Soğutma sistemlerinde, kondenser bobinleri işletim sırasında ısının çoğunun dışarı atıldığı yerdir. Kompresör soğutucu akışkanı sıcak buhar haline getirip pompaladığında, bu akışkan doğrudan bu bobinlere geçer. Bu sırada sistem, bobinlerin çevresindeki hava hareketiyle ve doğrudan temas yoluyla çevre ortama ısı kaybeder. Modern kondenserlerin tasarımı, genellikle dışarı çıkan küçük metal kanatçıklar sayesinde büyük bir yüzey alanına sahip olmalarını içerir. Bakır veya alüminyum gibi malzemeler yaygın olarak kullanılır çünkü ısıyı oldukça iyi iletirler. Sektör standartlarına göre, soğutucu akışkan tarafından alınan ısının yaklaşık üçte ikisi aslında buradan uzaklaştırılır. Ticari ünitelerde genellikle bobinlerin üzerinden geçen daha büyük fanlar da bulunur ve bu durum daha fazla iş yapıldığında sistemin daha hızlı soğumasına yardımcı olur. Bu kısmı doğru yapmak, soğutucu akışkanın sıvı forma uygun şekilde dönmesi için gerekli olan doğru sıcaklığa sahip çıkmasını sağlar.
Soğutucu akışkan kondenser ünitesi içinde soğuduğunda, buhar halinden sıvı hale geçer. Bu sıvının doygunluk sıcaklığı noktasının ötesinde daha da soğutulmasıyla alt soğutma adını verdiğimiz durum ortaya çıkar. Bu ek soğutma aşaması, genleşme valfine ulaşmadan hemen önce 'flash gaz' oluşumunu önler. Geçen yıl HVAC Tech Institute'nin araştırmasına göre, iyi bir alt soğutma uygulaması sistemin genel performansını yaklaşık %12 ila %15 oranında artırabilir çünkü soğutucu akışkanın sistemin içinden tutarlı bir şekilde akışını sağlar. Bu sistemlerdeki bobinler, ısıyı yüzeyler boyunca eşit şekilde yaymaya yardımcı olan türbülans oluşturur. Tamamen sıvıya dönüşmüş ve uygun şekilde alt soğutulmuş sonra, soğutucu akışkan buharlaştırıcı bölümüne doğru yol alır. Mikrokanal teknolojisine sahip yeni nesil modeller, eski tasarımlara kıyasla çok daha hızlı alt soğutma başarabildikleri için modern buzdolapları genellikle aynı işi yaparken daha az enerji tüketir.
Isının kondenser bobinleri boyunca iletilme şekli, esas olarak iki sürece bağlıdır: iletim ve taşınım. Soğutucu akışkan bobin içinde ısındığında, ısıyı metal duvarlardan doğrudan iletir. Aynı zamanda, çevredeki hava taşınımla soğumayı sağlar ve fazla ısıyı etraftaki havaya aktarır. Bazı sistemler doğal hava hareketine dayanır ancak çoğu modern sistem, bobinlerin üzerinden hava üfleyen fanlara sahiptir ve bu da soğutmayı çok daha etkili hale getirir. Araştırmalar, kondenser yüzey alanının yaklaşık %30 artırılmasının ısı kaybı verimliliğini %18-25 arasında artırabileceğini göstermektedir; ancak sonuçlar özel koşullara göre değişiklik gösterebilir. Bu yüzden birçok üretici, uzun ve kıvrımlı bakır borularla birlikte her yere yayılmış bol miktarda alüminyum lamel kullanarak bobinlerini tasarlar. Bu lameller, soğutma havasıyla temas yüzeyini büyük ölçüde artırarak sistemin ısıyı atma konusunda çok daha etkili çalışmasını sağlar.
Kondenserlerin ısıyı ne kadar iyi taşıdığı açısından şekil ve tasarım gerçekten önemlidir. Bakır, yaklaşık 401 W/mK'de ısıyı oldukça verimli bir şekilde ilettiği için bu iş için mükemmel bir malzemedir. Bu, ısının bakırda hızlı bir şekilde iletilmesi anlamına gelir. Bu bakır bileşenlere eklenen alüminyum kanatçıklar da yardımcı olur çünkü daha fazla yüzey alanı oluşturarak zorlanmış hava akımıyla soğutmayı daha iyi hale getirir. Son zamanlarda mikrokanal tasarımlar giderek yaygınlaşmaktadır ve bunlar eski tüp ve kanatçık modellerine kıyasla soğutucu akışkan ihtiyacını %25 ile %40 arasında azaltabilir. Üreticiler bu kanatçık düzenlerini satırlar halinde öne-arkaya yerleştirdiklerinde, hava akımında daha fazla türbülans yaratılır ve bu da sistemlerde ısı atım oranını yaklaşık %12 ila %18 artırır. Bu durumu destekleyen veriler Coil Material Efficiency Report'tan (Bobin Malzemesi Verimlilik Raporu) alınmıştır. Tüm bu iyileştirmeler, sınırlı alana sahip küçük ev cihazlarının bile iyi performans göstermesini mümkün kılmaktadır.
Tipik bir buzdolabı kondenser sistemi, ısıyı uygun şekilde uzaklaştırmak için birlikte çalışan üç ana bileşene sahiptir. Kondenser boruları genellikle yılan biçiminde olup, ısıyı sistem dışına etkili bir şekilde taşıyabilmeleri için bakır veya alüminyumdan üretilir. Ayrıca, soğutucu akışkanın sistemin içindeki hareket hızını kontrol eden giriş ve çıkış boruları da bulunur. Bu durum, kompresörün soğutucu akışkanı gönderdiği nokta ile buharlaştırıcıda tekrar aldığı nokta arasında doğru basınç farkının korunmasına yardımcı olur. ASHRAE'nin 2023 yılında yaptığı bazı son araştırmalar, soğutucu akışkan akışının doğru ayarlanmasının normal buzdolabı modellerinde enerji tüketimini yaklaşık %12 oranında azaltabileceğini göstermiştir. Bu durum, zamanla hem hane halkları hem de işletmeler için oldukça önemli bir tasarruf sağlamaktadır.
Çoğu ev hâlâ HVAC ihtiyaçları için ısıyı ne kadar iyi ilettiği nedeniyle bakır borulara bağlıdır ve bu sayede piyasanın yaklaşık üç çeyreğini tutmaktadır. Alüminyum ise kurulum sırasında çok daha hafif olması nedeniyle büyük ticari sistemlerde dalgalar yaratmaya başlamıştır ve bu alanda yaklaşık %22'lik bir pay elde etmiştir. Bu sistemler kurulurken teknisyenler, tıkanmalar oluşturmadan akışı sorunsuz bir şekilde sağlamak için genellikle 1/4 inç ile 3/8 inç çap arasında değişen kompresör çıkışlarına giriş borularını eşleştirir. Çıkışların konfigürasyonu, soğutucu akışkan genişleme valfine ulaşmadan önce uygun şekilde soğumasına yardımcı olur. Bunun doğru yapılması, kararlı çalışmayı sürdürmek ve faz değişimlerinin gerektiği zaman gerçekleşmesini sağlamak açısından büyük fark yaratır.
Fırçasız DC motorlarla çalışan eksenel fanlar, dakikada 150 ile 300 arasında metreküp hava hareket ettirebilir. Bu, aslında 2018 yılında kullandığımız eski gölgeli kutuplu motor tasarımlarından yaklaşık olarak %40 daha iyidir. Bu fanların pervaneleri günümüzde çoğu ev cihazında gürültü seviyesini 45 desibelin altında tutarken ısıyı daha verimli bir şekilde transfer etmeye yardımcı olacak şekilde yaklaşık 22 ile 35 derece arasında açılarla ayarlanmıştır. Ticari soğutma sistemlerine yönelik yapılan araştırmalar ayrıca ilginç bir şey ortaya koymuştur. Üreticiler sabit hızlı fanlardan değişken hızlı fanlara geçtiklerinde yıllık enerji tüketimlerinin yaklaşık %18 düştüğünü gözlemlemişlerdir. Bu akıllı fanlar, sistemin herhangi bir anda ihtiyaç duyduğu hava miktarına göre ne kadar hava geçirileceğini otomatik olarak ayarlar.
Ticari HVAC sistemlerinin yaklaşık %92'si, sıcaklık farkını (ΔT) 15 Fahrenheit derecenin üzerinde tutmak gerektiğinden zorlanmış hava akışı sistemlerine dayanır. Bu arada, daha küçük evlerin yaklaşık üçte biri hâlâ kurulumu daha basit ve ucuz olduğu için doğal konveksiyon yöntemlerini kullanmaktadır. Yeni nesil hibrit modeller bu iki tekniği birleştirir ve iç sıcaklıklar belirli eşiklere ulaştığında ek fanları devreye sokar. 2023 yılı Energy Star verilerine göre, bu tür akıllı yaklaşım kompresörlerin devreye girip çıkma sıklığını yaklaşık %23 oranında azaltır. Daha az çevrim, parçaların ömrünün uzaması ve sistemin zamanla genel performansının artması anlamına gelir.
Kondenser borularında toz biriktiğinde ısı transfer verimliliği yaklaşık olarak %30 oranında düşer. Bu, kompresörlerin doğru sıcaklık seviyesini korumak için %12 ila %18 daha uzun süre çalışmak zorunda kaldığı anlamına gelir. Sonuç olarak konut cihazları olması gerekenden %15 ila %25 daha fazla enerji tüketir. Ekipmanların gün boyu sürekli çalıştığı işletmelerde bu rakamlar daha da kötüleşir. Tıkanmış bu yüzeyler temelde küçük ısı tuzaklarına dönüşür ve sistem için güvenli olan sıcaklıkların üzerine çıkılmasına neden olur. Ticari soğutma sistemleri için bakım kılavuzlarının çoğu operatörlere düzenli temizliğin ne kadar önemli olduğunu belirtir. İyi bir temizlikten sonra, çoğu sistem genellikle iki gün içinde normal çalışma durumuna hızlıca döner. Bobinlerin temiz tutulması uzun vadede para tasarrufu sağladığı gibi ekipmanın erken arızalanmasını da önlediği için bu çaba gösterilmeye değerdir.
Yanlış soğutucu seviyeleri, belirgin işletme sorunlarına neden olur:
Saha verileri, kompresör arızalarının %42'sinin uzun süreli soğutucu dengesizliklerinden kaynaklandığını göstermektedir. Fazla şarj genellikle sıvı tıkanmasına neden olur ve bu durumun %93'ünde valf plakalarına zarar verir. Eksik şarj, doğru şarj edilmiş sistemlere kıyasla yağın bozulmasını üç kat hızlandırır, yağlama etkinliğini azaltır ve kompresör ömrünü kısaltır.
En yeni mikrokanal kondenser teknolojisi, ısı atma verimliliği açısından eski tip tüp ve kanat sistemlerini geride bırakır ve genellikle yaklaşık %22 daha iyi performans sunar. Bu yeni modelleri bu kadar etkili yapan şey nedir? Bunlar, öncekine göre yaklaşık %40 daha dar soğutucu akışkan geçiş yollarına sahiptir. Ayrıca, alüminyumdan üretilmiş olup, bu malzeme çelik alternatiflerine göre üç kat daha hızlı ısı iletir. Ayrıca fan gücü tüketimini yaklaşık %18 oranında azaltan akıllı hava akışı kılavuzlarını da unutmamak gerekir. Tüm bu yükseltmeler, sistemin genelinde daha iyi performans anlamına gelir. Bakım masrafları da düşer, kurulan her bir birim başına yılda altmış ile yüz kırk dolar arasında tasarruf sağlar. Zorlu yeni 2024 Enerji Bakanlığı yönetmeliklerine uymaya çalışan tesis müdürleri için bu tür verimlilik, bütçeyi zorlamadan rekabet edebilmeyi mümkün kılar.
Son Haberler
EN
