Soğutma Genleşme Elemanı Üzerine Flash gas’ın Etkisi

Flash gas nedir?Terim olarak, flash gas, soğutma sisteminde bir miktar soğutucu akışkanın termostatik genleşme valfinin meme çıkışında anî olarak buharlaşmasını ifade eder. Bunun başlıca nedeni soğutucu akışkanın kondenserde yeterli oranda sıvılaşamadığı, yani kütlesel olarak buhar-sıvı karışımında buhar oranının yüksek oluşudur.

Soğutma Genleşme Elemanı Üzerine Flash gas’ın Etkisi

Meme ölçüsü ve valf ayarı evaporatöre giren soğutucu akışkanın miktarı için önemlidir ve bu ayar sistemin soğutma kapasitesini ve verimini etkileyecektir.

Flash gas miktarı, sıvı hattındaki soğutucu akışkanın sıcaklığıyla, evaporatör giriş basıncına bağlı olarak değişir. Flash gas’daki artma TGV kapasitesini düşürür. Bunun sonucu evaporatöre giren sıvı soğutucu akışkan miktarı azalacağından, soğutma kapasitesi de düşer.

Flash gas miktarını azaltmak amacıyla çeşitli metotlar geliştirilmiş olup en yaygın olarak kullanılanlardan biri, emme hattıyla, sıvı hattının ısı transferi gerçekleştirecek şekilde birleştirilmesidir. Bu yapı basit bir ısı eşanjörüdür (ısı değiştiricisidir). Sıvı hattındaki soğutucu akışkan oldukça ılık, evaporatör çıkışındaki akışkan ise oldukça soğuktur. Bu iki hattın temas yüzeylerinde, ılık sıvı hattından soğuk buhar hattına doğru ısı transferi gerçekleşir. Bunun sonucu, sıvı hattındaki soğutucu akışkanın aşırı soğuması (subcooling), daha fazla oranda sıvılaşma sağlayarak flash gas miktarını azaltacaktır.

Flash-gas Azalması, Subcooling Sayesinde Evaporatör Kapasitesinin Yükselmesi

Kondenserde yüksek basınç ve sıcaklıkta bulunan soğutucu akışkanın, sıcaklık ve basınç değerine bağlı olmak üzere, kütlesel sıvı - buhar oranı değişmektedir. Karışım bu noktada soğutulacak olursa, soğutma hattındaki sıvı oranı artarak flash-gas miktarı düşecektir. Bu da daha fazla sıvı soğutucunun termostatik genleşme valfı üzerinden evaporatöre girerek, soğutma kapasitesini yükseltmesi demektir.
Subcooling Metotları

Genellikle küçük tip soğutucularda çok kullanılan emme ve basma hatlarının ısı transferi yapacak şekilde bağlanmasıyla elde edilen ısı eşanjörü görülmektedir. Eşanjörde, sıvılaşma durumundaki ılık akışkan hattından, evaporatörü terk etmekte olan soğuk buhar hattına ısı transferi neticesinde subcooling (aşırı soğutma) gerçekleşir.

Bu sisteme ait farklı bir uygulamada Aşağıdaki şekilde görülmektedir. Özellikle buzdolaplarında ve küçük tip ticarî soğutucularda yaygın olarak kullanılmaktadır. 

Soğutma Genleşme Elemanı Üzerine Flash gas’ın Etkisi
Buzdolaplarında, termostatik genleşme valfi yerine kılcal boru kullanılmaktadır. Kılcal boru emme hattının içinden geçirilerek basit bir ısı eşanjörü oluşturulur. Isı eşanjöründe, basma hattındaki sıcak akışkan ile emme hattındaki soğuk buhar arasında, sıcak ortamdan soğuk ortama doğru ısı transferi gerçekleşir. Bunun sonucu yüksek basınçtaki basma hattındaki akışkanın sıcaklığı düşer ve sıvı - buhar oranındaki sıvılaşma oranı artar. Sıvı oranındaki artma, sistemin soğutma kapasitesini ve verimini artırır. 

Aşağıdaki şekilde oldukça büyük soğuma kapasitesine (5 kW/h ve üstü) ihtiyaç duyulan yerler için geliştirilmiş, aşırı soğutmanın (subcooling) soğutma kulesi kullanılarak gerçekleştirildiği soğutma devresi görülmektedir. Devre üzerinde kullanılan soğutma kulesi sistemin soğutma kapasitesini ve verimini oldukça artırmakla birlikte soğutma yükünün hassas şekilde kontrolüne de imkân tanımaktadır. Fazla soğutmanın gerçekleştiği soğutma kulesi, bir su sirkülâsyon pompası, suyu buharlaştırarak eşanjörün soğumasını sağlayan fan ve otomatik su ilâve sisteminden oluşur.

Soğutma Genleşme Elemanı Üzerine Flash gas’ın Etkisi

Aşağıdaki şekilde Aşırı soğutmanın (subcooling) yardımcı bir soğutma devresi ile yapıldığı soğutma sistemi görülmektedir. Bu tip sistemler, özellikle daha düşük sıcaklık derecelerine ihtiyaç duyulan yerlerde kullanılır (endüstride, tıpta vb.). 

Soğutma Genleşme Elemanı Üzerine Flash gas’ın Etkisi

Soğutma sistemi birbirinden bağımsız çalışan iki ayrı soğutma devresinden meydana gelmiştir. Farklı soğutucu akışkanlarının kullanıldığı soğutma devrelerinde, üsteki devre tamamen subcooling amaçlı kullanılan devredir.

Sistem küçük tip su soğutma devresi, su sirkülâsyon pompası, kaskat çalışan soğutma sistemi, ısı eşanjörleri ile hava sirkülâsyon fanlarından oluşur. Soğutma çevriminde, subcooling amaçlı kullanılan küçük güçteki kompresörle, sistemin soğutma verimi oldukça yüksektir.

Diğer yandan hassas ayar aralığında çalışan termostatik genleşme valfı ve düşük flash gas miktarı, sistemin soğutma kapasitesini artırmaktadır. 


Sonraki Yazılar
« Prev Post
Önceki Yazılar
Next Post »