Üretim proseslerinde kullanılan makinaların soğutma suyu sıcaklık değeri istenen düzeyde sağlanmaz ise makinalarda problem oluşmaktadır. Bunu önlemek ve üretimin sürekliliğini sağlamak, proses soğutma suyunun chiller ile sağlanması ile mümkündür.

Endüstriyel işletmelerdeki kullanılan makinelerin ürün kalitesi, eğer istenen soğutma derecesi sağlanamaz ise kayba uğramaktadır. İstenen soğutma derecelerine inilemediği taktirde, çıkan ürün veya yan ürün kalitesi düşmektedir. Bundan dolayı, en yüksek kalite ürün ancak profesyonel soğutma tekniği olan chiller sistemleri ile mümkündür.

Chiller sistemleri kullanım alanları

• Enjeksiyon preslerinin kalıplarının soğutulması
• Punta kaynak makinelerinin çene ve trafolarının soğutulması
• Gaz altı kaynak robotlarının torchlarının soğutulması
• Hidrolik preslerin yağının soğutulması
• Dikiş kaynak makinalarının soğutulması
• Galvaniz ve eloksal gibi kaplama işlemlerinde asit banyosu sıcaklığının 20-30 C arası sabit tutulması
• Mobilya sektöründe router tezgahlarının servo motor milinin soğutulmasında

Eşanjör (evaporatör) Çeşitleri ve Farkları

• Shell and Tube (boru tip)
• Plakalı tip
• Koaksiyel tip
• Daldırma tip
• Sarmal boru tip
• Yukarıdaki çeşitlerin birbiri arasındaki farkları aşağıdaki ölçütlere göre anlatılmıştır.
• Isı Transferi Verimi, İstenen Minimum Su Kalitesi Ölçütü, Bakım Kolaylığı ve Alan Gereksinimi

Plakalı tip eşanjörlerin kompakt yapısından dolayı ısı transfer verimi en yüksektir. Shell and tube eşanjörler sıralamada ikinci sıradadır. Verimlilikte en düşük sırada ise sarmal tip boru eşanjör yer alır. Isı transferinde verim ısı transfer alanı ile doğru orantılıdır. Isı transferinin gerçekleştiği yüzey miktarı azaldıkça aynı kapasiteyi yakalayabilmek için daha büyük hacimli eşanjörlere ihtiyaç duyarız.

Sarmal tip boru eşanjörler en basit yapıda oldukları ve içine monte edildikleri su tankına . erişimin yanlızca tank kapağının açılarak gerçekleşebildiği için bakımı en kolay yapılan eşanjör tipidir. Shell and tube eşanjörler, sökülüp temizlenemez. Ancak asit ve kimyasal maddeler ile temizleme olanağı mevcuttur. Bu yüzden bakımı zordur. Plakalı tip eşanjörler kendi içinde ikiye ayrılır. Kaynaklı tiplerde plakalar sökülemediği için temizliği shell and tube tipinde olduğu gibidir. Contalı tiplerde ise plakalar birbirine conta ile bağlantılı olduğu için sökülüp temizlenebilir.

Plakalı ve shell and tube eşanjör modellerinde su kalitesinin önemi yüksektir. Bunun nedeni, bunların bakım için sökülememesidir. Diğer eşanjör modellerinde ise proses suyunun kalitesinin bir önemi yoktur. Alan Gereksinimi Alan olarak en az alanı plakalı tip model kaplar. Plakalı tip model chiller cihazlarda su tankı da bulunmaz. Bu yüzden bu tip chiller soğutma cihazları daha kompaktır. Diğer model eşanjörleri kullananan cihazların hacimsel olarak boyutları daha fazladır.

Chiller Montajında Dikkat Edilmesi Gerekenler

Soğutucu cihazların montaj alanının iyi havalandırılmış olmalıdır. Eğer havalandırma iyi değilse, fan çıkışına hava kanalı montajı yapılarak sıcak havanın dış ortama verilmesi gerekir. Chiller ile duvar arası mesafe en az 1 metre olmalıdır. Bu hem bakım kolaylığı hem de fan mesafesi için gereklidir.

Soğutucu ünitenin monte edileceği betonun mukavemeti makinayı taşıyacak şekilde olmalıdır. Eğer beton yüzeyi düz ve dayanıklı değilse çalışma esnasında titreşim olabilir.

Soğutucu cihazın teknik özelliklerinde yazan besleme akım ve gerilimine uygun olarak montaj sahasına elektrik hattı çekimi yapılmalıdır.

Su Filtresi Ve Manometre Kullanımı

Hava soğutmalı chiller soğutma cihazlarında proses suyunun kalitesi iyi değilse, tank girişine su filtresi konulması tavsiye edilir. Su soğutmalı chiller cihazlarda ise kondanser girişine filtre konulması mutlaka gerekir.

Hava soğutmalı chiller soğutma cihazlarında . proses suyunun kalitesi iyi değilse, tank girişine .su filtresi konulması tavsiye edilir.

Proses Su Devresi ve Kompansatör Kullanımı

Su pompasının su tankına göre yerleşimi yandaki resimdeki gibi olmalıdır. Yani suyun pompanın emiş hattına girişi tankın alt seviyesine yakın bir noktadan olmalıdır.

Çok büyük soğutma devrelerinde titreşim sönümleyici kompansatörler kullanılmalıdır.

Hava ve Su Soğutmalı Chiller Farkları

Chiller soğutma cihazları, kompresör tarafından basınç ve sıcaklığı arttırılan gazın sıvı hale getirildiği kondanserin tipine göre hava ve su soğutmalı olarak ikiye ayrılır. Hava soğutmalı modellerde, ısınan gazı sıvılaştıran kondanser içinden geçen hava sirkülasyonudur. Bununla birlikte, su soğutmalı modellerde, kondansere gelen sıcak gaz su tarafından soğutulur.

Şimdi hava ve su soğutmalı chiller cihazların farklarına bakalım.

Sıcak gazın su ile soğutulması havaya göre daha düşük kondensasyon sıcaklığına ulaşmayı sağlar. Bundan dolayı su soğutmalı modellerde performans ve verimlilik daha yüksek olacaktır.

Hava soğutma modellerin montajının yapılacağı yerde havalandırma sistemi olmalıdır. Çünkü bu sistemlerde soğutucu akışkanın fazla ısısı alüminyum kanatlı plakaların arasından geçen hava ile dış ortama verilir. Eğer havalandırma olmazsa dış ortam çok ısınır ve bu sıcak hava soğutucu akışkanı soğutamaz ve kapasite düşer. Su soğutmalı sistemlerde ise soğutucu akışkan su ile soğutulduğu için bulundukları ortamda havalandırma şart değildir.

Hava soğutmalı modellerde alüminyum kanatlı kondanser kullanmak zorunda olduğu için su soğutmalı modellere göre daha büyüktür.

Hava soğutmalı cihazlarda sadece soğutulmak istenen sistem ile chiller arasında borulama bulunur. Ancak su soğutmalı sistemlerde buna ek olarak kondanser ile (shell and tube) soğutma kulesi arasında da borulama gerekmektedir.

Bilindiği üzere hava soğutmalı endüstriyel chiller cihazlarda kondanserdeki gözle bile tespit edilen kirlilik soğutma kapasitesinin düşmesine yol açar. Bu tespit edildiğinde kondanserin temizlenmesi çok kolaydır.Ancak su soğutmalı cihazların kirlilik tespiti ve temizliği zor olup ayrıca tespit ve temizlik için profesyonel ekipman gerekmektedir.

Maliyet açısından bakıldığında, hava soğutma endüstriyel soğutma sistemleri su soğutmalı modellere göre daha pahalıdır. Bunun nedeni ise, su soğutma chiller cihazların çalışmak için bir soğutma kulesine ihtiyaç duymasıdır ki bu da ekstra bir masraftır. Buna ek olarak su soğutmalı chiller cihazların bakım masrafları da daha yüksektir.

Chiller Soğutucu Seçimi Kapasite Hesabı

Q=C*M*△t formülü ısı yükü hesaplamada kullanılır. Mevcut bir ünitemizi eğer chiller ile soğutmaya karar verdiysek öncelikle mevcut ünitemizin (plastik enjeksiyon, tel erezyon, punta kaynağı, CNN yağ soğutma, kaynak robot torchları, presler vb gibi üniteler) maksimum kapasitede çalışırken oluşturduğu ısı yükünü hesaplamamız gerekiyor. Bu hesabı yapabilmek için yukarıdaki verilen formülden yararlanırız.

1. Q : Isı yükü (Joule)
2. C : Öz ısı (Joule/gr x oC) : Bir maddenin 1 gramının sıcaklığını 1 oC arttırmak için gerekli ısı miktarıdır.
3. M : Kütle (gr)
4. △t : Soğutulacak üniteye giren ve çıkan suyun sıcaklık farkı.

Şimdi Q ısı yükünü hesaplama için adım adım ne yapılması gerektiğine bakalım:

Soğutulacak ünitedeki mevcut su döngüsünde ne kadar miktar su döndüğünün ölçülmesi şarttır. Bunu şu şekilde yapmalıyız.

Önce yanımıza hacmini bildiğimiz bir su kabı almalıyız. Bu su kabına ünitemizin su hattının geri dönüş tankına döküldüğü noktadan kronometre ile zaman tutarak dolum yapmalıyız. Hacmini ve dolum süresini bildiğimiz için buradan su debisini hesaplayabiliriz.

Bu adımda da sisteme giren ve çıkan suyun sıcaklığı ölçülüp not edilir.

Su debisini ve △t sıcaklık farkını tespit ettikten sonra ısı yükü hesabına geçebiliriz. Örneğin su debisini 1000 gr/saniye olarak hesapladınız. △t değerini de 5 C olarak hesapladınız. Soğutmak istediğiniz sıvı da su olsun. Buna göre formülü kullanırsak:

1. Q : c*m*△t
2. Q : 4,187 (joule /gr0C)x 1000 (gr/sn) x (50C) (su için)
3. Q : 20.935 Joule/Saniye
4. Q : 20.935 Watt = 20,935 kW