTİM BAKANLIĞI

MEGEP (MESLEKİ EĞİTİM VE ÖĞRETİM SİSTEMİNİN

GÜÇLENDİRİLMESİ PROJESİ)

TESİSAT TEKNOLOJİSİ VE İKLİMLENDİRME

GENLEŞME ELEMANLARININ BAKIM VE MONTAJI

ANKARA 2007

Milli Eğitim Bakanlığı tarafından geliştirilen modüller;

• Talim ve Terbiye Kurulu Başkanlığının 02.06.2006 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 ulaşılabilirler.

• Basılmış modüller, eğitim kurumlarında öğrencilere ücretsiz olarak dağıtılır.

• Modüller hiçbir şekilde ticari amaçla kullanılamaz ve ücret karşılığında satılamaz.

i

AÇIKLAMALAR .............................................................................................................. iii GİRİŞ ..................................................................................................................................1 ÖĞRENME FAALİYETİ-1 .................................................................................................3 1. KILCAL BORU TİPİ GENLEŞME ELEMANI ...............................................................3

1.1. Kılcal Borulu Genleşme Elemanının Özellikleri ve Çalışma Prensipleri ....................3 1.2. Kılcal Borulu Genleşme Elemanının Kullanıldığı Yerler ...........................................9 1.3. Kılcal Borulu Genleşme Elemanının Bakım ve Montajı ............................................9

1.3.1. Kılcal Boru Seçimi ...........................................................................................9 1.3.2. Kılcal Borunun Seçimi....................................................................................10

UYGULAMA FAALİYETİ ..........................................................................................11 ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME ................................................................................13

ÖĞRENME FAALİYETİ-2 ...............................................................................................15 2. OTOMATİK GENLEŞME ELEMANLARI ...................................................................15

2.1. Otomatik Genleşme Valfinin Tanımı ve Yapısı.......................................................15 2.2. Otomatik Genleşme Valfinin Çalışma Prensibi .......................................................16 2.3. Otomatik Genleşme Valfinin Kullanıldığı Yerler ....................................................16

2.3.1. Otomatik Genleşme Valfli Soğutma Sistemleri ...............................................17 UYGULAMA FAALİYETİ ..........................................................................................19 ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME ................................................................................20

ÖĞRENME FAALİYETİ-3 ...............................................................................................22 3. TERMOSTATİK GENLEŞME VALFİ ..........................................................................22

3.1. Termostatik Genleşme Valfinin Tanımı ve Yapısı...................................................22 3.2. Termostatik Genleşme Valfinin Çalışma Prensibi ...................................................24 3.3. Termostatik Genleşme Valfinin Yapısı ve Kullanıldığı Yerler.................................26

3.3.1. Termostatik Genleşme Valfi Çeşitleri ve Özellikleri........................................28 3.4. Genleşme Valfi Montaj Kuralları............................................................................29

3.4.1. Termostatik Genleşme Valfinin Seçim Kriterleri.............................................40 3.4.2. Termostatik Genleşme Valfi Uygulamalarında Dikkat Edilecek Konular.........43 3.4.2. Genleşme Valfindeki Hat İçi Perdenin Temizlenmesi......................................46 3.4.3. Genleşme Valfindeki Isı Haznesinin Teması ...................................................47 3.4.4. Genleşme Valfinin Bakımı..............................................................................47 3.4.5. Genleşme Valfinin Çalışmasının Üç Kuvvetin Etkisi Tarafından Kontrol Edilmesi...................................................................................................................47 3.4.6. Genleşme Valfinin Görevleri ..........................................................................47 3.4.7. Genleşme Valfi, Ölçme ve Ayarlama Kuralları ...............................................47 3.4.8. Genleşme Valfi Testi ......................................................................................49 3.4.9. Genleşme Valf Kuyruğunun Sistemdeki Yeri ..................................................50 3.4.10. Termostatik Genleşme Valfi Arızaları ...........................................................50 3.4.11. Termostatik Genleşme Valfi Ayarı................................................................51 3.4.12. Termostatik Genleşme Valfinde Kızgınlık Ayarı ...........................................52 3.4.13. Termostatik Genleşme Valfinin Bulbunun Şarjı ............................................54 3.4.14. Termostatik Genleşme Valfinde Kızma Yüksek veya Buharlaşma Emme Basıncı Çok Düşük Arızasının Sebepleri ..................................................................54 3.4.15. Termostatik Genleşme Valfindeki Bulb Montajının Önemi ve Montaj Esasları................................................................................................................................54

İÇİNDEKİLER

ii

3.4.16. Termostatik Genleşme Valfindeki Kuyruk (Bulb) İçinde Kullanılan Dolgu Türleri......................................................................................................................55 3.4.17. Termostatik Genleşme Valfinde “Valf Kapasitesi Küçüktür” Arızasının Sebepleri ..................................................................................................................56 3.4.18. Termostatik Genleşme Valfinin Kuyruğunun Konulacağı Yer .......................56 3.4.19. Termostatik Genleşme Valflerinde Çapraz Şarj .............................................57 3.4.20. Termostatik Genleşme Valflerine Gaz Şarjı...................................................57 3.4.21. Termostatik Genleşme Valflerine Sıvı Şarjı...................................................57 3.4.22. Termostatik Genleşme Valflerinde Şarj Tipleri .............................................58 3.4.23. Termostatik Genleşme Valfli Sistemlerde Yoğuşmayan Gazların Etkisi ........58 3.4.24. Termostatik Genleşme Valfinin Montaj Yeri ve Montaj Şartları ....................58 3.4.25. Termostatik Genleşme Valfinin Açıp Kapanmaması Arızasının Sebepleri .....59 3.4.26. Termostatik Genleşme Valfinin Aşırı Sıvı Beslemesi Sonucu veya Başka Sebeplerle Sıvı Soğutucu Gelmesi Arızasının Sebepleri ............................................59 3.4.27. Termostatik Genleşme Valfinin Ayarının Yapılmasının Önemi .....................60 3.4.28. Termostatik Genleşme Valfinin Bakımı ........................................................60 3.4.29. Termostatik Genleşme Valfinin Büyük Kapasiteli Evaporatörlerde Kullanımı................................................................................................................................60 3.4.30. Termostatik Genleşme Valfinin Çalışmasında Etken Olan Kuvvetleri ...........61 3.4.31. Termostatik Genleşme Valflerinin Kullanılacağı Yere Göre Seçilmesi ..........61 3.4.32. Termostatik Genleşme Valfinin Montajı ve Kullanımında Dikkat Edilecek Hususlar...................................................................................................................62 3.4.33. İçten Dengelemeli Termostatik Genleşme Valfli Soğutma Sistemleri ............62 3.4.34. Dıştan Dengelemeli Termostatik Genleşme Valfli Soğutma Sistemleri ..........63 3.4.35. Genleşme Valfi Kuyruğunun Sistemdeki Yeri ...............................................64

UYGULAMA FAALİYETİ ..........................................................................................66 ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME ................................................................................68

MODÜL DEĞERLENDİRME...........................................................................................70 CEVAP ANAHTARLARI .................................................................................................71 KAYNAKÇA ....................................................................................................................72

iii

AÇIKLAMALAR KOD 522EE0174

ALAN Tesisat Teknolojisi ve İklimlendirme

DAL/MESLEK Alan Ortak

MODÜLÜN ADI Genleşme Elemanlarının Bakım ve Montajı

MODÜLÜN TANIMI Bu modül, öğrenciye genleşme elemanlarının tanımı, çeşitleri, bakım ve montajı ile ilgili teknikleri kazandıracak öğrenme materyalidir.

SÜRE 40/24

ÖN KOŞUL Yoktur.

YETERLİK Genleşme elemanlarının bakım ve montajını yapmak.

MODÜLÜN AMACI

Genel Amaç Bu modül ile genleşme elemanlarının çeşitlerini, kullanıldıkları yerleri öğrenecek ve farklı devreler üzerine montajını yaparak bakımlarını yapabileceksiniz. Amaçlar 1.Gerekli donanımı kullanarak genleşme elemanlarını soğutma devresi üzerine kurabileceksiniz. 2.Genleşme elemanlarının çeşitlerini ve kullanıldığı yerleri öğreneceksiniz. 3.Soğutma devresinin büyüklüğüne göre genleşme elemanının seçimini yapabileceksiniz. 4.Genleşme elemanlarının bakımını yapabileceksiniz. 5.Farklı soğutma devrelerine değişik genleşme elemanlarının montajını yapabileceksiniz.

EĞİTİM ÖĞRETİM ORTAMLARI VE DONANIMLARI

Üretici firmaların cihaz katalogları, ölçme ve kontrol aletleri, el takımları ve elektrikli el aletleri, sabitleme ve yalıtım malzemeleri iş güvenliği ile ilgili diğer ekipmanlar.

ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME

Ø Her faaliyet sonrasında o faaliyetle ilgili olarak hazırlanan değerlendirme soruları ile kendi kendinizi değerlendireceksiniz. Değerlendirme sorularına verdiğiniz cevaplarınızı, modülün sonunda verilen cevap anahtarı ile kontrol ediniz. Herhangi bir soruya yanlış verdiğiz bir cevap varsa bu bir öğrenme eksikliğini

AÇIKLAMALAR

iv

göstermektedir. Bir sonraki öğrenme faaliyetine geçmeden önce ilgili konuya dönerek konuyu inceleyiniz ve doğru cevabı bulmaya çalışınız.

Ø Öğretmeniniz, modülü tamamladığınızda size ölçme aracı (uygulama, soru-cevap)uygulayacak, bu modül uygulamaları ile kazandığınız bilgi ve becerilerinizi ölçerek değerlendirecektir.

1

GİRİŞ Sevgili Öğrenci, Her geçen gün gelişen teknolojiye ayak uydurmak durumundayız. Özellikle teknik bir

alanda çalışacak bireyin bu konuda daha hassas olması gerekmektedir. Sizler de çağımızın en gelişmeye açık ve insan hayatında önemli yeri olan bir mesleğe adım atmış bulunuyorsunuz.

Tesisat ve İklimlendirme bölümümüzde bilgi ve beceriye dayalı uygulamalarda bu modülle, genleşme elemanlarının 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 hâle 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 mantık yürütülerek öğrenilmesi, kullanılacak bilginin kalıcı ve kullanılabilir olması açısından çok önemlidir.

GİRİŞ

3

ÖĞRENME FAALİYETİ-1

Genleşme elemanlarının temel çalışma prensiplerini öğrenerek çeşitlerini görecek,

bakım ve montajını yapabileceksiniz.

Ø Çevrenizdeki soğutma devreleri üzerinde kullanılan genleşme elemanları ve çalışma prensipleri hakkında bilgi alınız.

Ø Genleşme elemanlarının görevini ve çeşitlerini internet ortamında araştırınız. Ø Çevrenizdeki soğutma devrelerinin tip ve büyüklüğüne göre genleşme elemanı

seçimini inceleyiniz. Ø Genleşme elemanlarının montajının ve bakımının nasıl yapıldığını soğutma

devreleri üzerinde inceleyiniz.

1. KILCAL BORU TİPİ GENLEŞME ELEMANI

1.1. Kılcal Borulu Genleşme Elemanının Özellikleri ve Çalışma Prensipleri

ARAŞTIRMA


AMAÇ

4

Evaporatörde istenilen basınç düşümünü sağlamak amacıyla, çoğunlukla iç çapı 0,5ile 2,00 mm arasında değişen ve iç çapa bağlı olarak arzu edilen basınç düşümü için yeterli uzunlukta kılcal (kapiler) boru kullanılır. Kılcal boru, genleşme elemanları içinde en basit ve en ucuz soğutucu kontrol veya akış ayar elemanıdır. Aşınabilecek veya değiştirilmesi gerekecek hareketli parçaları yoktur, çünkü taşımak üzere tasarlandığı soğutma yüküne uygun uzunlukta olan küçük çaplı bir borudur. Bu kısma veya basınç düşürme elemanı, diğer basınç düşürme elemanları gibi kondenserle evaporatörün arasına, sıvı hattının ucuna yerleştirilir ya da doğrudan sıvı hattının yerine kullanılır (şekil 1.2’ de görüldüğü gibi).

Kılcal boru, yükün az çok sabit olduğu soğutucular (buzdolapları, su soğutucuları, şerbetlikler, derin dondurucular), dondurucular ve hatta konutlar için tasarlanmış küçük iklimlendirme sistemleri gibi seri üretim yapılan sistemler için uygundur.

Kılcal borunun sisteme uygun olduğunun belirlenmesi için sistemin testen geçirilmesi gerekir. Uygun kılcal boru uzunluğu belirlendikten sonra üretime başlanır. Siparişe göre (ticari soğutucular gibi değişik tipte ve kapasitede) soğutucu üreten firmalar, genelde genleşme valfi kullanmayı tercih eder. Yanlış seçilmiş kılcal boru, sonunda tekrar gaz şarjı, zaman ve ekonomik kayba sebep olur.

Genleşme elemanı olarak kullanılan kılcal, evaporatörde soğutma yüküne uygun basınç düşümünü şu özelliklere bağlı olarak gerçekleştirir:

Ø Kılcalın boyu Ø Kılcalın delik çapı Ø Kılcal borudaki spir sayısı ve spir çapı Ø Kılcal borunun çalışma sıcaklığı

5

Kılcal boru; sabit basınç ve izotermik sıkıştırma işlemiyle kondenser çıkışında sıvı hâle gelen soğutucu akışkanın, yüksek basınç tarafından alçak basınç tarafına sıvı hâldeki soğutucu akışkan geçişini (evaporatörde buharlaşan soğutucu akışkan miktar kadar) kontrol altına alan soğutma sistemin önemli elemanıdır.

Kılcal boru prensibine göre sıvı soğutucu akışkan, gaz hâlindeki soğutucu akışkana göre daha kolay ve çabuk hareket eder. Soğutma yüküne göre evaporatörde buharlaşan soğutucu akışkan kadar evaporatörde sıvı geçişi kılcal boru ile gerçekleştirilir. Soğutma yükü azaldığı zaman evaporatöre taşınan soğutucu akışkan miktarının da azaltılması gerekecektir. Aksi takdirde evaporatörde sıvı yığılması olacak ve emme hattına sıvı yürümesi söz konusu olacaktır. Evaporatörde buharlaşan akışkan miktarı azaldığı zaman kılcal boru çıkışında buharlaşma meydana gelerek sıvı soğutucu akışkanın geçişine direnç oluşturulduğundan akış kontrollü olarak sağlanmış olacaktır.

Kılcal borulu soğutma sistemleri, ev tipi soğutucularda ve klima cihazları gibi küçük soğutma sistemlerinde kullanılmaktadır. Kılcal boru kondenserin çıkışı ile evaporatörün girişi arasına filtre kurutucu ile birlikte bağlanır.

Kılcal borulu soğutma sistemlerinde; Ø Sistemin kompresör kapasitesi Ø Sistemde kullanılacak soğutucu akışkan türü, akışkan özellikleri Ø Buharlaşma sıcaklığı Ø Ortam sıcaklığı değerleri tespit edildikten sonra kılcal boru uzunluğu ve çapı tablo

veya grafik yardımıyla bulunabilir

Kılcal borulu soğutma sistemleri ilk çalışma anında termik dengede olduğu için kompresörün kalkış momenti de düşük olacaktır. Bu durum, sistemin ilk kalkınma anında daha az enerji çekmesine ve kompresörün döndürme momenti etkisinde kalan parçaların ömrünü uzatacaktır. Kompresör kalkındıktan sonra evaporatördeki soğutma hemen hissedilemez. Çünkü sistem, termik dengede olduğundan soğutucu akışkan yoğuşmamıştır. Kondenserin ısı transfer yüzeyinin tasarımı ve ekonomik nedenlerden dolayı küçük seçilmesi yoğuşturma sıcaklığının ortam sıcaklığının üzerinde seçilmesini zorunlu hale getirdiğinden kondenserde yoğuşma belirli bir süre sonra olacaktır.

Kondenser çıkışında sıvı soğutucu akışkan sıvı hattına ve filtreye akar. Sıvı soğutucu akışkan, kılcal boru girişine kadar yüksek basınçtadır. Kılcal boru çıkışında evaporatör girişinde soğutucu akışkanın sıvı oranı fazla, buhar oranı az olan kaynayan bir karışım halindedir. Kılcal boru, kompresör çalışırken belirli bir basınç farkını korumaya çalışır. Sistem çalıştıktan belirli bir süre sonra kılcal borudan taşınan sıvı soğutucu akışkanın tamamı evaporatörde buharlaşamayacağından evaporatöre akan sıvının kısılması gerekir. Aksi takdirde emme hattına sıvı yürümesi olacak hatta soğutma tamamen durabilir.

Evaporatörde basıncın yükselmesi, kılcal boru çıkışından girişine doğru buharlaşma başlatacağından sıvı geçişine direnç oluşturulup basınç farkı kontrol altına alınabilecektir. Çevrim termal elemanın ayarlanan sıcaklığa düşmesine kadar çalışır. İstenilen sıcaklık kademesine gelindiğinde termal eleman, motor kontrol mekanizmasını çalıştırarak, yani elektrik motoru devresini kuyruk basıncının düşmesiyle açarak elektrik motorunu stop ettirir. Sistem belirli bir süre sonra ısı kazanması nedeniyle termal elemandaki kuyruk basıncı artacağından elektrik motoru devresini kapalı devre hâline getirerek tekrar çalışmaya başlayacaktır.

6

Sistemde kılcal boru, genellikle emme borusuna kaynakla birleştirilerek bir ısı değiştirici konumu elde edilir.

Kılcal borular, bütün küçük soğutma sistemlerine hizmet görür ve uygulamaları 10 kw soğutma kapasitesine kadar uzanır. Kılcal borular 1m’den 6m uzunluğa kadar ve iç çapları genellikle 0,5mm’den 2mm’ye kadardır.

Kılcal borular, ev tipi soğutucularda küçük kapasiteli klima ve ticari tip soğutma uygulamalarında başarıyla kullanılmaktadır. Özellikle birbirinin aynı soğutucudan seri üretim gerçekleşiyorsa kılcal boru ekonomiktir. Her defasında ayrı tip soğutucu üretiminde kılcal boru yerine genleşme valfi önerilir.

İstenen basınç düşümünü elde etmek için sayısız çap ve uzunluk kombinasyonları elde edilebilir. Sıvı soğutucu akışkan, kılcal boruya girer ve boru içinden akar, basıncı düşer. Çünkü soğutucu akışkanın hızı ve sürtünmesi mevcuttur. Soğutucu akışkan, boru içinden akarken sıvının bir kısmı buhar hâlinde kaynar. Buna rağmen kılcal boru bir kez seçildiğinde ve tesis edildiğinde basma basınçları, emme basınçları uyarlanamaz. Kompresör ve genleşme cihazının beslediği benzer soğutucu, akışkan miktarlarını pompalar. Bu iki eleman arasındaki dengesiz akış durumunun geçici olması gerekir.

Denge noktasına daha yakın bakış için kılcal borunun beslediği akış debisi ile kompresör tarafından pompalanan akış debisi aynı grafikte çizilebilir. Şekil 1.3’te kılcal boru akışı kesikli çizgilerle ve pistonlu kompresörün pompalama kapasitesi düz çizgiler hâlinde gösterilmiştir. Yüksek yoğuşma basınçlarında kılcal boru, evaparatöre düşük yoğuşma basınçlarından daha fazla akışkan beslemesi yapar. Çünkü boru boyunca basınç farkı artar. Kompresör kapasitesi eğrileri bölüm 11’deki açıklanan kompresörler konusunda benzerdir. Örnek olarak 300C yoğuşma sıcaklığında kompresör ve kılcal boru belli bir emme hattı basıncında her ikisi de eşit kütlesel akış debisi geçişine izin verirler. Bu denge noktası 300C yoğuşma sıcaklığı için 1 noktasındaki emme basıncında bulunur. 2 ve 3 noktaları, aynı şekilde 400C ve 500C yoğuşma sıcaklıklarındaki denge noktalarıdır.

Kompresör ve kılcal boru, sabit emme basınçlarında tamamen bağımsız değildirler. Çünkü evaporatördeki ısı transfer ilişkileri de yeterli olmalıdır. Şayet kompresör kılcal boru denge noktasında evaparatör ısı transferi yeterli değilse bu dengesiz durum evaporatör açlığına veya evaporatörün aşırı beslenmesine neden olabilir.

Kompresör açlığı, emme hattı basıncı yükseldiğinde ortaya çıkar ve kılcal boru evaporatörün kendi yüzeylerini uygun şekilde beslemesi için yeterli soğutucu akışkanla beslenemez.

Birçok uygulamada kılcal borular, ısı değiştirici olarak tesis edilir. Isı değiştirici, kılcal boru emme hattına bağlanarak tasarlanır. Evaporatörden gelen soğuk emme gazı, sıvının kılcal boru içinde kaynamasını geciktirir. Buna aşırı ısıtma ve aşırı soğutma aynı anda uygulanmış sistem denir.

Kılcal borular, bazı avantaj ve dezavantajlara sahiptir. Onların avantajları, hermetik sistemlere yeterince uyum sağlamada rakipsiz olmalarıdır. Onlar basittir, hareketli parçası yoktur ve pahalı değildir. Kılcal borular ayrıca durma aralığında sistem basınçlarının dengelenmesine izin verir. Daha sonra motor kompresörü düşük kalkış momenti ile tahrik eder.

Kılcal boruların dezavantajları şunlardır: Yük değişmelerini ayarlayamazlar, yabancı maddelerle tıkanabilirler ve soğutucu akışkan şarjının belli sınırlar arasında kalması gerekir. Kılcal borunun yazılan son özelliği, sadece hermetik sistemlerde kullanılır olmasıdır. Çünkü soğutucu akışkan debisi çok azdır. Kılcal boru bir dizi çalışma şartlarına göre tasarlanır ve

7

çalışma veriminde tasarım şartlarından yükünde veya yoğuşma sıcaklığındaki değişme uygulanabilir.

Şekil 1.3: Kılcal borulu soğutma sistemi

Kılcal borulu soğutma sistemleri ilk çalışma anında termik dengede olduğu için kompresörün kalkış momenti de düşük olacaktır. Bu durum, sistemin ilk kalkınma anında daha az enerji çekmesine ve kompresörün döndürme momenti etkisinde kalan parçaların ömrünü uzatacaktır. Kompresör kalkındıktan sonra evaporatördeki soğutma hemen hissedilemez. Çünkü sistem, termik dengede olduğundan soğutucu akışkan yoğuşmamıştır. Kondenser ısı transfer yüzeyinin tasarım ve ekonomik nedenlerden dolayı küçük seçilmesi, yoğuşturma sıcaklığının ortam sıcaklığının üzerinde seçilmesini zorunlu hâle getirdiğinden kondenserde yoğuşma belirli bir süre sonra olacaktır.

Kondenser çıkışında sıvı soğutucu akışkan, sıvı hattına ve filtreye akar. Sıvı soğutucu akışkan, kılcal boru girişine kadar yüksek basınçtadır. Kılcal boru çıkışında evaporatör girişinde soğutucu akışkanın sıvı oranı fazla, buhar oranı az olan kaynayan bir karışım halindedir. Kılcal boru, kompresör çalışırken belirli bir basınç farkını korumaya çalışır. Sistem çalıştıktan belirli bir süre sonra kılcal borudan taşınan sıvı soğutucu akışkanın tamamı, evaporatörde buharlaşamayacağından evaporatöre akan sıvının kısılması gerekir.

8

Aksi taktirde emme hattına sıvı yürümesi olacak, hatta soğutma tamamen durabilir. Evaporatörde basıncın yükselmesi, kılcal boru çıkışından girişine doğru buharlaşma başlatacağından sıvı geçişine direnç oluşturulup basınç farkı kontrol altına alınabilecektir. Çevrim termal elemanın ayarlanan sıcaklığa düşmesine kadar çalışır. İstenilen sıcaklık kademesine gelindiğinde termal eleman, motor kontrol mekanizmasını çalıştırarak yani elektrik motoru devresini kuyruk basıncının düşmesiyle açarak elektrik motorunu stop ettirir. Sistem, belirli bir süre sonra ısı kazanması nedeniyle termal elemandaki kuyruk basıncı artacağından elektrik motoru devresini kapalı devre hâline getirerek tekrar çalışmaya başlayacaktır.

Şekil 1.4: Kılcal borunun soğutma devresi üzerindeki bağlantısı

Bu sistemde kılcal boru, genellikle emme borusuna kaynakla birleştirilerek bir ısı

değiştirici konumu elde edilir.

9

1.2. Kılcal Borulu Genleşme Elemanının Kullanıldığı Yerler

Ev tipi soğutucular, dondurucular, pencere tipi klima cihazları, paket tipi ticari soğutucular gibi küçük kapasiteli fabrikasyon imalatı soğutma aparatlarında çok sık kullanılan kılcal borular, ekonomik ve basit şekilde basınç düşürme işlemini yerine getirmek üzere kullanılmaktadır.

Kılcal boru, çapı küçük ve boyu gerektiği şekilde uzun tutulmuş bir boru olup akışkanın geçişini sınırlayarak basıncını düşürmektedir. Kılcal borunun iç çapı ile boyu kullanılacağı soğutucu akışkanın türüne, soğutma kapasitesine ve çalışma sıcaklık şartlarına (evaporasyon ve kondenzasyon) göre değişecektir. Soğutucu akışkanın en büyük basınç düşümü kılcal borunun son kısımlarında ve sıvı kısmen buharlaşmaya başladığında meydana gelmektedir. Evaporatöre girişte buharlaşan akışkan miktarı %10 ile %20 arasında olmaktadır. İç çapın çok küçük olması, sistemde kalabilecek yabancı maddelerle (kaynak çapağı, pislik, bakır talaşı, su vb.) kolayca tıkanabilmesine neden olacağından ki bu durumla sık sık karşılaşılmaktadır, kılcal borunun önüne iyi bir pislik tutucu-filtre konulması çok yararlı olmaktadır. Kılcal boru seçiminde iç çapı biraz büyük seçmek gerekir. Bu da tıkanma ihtimalini azaltacaktır. Kılcal borular soğutma sistemlerinin sistem geometrisi belirli ve soğutma kapasitesi çok fazla değişmeyen türleri için uygun bir çözüm getirmekte, kompresör durduğunda da alçak basınç tarafına geçmeye devam eden soğutucu akışkan kompresör emiş ve basma tarafı basınçlarını dengelemek suretiyle kompresör kalkışında aşırı bir tork ve güce gerek bırakmamaktadır. Bu kompresör motor türü seçiminde çok önemlidir. Kılcal boru kullanılan soğutma sisteminde aşırı soğutucu akışkan şarj edilmemesine çok dikkat edilmelidir. Aksi hâlde kompresöre sıvı hâlde aşırı soğutucu akışkan gelecektir ve bu kompresörde ciddi hasarlara yol açabilir. Aşırı şarjın önlenmesi, cihaz imalatçısının verdiği değerleri aşmamak suretiyle sağlanabilir ve emiş borusundaki karlanma oluşması aşırı şarjın göstergesidir.

1.3. Kılcal Borulu Genleşme Elemanının Bakım ve Montajı 1.3.1. Kılcal Boru Seçimi

Kılcal boruda oluşabilecek keskin kıvrımlar, ek bir basınç düşümüne sebep olacağı

için, doğru seçilmiş olan bir elemanın çalışma sırasında hatalı bir kontrol yapmasına neden olabileceği için buna dikkat edilmelidir.

Çoğu uygulamada kılcal boru emiş borusuna kaynakla tesbit edilerek bir ısı değiştirici elde edilir ve böylece sistemin performans kat sayısı artırılmış olur.

Paket soğutucu ve klima imalatçıları, yaptıkları prototip üzerinde deneyerek en uygun çap ve boydaki kılcal boruyu seçmektedirler. Bu nedenle, yenilenmesi gereken bir kılcal boru aynı çap ve boydaki ile değiştirilmelidir.

Kılcal borular, küçük soğutma uygulamalarında genleşme elemanı olarak çokça kullanılır. Bunun nedenleri: Ø Kolay anlaşılması Ø Düşük maliyet Ø Güvenilirlik (hareketli parça yok)

10

Ø Normal çalıştırma kompresörleri, tekrar çalıştırmadan önce basınç eşitleyici olarak kullanılabilir.

Kılcal boru evaporatöre belirli gaz akışına izin vermelidir ve bunun belirlenmesi için

ana parametreler:

• Evaporasyon ısısı • Kondenzasyon ısısı • Kılcala giren likit alt soğutma (subcooling) ısısı

Bu parametreler, çalıştırma koşullarına bağlı olarak değişir. Kılcal boru seçimi kesin

olarak bir matematik formulüne dayandırılamaz. Genelde kabul edilmiş bir kural olarak, kondenzasyon ısısında 10K’lık bir değişme evaporasyon ısısında yaklaşık 5K’lık bir değişmeye neden olur. 1.3.2. Kılcal Borunun Seçimi

Kılcal boru kullanılan yeni bir soğutma sistemi; kompresör ve boru istenen buharlaşma sıcaklığındaki denge noktasında sabitlensin diye boru çapına ve boyuna göre seçilir. Yeni tesis edilen bir sistemde istenen değerden daha uzun bir boru, buharlaşma sıcaklığındaki denge noktası çok düşük olacaktır. Boru denge noktasına ulaşıncaya kadar, eğer sistemin geniş bir soğutma yükü aralığında çalışması isteniyorsa basınç düşürme ve soğutucu hacim kontrolünün daha uygun şekilde yapılması gerekir. Bu durumda önerilen cihaz, termostatik genleşme valfidir.

11

UYGULAMA FAALİYETİ

Kılcal boruyu değiştirmek

İşlem Basamakları Öneriler

Ø Aşağıda listesi verilen malzemeleri ev, iş, okul ve piyasadan temin ediniz.

Malzemeler: • Oksi-gaz kaynak takımı • Kaynak teli • Pense • Tornavida takımı • Açık ağızlı anahtar takımı • Sabunlu su ve ıslak bez

Ø Devredeki soğutucu akışkanı boşaltınız.

Ø Soğutucu akışkanı geri toplama ünitesinde toplamalısınız.

Ø Kılcal borunun kaynaklarını sökerek kılcal boruyu dışarı alınız.

Ø Kılcal borunun kaynaklarını dikkatlice sökünüz. Plastik aksamlara zarar vermemek için alevi tuttuğunuz bölgenin yakınına ıslak bez sarmalısınız.

Ø Devreye uygun çap ve boydaki kılcal boruyu seçiniz.

Ø Devrenin büyüklüğüne göre ev tipi veya sanayi tipi kılcal boru çapını belirlemelisiniz.

Ø Devreye uygun uzunlukta ve boyda kılcal boruyu tesbit ederek kesmelisiniz.

Ø Kılcal boruyu emiş borusu üzerine sararak veya lehimleyerek eşanjör (ısı dönüştürücü) oluşturmalısınız.

Ø Kılcal borunun kaynaklarını dikkatlice yapınız.

Ø Kılcal borunun evaporatör ile bağlantı kaynağını yaparken plastik aksamlara zarar vermemek için alevi tuttuğunuz bölgenin yakınına ıslak bez sarmalısınız.

Ø Kılcal borunun drayer kaynağını yaparken alevi drayer üzerine daha fazla tutarak kılcal borunun erimesini, tıkanmasını önleyerek kaynağının düzgün olmasını saglayınız.


12

Ø Kılcal boru kaynağını yaparken kılcal borunun evaporatör ve drayerin içine 1-1.5 cm girmesini sağlayınız.

Ø Devreyi vakumlayarak yeteri kadar soğutucu akışkan şarjını yapınız.

Ø Devreyi vakumlayarak içini temizleyip boşaltmalısınız.

Ø Geri toplama ünitesindeki soğutucu akışkanı kullanmalı, eksik olursa ilave etmelisiniz.

13

ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME A. OBJEKTİF TESTLER (ÖLÇME SORULARI) 1.Aşağıdakilerden hangisi kılcal borunun görevidir? A)Sıvılaştırmak B)Basınç düşürmek C)Basınç artırmak D)Katılaştırmak E)Eritmek 2.Aşağıdakilerden hangisi kılcal borunun kullanıldığı soğutma devrelerinden değildir? A)Ev tipi buzdolapları B)Pencere tipi klima cihazları C)Soğuk hava depoları D)Küçük split klimalar E) Su sebilleri

3.Kılcal boru, evaporatörde soğutma yüküne uygun basınç düşümünü hangi özelliklere bağlı olarak gerçekleştirir?

A)Kılcalın boyu B)Kılcalın delik çapı C)Kılcal borudaki spir sayısı ve spir çapı D)Kılcal borunun çalışma sıcaklığı E)Hepsi 4.Kılcal borunun çalışma prensibi aşağıdakilerden hangisidir?

A)Ayar vidasına bağlı olarak basınç düşürmek B)Sıcaklığa bağlı olarak basınç düşürmek C)Sıcaklık ve basınca bağlı olarak basınç düşürmek D)Çap düşümüne bağlı olarak basınç düşürmek E)Elle kontrollü valf yardımı ile basınç düşürmek 5.Aşağıdakilerden hangisi kılcal borunun çap ve uzunluğunun seçiminde dikkat edilecek hususlardandır? A)Sistemin kompresör kapasitesi B)Sistemde kullanılacak soğutucu akışkan türü C)Buharlaşma sıcaklığı

D)Ortam sıcaklığı E)Hepsi

DEĞERLENDİRME

Cevaplarınızı cevap anahtarlarıyla karşılaştırınız. Yanlış cevaplarınız için faaliyetin ilgili konularını tekrar ediniz.


14

B. UYGULAMALI TEST

Uygulama sonrası yaptığınız işin değerlendirmesini aşağıdaki kontrol listesini kullanarak değerlendiriniz.

KONTROL LİSTESİ

Değerlendirme Değerlendirme Ölçütleri Evet Hayır

1. Malzeme listesini eksiksiz bulabildiniz mi? 2. Kılcal boruyu soğutucudan sökebildiniz mi? 3. Devreye uygun çap ve uzunlukta kılcal boru seçimini yapabildiniz mi?

4. Devreye yeni seçtiğiniz kılcal borunun kaynağını yapabildiniz mi?

5. Devreyi vakumlayabildiniz mi? 6. Soğutucuya akışkan şarjı yaparak, çalıştırabildiniz mi?

DEĞERLENDİRME

Kontrol listesindeki her “Hayır” cevabınızı tekrar gözden geçiriniz.

15

ÖĞRENME FAALİYETİ-2 Otomatik genleşme elemanının çalışma prensibini, çeşitlerini, kullanıldığı yerleri

öğrenerek bakım ve montajını yapabileceksiniz.

Ø Orta ve büyük ölçekli soğutma devrelerinde kullanılan genleşme elemanlarının çeşitlerini araştırınız.

Ø Endüstride kullanılan genleşme elemanlarını piyasada ve internet ortamında araştırarak fiyat ve teknik özelliklerini not alınız.

Ø Otomatik genleşme elemanının diğer genleşme elemanlarından farkını ve avantajlarını araştırınız.

2. OTOMATİK GENLEŞME ELEMANLARI 2.1. Otomatik Genleşme Valfinin Tanımı ve Yapısı

Yukarıda açıklandığı üzere el kumandalı genleşme valfi, günümüz uygulamaları için uygun değildir. Çünkü soğutma şartlarındaki herhangi bir değişme, elle ayar gerektirir. Bu ayar oldukça tecrübe istemekle birlikte her zaman arzu edilen sonucu da sağlayamaz.

Bu nedenlerden ötürü otomatik genleşme valfi geliştirilmiştir (Şekil 2.1.). Otomatik veya diğer adıyla sabit basınç valfi, kompresör devrede iken evaporatöre sabit bir basınçta sürekli bir akış sağlar. Bu diyaframlı tip sabit basınç genleşme valfinde, evaporatördeki basınç ayar iğnesi düzeneğine irtibatlı olan diyaframın hareketini etkiler. Sabit basınç genleşme valfinin doğru çalışması için soğutucu akışının ve buharlaşmasının istikrarlı bir konumda ayarlanmış olması gerekir. Bunun için, vida saat yönüne ayarlandığı zaman diyaframın üzerinde daha fazla basınca yol açarak

ARAŞTIRMA


AMAÇ

16

evaporatöre daha fazla soğutucu girmesi sağlanır, aksi harekette valf çalışma basıncı düşürülerek daha az soğutucu geçişine izin verilir. Böylece soğutma kapasitesi düşer.

2.2. Otomatik Genleşme Valfinin Çalışma Prensibi

Bu akış ayar cihazı, evaporatörde sabit bir basınç sağlamak üzere tasarlanmıştır. Hareketini, diyaframın dibine bir kuvvet uygulayan evaporatör basıncından alır. Ayarlanabilir bir yay, diyaframın tepesine bir kuvvet uygular. Evaporatör basıncı artınca yay basıncını yener ve diyaframı yukarı hareket ettirir, böylece valf kapanır. Evaporatör basıncı azalınca yay basıncı evaporatör basıncını yener ve valfi iterek açar.

Bu valf, sabit bir evaporatör basıncı sağladığı gibi sabit bir evaporatör sıcaklığı da sağlamaya çalışır. Bu vaLfin değişen yük şartlarına göre ters hareket yaptığını anlamak önemlidir. Bir evaporatördeki yük artınca karşı basınç normalde buharlaşmanın artan oranına göre yükselir. Yükü almak için karşı basınçtaki bu yükselmeyle birlikte evaporatöre giden sıvı soğutucunun debisinde de artma olması gerekir. Otomatik genleşme valfinin olduğu yerlerde artan basınç, valfi kapar. Yükte bir artış olduğunda valfi kapamakla, soğutucu beslemesi artırılmak yerine azaltılır. Bu valfin başlıca kullanım yerleri, ev tipi buzdolapları, küçük klima cihazları, su soğutucular vb. sistemlerdir. 2.3. Otomatik Genleşme Valfinin Kullanıldığı Yerler

Soğutma yükü fazla değişmeyen, stabil bir sistemde kılcal boruya benzer bir basınç düşürme işlemi sağlamaktadır. Maliyetlerinin düşük oluşu, çalışmasının güvenilir olması, kontrol ve tamir takımı ile kolayca değiştirilmesi gibi avantajları sayesinde son yıllarda küçük kapasiteli paket tipi klima cihazları, su ve meşrubat soğutucuları, ev tipi buzdolapları ve ısı pompalarında sıkça kullanılmaktadır.

Sistem durduğunda alçak ve yüksek basınçları dengeleme özelliği taşıdığı için ekonomik olan, düşük kalkış torklu kompresör motorlarının kullanılmasına imkân verir. Bu valflerde kompresör durduğu zaman, evaporatöre geçmiş olan sıvı akışkanın basıncının kompresöre emişi durduğundan kısa sürede yükselerek valfin çıkış basıncını yükseltip diyaframı vasıtasıyla valfi kapatır. Bu tür valfler rakım seviyesinden etkilenebilirler ve basınç-sıcaklık ayarının kontrolü gerekir. Ayrıca sistemdeki soğutucu akışkanın cinsine göre basınç-sıcaklık ayarı yapılmalıdır.

Sabit basınç genleşme valfi valf çıkışında, evaporatör girişinde sabit basınç oluşturur. Valf evaparatör basıncını hisseder ve kontrol noktasından bir düşme olursa valf kesiti açılır. Evaporatör basıncı kontrol noktasının üzerine yükseldiğinde valf kısmen kapanır.

Valfin çalışmasının sistem performansına etkisi Şekil 2.1’de gösterilmiştir. Sabit bir yoğuşma basınçlı kompresör kapasitesi ve valfin farklı derecelerde açılması durumunda valfin besleme kapasitesi gösterilmiştir. A noktası denge noktasıdır, burada genleşme valfi kompresörün evaporatörden pompaladığı kadar besleme yapar. Şayet soğutma yükü düşerse emme hattı basıncı ve sıcaklığı düşme temayülü (eğilimi) gösterir. Fakat valf basıncın düşmesine daha geniş açılarak direnç gösterir. Yeni şartlar altında kompresör kapasitesi A’da

17

kalır, fakat valfin besleme seviyesi B’ye değişir. Evaporatör daha sonra bu dengesiz akış durumunda taşacaktır. Evaporatörün açlığı, soğutma yükü artarsa ve valf C noktasına çalıştığında oluşur.

Sabit basınçlı genleşme valfi, soğutma kapasitesi 30 kw’tan düşük sistemlerle sınırlandırılmış soğutucu akışkanın evaporatörün aşırı dolmasını önlemek için uygun şarj miktarıdır. Onun birincil kullanımı, nemi kontrol için veya su soğutucularda donmayı önlemek için buharlaşma sıcaklığının belli bir noktada tutulması gerektiği durumlardır. Basınç sınırlama karakteristiği, yüksek emme basıncı olduğunda kompresörün aşırı yüklenmesine karşı koruma gerekli olduğunda avantaj olarak kullanılabilir. 2.3.1. Otomatik Genleşme Valfli Soğutma Sistemleri

Emme hattından emilen doymuş buhar hâlindeki soğutucu akışkan, kompresör çıkışında kızgın buhar hâlinde kondensere taşınır. Kondenserde yoğuşan sıvı, soğutucu akışkan sıvı tankında toplanır. Sıvı tankında toplanan sıvı, soğutucu akışkan basınç farkından dolayı filtre ve otomatik genleşme valfi girişine taşınır. Valf çıkışında doyma basıncına düşürülerek evaporatöre püskürtülen soğutucu akışkan, soğutulan hacimden ısı absorbe ederek doymuş buhar hâlinde kompresör tarafından emilerek çevrimin başlangıçtaki hâline getirilmiş olur.

Evaporatör çıkışına takılan termal eleman kuyruğu, evaporatör çıkışındaki sıcaklık istenilen sıcaklığa düştüğünde elektrik motorunun devresini açarak kompresörü durdurur. Sistemin ısı kazanmasıyla termal elemandaki basınç da artacağından elektrik motoru devresi, kapalı konuma gelerek sistem tekrar çalışacaktır.

Bu sistem durduğunda basınç dengelenmez, sistem ilk kalkınma anında basma hattı

basıncı yüksek olduğu için zorlanarak kalkınır. Küçük tip ticari soğutma uygulamalarında kullanılabilir.

Genleşme valfinin iğne veya seti arızalanırsa sistemin durması hâlinde soğutucu

akışkan, sıvı hâlde emme hattına akabilir. Bu durum kompresörde şiddetli darbelere neden olacaktır.

18

Şekil 2.2: Otomatik genleşme valfli soğutma sistemi

19


Otomatik genleşme valfini değiştirmek


Ø Aşağıda listesi verilen malzemeleri ev, iş, okul ve piyasadan temin ediniz. Malzemeler: • Kurbağcık

• Pense • Tornavida takımı • Açık ağızlı anahtar takımı • Sabunlu su ve ıslak bez

Ø Devredeki soğutucu akışkanı

boşaltınız. Ø Soğutucu akışkanı geri toplama

ünitesinde toplamalısınız. Ø Otomatik genleşme valfinin

bağlantı rakorlarını sökerek devreden çıkartınız.

Ø Otomatik genleşme valfini sökerken uygun takım kullanmalısınız.

Ø Otomatik genleşme valfinin rakorlarını dikkatlice sökmelisiniz.

Ø Otomatik genleşme valfini devre üzerinden dışarı almalısınız.

Ø Devreye uygun özelliklerde

otomatik genleşme valfini seçiniz. Ø Devrenin kapasitesine uygun

otomatik genleşme valfini tesbit ederek belirlemelisiniz.

Ø Otomatik genleşme valfinin devre üzerine bağlantısını yapınız.

Ø Otomatik genleşme valfinin rakorlarını devre üzerindeki yere tutturmalısınız.

Ø Otomatik genleşme valfinin rakorlarını uygun takım kullanarak sıkıştırmalısınız.



Ø Geri toplama ünitesindeki soğutucu akışkanı kullanmalı, eksik olursa ilave etmelisiniz.


20

ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME A. OBJEKTİF TESTLER (ÖLÇME SORULARI) 1.Aşağıdakilerden hangisi otomatik genleşme valfinin görevidir? A)Sıvılaştırmak B)Buharlaştırmak C)Basınç artırmak D)Katılaştırmak E)Basınç düşürmek

2.Aşağıdakilerden hangisi otomatik genleşme valfinin kullanıldığı soğutma devrelerinden değildir?

A)Ev tipi buzdolaplar B)Paket tipi klima cihazları C)Isı pompaları D)Klima santralleri E)Su ve meşrubat soğutucuları

3. Aşağıdakilerden hangisi otomatik genleşme valfinin kullanıldığı soğutma devrelerinden biridir?

A)Paket tipi klima cihazları B)Klima santralleri C)Soğuk odalar

D)Büyük ticari soğutucular E)Kat klimaları 4.Otomatik genleşme valfinin çalışma prensibi aşağıdakilerden hangisidir?

A)Sıcaklığa bağlı olarak basınç düşürmek B)Ayar vidasına bağlı olarak basınç düşürmek C)Sıcaklık ve basınca bağlı olarak basınç düşürmek

D)Elektrik kontrollü valf yardımı ile basınç düşürmek E)Çap düşümüne bağlı olarak basınç düşürmek 5.Aşağıdakilerden hangisi otomatik genleşme valfinin avantajlarındandır?

A)Maliyetinin düşük olması B)Çalışma güvenilirliği

C)Tamir ve bakım kolaylığı D)Kontrol kolaylığı E)Hepsi

DEĞERLENDİRME



21

B. UYGULAMALI TEST Uygulama sonrası yaptığınız işin değerlendirmesini aşağıdaki kontrol listesini

kullanarak değerlendiriniz.

KONTROL LİSTESİ


1. Malzeme listesini eksiksiz bulabildiniz mi? 2. Otomatik genleşme valfini devreden sökebildiniz mi? 3. Devreye uygun otomatik genleşme valfinin seçimini yapabildiniz mi?

4. Devreye yeni seçtiğiniz otomatik genleşme valfinin bağlantısını yapabildiniz mi?

5. Devreyi vakumlayabildiniz mi? 6. Soğutucuya akışkan şarjı yaparak çalıştırabildiniz mi?

DEĞERLENDİRME

Kontrol listesindeki her “Hayır” cevabınız için ilgili konuyu tekrar ediniz.

22


Termostatik genleşme elemanının çalışma prensibini, çeşitlerini, kullanıldığı yerleri

öğrenerek bakım ve montajını yapabileceksiniz.

Ø Orta ve büyük ölçekli soğutma devrelerinde kullanılan genleşme elemanlarının çeşitlerini araştırınız.

Ø Endüstride kullanılan genleşme elemanlarını piyasada ve internet ortamında araştırarak fiyat ve teknik özelliklerini not alınız.

Ø Termostatik genleşme elemanının diğer genleşme elemanlarından farkını ve avantajlarını araştırınız.

Ø Termostatik genleşme elamanının çeşitlerini ve bu çeşitlerin kullanıldığı soğutma devrelerini öğreniniz.

3. TERMOSTATİK GENLEŞME VALFİ

3.1. Termostatik Genleşme Valfinin Tanımı ve Yapısı Soğutma işleminin evaporatörde, soğutucu akışkanın alçak basınç ortamında

buharlaştırılmasıyla (kaynamasıyla) gerçekleştirildiğini biliyoruz. Soğutucu akışkanın, istenilen soğutma etkisini sağlamak üzere soğutulacak ortamın sıcaklığının yeterince altında bir kaynama noktasında evaporatörde genleştirilmesi gerekir. Soğutucu akışkanın evaporatöre bir genleşme, akış kontrol elemanı ya da basınç düşürme elemanı üzerinden girmesi, soğutma sisteminin temel prensiplerindendir. Bu nedenle akış kontrol elemanı ya da basınç düşürme cihazı, soğutma devresinin temel ve vazgeçilmez elemanıdır. Kullanılmasındaki başlıca amaçlar şunlardır:

Ø İstenilen soğutma yükünü karşılamak için evaporatörde uygun bir basınç ve kaynama (buharlaşma) noktası sağlamak.

Ø Soğutucu akışkanın evaporatör içine yükten ısı çekmek için gereken miktarda girişini sağlamak.

ARAŞTIRMA

AMAÇ


23

Eğer evaporatöre giren soğutucu akışkan miktarı fazla ise, soğutucu akışkan buharlaşmadan evaporatörden emme hattına geçecektir. Bu fazla miktar, kompresöre zarar verebileceği gibi soğutma etkisinin evaporatör dışına, dış ortama açılmasıyla verim kaybına ve işletme maliyetlerinin artmasına neden olur. Bu kaybı önlemek için evaporatöre giren soğutucu akışkan miktarı çoğunlukla evaporatörü terk eden buharın (soğutucu akışkanın) 4 ºC ile 6 ºC’lik bir sıcaklık artışıyla (superheat miktarıyla) kontrol edilir.

Eğer evaporatöre giren soğutucu akışkan miktarı düşükse soğutma kapasitesi oldukça azalacak ve kompresör emme basıncı düşecektir. Bu da kompresörün daha düşük verimle daha fazla çalışması anlamına gelir ki işletme maliyetlerinin yükselmesi demektir. Bu yüzden doğru seçilmiş soğutucu kontrol elemanı (genleşme elemanı) kullanarak soğutucu akışkanın, evaporatöre doğru miktarda girmesini sağlamak gerekir.

Soğutma teknolojisinin ilk evrelerinde soğutucu akışı kontrolünde kullanılan başlıca vasıta, temel bir el kumandalı valfti. Buzhanelerde ve sabit ısı yüklü benzer uygulamalarda çalışanlar işlerini bildikleri ve cihazları tanıdıkları için işin yerine getirilebilmesi için el kumandalı valfi ne kadar açmak gerektiğini biliyorlardı. Modern sistemlerde, çoğunlukla değişen soğutma yükleri için bu uygulama pratik değildir ve verimli, hassas bir akış kontrolü de sağlanamaz.

24

3.2. Termostatik Genleşme Valfinin Çalışma Prensibi

Termostatik genleşme valfinin çalışma prensibini anlatmadan önce bir kez daha aşırı kızdırma ısısını (süperheat) tekrar etmek faydalı olacaktır. Bir sıvının kaynama noktasında buhar hâline geldikten sonra, buhara eklenen duyulur ısı miktarına superheat (kızdırma ısısı) adı verilir. Diğer bir ifadeyle superheat, kaynama noktasındaki buharın (4 – 6 ºC arasındaki) sıcaklığındaki basit bir artışı belirtir.

Mekanik tip soğutma sistemlerinde soğutma işi, sıklıkla soğutucu akışkanın buharlaşma gizli ısısından faydalanılarak kaynama noktasının (sıcaklık ve basıncının) kontrolü ile yapılır. Sistemin soğutma kapasitesi ise evaporatöre kontrol altında giren soğutucu akışkanın birim zamandaki miktarı ile doğru orantılı olarak değişir. Bu orantı, sistem üzerindeki termostatik genleşme valfi adı verilen elemanın ayarlanmasıyla sağlanır.

Yapılan ayar, aynı zamanda sistemin verimini ilgilendiren superheat (kızdırma ısısı) miktarıdır. Şekil 3.2’de TGV (termostatik genleşme valfi) tarafından kontrol edilen soğutucu akışkanın evaporatör girişi ile A noktası arasında buharlaşma gizli ısısı ve A noktası ile TGV’ nin duyar ucu arasında ise superheat kızdırma ısısı (duyulur sıcaklık artışı) miktarı görülmektedir.

Genleşme valfinin çalışması kâğıt üzerinde gerçekte olduğundan daha karmaşık görünmektedir. Termostatik genleşme valfi, evaporatör serpantinlerindeki soğutucu miktarını kontrol eder. Emme basıncı düştükçe genleşme valfi, evaporatöre daha fazla soğutucu girmesini sağlar ve emme basıncı yükseldikçe genleşme valfi, basıncı sabit bir seviyede koruyarak evaporatöre daha az miktarda soğutucu akışkan girmesini sağlar.

25

Valften bu şekildeki soğutucu akışı, ısı yüküne bağlı olmaksızın ünitenin azami seviyede soğutma yeteneğine sahip olmasını sağlar. Genleşme valfi, sistemin yüksek ve alçak basınçlı taraflarını ayırmaktadır.

Eğer valf, soğutucu akışkan akışını boruların boş kalacağı seviyelere kadar düşürürse

ısı uzaklaştırma yeteneği bundan etkilenecektir. Evaporatörün taşması ise kapasitenin etkilenmesi ve aynı zamanda diğer elemanların zarar görmesi ihtimali olduğundan daha da zararlıdır.

Soğutma tekniğinde kızdırma ısısı; termostatik genleşme valfinin evaporatör emme hattı üzerinde bağlı duyar elemanı ile kaynama noktasındaki buhara duyulur ısının eklendiği (buharın kızdırıldığı) nokta arasındaki sıcaklık farkını ifade eder. Sistemde soğutucu akışkana ait süperheat ∆t miktarı (A noktası ile duyar uç arasındaki kızdırma ısısı) termostatik genleşme valfi üzerinde fabrika ortamında ayarlanmıştır. Gerekmedikçe bu ayar karıştırılmamalıdır. Aksi hâlde evaporatöre giren soğutucu akışkan miktarındaki değişim (azalma veya artma), sistem soğutma kapasitesini olumsuz etkileyerek verim kaybına neden olacaktır. Şekil 3.2’de normal değere (Superheat = 5,6 °C (10 °F) dir.) ayarlanmış bir TGV için superheat miktarı görülmektedir.

Soğutma sistemlerinde soğutma yükleri hiçbir zaman sabit kalmaz. Hiç kimse de

dengeleyici ayarlamaları yapmak için sürekli devrenin başında kalamaz. Bu nedenle diğer bir valf tipi, termostatik genleşme valfi geliştirilmiştir. Termostatik genleşme valfi de otomatik genleşme valfinde olduğu gibi ya körüklü ya da diyaframlı tip olabilir. Her ikisi de bir kılcal boru ve hissedici bir uç ile donatılmıştır. Hissedici uç, takılı olduğu evaporatör çıkışındaki emme buharının bulunduğu sıcaklıktaki basınç değerini, kılcal boru vasıtasıyla valfin körüğüne iletir.

Termostatik valfin kullanımındaki temel amaç, sıvı soğutucunun emme hattına ve kompresöre girmesine meydan vermeden evaporatörde oldukça fazla bir miktar soğutucunun

26

bulunmasını sağlamaktır. Akış ayarı elemanı, termostatik genleşme valfi olduğunda çalışması evaporatörden çıkan kızgın buhara (superheat miktarına) bağlı olacaktır. Çünkü evaporatörün bir kısmı, buharı, buharlaşma basıncına karşılık gelen sıcaklığın 4 – 6 ºC üzerinde bir sıcaklığa kızdırılmakta kullanılır. 3.3. Termostatik Genleşme Valfinin Yapısı ve Kullanıldığı Yerler Termostatik genleşme valfleri yapısal olarak 3 ana bölümden oluşur. Bunlar:

Ø Kapalı, içi soğutucu bir gazla dolu sızdırmaz bir diyafram ya da körüğün kılcal bir boru vasıtasıyla bağlantılı olduğu hissedici uç

Ø Soğutucu akışkanın giriş ve çıkışının termostatik (sıcaklığa bağlı ) olarak

körüğün basınç değişimleriyle kontrol edildiği iğne (meme, orifis) Ø Kızdırma ısısının (superheat) ayarlarının yapıldığı vidalı yay grubundan oluşur.

Şekil 3.2: Dıştan dengelemeli termostatik genleşme valfi

Uygulamada termostatik genleşme valfleri, soğutucu sıvının (akışkanın) evaporatöre alçak basınçta püskürtülmesini ayarlar. Püskürtme, soğutucu akışkanın kızdırma ısısı (superheat) ile kontrol edilir. Termostatik genleşme valfleri, özellikle kuru tip evaporatörlere sıvı soğutucu akışkanın basılması için uygundur. Çünkü evaporatör çıkışındaki kızgınlık, (kızdırma ısısı, superheat) evaporatör soğutma yükü (soğutma kapasitesi) ile orantısal olarak değişir.

27

Geniş evaporasyon sıcaklık aralığında –50 ºC ile +10 ºC florlu soğutucuların (R-12, R-22, R-134a, R-502 vb.) kullanıldığı derin dondurucular, soğutma dolapları, soğutma ve iklimlendirme tesisleri için uygundur.

Şekil 3.3’te termostatik genleşme valfinin yapısı ve çalışma prensibi görülmektedir.

Şekilde P1 hissedici ucun diyafram üzerinde yarattığı basıncı, P2 soğutucu akışkan basıncını ve P3 superheat ayar vida basıncını ifade etmektedir.

28

3.3.1. Termostatik Genleşme Valfi Çeşitleri ve Özellikleri

Termostatik genleşme valfleri, içten dengelemeli ve dıştan dengelemeli valfler olarak

iki çeşittir. Evaporatördeki basınç düşümünü telafi etmek için dıştan dengelenmiş valf kullanılır. Bu valfte, içten dengeleme memesi çıkarılır ve diyafram altındaki basınç, termostatik hissedici ucun yanındaki evaporatörün çıkışından alınır. Bütün diğer durumlar, içten dengelemeli valf ile aynıdır. Dıştan dengelenmiş valf, çalışma basınçlarını evaporatördeki kızdırma ısısının ölçüldüğü ve evaporatör girişindeki basınçtan hiçbir şekilde etkilenmeyen noktasından sağlar. Ne zaman küçük bir basınç düşümü ile karşılaşılırsa bir dıştan dengelemeli termostatik genleşme valfi kullanılmalıdır. Şekil 3.4’te dıştan dengelemeli termostatik genleşme valfinin devre üzerindeki konumu gösterilmektedir.

Şekil 3.4: Dıştan dengelemeli termostatik genleşme valfi kesiti

Termostatik genleşme valflerinin, havşa veya lehim bağlantılı ve değiştirilebilir orifisli

(iğneli) olmak üzere çeşitli soğutma yükleri için tasarlanmış modelleri mevcuttur. Resim

29

3.2’de termostatik genleşme valflerinde farklı soğutma yüklerini karşılamak üzere üretilmiş orifisler görülmektedir.

3.4. Genleşme Valfi Montaj Kuralları Ø TGV ile evaporatör arasındaki karşılıklı etkileşim: Evaporatörden tam verimi

almak, aynı zamanda soğutma sisteminin arızasız çalışmasını sağlamanın ancak TGV’nin evaporatöre tam uygun olması ile mümkün olabileceği teorik ve pratik bir gerçektir.

Ø Genleşme valfinin büyüklüğü, soğutkanın özelliği, sıcaklık bölgesi: Tesiste kullanılan valfin büyüklüğünün doğru olup olmadığını kontrol ediniz. Belirtilen soğutkan sıcaklık bölgelerinin tesis için gerekli olana uyumluluğu kontrol edilmelidir.

Ø Genleşme valfinde sıvı akışı yok: TGV’nin buz veya kir ile tıkanıp tıkanmadığı kontrol edilmelidir.

Ø Dengeleme hattı ve hissedicinin doğru montajı: Hissedici ve emme hattı

arasında iyi bir ısı teması olmalıdır. Danfoss patentli çift temaslı hissedici, en iyi ısı temasını sağlamaktadır. Eğer genleşme valfinin denge hattı bağlantısı var ise bu hat daima hissediciden sonra boruya kaynak edilmelidir.

Ø Emme hattı borusunun büyüklüğüne bağlı olarak hissedici, saat 12 ile 4

arasında tespit edilmelidir: Diğer yan etkilerin yanında, evaporatörden dönen yağın hissedici sinyalini bozacağı düşünülerek hissedicinin saat 6’yı gösterecek şekilde monte edilmemesi önerilir.

Ø Hissedici, ısı eşanjörü bulunması durumunda, daima evaporatörden hemen

sonra monte edilmelidir: Eğer hissedici, ısı eşanjöründen sonra monte edilmiş ise ısı eşanjöründeki sıcak soğutkan sıvının soğuk emme buharlarını ısıtmış olması sebebi ile yanlış kontrol sinyalleri gönderir. Bu şekildeki kontrol sinyalleri dolayısıyla TGV’nin açılma derecesi değişir.

30

Ø Hissedici, büyük valfler ve flanşlar gibi büyük kütleli elemanlara çok yakın monte edilmemelidir: Denge borusu, o şekilde monte edilmelidir ki genleşme valfi, evaporatör çıkış basıncının diyaframa yansıması ile harekete geçebilsin.

Ø Hissedici, kızmış (superheat’li) emme buharının sıcaklığını hissetmelidir:

Bu sebeple, dönüş havası, fan motoru, sıvı hattı gibi yabancı ısı kaynaklarından etkilenecek şekilde monte edilmemelidir. Çok soğuk pozisyonlara örnek, verilmiştir.

Ø Hissedici, bir kolektör veya yağ cebinden sonraki düşey boru üzerine değil, evaporatörden hemen sonraki yatay emme hattı üzerine monte edilmelidir.

Ø Evaporatörden sonraki emme hattı o şekilde döşenmelidir ki daha üst düzeydeki

bir evaporatörden dönen sıvı ısısı gibi yanlış etkiler, genleşme valfine ulaşamamalıdır.

Ø Evaporatörde doğru sıvı dağılımı: Eğer genleşme valfi ile bir sıvı dağıtıcısı (distribütör) kullanılıyor ise genleşme vanasının daima dış basınç dengeleyici hattı olmalıdır. Dağıtıcı başı daima düşey olarak monte edilmelidir.

Ø Dağıtım boruları eşit çapta ve uzunlukta olmalıdır: Dağıtım borularını monte

ederken tutuculardan kaçınılmalıdır. Yeterli sıvı dağıtımını sağlamak için her bir dağıtım borusu ve evaporatör kısmı için aynı basınç düşürücü olmalıdır.

Ø Evaporatör boyunca hava akışının dağılımı ve yönü doğru olmalıdır: Eğer

bir sıvı dağıtıcısı kullanılıyor ise havanın yönünün doğru olması çok önemlidir. Sadece 1 ve 3 okları ile gösterilen yönler kullanılmalıdır. Ancak (karşı akış) 3 yönü tercih edilmelidir.

Ø Hava akımı, evaporatörün tüm kesiti boyunca düzgün olarak dağılmış

olmalıdır: Evaporatör üzerindeki buzlanmalara bakılarak havanın yeterli olarak gönderilmediği bölümler olup olmadığı kontrol edilebilir.

Yukarıda anlatılan şartların uygun olması hâlinde soğutma tesisi, tamamen tatminkâr şekilde çalışacaktır.

31

Resim 3.3: Termostatik genleşme valfinin kesiti

32

Resim 3.4: Termostatik genleşme valfinin iç yapısı

Termostatik genleşme valflerinin ana işlevi, evaporatörün en verimli şekilde kullanılmasını sağlamak ve kompresöre likit fazında soğutucu akışkanın ulaşmasını engellemektir. Termostatik genleşme valflerinde, evaporatörde emilen ısı ile soğutucu akışkanın tamamının buharlaşabileceği miktarının evaporatöre girmesine izin verilir. Valf, soğutucu akışkanın kızgınlık (superheat) derecesine ve bu derecedeki değişimlerine göre çalışmakla birlikte, evaporatörün bir kısmını da soğutucu akışkanı kızgınlaştırmak için kullanır.

Bu yazı içerisinde geçen kızgınlık (superheat) ve aşırı soğutma (subcooling) kavramları kısaca açıklanırsa;

Kızgınlık (superheat): Soğutucu akışkanın, gaz fazında buharlaşma basıncına karşılık gelen sıcaklıktan daha yüksek sıcaklıkta bulunma hâline “kızgın gaz” ve bu işleme de kızdırma (superheat) adı verilir. Kızgın gaz içerisinde likit fazında akışkan bulunmaz.

33

Grafik 3.2: Termostatik genleşme valfinde kızgınlık ayarı

Aşırı soğutma(subcooling): Soğutucu akışkanın, likit fazında yoğuşma basıncına (Grafik 1’de AE arasındaki kısım)karşılık gelen sıcaklıktan daha düşük sıcaklıkta bulunma hâline “aşırı soğutulmuş likit” ve bu işleme de aşırı soğutma(subcooling) adı verilir(Grafik 3.2’de AA’ arasındaki kısım). Aşırı soğutulmuş likit içerisinde hiç gaz fazında soğutucu akışkan bulunmaz.

Termostatik genleşme valfleri termostatik element, orifis ve valf gövdesi olmak üzere üç ana kısımdan oluşur. Termostatik genleşme valfleri, termostatik elementin şarjına göre aşağıdaki gibi sınıflandırılabilir; Ø Gaz şarjlı: Bu tip termostatik element içindeki, gaz sarjı, likit fazındaki soğutucu

akışkan miktarı ile sınırlıdır. Gaz şarjlı termostatik elementlerde kullanılan akışkanın cinsi, soğutma sisteminde kullanılan soğutucu akışkan ile aynıdır.

Ø Likit şarjlı: Bu tip termostatik elementte, akışkanın cinsi, soğutma sisteminde

kullanılan soğutucu akışkan ile aynı olmakla beraber akışkan, likit hâlde bulunur. Ø Likit-geçişli(cross)şarj: Bu tip termostatik elementte, kullanılan akışkan, soğutma

sisteminde kullanılan soğutucu akışkan ile aynı değildir. Kızgınlık (superheat) karakteristiği de klasik gaz şarjlı ve likit şarjlı tip termostatik elementlerden farklıdır.

34

Ø Gaz-geçişli(cross)şarj: Bu tip şarj, gaz-şarj ile likit-cross şarjın birleşiminden oluşur. Maksimum çalışma basıncını(MOP) sağlamak için termostatik elementte likit miktarı sınırlandırılmıştır.

Ø Absorbsiyon şarj: Absorbsiyon şarj, emici olmayan(CO2) ve/veya emici olarak

(silikajel, aktif karbon)kullanılan maddelere bağlıdır. Termostatik element içindeki bu maddelerin oranları, termostatik elementin basıncını etkiler.

Termostatik genleşme valfleri basınç dengeleme şekline göre; Ø İçten dengeli: Bu tip valflerde valf çıkış basıncı, gövde içindeki bir kanal

vasıtasıyla termostatik elementin diyaframının altına iletilir. İçten dengeli valfler, evaporatördeki basınç kaybına karşılık gelen sıcaklık düşümü 1 K geçmediği, bir kompresör ve bir evaporatörlü soğutma sistemlerinde kullanılır.

Ø Dıştan dengeli: Evaporatör ve/veya distribütördeki basınç kaybının yüksek olduğu

soğutma sistemlerinde, performansı artırmak için dıştan dengeli valfler kullanılır. Evaporatör çıkışındaki basınç, dış denge hattı vasıtasıyla termostatik elementin diyaframının hemen altına iletilir.

Şekil 3.6: Termostatik genleşme valfinin çalışmasını etkileyen tüm basınçlar

Termostatik genleşme valfinin çalışmasını etkileyen tüm basınçlar şekil 3.6’da

şematik olarak gösterilmiştir.

Termostatik genleşme valfinde matematiksel olarak basınç dengelemesi: Pb = Pe + Ps’ dir. (1.1)

Evaporatör basıncı Yağ basıncı

Bulb (kuyruk) basıncı

35

Formül (1.1)’den kuvvet dengelemesine geçilirse(Şekil 3.7): (Pb x Ad) = (Pe x Ad) + (Ps x Ad) (1.2) (1.2) eşitliği elde edilir.

Şekil 3.7: Basınçların gösterimi

Gaz geçiş noktasındaki veya orifis üzerindeki basınç dengesi incelendiği takdirde, bu denge Şekil 3.7’den de görüleceği üzere; Pb = Pe + Ps + Kondenser/Evaporatör (1.3) Orifis üzerindeki basıncı

36

Şekil 3.8: Termostatik genleşme valfindeki basınç değişimi

Formül (1.3)’ten hareket ederek bu noktadaki kuvvet dengesi: (Pb x Ad) = (Pe x Ad) + (Ps x Ad) + [ ( Pc – Pe ) x Ap] (1.4) Buradan, Pb = Pe + Ps + [ (Pc – Pe) x Ap/Ad] (1.5) (1.5) eşitliği elde edilir. Gerekli olan akışkan geçiş(port) alanın dizaynını Ap/Ad oranı belirler.

37

Şekil 3.9: Termostatik genleşme valfinin çalışma prensibi

Termostatik genleşme valfleri, daha önce de bahsedildiği gibi evaporatöre girmesi gereken soğutucu akışkan miktarını, soğutucu akışkanın evaporatörü terk ettiği noktadaki kızgınlık(superheat) derecesine göre belirler. Soğutucu akışkanın superheat derecesinin düşük(kararsız) olması, Ø Kompresöre likit gelmesi riskini artırır. Ø Soğutma sisteminin verimini(COP) düşürür.

Soğutucu akışkanın kızgınlık(superheat) derecesinin yüksek olması,

• Soğutucu akışkanın, evaporatöre düşük derecede enjekte edilmesine • Evaporatör alanından verimli şekilde faydalanılamamasına sebebiyet verir.

Termostatik genleşme valfleri, ihtiyaç duyulan superheat değerini minimum kararlı kızgınlık(superheat)(MSS) prensibine (Grafik 3.3) göre belirler.

S1 S2

S2 -S1

MSS başlangıcı

Uzunluk

38

Grafik 3.3: Termostatik genleşme valflerinde superheat değerinin ayarı

MSS, soğutma yükünün, evaporasyon sıcaklığının, hava geçiş miktarının, evaporatör

dizaynının vs. fonksiyonudur. Aşağıda termostatik genleşme valfinin; Ø Kompresör devre dışında iken Ø Kompresör yeni devreye girdiği anda Ø Kompresör devrede iken Ø Normal çalışma şartlarında Ø Yük değişimlerinde Ø Kompresör devreden çıktığı anda

gibi değişik şartlarda çalışması incelenecektir. ÖRNEK: Soğutucu akışkan: R22 Evaporasyon sıcaklığı: - 6 °C Soğuk oda sıcaklığı: + 4 °C dir.

Evaporatör yükü

MSS eğrisi

39

Açıklama 1: Kompresör çalışmamaktadır. Pe(evaporatör basıncı) ile Pb(bulb(kuyruk) basıncı) dengededir. Yay, valfi kapalı tutma yönünde pozitif kuvvet uygulanmaktadır. Açıklama 2: Kompresör çalıştığı anda Pe(evaporatör basıncı) hemen hemen kompresörün normal çalışma şartlarındaki emme basıncı değerine düşer. Valf açılarak evaporatöre soğutucu akışkan püskürtmesini başlatır. Açıklama 3: Valfin, kapatma yönündeki kuvvette ani bir düşmenin oluşmasıyla birlikte valf açılma derecesini artırır. Valfin açılmasıyla evaporatör çıkışındaki soğutucu akışkanın superheat derecesinde düşme meydana gelir. Bu sebeple valf, tekrar kapanma sürecine girer. Bu durum “hunting” olarak tanımladığımız bir geçici süreç olup kısa bir süre içinde düzelecektir. Açıklama 4 : Valf, açık oduğu süre içinde evaporatör çıkışında soğutucu akışkanın superheat derecesinde düşme olur. Oluşan bu düşme neticesinde valf tekrar kapatma sürecine girer. Evaporatör içine soğutucu akışkan püskürtmesinin durmasıyla birlikte evaporatör çıkışında soğutucu akışkanın superheat değerinde tekrar yükselme olur. Açıklama 5: Evaporatör çıkışında soğutucu akışkanın superheat derecesindeki artma, valfin tekrar açılma sürecine girmesine neden olur. Bu süreç, evaporatör çıkışındaki soğutucu akışkanın superheat değerinde yeterli düşüş olana kadar devam eder.Soğutucu akışkanın superheat değerinde yeterli düşüş seviyesine ulaşıldığında valf tekrar kapanma sürecine girer. Açıklama 6: Valf kapatır, fakat valfi kapatan kuvvet ilk seferine oranla daha düşüktür. “Hunting” olarak tanımladığımız durum, her açılma ve kapama sonrasında azalarak yerini “kararlı” açılmaya bırakır. Bu noktadan itibaren valfin açılıp kapanması, evaporatör üzerindeki soğutma yüküne bağlıdır. Açıklama 7: Valf, artık evaporatör çıkışında soğutucu akışkanın superheat derecesini sabit tutacak şekilde evaporatöre soğutucu akışkan püskürtür. Bu noktadan itibaren valfin açılma derecesinde artık çok büyük değişimler olamaz. Valfin açılma derecesindeki küçük değişimleri, evaporatör üzerindeki küçük yük değişimleri etkiler(soğuk odanın kapısının ve ışığının açılıp kapanması gibi). Açıklama 8: Kış mevsimi, gece ya da gün içerisindeki sıcaklık değişimleri, valfin açılma derecesini etkileyerek valfin açılma derecesini azaltır. Açıklama 9: Gün içerisinde soğuk odanın içerisine yeni ürün girmesi gibi durumlar, odanın sıcaklığının yükselmesine neden olur. Valf artan yükü karşılamak ve evaporatör çıkışındaki soğutucu akışkanın superheat derecesini sabit tutmak için evaporatöre daha fazla soğutucu akışkan püskürtür.

40

Açıklama 10: Kompresör durduğu zaman, kompresör emme basıncı ve sıcaklığı yükselmeye başlar. Valf, evaporatöre hâlâ soğutucu akışkan püskürtmesini devam ettirmekle birlikte kapanma sürecine girer. Açıklama 11: Evaporatör basınç ve sıcaklığı tamamıyla eşitlenene kadar valf, kapanma sürecini devam ettirir. Sıcaklık ve basınç arasındaki bu fark bir önceki şekle göre daha da kapanmış olmasına rağmen, tamamıyla eşitlenmediği için valf hâlâ tam olarak kapanmamış ve evaporatöre soğutucu akışkan püskürtmesine devam etmektedir. Açıklama 12: Basınç ve sıcaklık dengesi tamamıyla sağlanmış durumdadır. Valf tamamen kapatmakla birlikte, valfin kapanma yönünde pozitif bir kuvvet yoktur. Bunun için bir süre daha geçmesi gerekmektedir. Açıklama 13: Valfin kapanma yönünde pozitif kuvvet oluşması için gereken süre geçmiş ve kapanma yönündeki kuvvet maksimum değerine ulaşmıştır. 3.4.1. Termostatik Genleşme Valfinin Seçim Kriterleri Termostatik genleşme valfi seçilirken aşağıdaki hususlar bilinmelidir: Ø Uygulama alanı / soğutucu akışkan Ø Evaporatör kapasitesi(maksimum ve minimum) Ø Evaporasyon derecesi(maksimum ve minimum) Ø Kondansasyon derecesi(maksimum ve minimum) Ø Aşrı soğutma(subcooling) değeri Ø İç / dış dengeli seçimi Ø Bağlatısı, köşeli / düz gibi fiziksel özellikleri Ø Termostatik element kılcal uzunluğu Ø Ayar aralığı Ø MOP(Maksimum Çalışma Basıncı) fonksiyonu

Bu noktaların tespitinden sonra basınç düşümü ve aşırı soğutma(subcooling) derecesi

de gözönünde tutularak kapasite belirlenir. Bir sistemdeki basınç kaybı; ∆P = (Pc – Pe) – (∆P1 + ∆P2 + ∆P3 + ∆P4 + ∆P5) (1.6) ∆P : Sistemdeki toplam basınç kaybı ∆P1 : Sistemin likit hattındaki basınç kaybı ∆P2 : Sistemin drayer,gözetleme camı vs.elemanlarındaki basınç kaybı ∆P3 : Sistemin dikey yükselmelerinin sebeb olduğu basınç kaybı (Tablo 1) ∆P4 : Sistemin likit distribütöründeki basınç kaybı

41

∆P5 : Sistemin distribütör hatlarındaki basınç kaybı Pe : Evaporasyon basıncı Pc : Kondansasyon basıncı Yukarıdaki (1.6) formülüyle hesaplanır.

Tablo 3.1: Sistemde dikey yükselmelerinin sebep olduğu basınç kaybı

Aşağıda basınç düşümü hesabına ilişkin örnek verilmiştir; Soğutucu Akışkan: R22 Evaporasyon basıncı: 3.6 bar(-10 °C) Kondansasyon basıncı: 13.9 bar(+36 °C) Evaporasyon kapasitesi(Qe): 9 KW Valf bağlantısı: Rakorlu, köşeli Aşırı-soğutma(subcooling): 4 K ∆P1: 0.1 bar ∆P2: 0.2 bar ∆P3: 0.7 bar (h = 6 m) ∆P4: 0.5 bar ∆P5: 0.5 bar Basınç düşümü (1.6) formülü kullanılarak; ∆P = (13.9 – 3.6 ) – (0.1 + 0.2 + 0.7 + 0.5 + 0.5) ∆P = 8.3 bar elde edilir. Kapasitenin belirlenmesi: Toplam basınç düşümünün tespitinden sonra aşırı-soğutma (subcooling)düzeltme tablosundan (Tablo 3.2) gerekiyorsa kapasite düzeltmesi yapılır.

6 m 12 m 18 m 24 m 30 mR22 0.7 1.4 2.1 2.8 3.5

R134a 0.7 1.4 2.1 2.8 3.6R404A 0.6 1.3 1.9 2.5 3.2R507 0.6 1.3 1.9 2.5 3.2

Soğutucu akışkanStatik basınç düşümü,evaporatör ile likit

tankı arasındaki yükseklik farkı"h"

42

Tablo 3.2: Kapasitenin belirlenmesi Buradan termostatik genleşme valfi seçimine geçilirse,

Tablo 3.3:Termostatik genleşme valfi seçimi Önce interpolasyon ile kapasite hesaplanarak Qe = 9.5 + (8.3 – 8) / (10 – 8) x 1(10.1 – 9.5) Qe = 9.6 KW bulunur.

Hesaplanan kapasiteye göre Tablo 3.3’ten TEX 2-2.3 valf (veya TEX 2 + 04 nu.lı) orifis seçilir.

Termostatik valfin seçiminde, valf üretici firmalarının seçim tablolarına sadık

kalınmalıdır. Burada verilen örnekte, Danfoss A/S firmasının seçim abakları kullanılmıştır.

tu 4 K 10 K 15 K 20 K 25 K 30 K 35 K 40 K 45 K 50 K

1.25 1.44Düzeltme faktörü 1.201.151.111.061.00 1.391.351.30

43

3.4.2. Termostatik Genleşme Valfi Uygulamalarında Dikkat Edilecek Konular

Termostatik genleşme valfinin uygulamalarında bazı pratik uygulama detaylarına dikkat etmek gereklidir. Bu kurallara bazı örnekler aşağıda şekiller ile açıklanmıştır.

Şekil 3.10: Kompresör emme hattı çapına göre, kuyruğun (bulb) emme hattına yerleştirilmesi

Bulb(kuyruk) ne çok soğuk bir yere ne de çok sıcak bir yere yerleştirilmemelidir. Bulb(kuyruk) emme gazı kızgınlığı(superheat) değerini hiçbir ısı kaynağının etkisinde kalmadan ölçmelidir.

44

Şekil 3.11: Bulb(kuyruk)yerleşim yeri

Bulb(kuyruk) evaporatörden hemen sonra, yağ cebinden ve dikey yükselmelerden önce emme hattı üzerine yatay olarak yerleştirilmelidir. Bulb(kuyruk)’un emme hattı üzerine yerleşimi Şekil 3.11’de gösterilmiştir.

Şekil 3.12: Bulb(kuyruk)’un emme hattı üzerine yerleşimi

Evaporatörden sonraki emme hattı tasarımı, bulb(kuyruk)’u diğer yanlış yönlendirici

etkilerden koruyacak şekilde yapılmalıdır.

45

Şekil 3.13:Borulama detayı Örneğin, emme hattı, bu hatta oluşabilecek likitin geri dönüşünü engelleyecek şekilde

tasarlanmalıdır.

Şekil 3.14: Distribütör yerleşimi

Distribütör boruları, aynı uzunlukta ve çapta olmalıdır. Borulama, likit birikmesine yol açmayacak şekilde ve konstrüksiyon şartlarına uygun yapılmalıdır.

46

Şekil 3.15: Evaporatördeki hava akışı ve yönü

Eğer distribütör kullanılıyorsa evaporatördeki hava akışının yönünün doğru olması

çok önemlidir. Şekil 3.15 hava akış yönlerinden “1” ve “3” numaralarıyla belirtilen akış yönleri kullanılmakla birlikte, “3” nu.lı akış yönü daha verimli ve doğrudur. Diğer önemli parametre ise akışın tüm evaporatör kesitini karşılayacak şekilde olmasıdır. Termostatik genleşme valfleri, hâlen günümüzde mekanik kontrollü evaporatörlerde çok sıkça kullanılmaktadır. 3.4.2. Genleşme Valfindeki Hat İçi Perdenin Temizlenmesi Ø Düşük taraftaki pompayı durdurunuz, basıncı 1 psi’ye düşene kadar indiriniz (6,9

kPa).

Ø Sıvı hattı rakorunu sökünüz.

Ø Filtreyi genleşme valfinden çıkarmak için hafif kanca şeklinde küçük bir alet gerekebilir.

Ø Filtreyi temizleyip tekrar yerine takınız.

47

3.4.3. Genleşme Valfindeki Isı Haznesinin Teması Ø Isı haznesindeki izolasyon bandını çıkarınız.

Ø İki adet bakır bandı gevşetiniz.

Ø Isı haznesini, emme hattından çıkarınız, ama yerini işaretleyiniz.

Ø Emme hattını ve ısı haznesini çok ince zımpara veya bezle temizleyiniz. Bakırı temizlemek için asit veya cila gibi çözücü madde kullanmayınız.

Ø Oksitlenmeyi önlemek için hazneyi ve emme hattını, ince bir tabaka yağla kaplayınız.

Ø Kelepçeleri bağlayınız ve izolasyon bandını hazneye tekrar takınız. Bazı üniteler, izolasyona gerek duymamaktır. Isı haznesi hava akışından ayrılmıştır.

3.4.4. Genleşme Valfinin Bakımı Ø Hat üstündeki filtrenin temizlenmesi

Ø Isı haznesinin emme hattıyla iyi temas etmesinin kontrolü

Ø Isı haznesinin doğru yerde bulunmasının kontrolü

Ø Hazne veya güç başlığında dışarıdan bir hasar bulunmaması hususunun kontrolü işlemlerinden ibarettir.

3.4.5. Genleşme Valfinin Çalışmasının Üç Kuvvetin Etkisi Tarafından Kontrol Edilmesi

Genleşme valfinin çalışması üç ayrı kuvvet tarafından kontrol edilir. Bunlar:

Ø Evaporatör serpantin çıkışına takılmış bulunan bir ısı hissedici hazne Ø Evaporatörün içindeki basıncı hisseden bir iç veya dış eşitleyici (dengeleyici) Ø Eşitleyicideki basınç ile ısı hissedici hazne basıncını dengeleyen yay

3.4.6. Genleşme Valfinin Görevleri

Ø Sistemden çekilmesi gereken ısı yükünü taşımak için evaporatörde uygun bir basınç ve kaynama noktası meydana getirir.

Ø Soğutucu akışkanın evaporatör içinde havadan ısı çekebilecek debide olmasını sağlar.

3.4.7. Genleşme Valfi, Ölçme ve Ayarlama Kuralları Genleşme valfi hissedicisindeki sıcaklık değişmesinin ölçülmesi, çabuk reaksiyon

gösteren (gaz şarjlı) bir termometre ile genleşme valfi hissedicisindeki sıcaklık değişimini ölçünüz. Bu şekilde, evaporatör sisteminde dalgalanma (hunting) olduğundan emin olunabilir.

48

Hissedicide ölçülen sıcaklığı, buharlaşma basıncı ile karşılaştırarak da kızma (superheat) olup olmadığı anlaşılabilir.

Dalgalanma olması durumunda, genleşme valfinin evaporatöre monte edilmesi: Evaporatör sistemi dalgalanıyor ise sebebi, evaporatöre buharlaştırabileceğinden daha fazla sıvı gelmesi olabilir. O zaman kızmanın ayarlanması gerekir. Böylece evaporatör, gelen sıvı miktarını tam olarak buharlaştırabilir.

Soğutma sisteminde dalgalanma olduğundan belirtilen termometre vasıtasıyla emin olunabilir. Eğer sistem (0,5°C den büyük) iki ekstrem değer arasında iki dakika veya daha fazla süreli aralıklar ile ileri geri değişiyor ise dalgalanma mevcuttur.

Sistemdeki dalgalanmanın giderilmesi: Ayar milini 2 veya 3 tur saat yönünde döndürerek evaporatör sisteminin kızmasını çoğaltınız. Bu ayar noktasında dalgalanma durur, ancak evaporatörden tam olarak yararlanılamaz.

O zaman ayar milini, termometre sisteminde dalgalanma başlangıcını gösterinceye kadar ters yönde çeviriniz. Sonra mili, bu ayar noktasından itibaren saat yönünde yaklaşık bir tur döndürünüz (T/TEZ tipleri için yalnız bir çeyrek tur). Şimdi söz konusu evaporatörün genleşme valfinin ayarını yapmış bulunmaktasınız. Bu ayar ile sistemde dalgalanma olmaz ve evaporatörden tam olarak faydalanılmaktadır. Her bir safha arasında birkaç dakika süreli beklemeler olur. Böylece evaporatör sistemi denge durumuna getirilmiş olur.

Sistemin dalgalanmadığı bir ayar noktası bulamazsanız, valf kapasitesi çok büyük seçilmiş olabilir. Bu durumda orifis grubu veya valf, daha küçüğü ile değiştirilmelidir.

Evaporatör sisteminin dalgalanmaması durumunda genleşme valfinin evaporatöre adapte edilmesi: Dalgalanma yok ise evaporatöre likit az geliyor olabilir. O zaman, evaporatör kapasitesine göre, tamamen buharlaşabilecek likit miktarını evaporatöre vermek üzere gerekli kızma ayarı yapılmalıdır.

Evaporatör sistemindeki kızmayı azaltmak için ayar mili ters saat yönünde termometre üzerinde dalgalanma başlangıcı görülene kadar yavaş yavaş döndürülmelidir. Daha sonra mil bu ayar noktasından itibaren yaklaşık bir tur saat yönünde döndürülmelidir (T/TEZ için yalnız bir çeyrek tur) Şimdi söz konusu evaporatöre ait genleşme valfinin doğru ayarı yapılmıştır. Bu ayar ile sistemde dalgalanma olmaz ve evaporatör kapasitesi tam olarak kullanılmaktadır.

49

Her bir safha arasında birkaç dakika süreli beklemeler olur. Böylece evaporatör sistemi denge durumuna adapte edilir.

Eğer evaporatör sisteminde hiçbir dalgalanma sağlayamıyorsanız valf kapasitesi çok küçük seçilmiş olabilir ve evaporatör kapasitesi tam olarak kullanılamamaktadır. Bu durumda orifis grubu veya valfin kendisi daha büyüğü ile değiştirilmelidir.

Sonuç: Bu yol ile istenilen çalışma elde edilmemiş ise hata kaynağı, soğutma veya kontrol sisteminin başka bir yerinde aranmalıdır. Ayar işlemi sadece kısa bir zaman alır ve belirli bir süre sonra sıradan bir iş hâlini alır.

Daha sonraki gereksiz uğraşmalar için zaman harcamaktan veya can sıkıntısından kaçınmak için ayarlamaya 10 dakika veya daha fazla zaman harcayıp evaporatörün tam kapasitesini kullandığınızdan emin olmalıyız.

3.4.8. Genleşme Valfi Testi

Genleşme valfi testi, sadece bütün diğer cihaz ve elemanların kontrolünden sonra yapılır.

Ø Kompresörün üzerine bir gösterge manifoldu ve dış eşitleyici hat bağlantısına da uygun bir gösterge takınız.

Ø Isı haznesinin altına, her iki cihazın da emme hattı sıcaklığını okuyabileceği şekilde bir termometre takınız.

Ø Üniteyi çalıştırınız ve sıcaklığı, kasa sıcaklığı 32°F (0°C)’ye düşecek şekilde düşürmesini bekleyerek göstergeleri takip ediniz.

Aşağıdaki değerleri not ediniz.

Ø Çıkış basıncı

Ø Emme basıncı

Ø Kasa sıcaklığı

Ø Evaporatör emme hattı sıcaklığı

Ø Evaporatör basıncı

Ø Kasayı 0°F (-18°C)’ye kadar soğumaya bırakıp daha sonra üniteyi durdurunuz. Bu durum, genleşme valfi grubunda normal olarak kızdırmanın (superheat) gerçekleştiğini gösterecektir. Otobüs ünitelerinde 75°F - 85°F arası (24°C – 29°C).

Not: Kızdırma (superheat), evaporatör serpantinindeki dönüştürülmüş sıcaklığın emme hattındaki sıcaklıktan çıkarılmasıyla hesaplanabilir.

Ø Herhangi bir ayarlama yapmadan önce kasayı ısınmaya bırakınız ve aynı sıralama ile yukarıdaki işlemleri iki defa daha tekrar ediniz.

50

Not : Genleşme valfi, ayar sınırı dışına çıkmamalıdır.

Ø Dış ayarlama vidasının saat yönüne çevrilmesi, kızdırmayı (superheat) artırır. Saat yönünün tersine çevirme ise kızdırmayı azaltır.

Ø Düzgün bir kızdırma (superheat) için genleşme valfinin çalışmasını kontrol ediniz.

Not: Kasa sıcaklığının aşağı doğru düşmesine izin verilmelidir. Bu durum, valfin normal çalışmasını sağlayacaktır.

3.4.9. Genleşme Valf Kuyruğunun Sistemdeki Yeri Emme hattındaki kızgınlık değerinin sık sık değişik değerlerde olması, genleşme valfi kuyruğunun hatalı tespit edilmesinden kaynaklanabilir. Genleşme valfi kuyruğu; Ø Soğutulacak ortam içerisinde evaporatör çıkışına yatay olarak orijinal kelepçeleriyle

bağlanmalıdır. Ø Emme borusu çapı 7/8’’ den küçük veya eşitse kuyruk, emme borusunun üzerine

tespit edilmelidir. Ø Emme borusu çapı 7/8’’ den büyük ise kuyruk, emme borusunun 45° altına yatay

olarak tespit edilmelidir.

3.4.10. Termostatik Genleşme Valfi Arızaları

Ø TGV kuyruk (duyarga) dolgusu kaçmış.

Ø TGV’de tıkanma (pislik, su donması, mumlaşma) var.

Ø TGV kızgınlık ayarı az, çok fazla veya valf dolgu tipi hatalı.

Ø TGV girişinde sıvı soğutkan basıncı çok düşük seviyede.

Ø TGV kapasite yönünden çok küçük veya büyük seçilmiş.

Ø Evaporatörde çok fazla basınç düşmesi olmakta, fakat TGV, dış dengelemeli tip olarak konulmamış, dış dengeleme borusu tıkanmış veya hiç bağlanmamış.

Ø Gaz şarjlı tip TGV’nin şarjı, soğuk mahalde bulunan valf kafasında yoğuşup toplanmıştır.

Ø MOP tipi valf kullanılmış ve seçilen maksimum basınç seviyesi düşüktür.

Ø Evaporatörde ısı yükü çok azdır ve TGV kısmaktadır.

Ø Çok devreli evaporatörün soğutucu akışkan dağılımı iyi yapılamamaktadır.

Ø TGV’den aşırı miktarda soğutkan geçmektedir.

Ø Kuyruğu iyi temas etmiyor.

Ø Sıcak bir dış etken mevcut.

Ø Valf açık durumda iken sıkışmıştır.

51

Ø Filtrenin kirlenmesi

Ø Valf aralığının kirden tıkanması

Ø Rutubetten dolayı valf tıkanması

Ø Diyaframın delinmesi

Ø Kuyruğun kopması

Ø Valf iğnesinin bozulması

Ünitenin üzerindeki TGV’ler fabrikada ayarlanır ve bu ayarlama, doğru yapılan bir

kızdırma ısısı kontrolünden sonra olmadıkça asla değiştirilmemelidir. TGV, gaz serpantininden geçerken kızdırma ısısının sabit olmasını temin etmek üzere

görev yaptığı için, valfin ayarının değiştirilmesi sonucu valf açıldıysa yalnızca serpantini taşırır veya valf kapatıldıysa serpantin kapasitesini değiştirir. Bu yüzden TGV’yi ayarlamadan veya değiştirmeden önce bir ayarlama yapmadan önce valf gövdesini ve giriş filtresini sökünüz ve temizleyiniz.

Valfin neredeyse kapalı bir konumda, tam kapalı bir konumda veya tam açık bir konumda sıkışmış olması mümkündür. Bazen kötü bir montajdan dolayı kir, lehim veya başka maddeler veya hatalı boşaltmadan dolayı donmuş nem, soğutucu sıvının valften akışını kısıtlar veya evaporatöre sıvı akışını kısıtlar veya evaporatöre sıvı akışını tamamen durdurur. Bu durumda, eğer ünitede bir düşük basınç kontrol cihazı varsa genleşme valfi kısmen tıkanınca ve evaporatöre yeterince sıvı giremeyince kompresör kısa devre yapacaktır. Yani sık aralıklarla durup çalışacaktır.

Genleşme valfi tamamen tıkandığında kompresör evaporatördeki basıncı, düşük basınç kontrol cihazının kompresörü durduracağı olan devreyi kesme noktasına kadar düşecektir. Eğer sistemde düşük basınç kontrol anahtarı yoksa kompresör motor sargıları aşırı ısınana (motor soğutmasında buhar eksikliğinden dolayı) ve aşırı yük koruyucu devreyi kesene dek hiçbir iş yapmadan çalışmaya devam edecektir. TGV’de oluşabilecek tek gerçek arıza, güç elemanında yük kaybının olmasıdır. Valfteki diyaframın üstündeki bu basınç kaybı, iç yayın iğneyi yatağa yöneltmesine ve valfi kapamasına imkân verecektir. O zaman valf, tıkalı bir valf gibi çalışacaktır.

3.4.11. Termostatik Genleşme Valfi Ayarı Genleşme valfi testi, sadece bütün diğer cihaz ve elemanların kontrolünden sonra

yapılır. Ø Kompresörün üzerine bir gösterge manifoldu ve dış eşitleyici hat bağlantısına da

uygun bir gösterge takınız.

Ø Isı haznesinin altına, her iki cihazın da emme hattı sıcaklığını okuyabileceği şekilde bir termometre takınız.

Ø Üniteyi çalıştırın ve sıcaklığı, kasa sıcaklığı 32°F (0°C)’ye düşecek şekilde düşürmesini bekleyerek göstergeleri takip ediniz.

52

Ø Aşağıdaki değerleri not ediniz:

• Çıkış basıncı • Emme basıncı • Kasa sıcaklığı • Evaporatör emme hattı sıcaklığı • Evaporatör basıncı

Ø Kasayı 0°F (-18°C)’ye kadar soğumaya bırakıp daha sonra üniteyi durdurunuz. Bu durum, genleşme valfi grubunda normal olarak kızdırmanın (superheat) gerçekleştiğini gösterecektir. Otobüs ünitelerinde 75°F - 85°F arası (24°C – 29°C).

Not: Kızdırma (superheat), evaporatör serpantinindeki dönüştürülmüş sıcaklığın emme hattındaki sıcaklıktan çıkarılmasıyla hesaplanabilir.

Ø Herhangi bir ayarlama yapmadan önce kasayı ısınmaya bırakın ve aynı sıralama ile yukarıdaki işlemleri iki defa daha tekrar ediniz.

Not: Genleşme valfi, ayar sınırı dışına çıkmamalıdır.

Ø Dış ayarlama vidasının saat yönüne çevrilmesi, kızdırmayı (superheat) artırır. Saat yönünün tersine çevirme ise kızdırmayı azaltır.

Ø Düzgün bir kızdırma (superheat) için genleşme valfinin çalışmasını kontrol ediniz.

Not: Kasa sıcaklığının aşağı doğru düşmesine izin verilmelidir. Bu durum, valfin normal çalışmasını sağlayacaktır. 3.4.12. Termostatik Genleşme Valfinde Kızgınlık Ayarı

Sıvı soğutucu akışkanın evaporatör çıkışında yük değişimleri durumunda, tümüyle buharlaşmasına ve hatta kızgın buhar olmasını kesin hâle getiren bu ilave sıcaklık artışı kızgınlık (superheat) diye adlandırılmaktadır.

Termostatik genleşme valfinin (TGV) sağlıklı çalışmasını sağlayan bu kızgınlık değeri

ve kızgınlık değerindeki değişimlerdir. Bunun anlamı, evaporatörün bir bölümünün ki çıkış tarafında olacaktır, soğutucu akışkanın kızgın buhar hâline gelmesine hizmet edeceğidir. Bu özellikleriyle termostatik genleşme valfleri, evaporatör soğutma yükleri sık sık ve geniş aralıkta değişen durumlar için uygun olmaktadır.

Valfin sıcaklık izleyici kuyruğu (bulb), sıcaklık ölçme işlemini değişik şekillerde yapabilir (Sıvı veya gaz dolgu ile bir diyaframı hareketlendirme, bi-metal eleman, elektronik termistör vb.).

Bunlardan uygulamada en çok rastlanan türler, sıvı veya gaz dolgu ile bir diyaframı ve buna bağlı olan ve soğutucu akışkanı kontrol eden iğne mekanizmasını harekete geçiren termostatik valflerdir. İğne mekanizmasını çalıştıran ve etkileyen 3 ana kuvvet mevcuttur.

Ø Sıcaklık izleyici kuyruk (bulb) tarafından meydana getirilen kuvvet Ø Evaporatördeki soğutucu akışkan basıncının meydana getirdiği kuvvet Ø Kızgınlık ayarı yayının meydana getirdiği kuvvet

53

Ayrıca sıvı akışkan memesinin giriş ve çıkış taraflarındaki basınç farkı da ayrıca küçük bir etki yapmaktadır.

TGV’deki kızgınlık ayar düğmesi saat yönünde, yani artı ( + ) yönde çevrildiği zaman; • Superheat (kızgınlık) miktarı artar. • Basınç azalır. • Sıcaklık azalır. • Soğutucu akışkan miktarı azalır.

TGV’deki kızgınlık ayar düğmesi saatin ters yönünde, yani eksi ( - ) yönde çevrildiği zaman;

• Superheat (kızgınlık) miktarı azalır. • Basınç artar. • Sıcaklık artar. • Soğutucu akışkan miktarı artar.

TGV’ler, imalatçı firma tarafından fabrikasında belirli kapasite ve çalışma şartları için

(evaporasyon sıcaklığı ve basınç düşümü) belirli bir kızgınlık değeri verecek şekilde ayar edilmiştir. Kızgınlık ayarının sonradan değiştirilmesi, değişik evaporasyon sıcaklıklarında kuyruktaki dolgunun cinsine göre çok az veya aşırı kızgınlık değişimlerine neden olabilecektir.

Normal olarak fabrika kızgınlık ayarı yapılışı sırasında valf iğnesinin, geçişi sağlamak üzere valf yuvasından hareket etmeye başladığı durum esas alınır. Valf iğnesinin tüm strokunu tamamlaması için ayrıca 2,2 ila 3,3°C (4 ila 6°F) bir ek sıcaklık (kızgınlık) artışı gerekecektir ki otomatik kontrol literatüründe bu kısılma sahası (throttling range) diye adlandırılır. Valf iğnesini harekete başlatan kızgınlık değerine statik kızgınlık değeri, valf iğnesinin tüm strokunu tamamlaması için gereken kızgınlık değerine de valf iğnesini açıcı kızgınlık değeri ve bu ikisinin toplamına da çalışma (operasyon) kızgınlık değeri adı verilmektedir.

Kızgınlık değerinin ayarı ve ölçümü, sağlıklı bir çalışma için gerekli ve çok önemlidir. Bu ölçümün yapılma şekli aşağıda gösterilmektedir.

Bunlardan bulunması (ölçülmesi) mümkün olan değerlerin durumuna göre kızgınlık ölçümü şöyle yapılabilir:

Ø Sıcaklık metodu: Kızgınlık = t 1 – t o (Burada hata payı evaporatör basınç kaybına

bağlı olup kayıp ise hata da azdır.) Ø En sağlıklı ölçüm şekli: Kızgınlık = t 2 – t 1 olacaktır. Ø Kompresör emişinden basıncı ölçmek suretiyle (evaporatör çıkışından ölçmek

mümkün olamıyorsa) Pe = Pe’ + ∆p (emiş boru ve aksamı kayıpları) bulunup doymuş buhar tablosundan Pe karşıtı t bulunup kızgınlık = t 2 – t 1 olarak bulunabilir.

Her üç ölçüm şeklinde de evaporatör çıkış sıcaklığının (t 1) muhakkak ölçülmesi

gerekmektedir.

54

3.4.13. Termostatik Genleşme Valfinin Bulbunun Şarjı Termostatik genleşme valf kuyrukları içine sistemde kullanılan soğutucu madde şarj

edilir. Böylece sabit bir kızgınlık elde edilmiş olur. Üç ünlü kuyruk şarjı vardır. Bunlar: Ø Normal şarj (Kuyruk içinde % 50 sıvı, % 50 gaz vardır.)

Ø Gaz şarjı (Kuyruk içinde % 100 gaz vardır.)

Ø Sıvı şarjı (Kuyruk içinde % 100 sıvı vardır) 3.4.14. Termostatik Genleşme Valfinde Kızma Yüksek veya Buharlaşma Emme Basıncı Çok Düşük Arızasının Sebepleri

Ø Sistemde soğutkan şarjı çok az. Ø Yanlış hissedici konumu (çok soğuk yerde) Ø Genleşme valfi kızma ayarı çok yüksek. Ø Genleşme valfinin yanlış sıcaklık bölgesi için seçilmiş olması. Ø Dış basınç dengelemenin bağlanmamış olması veya kötü bağlanmış olması. Ø Genleşme valfi kapasitesi çok düşük. Ø Genleşme valfi kısmen düşük şarjlı. Ø Genleşme valfi buz veya kir ile tıkanmış.

3.4.15. Termostatik Genleşme Valfindeki Bulb Montajının Önemi ve Montaj Esasları

Sıvı şarjlı genleşme valf bulbları, emme borusuna iki şekilde bağlanır. Ø Emme borusunun çapı 7/8” den küçük ise bulb, emme borusunun üzerine

bağlanır. Ø Emme borusunun çapı 7/8” den büyük ise bulb emme borusunun 45° altına

konularak kendi kelepçeleri ile bağlanır. Ø Bulb, hiçbir zaman soğutma yerinin dışına çıkan emme borusu üzerine

bağlanmaz. Ø Bulbun bağlanacağı kısım, gayet temiz olmalıdır. Şayet bulbun bağlandığı boru

demir ise korozyona karşı o kısmı önce alüminyum boya ile boyamalı ve daha sonra bulbu bağlamalıdır.

Yukarıdaki açıklamalardan anlaşıldığı gibi termostatik genleşme valflerinin bağlanmasında, daha çok bulbun montajı önemlidir.

Soğutucudan iyi bir verim almak için bulb montajıyla beraber TGV seçimi de büyük

önem taşımaktadır.

55

3.4.16. Termostatik Genleşme Valfindeki Kuyruk (Bulb) İçinde Kullanılan Dolgu Türleri

TGV’nin çalışmasını sağlayan kuyruk ve bunun içindeki etken olan akışkanın durumu,

incelemeye değer bir konudur. Buna termostatik dolgu (termostatik charge) denilmektedir ve birkaç değişik türü vardır. Her bir termostatik dolgu türünün kendine özgü yararları, fakat sınırlayıcı etkenleri vardır.

Termostatik dolgu olarak en çok kullanılan yine soğutucu akışkan türleridir. Bunlar. Ø Sistemde kullanılan soğutucu akışkanla aynı ve gaz hâlinde (gaz dolgu) Ø Aynı cins soğutucu, ama sıvı (doymuş buhar) hâlinde (sıvı dolgu) Ø Farklı cins soğutucu, fakat sıvı (doymuş buhar) hâlinde (farklı sıvı dolgu) Ø Sistemde kullanılan soğutucu akışkandan farklı cins ve gaz hâlinde (farklı gaz

dolgu) Ø Bunlara ilaveten, sıcaklık değişimleriyle bir gazı (CO 2 gibi) az veya çok hacim

artıran veya geri kusan bir adsorban madde (aktif karbon, silikajel gibi) çiftinden meydana getirilen kuyruk dolguları bazı amaçlar için kullanılmaktadır.

Soğutucu akışkanların her biri kendine özgü basınç, sıcaklık ilişkileri ile ortaya

çıkmaktadır. Sıvısı ile temas hâlinde olan akışkan buharının doymuş buhar olduğu bilinmektedir. Doymuş buhar konumlarının basınç, sıcaklık ilişkileri tablo hâlinde bu metinde verilen soğutucu akışkanların nümerik değerlerine bakıldığında sıcaklık değişimleriyle doymuş buhar basınçlarının alttaki gibi tipik birer eğri verdiği görülecektir.

Buradaki doymuş buhar basıncı, kuyruktaki gaz dolgunun basıncı olarak uygulandığında P1 kuvvetini sağlayarak diyaframı ve buna bağlı iğne mekanizmasını hareket ettirmek üzere etki yapacaktır. Buna karşı ise P2 basıncı ile yayın meydana getirdiği etki mevcuttur. Diyaframın iğneyi ve onun kontrol ettiği meme geçişini tam kapalı konumdan tam açık konuma kadar değiştirmesi, kuyruktan gelen P1 basıncının değişimi ile oluşacaktır. Bu ise ancak kuyruktaki sıcaklık değişimi sonucu olabilir.

Sonuçta, evaporatör çıkışındaki sıcaklığı istenen (belirli) bir seviyede tutmak üzere valfin kuyruğu (sıcaklık duyargası) ile bunun içindeki dolgusu, diyaframı ile buna bağlı mekanizması ve nihayet sıvı soğutkanın ölçülü geçişini ve basınç düşümünü sağlayan meme deliği zincirleme bir işlemle görev yapacaktır.

TGV’nin içindeki ayarlanabilir yayın baskı durumuna göre (P3) TGV basıncını (P2) ve dolayısıyla evaporatör çıkış sıcaklığı ve basıncı da değişik konumlar alabilecektir. Bu ise evaporatör ve TGV’deki buharlaşma sıcaklığını tayin edecektir. Belirli çalışma şartları için kapasitesi seçilmiş olan bir evaporatörde ise yayın, bu ayar değişikliği evaporatörün ve dolayısıyla TGV’nin kızgınlık durumunu değiştirecektir. Kuyruktaki şarjın meydana getirdiği basınç, ayrıca evaporasyon sıcaklığı değiştikçe farklı bir çalışma sahası (valfin tam açık ile tam kapalı durumunu sağlayan sıcaklık farkı) meydana getirecektir. Bu durumun R12 soğutucu akışkan için görünümü alttaki şekillerde verilmektedir.

Bu durumun düzeltilmesi (eğer uygulama gerektiriyorsa) farklı akışkanlı kuyruk dolgusu kullanılmak suretiyle mümkün olmaktadır. Adsorpsiyon dolgu türleri de bu uygulamalar için kullanılmaktadır.

Termostatik genleşme valfindeki kuyruk (bulb) içinde kullanılan dolgu türleri:

56

Ø Aynı cins gaz dolgu Ø Aynı cins sıvı dolgu Ø Farklı sıvı dolgu Ø Farklı gaz dolgu Ø Adsorpsiyon (emici) dolgu

3.4.17. Termostatik Genleşme Valfinde “Valf Kapasitesi Küçüktür” Arızasının Sebepleri

Ø Soğutkan sıvıda aşırı soğutma yoktur. Ø Genleşme valfi boyunca basınç düşürücü, valfin ölçülendirildiği basınç

düşümüne göre küçüktür. Ø Yanlış hissedici konumu (çok soğuk yerde) Ø Evaporatörde büyük basınç kaybı Ø Genleşme valfi buz veya pislik ile tıkanmıştır.

3.4.18. Termostatik Genleşme Valfinin Kuyruğunun Konulacağı Yer

Termostatik genleşme valfinin kuyruğunun konulacağı evaporatör çıkış (emiş) borusuna tespit şekli ve konumu, evaporasyon (artı kızgınlık) sıcaklığını en iyi şekilde izleyecek tarzda konulmalı ve yağ birikim ceplerinden uzak tutulmalıdır. Alttaki şekillerde, küçük (7/8”e kadar) ve büyük (7/8” den büyük) çaplı emiş boruları için ayrı ayrı kuyruk tespit şekilleri gösterilmektedir. Ayrıca eğer varsa dış dengeleme boru bağlantısı da mutlaka yapılmalıdır.

Kuyruğun konulduğu yer, hava akımına maruz kalıyorsa kuyruk ve bağlı olduğu boru rutubeti emmeyen bir tecrit maddesiyle tecrit edilmelidir (0°C nin üstündeki evaporasyon sıcaklıklarında). Evaporasyon sıcaklığı 0°C’nin altındaysa nemi geçirmeyen, mantar, strafor gibi bir maddeyle tecrit edilip buhar kesici bir dış muhafazayla sarılmalıdır. Cam yünü ve benzeri tecrit maddesi bu maksatla kullanılmamalıdır. Kuyruğun konulduğu yer, su veya salamura içinde bulunuyorsa kuyruğun evaporatör borusuyla birlikte tecrit edilmesinde suyu geçirmeyen bir madde kullanılmalıdır. Evaporatör emiş borusundaki soğutkan, sıcaklık değişimlerini daha hassas takip edebilmek üzere kuyruk için bir daldırma haznesi kullanmak da mümkündür. Bu uygulama, bilhassa çapı 1/8” den daha büyük olan emiş boru bağlantılarıyla emiş borusu boyları çok kısa olan yerler için uygun olmaktadır. Keza, kızgınlık değerinin çok küçük olması istenen uygulamalar için kuyruğu etkileyecek ısıl kaynakların kuyruğa çok yakın mesafede bulunduğu uygulamalarda da daldırma haznesi kullanılması birçok problemi önleyecektir.

Gerek dıştan kelepçeli ve gerekse daldırma hazneli uygulamalarda TGV kuyruğu, emiş borusunun alçak deveboynu meydana getirdiği yerlere konulmamalıdır. Sıvı soğutkan veya yağın toplanabileceği yerlere konulan TGV kuyruğu, çoğu zaman normal fonksiyonunu yerine getiremez ve valfin arızalı olduğu izlenimini uyandırır. Emiş gazının kızgınlık değerinin sık sık geniş değişimler göstermesi, genellikle bu sebeple meydana gelir. Diğer

57

yandan kuyruk, eğer kullanılmışsa ısı eşanjörünün daima evaporatör tarafına konulmalıdır ve bu şarttır.

Tek bir TGV ile birden fazla evaporatör beslenmekte ise kuyruk yeri o şekilde seçilmelidir ki emiş borularının hepsi birleşerek soğutucu akışkanın iyice karışma imkânı bulabildiği bir yer olabilsin.

Kuyruğu emiş borusuna tespit eden kelepçeler, iyice sıkılmış olmalı ve kuyruğun emiş borusuna iyice teması sağlanmış olmalıdır. Kuyruğun bulunduğu yere, hiçbir surette yüksek sıcaklık uygulanmamalı ve gerekirse önce kuyruk yerinden sökülmelidir.

Dış dengeleme bağlantısı olan TGV’lerin bağlantı borusu, TGV kuyruğunun bulunduğu yerden hemen önce emiş borusunun üst yarısına ve yağ ceplerinden uzakta bir yere yapılmalı, dış dengeleme borusunun çapı yeterli fakat boyu gereksiz yere uzun tutulmamalı, keskin kıvrımlar yapmasından sakınılmalıdır. 3.4.19. Termostatik Genleşme Valflerinde Çapraz Şarj

Çapraz şarj, genleşme valfi, sistemde bulunan soğutucu akışkandan farklı olarak bulbde ve kılcalda bir sıvı şarjı kullanmaktadır. Şarjın basınç ısı eğrisi, sistemde kullanılan soğutucu maddenin basınç ısı eğrisini kesecek şekildedir. Çapraz şarj için kullanılan soğutucu maddenin dikkatli seçimiyle imalatçı, istenilenin en iyisini verebilecek valfi yapabilir. Bu tür bir şarjın avantajlarından bazıları şunlardır:

Ø Kompresör durduğu zaman valf çabucak kapanır. Ø Valf yüksek emme ısısında emiş hattına sıvı akışını önleyerek kontrolü yapar. Ø Valf tutukluğu azaltacak olan basınç değişmelerine karşı bulb, ısı

değişmelerinden daha fazla duyarlıdır. 3.4.20. Termostatik Genleşme Valflerine Gaz Şarjı

Bu valfin sistemde bulunan aynı soğutucu madde ile şarj edilmiş bulbu ve kılcalı vardır. Bununla beraber, kullanılan şarjın miktarı, sıvı şarjda bulunandan daha azdır. Böylece, önceden belirlenen noktada sıvının tamamı buhar olacaktır. Bu nokta, valfin maksimum çalışma basıncıdır. Bu tür bir şarjın dezavantajı, eğer diyafram ve muhafaza, bulbde daha soğuk olursa soğutucu akışkan valfte yoğunlaşacağından kontrol kaybolacaktır. Bu nedenle yalnızca donma ısısının daha soğuk olmasını sağlayacak şekilde buharlaştırıcı basıncının düştüğü yerlerde bu uygulama elverişlidir. 3.4.21. Termostatik Genleşme Valflerine Sıvı Şarjı

Valfin bulb ve kılcal borusunda, sistemde kullanılan soğutucu akışkanla aynı tip kimyasal madde vardır. Örneğin R 12. Yeterli sıvı şarjı ilave edilmiştir ve böylece bütün koşullar altında bir miktar sıvı bulb içinde bırakılmıştır. Bu tür bir şarjın avantajı, valfe ya da diyaframın bulbden daha soğuk olduğu zamanlarda bile soğutucu maddenin kontrol edilebilmesidir. Bu tür bir şarjın dezavantajları ise sıvı akışı ve hatalı bağlantılar vardır. Bunun ana uygulaması büyük kapasitenin düşük ısı sistemlerinde bulunmaktadır.

58

3.4.22. Termostatik Genleşme Valflerinde Şarj Tipleri

Şarjın tipi valfte kullanılmış renk ile gösterilmiştir ki bu aşağıda listelendiği gibidir. Soğutucu madde (akışkan) : Rengi: R 12 Sarı R 22 Yeşil R 500 Portakal rengi R 502 Orkide rengi R 40 Kırmızı R 717 Beyaz Kapasitesi, soğutucu akışkanın tonlarında valfin nominal kapasitesidir. Termostatik genleşme valflerinde kullanılan üç çeşit soğutucu madde şarjı vardır. Bunlar sıvı şarjı, gaz şarjı ve çapraz şarj. 3.4.23. Termostatik Genleşme Valfli Sistemlerde Yoğuşmayan Gazların Etkisi

Sistemde yoğuşmayan gazların bulunup bulunmadığını belirlemek için, Ø Yoğuşma ünitesini kapatınız. Ø Kondenser fan rölesi kontaklarını atlayınız veya kondenser fan motorunu,

kompresör kontaktörünün sıcak tarafına bağlayınız ve kondenser fan motorunu, basma basıncı minimum basınca erişene kadar çalıştırınız.

Ø Bu basınç, kondensere giren havanın sıcaklığındaki (ünitenin ortam sıcaklığı) soğutucunun, eş değer basıncının en fazla 0,34 bar üstünde olmalıdır. Örneğin R 22 soğutucu akışkan kullanılan bir ünitede çevre sıcaklığının 32°C olduğunu farz edelim. Minimum düşü basıncı 12,7 bar olacaktır. Dolayısıyla minimum düşü basıncı 13 bar veya daha az ise sistemde yoğuşmayan gazlar yoktur.

Eğer basma basıncı yeterince düşmezse yoğuşmayan gazları temizlemek gereklidir.

Bu, yoğuşma ünitesi kapalıyken ve kondenser fanı, atlayarak veya yeniden bağlantı yaparak çalışırken basma basıncı uygun miktara düşene kadar gösterge manifoldunun boşaltma göstergesi tarafı açılarak yapılır. Temizleme, kondenserdeki havanın kondenserin giriş manifoldunda birikerek minimum soğutucu kaybı olacak şekilde, dışarı atılmasını sağlayacak şekilde kısa zaman aralıklarıyla ve küçük miktarlar hâlinde yapılmalıdır. Sistem soğutucuyla doldurulmadan önce iyi bir vakum pompasıyla tamamen boşaltılarak yoğuşamaz gazların birikmesi önlenmiş olur. 3.4.24. Termostatik Genleşme Valfinin Montaj Yeri ve Montaj Şartları

Termostatik genleşme valfinin uygulanışında, seçilecek en uygun yer evaporatöre mümkün olduğunca yakın, servis ve ayar için kolayca erişebilecek bir yer olarak kabul edilebilir. Soğutkan distribütörü (dağıtıcısı) kullanılmışsa TGV, distribütöre mümkün olduğu kadar yakın konmalıdır. Ayrıca gaz şarjlı tip TGV’lerde valfin güç mekanizması (kafa), kuyruk ucunun (bulb) bulunduğu yerden daha yüksek sıcaklığa sahip bir yerde bulunmalıdır.

59

Kuyruk kılcal borusu da kuyruk temasından daha soğuk bir yüzeyle temas etmemelidir. Zira gaz şarjı, en soğuk noktada yoğuşarak valfin normal çalışmasını engelleyecektir.

Bir evaporatörün normal ve bekleneni verecek şekilde çalışabilmesi için TGV’nin normal çalışması ve görevini yapması şarttır. Bu ise TGV’nin iyi bir kontrol yapmasıyla mümkündür ki TGV’nin iyi bir kontrol yapabilmesi, evaporatör çıkışındaki soğutkan sıcaklığını hassas ve dakik bir şekilde izlemesiyle mümkündür. Doğru uygulamanın başta gelen şartı TGV’nin kuyruğunun cinsi ile konulduğu yerin doğru seçilmesidir. Bu kuyruk, evaporatörün emiş bağlantısına ve evaporatöre mümkün olduğu kadar yakın ve yatay bir kısma konulmalıdır. Birden fazla sayıda evaporatör mevcutsa ve her evaporatörün ayrı bir TGV varsa her valfin kuyruğu o evaporatöre ait soğutucu akışkan emiş sıcaklığını duyacak tarzda konulmalıdır. Valf kuyruğu yerine bağlanmadan önce evaporatör emiş borusu iyice temizlenmeli ve düzgün bir yüzey ile kuyruğun boydan boya teması sağlanmalıdır. Emiş borusu çelik ise bu borunun paslanmaya karşı koruyucu bir boya ile boyanması gerekir. Valf kuyruğunun emiş borusu üzerine bağlanmasında tercihen TGV imalatçısının orijinal metal bantları kullanılmalı, bu mümkün olmazsa ısıl geçirgenliği fazla olan (bakır, alüminyum vb.) bir çift metal bant ile kuyruk, emiş borusuna sıkıca tespit edilmelidir. İzole bant, tel, ip gibi malzemeler kuyruk tespiti için kullanılmamalıdır. 3.4.25. Termostatik Genleşme Valfinin Açıp Kapanmaması Arızasının Sebepleri

Ø Dış dengeleme borusu bağlanmamış veya bağlanmış fakat tıkanmıştır. Ø Valfin iç mekanizması, bir dış veya iç darbe sonucu hasar görerek çalışamaz

hâle gelmiştir. Ø TGV sıcaklık duyarga kuyruğundaki gaz şarjı kaçmıştır. Ø TGV kuyruk şarjı türü yanlış seçilmiştir. Ø TGV kafasındaki diyafram delinmiş veya yayı kırılmıştır.

3.4.26. Termostatik Genleşme Valfinin Aşırı Sıvı Beslemesi Sonucu veya Başka Sebeplerle Sıvı Soğutucu Gelmesi Arızasının Sebepleri

Ø TGV açık durumda sıkışmış veya iğnesi aşınmış olduğundan iyi kapatmamaktadır.

Ø TGV, sisteme göre çok büyük konulmuştur. Ø Sıcaklık duyarga kuyruğunun yeri yanlış seçilmiş, iyi temas etmemekte veya dış

sıcaklık etkeni mevcuttur. Ø Kızgınlık ayarı çok azdır (yetersiz). Ø TGV termostatik dolgusu yanlış seçilmiştir. Ø TGV dış dengeleme borusunun bağlantı yeri yanlıştır veya boru tıkanmıştır. Ø Kompresör kapasitesi yetersizdir ve gerekli süpürme hacmini

sağlayamamaktadır. Ø Emiş borularının geometrik durumu, sıvı birikimlerine imkân vermemektedir

(Sadece kompresörün çalışmaya başlamasında kompresöre sıvı gelir, slugging). Ø Sıcak gaz defrostlu sistem uygulamasında defrost sırasında sıvıyı tutucu

(buharlaştırıcı) önlem yetersizdir veya hiç alınmamıştır.

60

Ø Kompresör soğuk bir mahalde bulunmaktadır ve sistem dururken kompresör karterindeki yağa soğutkan gelip burada yoğuşmaktadır.

Ø Kompresör karter ısıtıcısı çalışmamakta veya gerekli olduğu hâlde konulmamıştır.

3.4.27. Termostatik Genleşme Valfinin Ayarının Yapılmasının Önemi

Termostatik genleşme valflerin (TGV) kızdırma sıcaklık ayarları genellikle 4°C ve 6°C arasında bir ön ayar düzeyinde yapılır. Bu ayarın, mevcut sistemlerde, normal olarak tekrar değiştirilmesine gerek yoktur ve ayarı bozmadan önce ihtimal dâhilinde olabilecek diğer hatalar araştırılmalı ve giderilmelidir. Valf ayarını değiştirmeden önce diğer hataları araştırınız ve gideriniz. 3.4.28. Termostatik Genleşme Valfinin Bakımı

Ø Giriş süzgecini, iğneli valfi ve valf yuvasını kontrol ediniz ve temizleyiniz. Termostatik genleşme valfinin (TGV) düzgün aralıklarda muayenesine ve

sökülmesine genellikle gerek yoktur. Eğer işlevini doğru olarak yapıyorsa düzeni bozulmamalıdır.

Ø Valfi ve yuvasını aşınma yönünden inceleyiniz ve yay gerilimini kontrol ediniz. Algılayıcı tüp, kılcal boru ve körükler kolaylıkla hasar görebilir. Gerektiği takdirde

tamamı değiştirilmelidir. Ø Tüm aksamın iyice temiz olmasından emin olunuz ve tekrar montaj aşamasında

yeni contalar kullanınız. 3.4.29. Termostatik Genleşme Valfinin Büyük Kapasiteli Evaporatörlerde Kullanımı

Büyük kapasiteli evaporatörlerde, boyutların da büyük olması nedeniyle TGV çıkışındaki P2 basıncı, kuyruk yerindeki evaporatör çıkışına ulaşıncaya kadar önemli şekilde düşecektir. Bunun sonucunda da kuyruğun hissettiği sıcaklık, kızgın buhar sıcaklığı olacaktır. Ancak, düşen basıncın karşıtı olan gerçek kızgınlık değeri, yeterli olabilecek bir kızgınlık değerine göre daha yüksek olacak ve sonuçta evaporatörün daha fazla bir kısmı kızgın buhara tahsis edilerek yararlı yüzey azalacak, yani evaporatör kapasitesi gereksiz yere azalmış olacaktır.

Diğer bir deyişle, kızgınlık 12,2°C nin üzerine çıkınca ancak valfin iğnesi açmaya başlayacaktır ki bunun anlamı, evaporatör kapasitesinin düşmesi demektir ya da gerekli evaporatör alanı artırılarak bu yüksek kızgınlık değerinde istenen kapasite sağlanabilecektir. Evaporatördeki basınç kaybı ki bu kızgınlığı artırıcı yöndedir, yük arttıkça kızgınlık da artacaktır. Çünkü soğutkan akış hızı yükle birlikte artacak, bu ise sürtünme kayıplarının ve dolayısıyla basınç kayıplarının artmasına neden olacaktır.

61

Evaporatörde soğutucu akışkan basınç kaybı, aşırı derecede oluştuğunda normalde kuyruk yerinde (c) oluşması tasarlanan basınç daha aşağı seviyelere düşeceğinden evaporatörün belirli bir yerinde (B) oluşması beklenen doymuş buhar konumu ,daha önce bir yerde (B’) oluşacak ve buradan itibaren kızgın buhar konumuna girmeye başlayan soğutucu akışkan, çok yavaş ısı geçişine imkân verebilecek ve sonuçta evaporatörün bu son kısmı (B – B’ arası) atıl duruma girecek ve yararlanılamayacaktır. Bu durumun önlenmesi mümkün olup kuyruk seviyesi de izlenip TGV çalışması etken hâle getirilmek suretiyle çözümlenebilmektedir. Diyaframın alt yüzeyine etken olan P2 basıncı, TGV çıkış tarafı yerine evaporatörün çıkış bölümünden (evaporatör basınç kaybının tümüyle meydana geldiği yer) alınmak suretiyle dış dengeli TGV türleri geliştirilmiştir. Evaporatörün çıkışında (c ) düşen basıncı (P2’), diyaframın alt yüzeyine ileten dış denge borusu, P2 – P2’ farkı kadar uzanan alt taraf basıncına karşı üstünlük kazanan diyaframın üst tarafındaki basıncın (P1) etkisiyle diyaframın ve buna bağlı iğne mekanizmasının biraz daha aşağı doğru hareket etmesini, yani TGV geçiş memesini biraz daha açarak daha fazla soğutucu akışkanın geçmesini sağlayacaktır. Bu durum, evaporatör çıkışındaki (c) basıncın tekrar P1 basıncı se-viyesine yükselmesine kadar devam edecek, yani evaporatörün son bölümü tekrar yeterli sıvı soğutucu akışkanla beslenmiş olacaktır.

Ticari tip dolap, vitrin vb. için 2 psi (0,28 Bar) ve daha fazla ve derin soğutma uygulamalarında ise 1 psi (0,14 Bar) ve daha fazla olduğunda dış dengeli TGV kullanılması uygun olmaktadır. 3.4.30. Termostatik Genleşme Valfinin Çalışmasında Etken Olan Kuvvetleri

Valfin karakteristik çalışması üç ayrı bağımsız kuvvetin birleşimi sonucunda gerçekleşmektedir. Bunlar:

Ø Evaporatör basıncı Ø Yay basıncı Ø Ayrılmış hazne içindeki sıvı-buhar karışımı doyma basıncı Ayrık haznenin içindeki sıvı, sistemde kullanılan soğutucu akışkandır. Böylece

termostatik genleşme valfinin ayrık haznesi, eğer sistem R 12 ile çalışıyor ise yine R 12 olacaktır. 3.4.31. Termostatik Genleşme Valflerinin Kullanılacağı Yere Göre Seçilmesi

Termostatik genleşme valflerinin kullanılacağı yere göre doğru seçilmesi için 3 husus göz önünde bulundurulur:

Ø Soğutma kapasitesi-yükü (kcal/h veya ton/frigo) Ø TGV’de tam yük altında meydana gelecek basınç düşümü Ø Evaporasyon sıcaklığı

Termostatik genleşme valfindeki basınç düşümü, kompresörün çıkış ve emiş basınçları

farklı değildir. Böyle bir kabul, yanlış valf seçimiyle sonuçlanır. Zira termostatik genleşme valfinin çıkışındaki basınç, kompresörün emişindeki basınçtan daha yüksektir (distribütör,

62

evaporatörün kendisi, emiş borusu ve fitingsleri, emiş filtresi, emiş servis valfi, emiş sıvı ısı değiştirici, emiş akümülatörü gibi elemanlardaki basınç kayıpları sebebiyle)

Aynı şekilde termostatik genleşme valfinin girişindeki basınç dakompresör çıkışındaki basınçtan daha düşüktür (sıvı soğutkanborusu ve fitings kayıpları,drayer, düşey yükselme vb.). Bu nedenle termostatik genleşme valfindeki gerçek basınç düşümü değerini bulabilmek için gerek emiş ve gerekse sıvı tarafı kayıplarını hesaplamak gerekir. Diğer bir husus ise imalatçıların termostatik genleşme valf kapasite tablolarının, termostatik genleşme valfi girişindeki % 100 sıvı soğutkan olacağı kabulüne dayanarak hazırlanmış olduğudur. Bu nedenle sıvı soğutkan hattı kayıplarıyla varsa düşey yükselmenin meydana getireceği basınç kayıplarını iyi hesaplayarak termostatik genleşme valfi girişindeki soğutucu sıcaklığının köpürme yapmamasını sağlayacak şekilde aşırı (alt) soğutma (subcooling) yapılması gerekir. Kısacası, termostatik genleşme valfi, mümkün olduğu kadar gerçek çalışma şartları bilinerek seçilmeye çalışılmalıdır. 3.4.32. Termostatik Genleşme Valfinin Montajı ve Kullanımında Dikkat Edilecek Hususlar

Sıvı şarjlı TGV’nin çalışması, valf civarındaki sıcaklık şartlarına bağlı olmadığından genellikle heryerde kullanılabilir. Fakat gaz şarjlı valfleri kullanırken altı maddeye dikkat etmek gerekir. Bu maddeler :

Ø Valf, soğutulacak kısmın dışında bir yere yerleştirilir. Fakat bulb, daima içeride

ve emme hattı üzerinde olmalıdır. Şayet valfi dışarıya yerleştirmek mümkün değilse dolabın içine ve mümkün olduğu kadar yükseğe yerleştirilmelidir.

Ø Serbest hava dolaşımı için valfler izole edilmemelidir. Ø Kuyruk, kelepçesi ile emme hattı üzerine bağlanır. Eğer sistemde ısı değiştirici

varsa kuyruk bundan önce bağlanmalıdır. Ø Evaporatörün emme hattına konan kuyruk bulbu daima borunun üstünde

olmalıdır. Ø Kuyruk, boru ile birlikte su geçirmeyen bir madde ile sarılır. Bu iş için keçe

kullanılmaz. Ø Sisteme kesinlikle kurutucu bağlanmalıdır.

3.4.33. İçten Dengelemeli Termostatik Genleşme Valfli Soğutma Sistemleri

Bu tip soğutma sistemlerinde evaporatöre sıvı akışı hem kuyruk basıncı hem de

Termal elemanın sıcaklığının değişmesiyle kontrol edilir. Evaporatör çıkışındaki termal elemanın elektrik motoru devresini kapatmasıyla kompresör kalkınarak emme hattından emilen soğutucu akışkan buharını kızgın buhar olarak kondensere basar. Kondenser çıkışında sıvı hale gelen soğutucu akışkan evaporatör çıkışındaki kuyruk basıncının etkisiyle diyaframı aşağı doğru ittirip valf kesitini açarak genleşen soğutucu akışkan, doyma basıncında evaporatöre taşınır. Soğutulacak ortamdan ısı kazanarak buharlaşan soğutucu akışkan, evaporatör çıkışında doymuş buhar olarak kompresör tarafından emilir. Sistemin çalışmasıyla soğutulan ortamdan absorbe edilen ısı miktarı da artacağından genleşme valfinin kuyruk basıncı da düşerek valf kesitini yukarı doğru hareket ettirip soğutucu akışkan geçişini kısıtlayacaktır.

63

Soğutulan ortam sıcaklığı istenilen düzeye indiğinde elektrik motoru termal elemanınında sıcaklığı düşüp basınç azalacağından elektrik motoru devresi açık hâle gelerek kompresör durdurulmuş olacaktır.

Şekil 3.16: İçten dengelemeli termostatik genleşme valfi

Bu tip soğutma sistemleri, çok büyük kapasiteli olmayan ticari tip soğutucularda ve iklimlendirme uygulamalarında kullanılmaktadır. 3.4.34. Dıştan Dengelemeli Termostatik Genleşme Valfli Soğutma Sistemleri

Evaporatör giriş ve çıkışı arasındaki basınç kaybı fazla olan büyük kapasiteli ticari ve endüstriyel tip soğutma uygulamalarında evaporatör çıkışındaki basınç düşük olacağından genleşme valfinin çok kısık çalışmasına, dolayısıyla kızgınlık çok arttığından evaporatör kapasitesinin düşmesine sebep olur. Evaporatör basıncı, evaporatör girişinden değil de evaporatör çıkışından kılcal bir boru ile diyaframın altına etki ettirilmesi, kuyruk basıncının artmasıyla valf kesiti aşağı doğru hareket ederek evaporatöre daha fazla sıvı akışı olacaktır.

64

Şekil 3.17: Dıştan dengelemeli termostatik genleşme valfi

Genleşme valfleri çıkışında soğutucu akışkanın büyük bir kısmı sıvı hâlde olduğu için büyük kapasiteli soğutma sistemlerinde evaporatöre sıvı geçişi tek hattan yapılırsa evaporatörün bazı bölümlerinde sadece sıvı olacağından soğutucu akışkanın tamamı evaporatörde buharlaşamadığından kapasite düşecektir. Evaporatör ısı transfer yüzeyinden maksimum faydalanmak için evaporatöre sıvı geçişi, genleşme valfi çıkışına takılan distribütörle sağlanır.

Şekil 3.18: Distribütörlü dıştan dengelemeli termostatik genleşme valfli soğutma sistemleri

3.4.35. Genleşme Valfi Kuyruğunun Sistemdeki Yeri

Emme hattındaki kızgınlık değerinin sık sık değişik değerlerde olması genleşme valfi kuyruğunun hatalı tespit edilmesinden kaynaklanabilir. Genleşme valfi kuyruğu;

Ø Soğutulacak ortam içerisinde evaporatör çıkışına yatay olarak orijinal

kelepçeleriyle bağlanmalıdır.

65

Ø Emme borusu çapı 7/8’’ den küçük veya eşitse kuyruk emme borusunun üzerine tespit edilmelidir.

Ø Emme borusu çapı 7/8’’ den büyük ise kuyruk emme borusunun 45° altına yatay olarak tespit edilmelidir.

Şekil 3.19: Duyar uç bağlantısı

66


Termostatik genleşme valfini değiştirmek


Ø Aşağıda listesi verilen malzemeleri ev, iş, okul ve piyasadan temin ediniz.

Malzemeler: • Oksi-gaz kaynak takımı • Kaynak teli • Pense • Tornavida takımı • Açık ağızlı anahtar takımı • Sabunlu su ve ıslak bez

Ø Devredeki soğutucu akışkanı boşaltınız.

Ø Soğutucu akışkanı geri toplama ünitesinde toplamalısınız.

Ø Termostatik genleşme valfinin bulbini sökerek devreden çıkartınız.

Ø Termostatik genleşme valfinin bulbini sabitleyen kelepçenin vidalarını sökmelisiniz.

Ø Termostatik genleşme valfinin bulbini kelepçeden çıkartmalısınız.

Ø Termostatik genleşme valfinin rakorlarını sökerek devreden çıkartınız.

Ø Termostatik genleşme valfini sökerken uygun takım kullanmalısınız.

Ø Termostatik genleşme valfinin rakorlarını dikkatlice sökmelisiniz.

Ø Termostatik genleşme valfini devre üzerinden dışarı almalısınız.

Ø Devreye uygun özelliklerde termostatik genleşme valfini seçiniz.

Ø Devrenin kapasitesine uygun termostatik genleşme valfini tespit ederek belirlemelisiniz.

Ø Termostatik genleşme valfinin devre üzerine bağlantısını yapınız.

Ø Termostatik genleşme valfinin rakorlarını devre üzerindeki yere tutturmalısınız.

Ø Termostatik genleşme valfinin rakorlarını uygun takım kullanarak sıkıştırmalısınız.

Ø Termostatik genleşme valfinin bulbinin bağlantısını yapmalısınız.


67



Ø Geri toplama ünitesindeki soğutucu akışkanı kullanmalı eksik olursa ilave etmelisiniz.

68

ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME A. OBJEKTİF TESTLER (ÖLÇME SORULARI) 1.Termostatik genleşme valfinin bulbi devre üzerinde nereye bağlanmalıdır? A)Kondenser girişine B)Kondenser çıkışına C)Evaporatör girişine D)Evaporatör çıkışına E)Hiçbiri

2.Aşağıdakilerden hangisi termostatik genleşme valfinin kullanıldığı soğutma devrelerinden değildir?

A)Kat klimaları B)Ev tipi buzdolapları C)Büyük split klimalar D)Klima santralleri E)Soğuk hava depoları

3. Aşağıdakilerden hangisi termostatik genleşme valfinin kullanıldığı soğutma devrelerinden biridir?

A)Kat klimaları B)Klima santralleri C)Soğuk odalar D)Büyük ticari soğutucular E)Hepsi 4.Termostatik genleşme valfinin çalışma prensibi aşağıdakilerden hangisidir?

A)Ayar vidasına bağlı olarak basınç düşürmek B)Sıcaklığa bağlı olarak basınç düşürmek C)Sıcaklık ve basınca bağlı olarak basınç düşürmek D)Elektrik kontrollü valf yardımı ile basınç düşürmek E)Çap düşümüne bağlı olarak basınç düşürmek 5.Termostatik genleşme valfi devre üzerinde nereye bağlanmalıdır?

A)Evaporatör ile kompresör arasına

B)Kompresör ile kondenser arasına C)Kondenser girişine D)Evaporatör çıkışına

E)Kondenser ile evaporatör arasına

DEĞERLENDİRME



69

B. UYGULAMALI TEST Uygulama sonrası yaptığınız işin değerlendirmesini aşağıdaki kontrol listesini

kullanarak değerlendiriniz.

KONTROL LISTESI


1. Malzemeleri eksiksiz bulabildiniz mi? 2. Termostatik genleşme valfinin bulbini çıkartabildiniz mi? 3. Termostatik genleşme valfini devreden sökebildiniz mi? 4. Devreye uygun termostatik genleşme valfinin seçimini yapabildiniz mi?

5. Devreye yeni seçtiğiniz termostatik genleşme valfinin bağlantısını yapabildiniz mi?

6. Devreyi vakumlayabildiniz mi? 7. Soğutucuya akışkan şarjı yaparak çalıştırabildiniz mi?

DEĞERLENDİRME Kontrol listesindeki her “Hayır” cevabınız için faaliyetin ilgili konularını tekrar

ediniz.

70

MODÜL DEĞERLENDİRME KONTROL LİSTESİ

Değerlendirme Ölçütleri Evet Hayır Kılcal borulu genleşme elemanını değiştirmek 1.İşin yapımı için gerekli takım ve malzemeleri işe başlamadan önce hazır bulundurdunuz mu?

2.Devredeki soğutucu akışkanı geri dönüşüm cihazına toplayabildiniz mi?

3.Kılcal boruyu soğutucudan sökebildiniz mi? 4.Devreye uygun çap ve uzunlukta kılcal boru seçimini yapabildiniz mi?

5.Devreye yeni seçtiğiniz kılcal borunun kaynağını yapabildiniz mi?

6.Devreyi vakumlayıp akışkan şarjı yaparak çalıştırabildiniz mi? Otomatik genleşme valfini değiştirmek 1.İşin yapımı için gerekli takım ve malzemeleri işe başlamadan önce hazır bulundurdunuz mu?

2.Devredeki soğutucu akışkanı geri dönüşüm cihazına toplayabildiniz mi?

3.Otomatik genleşme valfini devreden sökebildiniz mi? 4.Devreye uygun otomatik genleşme valfinin seçimini yapabildiniz mi?

5.Devreye yeni seçtiğiniz otomatik genleşme valfinin bağlantısını yapabildiniz mi?

6.Devreyi vakumlayıp akışkan şarjı yaparak çalıştırabildiniz mi? Termostatik genleşme valfini değiştirmek

1.Termostatik genleşme valfinin bulbini çıkartabildiniz mi? 2.Devredeki soğutucu akışkanı geri dönüşüm cihazına toplayabildiniz mi?

3.Termostatik genleşme valfini devreden sökebildiniz mi? 4.Devreye uygun termostatik genleşme valfinin seçimini yapabildiniz mi?

5.Devreye yeni seçtiğiniz termostatik genleşme valfinin bağlantısını yapabildiniz mi?

6.Devreyi vakumlayıp akışkan şarjı yaparak çalıştırabildiniz mi?

DEĞERLENDİRME

Cevaplarınızı kontrol ederek kendinizi değerlendiriniz. “Hayır” yanıtlarınız var ise ‘’Hayır’’ yanıtlarınızla ilgili öğrenme faaliyetlerini tekrarlayınız. Yanıtlarınızın tamamı “Evet’’ ise modülü başarı ile tamamladınız.

MODÜL DEĞERLENDİRME

71

CEVAP ANAHTARLARI

ÖĞRENME FAALİYETİ- 1

1 B

2 C

3 E

4 D

5 E


1 E

2 D

3 A

4 B

5 C


1 D

2 B

3 E

4 C

5 E

CEVAP ANAHTARLARI

72

KAYNAKÇA

Ø Engin Deniz SAYAR, Soğutma ve İklimlendirme Meslek Bilgisi Temel Ders Kitabı, MEB.

Ø Endüstriyel ve Ticari Soğutma Sistemlerinin Bakımı, MEB. Ø Soğutma ve İklimlendirme Cilt 1, MEB. Ø Nuri ÖZKOL, Uygulamalı Soğutma Tekniği, TMMOB. Ø Ariston/Philco Yayınları Ø İ.K.S.2 Hüseyin BULGURCU Ø Thermo King Yayınları Ø A. Kemal Dağsöz (Soğutma Tekniği ve Klima) Ø SDT K.Altınkurt (Soğuk Depolama Tekniği) Ø N.Özkol, KOSGEB Ø Arçelik Yayınları Ø Danfoss A/S Egitim Semineri Notları Ø Ashrae Handbook,Refrigeration, 1994. Ø N.Yazar, SEGEM.

KAYNAKÇA

Genlesme Elemanlarinin Bakim Ve Montaji

Documents

Transcript of Genlesme Elemanlarinin Bakim Ve Montaji