Günümüzün hızlı, üretken ve şehirli yaşam tarzı, özellikle şehircilik ve mimari alanlarında yeni ihtiyaçlar doğurmuş, modern mimari anlayışı ile inşa edilen yüksek katlı, çok bölmeli ve pek çok farklı teknolojiyi barındıran binalar bu ihtiyaçlar doğrultusunda hayatlarımıza girmiştir. Modern mimari aynı zamanda enerji verimliliği konusunu da göz önünde bulunduran yeni nesil klima sistemlerinin geliştirilmesini zorunlu kılmıştır.
Değişken debili çoklu sistemler bu yeni nesil klima sistemleri içinde önemli yer tutmaktadır. Bu sistemler tek bir dış üniteye (veya dış ünite grubuna) tek bir bakır boru hattı ile bağlanabilen çok sayıda iç ünite ile tüm bağımsız mekânlarda, ısıtma ve/veya soğutma ve kısmi havalandırma yaparak istenilen iklim koşullarını sorunsuz sağlayan üstün bir klima teknolojisidir.
Genel Özellikleri
Inverter kompresör teknolojisine sahip değişken debili çoklu sistemler genelde VRF adıyla anılırlar. VRF, Variable Refrigerant Flow (Değişken Debili Soğutucu Akışkan) kelimelerinin baş harflerinden oluşmaktadır.
VRF sistemlerinde, çeşitli markaların farklı kompresör teknolojileri bulunmaktadır. Dış ünite bloklarında tek inverter kompresör, inverter ve sabit hızlı kompresör kombinasyonu ya da birden fazla inverter kompresör kombinasyonu kullanılabilmektedir. Hangi tip olursa olsun, değişken debi kontrolü yani bir anlamda kapasitenin arttırılması ya da azaltılması inverter kompresörün hızının frekans kontrolü ile arttırılıp azaltılması ile sağlanmaktadır. Genellikle sistemlerde yüksek verim ve sıkıştırma oranlarından dolayı DC Inverter Scroll kompresörler kullanılmaktadır. Şekil 3.13’te inverter scroll kompresör gösterilmektedir.
Şekil 3.13 Inverter scroll kompresör
Değişken akışkan debisinin elde edilmesi için geliştirilmiş bir diğer kontrol yöntemi dijital scroll kompresörlü sistemlerdir. Bu sistemlerde temel olarak ihtiyaca göre akışkan debisi üretmek üzere geliştirilmiştir. Kompresör motor devrini değiştirmeden sarmalların birbirinden ayrılması ile sıkıştırma ve soğutucu akışkanın akışı durdurulması prensibi ile çalışır.
Şekil 3.14 Dijital scroll kompresör ve gruplanması
Sarmalların birbirinden ayrılması, bir solenoid valf ve yüksek basınç tarafından alçak basınç tarafına borulama hattı kullanılarak yapılır. Dijital scroll kompresörler, üst sarmal yaklaşık 1 mm kadar yukarı kalkacak şekilde tasarlanmıştır. Şekil 3.14’te dijital scroll kompresör ve gruplanması verilmektedir. Üst sarmal üzerinde bulunan yay mekanizmasının hareketi ile sarmal yukarı kalkmaktadır. Yay mekanizmasının üst kısmında, bir delik ile basma hattına açılan modülasyon odası bulunmaktadır. Solenoid valf, modülasyon odası ile emme tarafı basıncını birbirine bağlar. Solenoid valf kapalı iken, dijital scroll kompresör normal bir scroll kompresör gibi çalışır. Solenoid valf açık iken basma odası ve emme tarafı gaz basıncı birbirine bağlanarak bir miktar basınç azalması olur. Bu durumda yay mekanizmasını aşağı doğru basacak ve tutacak kuvvet azalmış olur. Bu nedenle yay kuvvetiyle mekanizma yukarı hareket ederek üst sarmalın yukarı kalkmasını sağlar. Bunun sonucu sarmallar birbirinden ayrılır, kompresörde sıkıştırma sona ererek soğutucu akışkan akışı durur. Solenoid valf tekrar enerjilendiğinde hattı kapatarak kompresörde sıkıştırmanın devam etmesini sağlar.
Solenoid valfın kapalı durumunda kompresör tam kapasitede çalışır ve akış debisi maksimum olur. Kapasite, bir elektronik kart ile %10 ile %100 arasında ayarlanabilir. Örnek olarak, 20 saniyelik çevrimde, solenoid valf 2 saniye kapatılır, 18 saniye açılırsa soğutma sisteminde %10 kapasite elde edilir veya 10 saniye kapalı 10 saniye açık çalışırsa %50 kapasite elde edilir. Bu yöntemde sisteme bağlı bir basınç algılayıcı ve aktarıcı (transmitter) sayesinde ihtiyaç duyulan kapasiteye bağlı oranda elektronik kartın solenoid valfi açıp kapatması ile çok hızlı ve geniş bir kapasite aralığı sunmaktadır. Bu yöntemin en belirgin özellikleri ise %10 – %100 sürekli kapasite modülasyon yapabilmektedir. Basit elektronik kart ile çalıştığından inverter panolarında olduğu gibi fazla kablolama gerektirmez, elektromanyetik etki oluşturmaz, yağ geri dönüş sistemi basittir. Daha az boru kullanılır. Kontrol ve haberleşmede VRF ile benzer özellikler gösterir.
VRF sistemlerde, mahallerin kapasite ihtiyaçlarının tespiti ve dış ünite ya da diğer otomasyon üniteleri ile haberleşmesini sağlayan çok gelişmiş elektronik ve haberleşme teknolojileri kullanılır. İç ortam sıcaklıkları ile kullanıcıların belirledikleri ayar sıcaklıkları arasındaki farklar hesaplanarak, çoğunlukla dış ünitede bulunan sistem ana kontrol ünitelerine aktarılır. Sistem ana kontrol üniteleri tüm iç ünitelerden gelen bilgileri derleyerek gereken kapasite ihtiyacını belirler. Optimum düzeyde soğutucu akışkan iç ortam tarafına aktarılmak üzere kompresör ve elektronik genleşme valfi (EGV) gibi elemanlar yardımı ile kontrol edilir.
Her bir mahalde kullanım zamanı ve ihtiyaçlarına göre değişebilen ısıtma ve soğutma yüklerine göre sistem kapasitelerini ayarlayabilen değişken debili çoklu sistemler, kondenser yapılarına göre iki ana gruba ayrılırlar. Birinci grup “Hava Soğutmalı Kondenserli Sistemler” olarak anılırken ikinci grup “Su Soğutmalı Kondenserli Sistemler” olarak adlandırılmaktadır.
Kaynak: Friterm