Soğutma Sistemlerinde Basınç Emniyet Cihazları

Soğutma sistemlerinde basınç emniyet cihazları niçin gereklidir?

Basınç emniyet cihazları kötü çalışma durumunda patlama ihtimalini en aza indiren veya sistemde yangına sebep olacak bir basıncı, tehlike seviyesine yükselmeden kontrol etmek amacıyla kullanılan güvenlik kontrol cihazlarıdır. Çok tesislerde sıvı deposu ve kondenser için gerekli olan güvenlik cihazı kodları tesisat sırasında istenir. Bu cihazlar açılarak akışkanı kaçırırlar veya basıncı, şayet güvenlik seviyesini aşmışsa azaltırlar. Soğutucu akışkan atmosfere veya bina dışına atılmak üzere bir kanala gönderilir. Soğutma sistemlerinde en yaygın olarak yaylı emniyet cihazı ve eriyen tapalar kullanılır.

Şekil 1. Yaylı emniyet cihazları

Yaylı emniyet cihazları (valfleri) oldukça yaygındırlar (Şekil 1). Çünkü basınca direkt olarak cevap verilir. Bir yay yuvası ve valf tapası (pistonu) ve lastik disk valf setine karşı yerleştirilir. İç basınç valf ayar basıncını aştığında valf diski açılır ve gönderilen akışkanın basıncı düşer. İç basınç normale indiğinde emniyet valfı otomatik olarak kapanır. Emniyet valflerinin basınç ayarı, kondenser ve sıvı deposunda tesis edilen basınca bağlıdır. Normal ayar R-134a’lı sistemler için 1378 kPa (200 psig) ve R-22’li sistemler için 2068 kPa (300 psig)’dir.

Eriyen tapalar, önceden belirlenmiş bir sıcaklıkta eriyen fitil alaşıma sahiptir. Böylece sadece sıcaklıkta duyarlı olup basınca duyarlı değillerdir. Şayet bir yanma olursa eriyen tapa erir ve soğutucu akışkan iç basınç tehlikeli olmadan düşürülür. Bir ergiyen tapa otomatik kapamalı değildir ve tapa erir ise şarj edilen tüm soğutucu akışkan kaçar. Böylece olunca yeni bir tapa tesis edilir ve çalıştırmadan önce sisteme vakumlu ve şarj işlemi yapılır.

Soğutma sistemlerinde kullanılabilen basınç tahrikli koruma cihazları niçin kullanılır?

Soğutma sistemleri çalışırken basınç yönünden alçak taraf ve yüksek taraf basınç hatları olarak ikiye ayrılır. Yüksek taraf kompresör basma hattından genleşme valfi girişine kadar olan kısım, alçak taraf ise genleşme valfinden kompresör emiş hattına kadar (kompresör karteri dahil) olan kısımdır.

Yüksek tarafta basıncı artıran nedenler:

• Aşırı soğutucu akışkan şarjı
• Aşırı soğutma yükü
• Emme hattı basıncının aşırı yüksek olması
• Isının atıldığı (kondenser) ortamın ve ısı taşıyan akışkanın normalden fazla sıcak olması
• Hava soğutmalı yoğuşturucu (kondenser) fanının arızalanması
• Su soğutmalı yoğuşturucu pompasının arızalanması
• Hava soğutmalı yoğuşturucu serpantin lamellerinin eğilmiş veya kirli olması
• Su soğutmalı yoğuşturucu hattındaki suyun aşırı kirlenmiş veya hava yapmış olması
• Yoğuşturucu (kondenser) boyutunun normalden küçük seçilmiş olması

Alçak taraf basıncını aşırı düşüren nedenler:

• Buharlaştırıcı (evaporatör) fanının arızalanması
• Buharlaştırıcı (evaporatör) serpantin lamellerinin eğilmiş olması
• Buharlaştırıcı yüzeylerinin karlanmış olması
• Yüksek taraf basıncının kış aylarında aşırı düşmüş olması (düşük çevre kontrolleri gereklidir)
• Sistemdeki soğutucu akışkan şarjının eksik olması
• Genleşme valfinin iğnesinin tıkanması
• Genleşme valfinin iğnesinin (orifis) küçük seçilmesi
• Soğutma yükünün yetersiz olması
• Soğutucu akışkan kaçağı bulunması
• Su/salamura soğutan buharlaştırıcılarda su/salamura debisinin yetersiz olması
• Su/salamura soğutan buharlaştırıcılarda serpantin kirliliği ve hava birikmesi

Şayet sistemdeki basınç değerleri normal değerlerin çok altında veya üstünde ise basınç tahrikli koruma cihazları kompresörü durdurur. Kompresör durduktan sonra basınç normale geldiğinde tekrar çalışması istenirse “otomatik kurmalı (reset)” cihaz, elle müdahale gerekiyorsa “elle kurmalı (manuel reset)” cihaz seçmek gereklidir.

Basınç tahrikli koruma cihazları nelerdir?

Basınç tahrikli koruma cihazlarını aşağıdaki şekilde dört grup altında inceleyebiliriz.

1. Yağ basınç anahtarı
2. Alçak basınç anahtarı
3. Yüksek basınç anahtarı
4. Birleşik (kombine) basınç anahtarı

1. Yağ basınç anahtarı

Yağ basınç anahtarı, kompresördeki yağ basıncı önceden belirlenmiş basınç değerinin altına düştüğünde kompresörün hareket aldığı motor devresinin elektriğini keser. Bu anahtarlar, motorun ilk hareketinde zaman rölesine bağlı olarak bir süreden sonra gecikmeli olarak devreye girerler. Çünkü ilk çalışmada yağ basıncı istenilen basınç değerinin altındadır. Yağ basınç anahtarının bağlantısı yapılırken anahtar üzerindeki oil (yağ) yazan kısmı pompa çıkışına yani basma hattına, low (alçak) yazan kısmı ise kompresör kerterine yani emme hattına bağlanmalıdır (Şekil 2, Şekil 3 ve Şekil 4).

Şekil 2. Diferansiyel yağ arıza anahtarı

Şekil 3. Diferansiyel yağ arıza anahtarı bağlantı şeması

Şekil 4. Elektronik yağ arıza anahtarı

2. Alçak basınç anahtarı

Alçak basınç kontrol elemanlarıdır. Klima ve soğutma sistemlerinde alçak basınç anahtarları emniyet elemanı olarak kullanılırlar. Resetli ya da resetsiz olarak üretilebilirler. Soğutmada ise kabin sıcaklık kontrolünde, defrost kontrolünde kullanılır. Alçak taraf basıncı ayar değerinin altına düştüğünde kompresör motorunu devresini keser. Sistemin alçak tarafına bağlanır (Şekil 5). Daha gelişmiş soğutma sistemlerinde basınç dönüştürücüler (transmitter) kullanılır (Şekil 6).

Şekil 5. Alçak basınç anahtarı

Şekil 6. Elektronik basınç dönüştürücüler

3. Yüksek basınç anahtarı

• Yüksek taraf basıncı ayar değerine ulaştığında kompresör motor devresinin enerjisini keser.
• Sistemi yüksek basıncın oluşturabileceği zararlardan korur.
• Sistemin yüksek hattına bağlanır.
• İklimlendirme ve soğutma sistemlerinde basınçla kontrol ya da emniyet amaçlı kullanılır.
• El veya otomatik kurmalı (reset) olabilir.
• Çalışma aralığında istenilen basınca ayarlanabilir.
• Periyodik bakımları yapılmalıdır (Şekil 7).

Şekil 7. Yüksek basınç anahtarı

4. Birleşik (kombine) basınç anahtarı

• Alçak ve yüksek basıncı kontrol edebilir.
• Sistemin ayarlanan maksimum ve minimum basınç ara­lıklarında çalışmasını sağlar.
• Maksimum ayar değerinde elektrik kontağı açılır ve motorun enerjisi kesilir. Minimum ayar değerinde elek­trik kontağı kapanır ve motor çalışır.
• Elektrik bağlantıları oldukça basit olup üç fazlı ya da tek fazlı motorlar direk bağlanarak çalıştırılabilir.
• Montajı basittir.
• Rakorların bağlantısında aşırı sıkma çatlamaya sebep olabilir. Bu nedenle tork anahtarı kullanılarak sıkma yapılması uygundur.

Şekil-8 Bileşik (kombine) basınç anahtarı

5. Sabit basınç anahtarları

Sabit basınç anahtarları soğutma sistemlerinde sistemi alçak ve yüksek basınçtan korumak için kullanılırlar. Split klimalarda kullanılan yüksek basınç anahtarı bağlı olduğu elektrik devresine seri bağlanır. Basınç çalışma basıncının üzerine çıktığında bağlı olduğu devrenin enerjisini keserler.

Şekil-9 Sabit basınç anahtarları

Kaynak: Soğutma Sistemleri, 550 Sayfa, MMO yayını, No: 645, Ekim, İstanbul 2015.