ABD pazarında satılan merkezcil (santrifüj) kompresörlü su soğutucuların %30 ila 35’inde açık, kalanında ise yarı kapalı (semi-hermetik) motor kullanılır. Üreticiler açık motor kullanılan su soğutucularda “motor ömrünün 8-15 yıl arasında olduğunu, ortalama olarak 10 olarak kabul edilebileceğini”, bundan sonra motorun performans ve veriminin düşeceğini ve arızalanma olasılığının artacağını belirtiyorlar. Bu koşullarda açık tip motor kullanılan soğutma gruplarında motor bakımı çok önem kazanır. Ancak sadece dikkatli motor bakımı değil aynı zamanda uygun bir kurulumun yapılmış olması da gerekir. Bunun için aşağıdaki üç başlık önemlidir ve uygulanmalıdır:
– Soğutucu Akışkan ve yağ kaçakları
– Arıza durumları
– Uygun havalandırma.
Şimdi bu üç başlığı kısaca inceleyelim:
Soğutucu Akışkan ve Yağ Kaçağı
Soğutucu akışkan ve yağ kaçağı motorlu soğutma gruplarında önemli bir etkendir. Bu tip gruplarda kompresör bir mil yardımıyla kompresör muhafazasının dışındaki bir motora, en az yağ ve Soğutucu akışkan kaçağı sağlayacak sızdırmaz bir conta elemanı ile bağlıdır. Bu eleman soğutma grubu çalışırken ve motor mili dönerken, durunca ve motor mili hareketsizken, bu iki konumda da en az kaçağa izin verecek şekilde tasarlanır.
Sızdırmazlık sisteminde aşınma sonucu contadan yağ ve Soğutucu akışkan kaçağı oluşur. Su soğutma grubunun uzun süre çalıştırılmadığı durumlarda conta kurur, bu durumda Soğutucu akışkan kaybı artabilir. Endüstride yağ içinde tutulan Soğutucu akışkan kaçağı miktarının yıllık tam Soğutucu akışkan yüklemesinin %2’sini aşmaması istenir. Yağ sızıntısı miktarı değişebilir. Bu sızıntı mil contasının drenajına bağlanan bir kap içinde toplanan yağ miktarı ile ölçülür (Şekil 1).
ASHRAE 3, Soğutma ve Hava Koşullandırma Cihazları ve Uygulamalarında Tam Halojenli Klorofluorokarbonlu Soğutucu Akışkan Yayılımının Azaltılması hakkındaki düzenleAçık Tip Motor Kullanılan Soğutma Gruplarında Mekanik Oda Özellikleri meden yapılan aşağıdaki özet Soğutucu akışkan kaçaklarının öneminin ve bu konuda yapılan önerilerin daha iyi anlaşılmasını sağlayabilir:
Şekil 1. Soğutucu Akışkan ve yağ kaçağı ölçümü
“Açık tip kompresörlerde Soğutucu akışkan kaçağına neden olabilecek milin uygun şekilde sızdırmazlığının sağlanması gerekir. Sızdırmazlığın bozulması ve performans düşmesinin birçok nedeni vardır. Sızdırmazlık sistemi ve contaların tasarımında Soğutucu akışkan ve yağın çalışma süreci içinde kirlenebileceği dikkate alınmalıdır. Nemli karbonu tutabilen çift yüzlü ve tek yüzlü karbon contaların kullanılması önerilir. Mil sızdırmazlık elemanının tasarım ve montajı sırasında dış yağ kaçakları en düşük düzeyde olmalı ve doğrudan Soğutucu akışkan kaybı önlenmelidir. Soğutma grubunun çalışmadığı sürelerde yağlama kapalı olacağı için contanın temas yüzeyleri kuruyabilir ve yapışabilir. Bu nedenle büyük sistemlerde kompresör çalışmadan önce contaları yağlamak için ayrı bir yağ pompasının kullanılması önerilir.
Açık pistonlu kompresörlerde, düzgün çalışma için pozitif basınç gerektiren karbon-yüzlü contalar kullanılır. İki yönlü contalama olmadığı için Soğutucu akışkanın vakumla boşaltılması sırasında kaçak oluşabilir. Bu durumda kaçağı önlemek için, mil ve sızdırmazlık elemanı arasında kaçak yapabilecek yerler kil vb gibi hava geçirmeyen malzeme ile kaplanarak geçici sızdırmazlık sağlanabilir. Soğutucu akışkan kaçağının sınırlandırılmasında motor-kompresör millerinin eksenlenmesi önemlidir. Motorun gücü ve hızı ile motor-kompresör kavramasının tipi de kaçak üzerinde etkilidir. Soğutma makinesi aşırı yük ve sıcaklık aralıklarında ısıl genleşmeyi karşılayacak şekilde düzenlenmelidir. Kapatma ve çalıştırma sırasında conta yüzlerinin yağlı olması sağlanmalıdır. Soğutma sisteminin uzun süre kapalı kalacağı durumlarda belli aralıklarla yağ pompası çalıştırılarak milin döndürülmesi gerekebilir. Bu mümkün değilse, sistem çalıştırılmadan önce sızdırmazlık elemanları ve contalar kontrol edilmeli ve yağlanmalıdır”.
Arızalar
Açık motorlu soğutma gruplarında arızalar, genellikle yanlış eksenleme, yanlış elektrik koruması ve aşırı ısınma sonucu oluşur. Bu noktada ASHRAE 3’te belirtilen kompresör ve motor millerinin eksenlenmesinin önemi ortaya çıkar. Yanlış eksenleme ve çalışma sırasında oluşan ısıl genleşmeler sonucu yük altındaki motor bilyaları bozulabilir ve kaçak oluşabilir. Bu konuda üretici belgelerinde belirtilen uygulamalara ve önerilen prosedürlere dikkat edilmelidir. Motor korumasında besleme güç kaynağının koruması önemlidir. Motor çalıştırıcılarının (starter) topraklama koruması tüm cihaz elemanlarında tam bir koruma sağlamak için kullanılmalıdır. Aşırı elektrik yükü sonucu oluşabilecek tüm motor arızaları uygun toprak arıza koruması ile önlenebilir.
Mekanik odanın sıcaklığı da motor ömrünün kısalmasına ve arızaya neden olabilir. Genellikle üreticiler açık tip motorlar için mekanik oda sıcaklığının en fazla 104°F (40°C) olmasını önerirler. Daha yüksek sıcaklıklarda tam yükte her 18°F (10°C) sıcaklık artışında motor yalıtımının ömrünün yaklaşık yarı yarıya azalacağı belirtilir.
Uygun Havalandırma
Uygun havalandırma ile soğutma grubu çalışırken oluşan ısı ortamdan atılmalıdır. Bu havalandırma mekanik oda sıcaklığını istenilen düzeyde tutabilecek şekilde tasarlanmalıdır. Havalandırma sırasında oluşacak Soğutucu akışkan kaçakları (yıllık tüm Soğutucu akışkan yüklemesinin %2’si) da ortamdan uzaklaştırılır. Açık motorlu bir sistemde ortamdan uzaklaştırılması gereken ısı miktarı aşağıdaki formülle bulunur:
Havalandırma Miktarı (cfm) = (Tam Yükte Motor Gücü- kW). ( Motor Verimi) . (3413) (1)
Açık motorlu bir soğutma grubuseçilirken mekanik oda sıcaklığının 104°F (40°C) değerini geçmemesi için havalandırma gerekliliği ve bunun için kurulacak sistemin kurulum ve işletme masraflarının da dikkate alınmasını gerektirir. Bu noktada açık motorlu grup seçeneği havalandırma gerektirmeyen yarı-kapalı birgrup seçeneği ile karşılaştırılmalıdır. Mekanik oda sıcaklığının 104°F (40°C) değerini geçmemesi ve soğutma grupları için uygun çalışma sıcaklık değeri olan 95°F (35°C) sıcaklık değerinin sağlanması için ek havalandırma gerekliliği Formül 2’den aşağıdaki şekilde hesaplanır:
Gerekli Havalandırma Miktarı (cfm) = (Tam Yükte Motor Gücü- kW). ( 0,05) . (3413) (2)
(104-95)(1,08) = (Tam Yükte Motor Gücü- kW). ( 17,6) (3)
Mekanik odada hava koşullandırıcı varsa soğutma cihazının üreteceği motor ısısının alınması için ek bir soğutma cihazı yerleştirilebilir. Bu cihazın kapasitesi aşağıdaki formüle göre hesaplanır:
Kapasite (Btuh) = (Tam Yükte Motor Gücü- kW). ( 0,05) . (3413) (4)
Kapasite (Btuh) = (Tam Yükte Motor Gücü- kW). ( 171) (5)
veya ton olarak kapasite
Ton= Btuh / 12.000 (6)
Her iki durumda da, ek borulama, vanalar, hava işleme cihazları, yalıtım, kablolama, devre kesiciler ve anahtarlar, kontrol kutusu, kanallar mekanik yüklenicinin sorumluluğunda olacaktır.
Açık motorlu grubun bulunduğu bir mekanik odanın sıcaklığı bir oda termostatı ile kontrol edilebilir. Sıcaklık 104°F (40°C) olarak ayarlanır. Bu sıcaklık aşılırsa, soğutucu kapatılır ve bir alarm sinyali ile Merkez Enerji Yönetim Sistemi uyarılır. Ayrıca yardımcı havalandırma ve/veya yukarıda belirtilen mekanik oda şartlarını korumak için gerekli mekanik soğutma işlemlerinin yapılması için kullanılacak elektrik enerjisi de soğutma grubunun enerji verimliliğinde dikkate alınmalıdır. Soğutma grubu bu koşullarda enerji verimliliği gereklerini sağlamalıdır.
Bu koşullarda soğutma grubu seçimi sırasında mekanik oda ısısının atılması için gereken güç toplam güç içinde değerlendirilmelidir. Eğer soğutma grubunun performansında giren enerji ile çıkan enerji arasında bir ısı dengesi olduğu söyleniyorsa, açık motorun ısısının atılması için gereken enerji de bu ısı dengesinin bir parçası olmalıdır.
Tam kapalı, Soğutucu akışkan soğutmalı motorların güvenilir tasarım ömrü 25 yıldır. Açık tip motorların tasarım ömrü, yukarıda açıklanan uygulama ve önlemlerle 10-15 yıla kadar çıkarılabilir. Sistem ve cihaz seçilirken açık ve tam kapalı motorlar arasındaki bu farkın, uygun kapasite aralıklarında değerlendirilmesi gerekir.