PİSTONLU KOMPRESÖR TİPLERİ

Soğutma kompresörlerinin ilk modelleri tipik amonyak makinalarıydı.O günlerde amonyak en çok tutulan soğutucu olduğu için kompresörler çok yüksek basınçları karşılayabilmek için çok ağır yapılırlardı ve modern kompresörlere kıyasla ilk kompresörler nispeten yavaş hızlarla çalışırlardı.Valf tasarım kompresör mil contaları yataklar ve yağlama sistemlerindeki ilerlemeler tasarım hızının kademeli olarak atmasını sağlamışlardır.Bu da belli bir beygir gücü için kompresörlerin daha küçük olmasına olana sağlamıştır.Çünkü daha hızlı çalışma ile daha çok yer değiştirme elde edilmiştir.

Yeni soğutucuların kullanılması kompresörlerin tasarımlarını ve gelişmesini önemli ölçüde etkiledi.Örneğin amonyak kullanırken sistemin soğutucuyla temas eden tüm kısımlarının çelikten yapılması gerekiyordu.Sülfürdioksit ve metilkloridinin soğutucu olarak ortaya çıkması ise bazı durumlarda demir dışı metallerin kullanılmasını mümkün kılmıştır.Bunun yanında halojenli hidrokarbon soğutucuların gelmesi kompresör tasarımı üzerinde belki de en büyük etkiyi yapmıştır.Alüminyum gibi demir dışı metalleri kullanmak mümkün hale gelmiştir.Aynı şekilde R-12 nin kullanılmasıyla hermetik (hava geçirmez) kompresör tıpı popüler olmuştur.

Ticari soğutma ve iklimlendirme uygulamalarında kullanılan kompresörlerin gelişimi kompresörlerin ev tipi buzdolaplarında kullanılmasından oldukça etkilenmiştir.Hermetik kompresörler ve kılcal borulu soğutucu besleme cihazları ilk defa ev tıpı buzdolabı uygulamalarında kullanılmış ve kendini kanıtlamıştır.otuzların baslarında hermetik kompresörler ev tıpı buzdolabı üreticileri için bir standart olmaya başlamıştır.Bir kaç yıl ıcınde kayış tahrikli kompresörler ev tıpı buzdolabı sahasından hemen hemen yok olmuştur.Dondurma dolapları içecek soğutucuları su soğutucuları vb. üreticileri hermetik kompresörleri ikinci benimseyenler olmuşlardır.

1935`te iklimlendirmede ilk hermetik kompresör kullanılmış ve 1940`ların basından itibaren iklimlendirme sistemi üreticilerinin çoğu ürünlerini hermetik kompresöre çevirmişlerdir.Ticari soğutma ve iklimlendirme alanlarında hermetik kompresör kullanmanın grafiği yükselmeye devam etmiştir.

TASARIMLAR

Pozitif yer değiştirmeli kompresörler

-Pistonlu

-Döner

-Helisel (vida)

Kinetik kompresörler

-Santrifüj

Pozitif yer değiştirmeli kompresörlerde maksimum kapasite silindir yer değiştirmesinin hızının ve hacminin bir fonksiyonu olduğu için böyle adlandırılmışlardır.Normalde hız belirli olduğu için (yanı tipik hermetik pistonlu kompresörler için 1750 veya 3500 d/dk) pompalanan gazın hacmi veya ağırlığı silindirlerin dakika basına strokuyla matematiki bir alaka oluşturur.

Bazen turbokompresor diye de adlandırılan kinetik kompresör (santrifüj) pompalama kuvvetinin pervane hızına ve donen pervane ile akan akışkanın (soğutucu) arasındaki acısal momente bağlı olduğu fanları pervaneleri ve türbinleri kapsayan bir turbo makinalar ailesinin üyesidir.Akışları sürekli olduğu turbo makinalarının hacimsel kapasiteleri aynı boyuttaki pozitif yer değiştirmeli kompresörlerinkinden daha büyüktür.Buna rağmen günümüzde böyle kompresörlerin tasarımları ve maliyetleri küçük uygulamalar (50 ton veya daha az) için uygun gelmektedir.Şu anda santrifüj makinalar 80-100 tondan başlayıp 8000 ton ve daha üstüne kadar uzanmaktadır.Pozitif yer değiştirmeli kompresörler arasında pistonlu kompresörler 100-150 tonluk küçük beygir güçlerinde en geniş kabulü ve uygulamayı kazanmıştır.Bu noktada santrifüjlere geçiş görülmeye başlamaktadır.

Döner kompresör ise soğutucularla beraber ana olarak küçük kesirli beygir güçlerinde kullanılmışlardır.Döner kompresör ticari soğutma sahasında benimsenmemiştir bunun nedeni belki de özellikle düşük emme basınçlarında çalışırken çok yüksek boşaltma basınçlarına karsı pompalamada verimsiz olmasıdır.

Helisel (vida) kompresörde bir pozitif yer değiştirme tasarımıdır ve geniş bir yoğuşma sıcaklığı aralığında tatmin edici şekilde çalışır.Vidalı kompresör Amerika Birleşik Devletlere`nde 1950`den beri soğutma göreviyle kullanılmıştır. Orijinal tasarım 1930`ların basında İsveç`te icat edilmiş ve patenti alınmıştır.

Vidalı bir kompresörün sıkıştırma çevrimi su şekilde yapılır:

Gaz karşılıklı vida boşluklarını doldurmak üzere içeri çekilir. Rotorlar döndükçe vida arası boşluk vida arası boşluğu tecrit eden giriş ağzını geçerek hareket eder.Sürekli dönüş devamlı olarak gazın işgal ettiği alanı azaltır ki bu da sıkıştırmaya yol acar. Vidalar arası boşluk çıkış ağzıyla karsı karsıya gelince gaz boşalır.

Kapasite kontrolü iç gaz dolaşımıyla sağlanır böylece tasarım kapasitesinin %10`una kadar düzgün bir kapasite düşümü sağlanır.100 tondan 700 tona kadar çalışma aralığındaki vidalı makinalarımız günümüz ölçüleri soğuk su sistemleri için olan nominal ARI şartlarına göredir.Santrifüj teçhizat gibi vidalı makinalar günümüzde küçük tonajlı soğutma veya iklimlendirmede kullanılmazlar.Böylece pistonlu kompresör bu unıtelerın %90`ından fazlasında kullanılır. Kesirli beygir gücünden 100 tona kadar değişir ve bu yüzden kompresörleri öğrenmede başlangıç noktası olacaktır.Bu bolümde anlatılacak diğer konular bu tasarımla ilgilidir.

PİSTONLU KOMPRESÖR TİPLERİ

Daha öncede bahsedildiği gibi pistonlu makinalardaki ayrım acık tıp kompresör ile hermetik arasındadır.Açık tıp demekle ya kayış tahrikli yada doğrudan bağlantılı bir dış motor tarafından tahrik edilen kompresörü kastediyoruz.Bu tıp kompresörün karterine uzanan bir mil ve tabı birde mil contası vardır.Bu tıp kompresörün aksı olan tıp motorla kompresörün aynı muhafazada korunduğu hermetik sızdırmazlıklı kompresördür.Böylece hermetik sızdırmazlıklı kompresörün kartere uzanan mili yoktur ve böylece sızdırmazlık elemanına ihtiyacı yoktur.Her tipin dıgerine göre bazı avantajları vardır.

Kayış tahrikli acık tıp bir kompresör çok esnektir.Hızı tek bir kompresörün çoğu zaman iki yada üç değişik boydaki üniteler için kullanılabileceği şekilde değiştirilebilir.Motor kasnağının ve kompresör valfı boşluğunun sadece boyutlarını değiştirerek çoğu zaman bu aynı kompresör sadece değişik boyda motorlarla değil yüksek orta ve düşük sıcaklık uygulamalarında da kullanılabilir.Açık tıp kompresörün bu özelliği hermetik tipe kıyasla en göze çarpan avantajıdır.

Diğer avantajları bu tıp kompresörlerin düzenli olmayan voltajlar ve frekanslar için bulunan motorlarla kullanılmasıdır ki hermetik tıp kompresörler bunun için üretilmezler.Bu voltaj ve farzların Amerika Birleşik Devletleri`ninkinden farklı olduğu deniz ötesi pazarlarda önemli bir faktör olmuştur.Örneğin 50 (hertz) frekansın ve doğru akımın eldeki tek güç olduğu yerlerde.Hermetik kompresörler doğru akım için uygun değildir ama acık motorlar için uygundur.

Açık kompresörlerin bakımı her zaman yerinde yapılabilir ki bu bütün hermetikler için geçerli değildir.Motor yandığında acık tıp sistemde motoru değiştirmek motorun soğutucu ile temas ettiği hermetik sistemlerden daha kolaydır.Hermetik sızdırmazlıklı sistemde motor yanınca bütün kompresör sökülmeli ve parçalara ayrılmalı ve yeniden revizyon için tamirhaneye veya fabrikaya geri gönderilmelidir.Soğutucu boşaltılmalı ve izolasyonun yanmasına neden olabilecek asidin sistemde dolaşma ihtimalini ortadan kaldırmak için sistem temizlenmelidir.

Bununla beraber hermetik kompresörlerin acık tipe kıyasla ayrı avantajları vardır.Belki de bunun en önemlisi mil sızdırmazlık elemanının olmamasıdır.Mil sızdırmazlık elemanları pislikten yağlamadaki kısa sureli bir aksaklıktan sistemde toplanabilecek aşındırıcı herhangi bir şeyden (çapak gibi) ve kaba kullanmadan doğacak fiziksel hasardan vb. nedenlerden etkilenebilirler.Bugün kullanılan mil sızdırmazlık elemanları 15-20 yıl önce kullanılanlardan daha gelişmiş olmalarına rağmen hala özellikle düşük taraf basıncının fazla vakum altında olabileceği düşük sıcaklık sisteminde potansiyel bir arıza kaynağıdır.Böyle bir durumda sızdırmazlık elemanındaki bir sızıntı havanın ve nem buharının soğutma sistemine girmesine imkan verir ki bu sistemin soğutucu kaybetmesinden daha ciddidir.

Hermetik kompresörün dıger avantajları küçük olması daha kompakt olması titreşimden daha az etkilenmesi ve motorunun sürekli soğutulmasıyla iyi bir şekilde yağlanmasıdır.Ayrıca değiştirme ve sık ayarlama gerektiren kayışları yoktur.

Sürekli soğutma sağlamak için acık kompresör motoru motor muhafazasının etrafındaki hava ile soğutulur eğer motor cevre sıcaklığının yüksek olduğu veya havalandırmanın yetersiz olduğu bir yerde ise ısıyı uygun şekilde dağıtmak sorun olabilir.Hermetik tasarımlı motorda ısı motor ısısını almak için soğuk emme gazının stator sargısının ıcınden veya etrafından geçirilmesiyle dağıtılır ve soğutucu böylece ısıyı dağıtıldığı yer olan kondensere taşır.Bu işlemin diğer bir avantajı herhangi bir sıvı soğutucunun emme açıklıklarından girmesini önlemeye yardım etmek için emme gazının aşırı kızdırılmasıdır ve bu düşük sıcaklıkta yapılan islerde gren gazın kurutulmasında da önemlidir.

Gerçekte acık kompresörler satılan toplam kompresör miktarının çok düşük bir kısmıdır ve soğutucu sıcaklıklarının ve şartların konfor kliması sahasındakilerden daha farklı ve daha çeşitli olduğu ticari soğutma ve ya endüstriyel soğutma alanlarında yoğunlaşmıştır.Hala çalışan çok sayıda acık makina vardır ve bir teknisyenin servis ve bakım esnasında tamiri ve değiştirilmesi gereken bir acık makinayla karsılaşması olasılığı yüksektir bu yüzden acık tıp kompresörün yapısının temelde iyi anlaşılması önemlidir.

YERİNDE ONARILABİLEN HERMETİKLER,TAMAMEN SIZDIRMAZLARA KARŞI

İlk hermetik kompresörlerin çoğu yerinde onarılabilen tıp tasarıma sahiptiler.Çoğunlukla cıvatalı hermetik diye adlandırılan bu cihazlar kullanıldıkları yerde tamamen sökülebilir yada onarılabilirler ve yeni parçalarla donatılabilirler. Bu da ünitenin komple yerinin değiştirilmesi sırasında söz konusu olan ve sadece ağırlık yüzünden bu tıp işlemlerin fiziki ve ekonomik yönden arzu edilmediği yüksek tonajlı makinalarda başka bir avantajdır.

Başka acıdan bakıldığında tamamen sızdırmazlıklı hermetikler veya muhafazası kaynaklı hermetikler sahada onarılabilen tip değildir ve ister motor arızası ister valfın bozulması yada başka bir sebep içerdiği problem ne olursa olsun ünite tamir istasyonuna veya fabrikaya geri götürülmelidir.O zaman bozulanın yerine başka bir kompresör takılır.

Kaynaklı hermetiklerin boyutları kesirli beygir güçlerinden baslar ve genellikle nominal 7,5 ton boyutlarına dek uzanır.Yine de piyasada tek bir muhafaza ıcınde 20 ton`a kadar çıkan kompresörler vardır.

Bütün bir kompresörü değiştirmek bir anlam ifade eder mı ? Cevap evet tir ve bu her zamanda teknik bir karar sonucu verilmiş değildir.1950`lerin sonunda yaşanılan yerlerdeki klima sistemlerinde gelişim patlaması olduğunda endüstride hiç bir zaman milyonlarca kompresör tesisatını yerinde onaracak nitelikte yeteri kadar teknisyen bulunamayacağı ortaya çıkmıştır.Yerinde onarım için gerekli tüm yedek parçaları stok bulundurmak imalatçılar için bir anlam ifade etmediği gibi bunun yarattığı fidansal etkide şaşırtıcı olacaktı.

Seri üretim ve kompresörlerin standartlaştırılması endüstriye ileri bir kalite getirmiştir.Aynı zamanda sahada imal edilen soğutucu hatlarından soğutucunun daha önce doldurularak sahaya getirildiği tiplere kadar sistem tasarımlarında teknik değişiklikler de olmuştur.Sistem güvenilirliği ve ortalama kompresör ömrü hızla arızaların çok küçük bir yüzdeyi kapsadığı bir noktaya ulaşmıştır ve nominal 7,5 ton kapasiteye kadar olan kompresörleri bütün olarak değiştirmek ekonomik yönden mantıklı hale gelmiştir.Yaşanılan yerlerdeki klima sistemleri pazarında ve pek çok ticari soğutma uygulamalarında 1,5 ile 5 ton kapasitelerde pistonlu ve döner kompresörlerde kaynaklı hermetik olanların pazardan büyük pay alacağı kesindir.Bu yüzden bir servis teknisyeni acısından bakıldığında bir kompresörü sokup tekrar monte etmek pek de gerekli değildir.Bir teknisyenin arızaları ve bakım ihtiyaçlarını minimuma indirgemek doğru uygulama montaj ve arıza bulma teknikleri üzerinde yoğunlaşması çok daha önemlidir.

Sahada onarım gerektiren daha ağır ticari işlerin ve daha büyük klima ünitelerinin içine giren teknisyenler durumun gerektirdiği ölçüde bilgilerini artırabilirler.Bu aşamada bir kompresörü tamamen sökmek ve tekrar monte etmek bir bilimden çok bir sanat haline gelir ve imalatçıların prosedürlerini ve tasarımlarını yorumlamak önemlidir.

Soğutma uygulamalarında kullanılan hemen hemen tüm motorlar endüksiyon motorlarıdır.

Motorun hareketli kısmında motor endüklendiği için böyle adlandırılırlar çünkü hareketli parçanın akım kaynağı ile hiç bir bağlantısı yoktur.Bir endüksiyon motorunun hareketsiz parçasına statör hareketli parçasına rotor denir.Stator sargıları güç kaynağına bağlıdır rotor ise motor mili üzerine monte edilmiştir rotor dönüşü ile motora tahrik gücü kaynağı oluşturur.

YAĞLAMA

Soğutma sistemlerinde bir çok elemanda bulunan hareketli parçalar metal yüzeyler için zararlı olabilecek sürtünme yaratırlar.Ayrıca sürtünme ilgili hareketli parçaların sıcaklığında bir artışa neden olabilir.Doğru yağlama sürtünme sonucu oluşabilecek zararı azalttığı için mekanik parçaların bakımında önemli bir konudur.Kompresörün yataklar pistonlar ve dişliler için iyi bir yağlanmaya ihtiyacı vardır.