Endüstriyel hava kompresörlerinde sıkıştırma işlemi esnasında harcanan mekanik işin yaklaşık %90’a kadarı ısı enerjisine dönüşerek basınçlandırılan hava sıcaklığını artırmaktadır. Basınçlandırma esnasında sisteme giren ortam havasının sıcaklığı ve nemine göre belirli bir miktar su kütlesi sisteme dahil olmaktadır. Kompresörde sıkıştırılan basınçlı havanın servis edilmesi esnasında yoğuşup müşteri ekipmanlarına zarar vermemesi açısından basınçlı havanın servis edilmeden önce soğutulup meydana gelen kondensin tahliye edilmesi gerekmektedir. Endüstriyel hava kompresörlerinde harcanan birim enerji başına sağlanan kütlesel hava debisinin fazla olması yüksek enerji verimliliğini ifade etmektedir. Soğutma sistemi kompresörün enerji verimliliğinde doğrudan rol oynamaktadır. Bu sebeple günümüzde kompresör çalışma koşulları özelinde farklı yöntemlerde soğutma sistemleri geliştirilmiştir. Su soğutmalı sistemler kompresör için gerekli olan soğutma işlevini yerine getirmesinin yanı sıra meydana gelen ısı enerjisinin kazanımı hedeflendiğinde uygun bir alternatif olarak değerlendirilmektedir.
Endüstriyel hava kompresörlerinde kullanılan su soğutmalı kompresörler uygulamada 3 başlık altında incelebilir;
• Su çevrimi gerektirmeyen açık sistemler
• Su çevrimi gerektiren açık sistemler
• Su çevrimi gerektiren kapalı sistemler
Su Çevrimi Gerektirmeyen Açık Sistemler:
Su çevrimi gerektirmeyen açık sistemlerde harici bir su kaynağı bağlantısıyla soğutma sağlanmaktadır. Yerel şebeke suyu, göl, herhangi bir tatlı ya da tuzlu su kaynağı bu sistem için soğutma suyu olarak kullanılabilmektedir. Soğutma esnasında kullanılan soğutma suyu, kompresör çıkışında atık su olarak sistemi terk etmektedir. Servis edilecek hava sıcaklığını kontrol edebilmek için bu sistemlerde termostat ve benzeri ekipmanlar kullanılmaktadır. Açık sistemler kurulumu açısından düşük maliyetli olmasıyla avantaj sağlamaktadır. Açık sistemlerde soğutma suyu olarak kullanılan kaynak suyunun saflığı dikkate alınması gereken en önemli hususlardan birisidir. Kaynak suyunun saflığı göz önünde bulundurularak çalışma koşullarına uygun filtrasyon elemanı ve malzeme seçimi yapılması soğutma performansını olumsuz yönde etkileyecek tıkanıklıkların ve soğutma hattı ekipmanlarına zarar verebilecek madde geçişinin önüne geçmektedir. Filtre seçiminin yanı sıra filtrenin servis verilebilirliğinin kolay olması, belirli periyodlarda değiştirilip temizlenebilmesi açısından önem arz etmektedir.
Su Çevrimi Gerektiren Açık Sistemler:
Su soğutmalı kompresörlerde su çevrimi gerektiren açık sistemlerde soğutma suyu, sistem içerisinde devridaim olarak kompresörde sıkıştırılan basınçlı havayı soğutmaktadır. Soğutma esnasınca kullanılan soğutma suyu proses süresince ısı alır ve sistemde yeniden soğutma suyu olarak kullanılabilmesi için ısı vermesi gerekmektedir. Bu sistemde soğutma prosesi boyunca ısı alan soğutma suyu harici bir su kulesi devresine pompa vasıtası ile yönlendirilerek su kulesinde ısı vermektedir ve ortam sıcaklığının yaklaşık 2°C aşağısına düşürülerek sisteme yeniden soğutma suyu olarak yönlendirilmektedir. Su kulesinde buharlaşarak ısı verme esnasında su miktarı zaman içerisinde azalacağından sistem harici bir su kaynağı ile beslenmektedir. Bu sistemin dezavantajlarından biri, ortamdaki hava kalitesine göre kullanılan soğutma suyunun zaman içerisinde kirlenmesi durumudur. Soğuk hava koşullarında kompresör çalışmadığı zaman soğutma suyunun donma ihtimalinin önüne geçilmesi açısından su kulesi içerinde bulunan suyun tahliye edilmesi dikkat edilmesi gereken önemli hususlardan biridir.
.jpeg)
Su Çevrimi Gerektiren Kapalı Sistemler:
Su çevrimi gerektiren kapalı sistemler, soğutma prosesi esnasınca ısınan soğutma suyunun sisteme yeniden yönlendirilirken soğutulması açısından harici bir ısı değiştirici ekipmanı içermektedir. Kullanılan ısı değiştiriciler uygulamada hava ve su soğutmalı olarak tercih edilmektedir. Basınçlandırma sonrası sıcaklığı artan basınçlı havayı soğutma esnasında ısı alan soğutma suyu, çevrim için sisteme yeniden yönlendirilmeden önce harici bir ısı değiştiricisi ekipmanında soğutma akışkanının 5°C üzerine kadar soğutulur. Soğutma suyunun harici bir sıvı soğutmalı ısı değiştiricisinde soğutulması uygulamasında, yaygın olarak plakalı tip ısı değiştiriciler kullanılmaktadır. Bu uygulamada kullanılan soğutma sıvısının özellikleri göz önünde bulundurularak korozyon direnci yüksek malzemeler seçilmelidir. Harici su mevcudiyetinin sınırlı olduğu ortamlarda soğutma, fan vasıtasıyla zorlanmış ısı transferi gerçekleştirilerek sağlanmaktadır. Soğutma suyunun ortam havası ile soğutulduğu uygulamalarda, soğuk hava koşullarında suyun donma ihtimaline karşı soğutma suyuna glikol ilave edilmektedir. Bu uygulamada ısı değiştiricisi boyutlandırılması yapılırken eklenen glikol ile birlikte değişen termofiziksel özellikler göz önünde bulundurulmaktadır. Su çevrimi gerektiren kapalı sistemler, servis periyodlarının uzun ve bakım maliyetlerinin düşük olması ile avantaj sağlamaktadır.
DALGAKIRAN Kompresör ürün gamında su soğutmalı sistem alternatifleri için opsiyonlar mevcuttur. Su soğutmalı sistemler için gerekli ekipmanların sağlanması durumunda kompresör modeli özelinde tasarlanan plakalı ve borulu tip ısı değiştiricileri, minimum basınç kaybı ile yüksek enerji verimliliği sağlayarak işletme maliyetlerinde tasarruf sağlamaktadır.
.jpeg)