Fanlı-Kanatçıklı Evaporatör Arızaları

1. Karlanma Problemleri

En çok görülen problem evaporatör çalışırken, serpantin yüzeylerinde aşırı karlanma oluşmasıdır. Bu durum evaporatörün tipine bağlı olarak değişebilir. Karlanma, havanın içindeki nemin evaporatör batarya yüzeylerinde yoğunlaşıp donmasıyla oluşur. Bu durum sadece serpantin yüzeyleri 0 ⁰C’nin altına düştüğünde meydana gelebilir. Serpantin üzerindeki karlanmayı genel olarak düşük hava akışı, dolaşım havasındaki aşırı nem veya arızalı genleşme valfi artırmaktadır. Hava akışının düşmesi evaporatör bataryasının yüzeyindeki sıcaklığın düşmesini sağlar. Düşük hava akışının sebepleri arasında; kopuk veya kayan fan kayışları, radyal fandaki kirlenmiş kanatlar, tıkalı hava filtresi veya evaporatör bataryası veya lamellerdeki ezilme ve kırılmalar sayılabilir. Batarya boyunca sıcaklık düşmesi genellikle 6,6°C ila 10°C civarındadır. Şayet bir evaporatör bu değerlerden fazla sıcaklık düşmesi gösteriyorsa hava akışını kontrol edin. Sıcaklık yeterince düştüğünde batarya yüzeylerinde karlanmaya neden olacaktır.

Şekil 1. Karla kaplanmış evaporatör yüzeyi

Dolaşan havanın içindeki aşırı nem dahi karlanmaya neden olabilir. Hava akıntısı içerisinde dış ortamdaki nemli havadan alınması nemin daha artmasını netice verebilir. Bu durum otomatik damperlerin iyi çalışmamasından olabilir. Sterilize veya buharlı temizleyici gibi ekipmanların yakında olması dahi içeriye çok fazla nemin girmesini mümkün kılabilir. Evaporatör boru demetlerinin aşırı beslenmesini sağlayan arızalı genleşmeli valfi ayarı karlanmaya sebep olabilir. Evaporatördeki akış durumu sıcaklığın kesme (cut-out) kontrol noktasına ulaşmasını önler. Bu durum kompresörün sürekli çalışmasına ve boru demetleri üzerinde aşırı karlanmaya sebep olur. Valfin kızgınlık ayarını kontrol edin. Bu işlemin doğru yapıldığından emin olunmalıdır.

2. Eksik Soğutma Kapasitesi

Evaporatör çalışmasını etkileyen ve arıza teşhisi gerektiren bir diğer yaygın problem eksik soğutma kapasitesidir. Soğutma serpantini performansını ve bir soğutma sisteminin kapasitesini azaltan çeşitli sebepler mevcuttur. Önemli olanları şunlardır:

1.   Kısıtlı hava akışı
2.   Mekanik Deformasyon (Tahrip edilmiş serpantin lamelleri)
3.   Kirlenmiş serpantinler
4.   Evaporatör yüzeylerinde korozyon
5.   Evaporatör iç yüzeylerinde yağ birikmesi

2.1. Kısıtlı Hava Akışı

Bilindiği üzere soğutma sistemlerinde kullanılan evaporatörlerde ısı, genellikle maddelerden (katı, sıvı veya havadan) taşınım yolu ile (evaporatörle direkt temas hâlinde olanlar hariç) çekilir. Yani, evaporatörün ortamdan ısı transferini gerçekleştirmesinde bir akışkana (hava veya sıvıya) ihtiyaç duyulur. Özellikle yüksek sıcaklıkta soğutma yapan 0 ⁰C ve üzerindeki (iklimlendirme sistemleri, soğuk oda, soğuk depo uygulamaları vb.) evaporatörlerin üzerlerinden saatte binlerce metreküp hava akıtılır. Hava beraberinde ortamda bulunması muhtemel birtakım kirleticileri (toz, kir, su ve yağ buharlarını vb.) de taşımaktadır. Bu kirler, özellikle evaporatörün hava akışına fazla direnç gösterdiği yüzeylerine yapışma, birikme eğilimi gösterirler ve ısı transferini engellerler. Taşınan havadaki nem miktarı artıkça da kirlerin yapışma ve birikme eğilimi de artar. Zamanla artarak biriken kirler, evaporatörün boru ve kanatçıklarının tıkanmasına neden olur. Bunun neticesinde evaporatörden havaya olan ısı transferi düşer ve ciddî verim kaybı olur. Her ne kadar bu tip sistemlerde hava filtreleri kullanılsa dahi evaporatörlerin zaman içinde kirlenmeleri kaçınılmazdır. Sonuç olarak evaporatörlerin her sezon (kış, yaz) başında temizliği gerekir. Evaporatör temizliğinde korozif olmayan çeşitli kimyasallar ve mekanik yöntemler kullanılabilir; fakat bazı durumlarda özellikle kanatçıklar arsında biriken kirlerin uzaklaştırılamaması veya maliyetinin daha fazla olması yeni bir evaporatörün kullanımını gerekli kılar.

Sıcaklık düşmesini ölçerek bir serpantindeki hava akışı kontrol edilebilir. Şayet düşme 5,6°C den daha fazla ise muhtemelen hava akışı normaldir. Hatalı kayış veya kasnakların sebep olduğu yanlış fan hızı veya hava sistemindeki balans bozukluğu kısıtlanmış hava akışına neden olabilir. Hava alın hızı 2,5 ile 3,5 m/s olmalıdır. Hava hızı direkt olarak hava hızölçeri (pervaneli anemometre) kullanarak ölçülebilir.

2.2. Mekanik Deformasyon (Tahrip Edilmiş Serpantin Lamelleri)

Tahrip edilmiş serpantin lamelleri dahi soğutma kapasitesini azaltabilir. Çünkü alüminyum lameller incedir ve oldukça kolay kırılabilir, onları fırça ile kolayca eğebilirsiniz. Eğilmiş lameller hava akışı için yeterli yüzey bırakmaz, böylece soğutma kapasitesi düşer. Bir miktar lamelin eğilmesi hemen soğutma kapasitesini düşürmez.  Fakat fazla miktarda lamel eğilmiş ise bunları kolay kullanılabilir plastik fan tarağı ile düzeltmek gerekir.

Evaporatörler çalışma prensipleri itibarıyla sürekli olarak ısıl gerilmelere maruz kalan soğutma üniteleridir. Isıl gerilmeler sıcaklık farkı artıkça daha da artarak malzeme üzerinde zamanla kalıcı, mekanik deformasyona neden olur. Özellikle 0 ⁰C’nin altında soğutma yapan evaporatörlerde belirli zaman araklıklarında defrost işlemine gerek duyulur. Defrost işlemi evaporatörün ve sistemin yapısına bağlı olarak sıcak su ile tuzlu su ile elektrikli rezistansla (- 30 ⁰C’nin altında ise) veya sıcak gazla gerçekleştirilebilir. Uygulamanın özelliğine göre sık sık tekrarlanan defrost işlemi de evaporatörlerde oluşan ısıl gerilmeler sonucu zamanla kalıcı mekanik deformasyona neden olur.

Şekil 2. Evaporatör kanatçıklarının tahrip olması

Evaporatörlerde ısıl gerilmeye en fazla maruz kalan bölge ise ısı transferinin iletim yolu ile gerçekleştirildiği boru-kanatçık bağlantısıdır. Özellikle hava ile soğutma yapan ve freon türevi soğutucu akışkanların kullanıldığı boru-kanatçık tipi evaporatörlerde, boru-kanat bağlantıları, mekanik yöntemlerle borunun kanat içerisinde şişirilmesi tekniği ile gerçekleştirilir. Isıl gerilme sonucu, bu boru-kanat bağlantılarında zamanla gelişen deformasyon da evaporatörlerde ciddî anlamda verim kaybı ile sonuçlanır. Diğer taraftan evaporatörlerin zamanında defrost edilmemesi de mekanik deformasyona yol açmaktadır. Özellikle dondurma işlemlerinde kullanılan boru-kanatçık tipi evaporatörlerde kanatçıklar arasında biriken buz ve karların oluşturduğu basınç etkisi hem kanatçıkların deformasyonuna hem de kanatçık boru bağlantılarının hasarlanmasına neden olmaktadır. Bunun sonucu boru ile kanat arasındaki ısı transferi istenildiği gibi gerçekleşmemekte ve dolayısıyla da evaporatörün soğutma kapasitesi düşmektedir. Bunun yanında mekanik yöntemlerle gerçekleştirilen defrost işlemlerinde de ne kadar dikkat edilirse edilsin mekanik deformasyon kaçınılmazdır. Anlaşılacağı üzere hava dolaşımı ile dondurma işlerinde kullanılan evaporatörlerin zamanla mekanik deformasyona uğramaları kaçınılmazdır.

2.3. Evaporatörlerde Kirlilik

Kirlenmiş serpantinler de soğutma kapasitesini düşüren bir diğer problemdir. Maalesef serpantinlerin çoğu onları kolayca unutabileceğimiz gizli yerlerdedir ve onları hatırlamadan önce tamamen kirle kaplanmış olur. Bir sistem serpantinindeki en mühim kirlenme sebebi filtrelerin bakımsız olmasıdır. Büyük çöp parçaları lamelleri tıkayan bir diğer etkendir. Evaporatör, soğutma sisteminde soğutma işinin gerçekleştirildiği ünitedir. Hangi tip evaporatör olursa olsun mutlaka çevresinde bulunan maddelerle (hava, sıvı veya katı ile) temas hâlindedir. Soğutularak veya dondurularak muhafaza edilen ürünler, gıda maddeleri her ne kadar farklılık gösterseler de yapıları itibarıyla evaporatörler için kirletici maddelerdir. Bu da zamanla evaporatörün kirlenmesi anlamına gelir.

Şekil 3. Kirli ve temizlenmiş evaporatör

Hava ile soğutma yapan evaporatörlerin bulunduğu sistemlerde havada bulunan toz, vb. küçük parçacıklar zamanla evaporatör yüzeyine yapışarak birikme eğilimi gösterirler. Diğer taraftan sıcaklığa bağlı olarak (0 ⁰C’ nin üzerindeki sıcaklıklarda) çeşitli organik oluşumlarda (psikofil mikroorganizmalar) evaporatörlerin kör noktalarında üreme eğilimi gösterebilirler. Dondurucu olarak kullanılan ve hava ile soğutma yapan evaporatörlerde defrost işlemi su veya tuzlu su püskürtülerek yapılabilmektedir. Suyun karakterine bağlı olarak evaporatör yüzeyinde istenmeyen kirlerin oluşması söz konusu olabilmektedir.

Şekil 4. Uygun kimyasallar kullanılarak evaporatörler periyodik aralıklarla temizlenmelidir

Sıvı soğutmalı evaporatörlerde ise ısı transferinin gerçekleştirildiği yüzeylerde, soğutulacak ürünün cinsine göre bir takım kirlerin (kireç, tuz, yağ, organik reçineler vb.) birikmesi söz konusudur. Anlaşılacağı üzere yukarıda saydığımız nedenlerden ötürü evaporatörün tipi ne olursa olsun zamanla kirlenecektir. Evaporatörler zaman zaman çeşitli mekanik yöntemlerle ve korozif olmayan kimyasallarla temizlenmelidir. Aksi takdirde üzerlerinde biriken kirler ısı transferini olumsuz yönde etkileyerek evaporatörün soğutma verimini düşürür.

2.4. Evaporatörlerde Korozyon

Evaporatörler ısı iletme kabiliyeti yüksek olan metallerden (demir, çelik, alüminyum bakır ve bakır alaşımları vb.) üretilmektedir. Özellikle demir, bakır ve alüminyumun metallerinin oksitlenme eğilimleri fazladır ve bulundukları ortam şartlarına bağlı olarak daha da hızlı gelişebilir.

Şekil 5. Aşırı derecede korozyona uğramış evaporatör

Diğer taraftan soğutulan veya dondurulan ürünlerden kaynaklanan korozyonda söz konusudur. Örneğin; meyvelerin olgunlaşması sırasında ortama bıraktıkları karbon dioksit havada bulunan nem içinde çözünerek karbonik asit oluşturur ve metaller üzerinde korozif etki yaratır. Bir diğer husus defrost yöntemi olarak kullanılan su ve tuzlu su da metaller için korozif etkiye sahiptir. Özellikle tuzlu su püskürtülerek gerçekleştirilen defrost işlemlerinde buzların çözülmesini takiben ılık ve arıtılmış tatlı suyla evaporatörlerin yıkanması gerekir.

2.5. Evaporatörlerde Yağ Birikmesi

Soğutma sistemlerinde kullanılan yağlama yağı, özellikle kompresörü kızgın şekilde ve yüksek hızda terk eden soğutucu buharı ile evaporatöre taşınır. Yağ, evaporatör borularının iç duvarlarını sararak evaporatörün ısı transferi verimini azaltır. Özellikle zamanla kirlenen yağın daha viskoz (yapışkan) olması neticesinde yağın evaporatörden kompresöre taşınması gittikçe zorlaşır ve bir süre sonra evaporatör yağ ile dolabilir. Özellikle bu duruma düşük sıcaklık uygulamalarında kullanılan evaporatörlerde rastlanır. Böyle bir durumda evaporatörün yağdan temizlenmesi gerekir. Bu işlem evaporatörü sistemden ayırmak suretiyle bir kimyasal çözücü ile yıkayarak yapılabilir. Temizleme işleminden sonra evaporatöre karışan nemin de vakum yapılarak alınması gerekir. Diğer taraftan doğru boyutlandırılmamış emme hattı boru devreleri de evaporatörlerde yağın birikmesine neden olmaktadır. Bazı büyük sistemlerde kullanılan evaporatörlerde bu gibi durumlarla karşılaşılabileceği düşünülerek evaporatörlerden yağın tahliyesine imkân veren tahliye çıkışları konur.

Kaynaklar

1.     https://www.airah.org.au/Content_Files/TechnicalPublications/hvac-factsheet-cleaning-coils-09-13.pdf(14.12.2018 tarihinde erişildi)
2.     Bulgurcu H., İklimlendirme ve Soğutma Sistemlerinde Bakım Arıza Bulma ve Servis İşlemleri, 348 sayfa, ISKAV Teknik Yayınları No:5  İstanbul 2009. (2. Baskı 2011)