Santrifüj kompresörlerde rotor veya çark kompresör kabının içinde yüksek hızlarda döner. Soğutucu akışkan çarkın merkezinden kompresör kabı içine beslenir.
Çark, buharın yüksek hızda hareket etmesine neden olan merkezkaç kuvvet ile dış çapa doğru buharı zorlar. Yüksek hızdaki gaz, soğutucu akışkan basıncının artmasına neden olan bu gazın hızının yavaşlamasını ve difüzör içinde genişlemesini sağlar.
--Pistonlu Kompresörler
--Scroll Kompresörler
--Vidalı Kompresörler
--Rotary Kompresörler
Santrifüj kompresörler büyük sistemlerde, yarı hermetik veya açık yapılandırmaları sık sık kullanılmaktadır. Kompresörün deşarj basınçlı gaz yoğunluğunu sağlayabilmesi için fan çapı ve fan hızı tasarımında sistemin işlevsellik sağlayabilmesi için fanlar yüksek hızlarda dönebilir şekilde imal edilir.
--Scroll Kompresörler
--Vidalı Kompresörler
--Rotary Kompresörler
Santrifüj kompresörler büyük sistemlerde, yarı hermetik veya açık yapılandırmaları sık sık kullanılmaktadır. Kompresörün deşarj basınçlı gaz yoğunluğunu sağlayabilmesi için fan çapı ve fan hızı tasarımında sistemin işlevsellik sağlayabilmesi için fanlar yüksek hızlarda dönebilir şekilde imal edilir.
Santrifüj kompresör fanların dönme hızları, düşük 3600 RPM hız, orta 9000 RPM hız, yüksek hızlı 9000 RPM’den daha yüksektir.Güç bir elektrik motoru veya buhar türbini ile sağlanır. Rotor mili etrafında difüzör ve fan kanatları sayesinde gaz kıvrımlara girerken sıkıştırılır. Gazın fandan ayrılma hızı oldukça yüksektir.
Buhar sıkıştırma çevrimiyle soğutma işlemi yapan santrifuj kompresörler
Buhar sıkıştırma çevrimiyle soğutma işlemi yapan santrifuj kompresörlerin, pistonlu ve dönel paletli veya vida tipi kompresörlerden farkı pozitif sıkıştırma işlemi yerine santrifuj kuvvetlerden faydalanarak sıkıştırma işlemini yapmasıdır.
Buhar sıkıştırma çevrimiyle soğutma işlemi yapan santrifuj kompresörlerin, pistonlu ve dönel paletli veya vida tipi kompresörlerden farkı pozitif sıkıştırma işlemi yerine santrifuj kuvvetlerden faydalanarak sıkıştırma işlemini yapmasıdır.
Santrifuj kompresörlerde özgül hacmi yüksek olan akışkanların (daha geniş hacimlerin) kolayca hareket ettirmesi mümkün olduğu için sık sık büyük kapasiteli derin soğutma (-100C kadar) işlemlerinde uygulandığı görülür.
Santrifuj kuvvetlerin büyüklüğü hızların karesi ile doğru orantılı olduğundan giriş-çıkış basıncı farklarının büyütülmesi devirin arttırılması ile veya rotor çapının büyütülmesi ile ya da kademe sayısı arttırılarak sağlanabilir.
Bu nedenle santrifuj makinelerde nadir de olsa 90.000 dev/dk gibi çok yüksek rotor devirlerine rastlamak mümkündür. Bu yüksek devirlerin sağlanması için tahrik motoru ile kompresör mili arasına devri yükseltici bir dişli kutusu konulur.
Bu nedenle santrifuj makinelerde nadir de olsa 90.000 dev/dk gibi çok yüksek rotor devirlerine rastlamak mümkündür. Bu yüksek devirlerin sağlanması için tahrik motoru ile kompresör mili arasına devri yükseltici bir dişli kutusu konulur.
Yüksek devirli buhar veya gaz türbinleri ile direkt akuple şekilde tahrik edilen santrifuj kompresörlere uygulamada rastlamak mümkündür. Genel olarak tahrik gücü elektrik motorlarıyla sağlanır. İçten yanmalı motorlarla tahrik edilen santrifuj kompresörlere seyrek de olsa rastlanabilir.
Uygulamadaki kapasite sınırları bugün 85 ila 10.000 Ton/Frigo arasında değişmektedir. Santrifuj kompresörlerde emiş ile basma tarafı arasındaki basınç farkının santrifuj kuvvetlerden yararlanılarak sağlandığını yukarıda belirtmiştim. Bu basınç sağlanırken refrijerana önce bir hız (kinetik enerji) verilir ve sonra bu hız basınca (potansiyel enerji) dönüştürülür.
Bu dönüştürme işlemleri sırasında mutlaka birçok kayıplar olacaktır ve basma tarafı basıncı daha da yükseldikçe bunlar daha da artacaktır. Bu nedenle, santrifuj kompresörlerde basma basıncının mümkün olduğu kadar emişten az bir farkla olması istenir.
Buna rağmen uygulamada emiş-basma basınç farkı değerleri 2 ila30 arasında değişmekte ve her tür refrijeranile santrifuj kompresör kullanılabilmektedir. Fakat yukarıda açıklanan sebepten dolayı daha ziyade yoğuşma basıncı düşük olan refrijeranlar santrifuj kompresörler için uygun olmaktadır (R-11 ve R-113 gibi) ve bu şartlar ancak klima uygulamalarına cevap verebilmektedir.
Bu nedenle santrifuj kompresörlere en çok klima sistemi uygulamalarında rastlanmasına şaşmamak gerekir. Derin soğutma uygulamalarında genellikle çok kademeli kompresör kullanılır ve 10 kademeye kadar yapılan santrifuj kompresörlere rastlamak mümkündür.
Ayrıca santrifuj kompresörlerin paralel ve seri bağlantı tertibinde hatta ara kademelerden değişik sıcaklık uygulamaları için refrijeran bağlantısı yapılarak kullanıldığı zaman zaman görülmektedir.
Santrifuj kompresörlerin kapasite kontrolü genellikle refrijeranı emişte kısmak suretiyle sağlanır. Bu maksatla emiş ağzına ayarlanabilir kanatlar konur.Kanatların ayarlanması pnömatik, elektrik veya hidrolik vasıtalarla yapılabilmektedir.
Kapasite kontrolü maksadı için santrifuj kompresörlerde de rotor devrini değiştirme tarzı kullanılmaktadır. Az da olsa uygulanan diğer kapasite kontrol sistemleri; difüzör (çıkış) kanatlarının açılarının ayarlanması, difüzör kanalının daraltılıp genişletilmesi, rotorun (çark) geçiş kanallarının daraltılması ve bunların birkaçının beraberce uygulanmasıdır.
Santrifuj kompresörlerin dizaynında çalışma kapasite sınırlarının ve devirlerinin gerek kritik devir sayısı yönünden ve gerekse şok dalgalanmasının başlaması yönünden çok iyi etüt edilmesi gerekir. Kritik devir sayısının 0.8 ila 1.1 katı değerleri arasındaki devirlerde kati surette sürekli çalışmaya müsaade edilmez.
Şok dalgalanmasının durumu ise değişik devirlerdeki Debi/Basınç koordinatları üzerine inşa edilecek politropik verim ve mach katsayısı eğrilerinin etüdü ile görülebilir.
Şok dalgalanmasının durumu ise değişik devirlerdeki Debi/Basınç koordinatları üzerine inşa edilecek politropik verim ve mach katsayısı eğrilerinin etüdü ile görülebilir.
Buradan bulunacak şok dalgalanması zarfının altındaki değerlerde çalışma şok dalgalanması yapacaktır. Şok dalgalanması (surgıng) olayı varken refrijeran kompresör çıkışında sık sık bir ileriye bir geriye yönelir (Takriben 2 saniyede yön değiştirir.).
Bu olayın neticesinde aşırı gürültü, aşırı titreşim ve kompresörde aşırı ısınma meydana gelir ki devam etmesi hâlinde,gerek sistem tarafı gerekse kompresör tarafı bundan zarar görebilir. Keza tahrik motoru da alternatif şekilde yüklenir ve yükü azalır ki bunun sonucu dönme hızı bir azalır bir artar.
Surging olayının tespitinde bu durumun mevcudiyeti bir ipucu olabilir. Motorun çektiği akımın ölçülmesi de bu olayı teyit edecektir.
Surging olayının tespitinde bu durumun mevcudiyeti bir ipucu olabilir. Motorun çektiği akımın ölçülmesi de bu olayı teyit edecektir.
Kompresördeki aşırı titreşimler ve gürültüler daima bir anormal çalışmaya ve arızanın yaklaştığına işaret olarak kabul edilmelidir.
Santrifuj kompresörlerin rotorları (çark) açık tip veya örtülü tip şeklinde dizayn edilir ve dökme alüminyum, kaynaklı alüminyum, dökme çelik, kaynaklı çelik, perçinli çelik gibi malzemeden yapılır.
Alüminyum, çeliğe nazaran daha yüksek bir dayanıklılık/ağırlık oranına sahiptir ve daha hafif rotor ile daha yüksek devirlerde çalışılmasını mümkün kılar.Çelik rotorlar ise150C üzerindeki çalışma şartlarında üstünlük kazanır.
Korosifrefrijeran uygulamalarında paslanmaz çelik uygun bir çözüm getirmektedir. Santrifuj kompresörlerde de vida tiplerinde olduğu gibi eksenel ve radyal yükleri taşıyacak şekilde ayrı ayrı iyi bir yataklama gereklidir. Eksenel yükler burada daha da fazladır.