Soğutma: Su Soğutmalı ve Hava Soğutmalı Kompresörlerin Karşılaştırması

Dimensioning Compressor Installations Compressed Air Wiki Compressors

Tıpkı bilgisayarlarda olduğu gibi, bir kompresörü soğutmanın da çeşitli yöntemleri vardır. İlk yapmanız gereken seçim hava soğutmalı veya su soğutmalı bir kompresör kullanma seçimidir. Su soğutmalı olanı seçerseniz üç farklı su ile soğutma yöntemi olduğunu bilmeniz gerekir. Bu farklı soğutma seçeneklerine ve basınçlı hava sisteminizde hangilerini kullanabileceğinize bakalım.

Bir kompresör sistemini su ile soğutmanın farklı yöntemleri

bir kompresör sistemini soğutma

Bir kompresörün ara soğutucusunda ve son soğutucusunda ne kadar çok basınçlı hava soğutulursa kompresörün enerji verimliliği de o kadar artar ve o kadar fazla su buharı yoğuşur. Su soğutmalı kompresör sistemleri, kompresör odası havalandırma sistemini çok fazla yüklemez çünkü elektrik motorundan alınan enerjinin yaklaşık %90'ı ısı halinde soğutma suyunda bulunur. Su ile kompresör soğutma sistemleri üç temel ilkeden birine dayanabilir:

  • Su çevrimi olmayan açık sistemler (harici bir su kaynağına bağlı) 
  • Su çevrimi olan açık sistemler (soğutma kulesi) 
  • Su çevrimi olan kapalı sistemler (harici ısı eşanjörü/radyatör dahil)

Su çevrimi olmayan açık sistem

Su çevrimi olmayan açık sistemlerde, su harici bir kaynaktan temin edilir: belediye su şebekesi, göl, akarsu veya kuyu gibi. Bu su kompresörden geçtikten sonra atık su olarak tahliye edilir. İstenen hava sıcaklığını korumak ve su tüketimini kontrol etmek için sistem bir termostat ile kontrol edilmelidir.

Genellikle açık sistemlerin kurulumu kolay ve düşük maliyetlidir ancak özellikle soğutma suyu belediye su şebekesinden alınıyorsa işletmesi pahalıdır. Bir göl veya akarsudan alınan su normalde ücretsizdir ancak soğutma sistemini tıkamasını engellemek için filtrelenmeli ve saflaştırılmalıdır. Ayrıca kireç konsantrasyonu yüksek olan sular soğutucuların içinde kireçlenmeye ve soğutma işlevinin zamanla zayıflamasına yol açabilir. Aynı durum tuzlu su için de geçerlidir. Ancak sistem doğru şekilde tasarlanır ve boyutlandırılırsa kullanılabilir.

Su çevrimi olan açık sistem

Su çevrimi olan açık sistemlerde, kompresörden alınan soğutma suyu açık bir soğutma kulesinde tekrar soğutulur. Su, etraftaki havayı üflerken aşağı doğru püskürtülerek soğutma kulesinde soğutulur. Böylece suyun bir kısmı buharlaşır ve kalan su ortam sıcaklığının 2°C altına soğutulur (bu sıcaklık ve bağıl neme bağlı olarak değişiklik gösterebilir).

Su çevrimi olan açık sistemler genellikle harici su kaynağı sınırlı seviyede bulunabildiğinde kullanılır. Bu sistemin dezavantajı, suyun yavaş yavaş etraftaki hava ile kirlenmesidir. Buharlaşma nedeniyle sistem sürekli olarak harici suyu kullanarak seyreltilmelidir. Sıcak metal yüzeylerde çözünebilen tuzlar birikir ve soğutma kulesinin termal ısı aktarma kapasitesini düşürür. Suda alg büyümesini engellemek için su sürekli olarak analiz edilmeli ve kimyasal maddeler ile temizlenmelidir. Kış aylarında, kompresörün çalışmadığı dönemlerde donmayı engellemek için soğutma kulesi tahliye edilmeli veya su ısıtılmalıdır.

Su çevrimi olan kapalı sistem

Kapalı soğutma sistemlerinde, aynı su kompresör ile bir tür harici ısı eşanjörü arasında sürekli olarak çevrime alınır. Bu ısı eşanjörü de harici su devresi veya etraftaki havayı kullanarak soğutulur. Su başka bir su devresi kullanarak soğutulduğunda, düz plakalı bir ısı eşanjörü kullanılır. Su etraftaki suyu kullanarak soğutulduğunda, borular ve soğutma kanatçıklarından oluşan bir soğutma ızgarası kullanılır. Etraftaki hava, bir veya daha fazla fan kullanarak boru ve kanatçıklardan geçerek çevrim yapmaya zorlanır. Bu yöntem mevcut soğutma suyu miktarı kısıtlıysa uygundur.

Açık ve kapalı devrelerin soğutma kapasitesi yaklaşık olarak aynıdır, yani kompresör suyu soğutma suyu sıcaklığının 5°C üzerine kadar soğutulur. Soğutma suyu etraftaki hava ile soğutuluyorsa antifriz (örneğin glikol) eklenmesi gerekir. En yakın soğutma suyu sistemi saf, demineralize edilmiş su ile doldurulur.

Glikol eklendiğinde kompresör sisteminin su akışı tekrar hesaplanmalıdır çünkü glikolün tipi ve konsantrasyonu suyun termal kapasitesini ve viskozitesini etkiler. Ayrıca ilk kez doldurmadan önce tüm sistemin kapsamlı bir şekilde temizlenmesi de önemlidir. Doğru şekilde uygulanan bir kapalı su sistemi çok az denetim gerektirir ve bakım maliyetleri düşüktür. Mevcut soğutma suyunun korozyona neden olabileceği sistemlerde, soğutucu Incoloy gibi korozyona dayanıklı bir malzemeden yapılmalıdır.

Hava soğutmalı kompresörler

Çoğu çağdaş kompresör ünitesi hava soğutmalı model olarak da sunulur. Bu makinelerde, hava kompresörü ünitesinin içindeki zorlamalı havalandırma elektrik motorunun tükettiği enerjinin %100'e yakınını taşır.

İlgili yazılar

Kompresör Kurulumu

Kompresör kurulumu, eskisine göre daha kolaydır. Yine de hala dikkate almanız gereken bazı şeyler vardır. Bunlardan en önemlisi kompresörün nereye konacağı ve kompresör etrafındaki odanın nasıl düzenleneceğidir. Burada daha fazla bilgi alabilirsiniz.

Dimensioning Compressor Installations

A number of decisions must be made when dimensioning compressed air installation for it to suit different needs, provide maximum operating economy and be prepared for future expansion. Learn more.