01
DX, chiller ve rooftop sistemleri arasındaki fark nedir?
DX sistemde soğutucu akışkan doğrudan havayı soğutan bataryada buharlaşır; chiller ise önce suyu veya glikollü suyu soğutur, bu su santral, fan-coil veya proses ekipmanına dağıtılır. Rooftop, DX çevrimini ve fanı çatıdaki tek pakette toplar. Küçük ve orta yükte DX ile rooftop, büyük yükte ve proses soğutmasında chiller öne çıkar.
DX, chiller ve rooftop sistemlerinin karşılaştırması
| Kriter | DX (split, DX santral) | Chiller + soğuk su devresi | Rooftop |
|---|---|---|---|
| Soğutma ortamı | Soğutucu akışkan doğrudan bataryada | Su veya glikollü su | Soğutucu akışkan, paket ünite içinde |
| Uygun kapasite | Küçük–Orta | Orta–Çok büyük | Orta |
| Proses soğutması | Sınırlı | Uygun (kalıp, makine, ürün) | Uygun değil |
| Akışkan dolum miktarı | Boru uzunluğuyla artar | Chiller içinde, kapalı ve sınırlı | Paket içinde, sınırlı |
| Nem ve sıcaklık hassasiyeti | Orta | Çok iyi | Orta |
| İlk yatırım | Düşük–Orta | Yüksek | Orta |
| Kurulum süresi | Kısa–Orta | Uzun | Kısa |
Chiller'in önemli bir avantajı, soğutucu akışkanı makine dairesinde veya dış sahada tutmasıdır. Çalışma alanlarına yalnız su veya glikollü su gider. Bu, EN 378 kapsamındaki dolum sınırları ve F-gaz yükümlülükleri açısından da kolaylık sağlar.
02
Proses soğutma yükü nasıl hesaplanır?
Proses soğutma yükü, soğutulan maddenin kütlesel debisi, özgül ısısı ve sıcaklık farkının çarpımıyla hesaplanır: Q = ṁ·cp·ΔT. Ürün partiler halinde soğutuluyorsa toplam enerji soğutma süresine bölünür. Sonuca pompa ısısı, boru ve tank kazançları için pay eklenir ve chiller kısmi yük davranışı da dikkate alınarak seçilir.
Kabuller
- Süt hacmi 10.000 L, yoğunluk ~1,03 kg/L kabul
- Sütün özgül ısısı cp ≈ 3,93 kJ/kgK kabul
- Giriş 35 °C, hedef 4 °C (ΔT = 31 K)
- Soğutma süresi 3 saat = 10.800 s
- Soğutma suyu: buzlu su, plakalı eşanjörde 1 °C giriş, 6 °C dönüş (ΔT = 5 K), su cp ≈ 4,186 kJ/kgK
Hesap
- Kütle: m = 10.000 × 1,03 = 10.300 kg
- Çekilecek enerji: E = m × cp × ΔT = 10.300 × 3,93 × 31 = 1.254.849 kJ
- Ortalama yük: Q = 1.254.849 / 10.800 ≈ 116,2 kW
- Pompa ısısı ve kazançlar için %10 pay: 116,2 × 1,10 ≈ 127,8 kW
- Buzlu su debisi (116,2 kW için): ṁ = Q / (cp × ΔT) = 116,2 / (4,186 × 5) ≈ 5,55 kg/s ≈ 20 m³/h
Sonuç: Ortalama soğutma yükü yaklaşık 116 kW, paylarla yaklaşık 128 kW; buzlu su debisi yaklaşık 20 m³/h. Soğutmanın başında yük ortalamanın üzerine çıkabileceği için buz bankası veya tampon tank ile pik yükün karşılanması değerlendirilir. Kuyu suyu veya kule suyuyla ön soğutma, chiller yükünü azaltır.
Aynı denklem plastik enjeksiyonda kalıp soğutma devresine de uygulanır. Örneğin bir makinenin kalıp devresinde 4 m³/h su 5 K ısınıyorsa, çekilen ısı Q = (4.000 / 3.600) × 4,186 × 5 ≈ 23,3 kW olur. Ölçülen debi ve sıcaklık farkıyla yapılan bu hesap, katalogdaki makine gücünden daha güvenilirdir.
- Ürün veya proses suyu yükü (Q = ṁ·cp·ΔT)
- Faz değişimi varsa gizli ısı (donma, yoğuşma)
- Pompa ısısı ve boru, tank kazançları
- Eşzamanlılık: tüm makineler aynı anda tam yükte çalışıyor mu?
- Gelecek kapasite artışı, ama abartılmış emniyet payı olmadan
03
Chiller nasıl seçilir: hava soğutmalı mı, su soğutmalı mı?
Hava soğutmalı chiller kurulumu basit, su tüketimi olmayan ve orta kapasitede yaygın seçenektir. Su soğutmalı chiller soğutma kulesiyle çalışır, daha yüksek verim sunar ama su şartlandırma ve kule bakımı gerektirir. Seçimde tam yük verimi kadar kısmi yük verimi de belirleyicidir; SEER, ESEER ve SEPR gibi mevsimsel değerler karşılaştırılmalıdır.
Hava soğutmalı ve su soğutmalı chiller karşılaştırması
| Kriter | Hava soğutmalı | Su soğutmalı (kule ile) |
|---|---|---|
| Verim | Orta; dış hava sıcaklığından doğrudan etkilenir | Yüksek; yaş termometre sıcaklığına bağlıdır |
| Su tüketimi | Yok | Var (buharlaşma ve blöf) |
| Ek ekipman | Yok | Soğutma kulesi, kondenser pompası, su şartlandırma |
| Yer | Dış saha veya çatı | Makine dairesi + kule sahası |
| Bakım | Kondenser batarya temizliği | Kule hijyeni, lejyonella kontrolü, kondenser boru temizliği |
| Tipik kullanım | Orta kapasite, sınırlı su ve bakım imkânı | Büyük kapasite, uzun çalışma saatleri |
EER
Belirli bir anma koşulunda soğutma kapasitesinin elektrik gücüne oranı. Tek bir çalışma noktasını gösterir.
ESEER
Avrupa mevsimsel verim oranı. %100, %75, %50 ve %25 yükteki EER değerlerini sırasıyla 0,03, 0,33, 0,41 ve 0,23 ağırlıklarla birleştirir; kısmi yükün önemini gösterir.
SEER
Konfor soğutmasında mevsimsel verim oranı. Ekotasarım kapsamında EN 14825 yöntemiyle, yıl boyu farklı yük ve dış sıcaklık koşulları dikkate alınarak hesaplanır.
SEPR
Proses chiller'leri için mevsimsel performans oranı. Sürekli çalışan proses yüklerine göre tanımlanır; proses soğutmasında karşılaştırma bu değerle yapılmalıdır.
04
Chiller soğuk su devresi nasıl tasarlanır?
Soğuk su devresi chiller'in gerektirdiği minimum ve sabit debiyi sağlarken tüketicilere ihtiyaç kadar su vermelidir. Bunun için primer ve sekonder devre ayrımı veya değişken primer debi kullanılır. Sistem su hacmi, kompresörün kısa sürede dur-kalk yapmasını önleyecek kadar olmalıdır; gerekirse tampon tank eklenir.
- Primer devre: chiller evaporatöründen sabit debi geçirir, böylece donma ve akış alarmı riski azalır.
- Sekonder devre: santral, fan-coil ve proses tüketicilerine yüke göre değişken debi verir; frekans kontrollü pompa kullanılır.
- Hidrolik ayırıcı veya denge kabı: iki devreyi hidrolik olarak birbirinden ayırır.
- Değişken primer debi: daha az pompa ile kurulabilir, ancak chiller'in minimum debi sınırı ve kontrol yazılımı buna uygun olmalıdır.
- Glikol: dış hava 0 °C altına inen hatlarda veya düşük su sıcaklığında donma koruması için gerekir; kapasite ve pompa seçimi glikol oranına göre düzeltilir.
05
İzmir'de serbest soğutma (free cooling) işe yarar mı?
İzmir'de serbest soğutma mümkündür ama yıllık kullanım saati sınırlıdır. Dış hava, dönen sudan yeterince soğuk olduğunda kompresör devreden çıkar veya yükü azalır; bu da çoğunlukla kış aylarına ve gece saatlerine denk gelir. Proses suyu sıcaklığı yükseldikçe ve yıl boyu yük varsa fayda artar. Karar, saatlik iklim verisiyle yapılan hesaba göre verilmelidir.
Serbest soğutma, chiller'e eklenen ayrı bir hava-su bataryası veya kuru soğutucu ile yapılır. Soğuk dış hava, dönüş suyunu önceden soğutur; dış hava yeterince soğuksa kompresör tamamen durabilir.
- Fayda, su sıcaklığına bağlıdır: 7/12 °C konfor suyunda uygun saat azdır; 15–20 °C ve üzeri proses suyunda daha fazla saat elde edilir.
- Yıl boyu yük gerekir: kışın da soğutma ihtiyacı olan proses, server odası veya makine soğutması olan tesislerde anlamlıdır.
- Glikol gerektirir: dış ortamdaki bataryada donma koruması için glikollü devre ve buna göre pompa seçimi gerekir.
- Ek yatırım ve basınç kaybı vardır: geri ödeme, tesisin saatlik yük profili ve İzmir'in saatlik sıcaklık verisiyle hesaplanmalıdır.
06
Soğutucu akışkanlar ve F-gaz yükümlülükleri nelerdir?
Florlu soğutucu akışkan içeren sistemlerde yükümlülükler, dolum miktarının akışkanın küresel ısınma potansiyeliyle (GWP) çarpılmasıyla bulunan ton CO2 eşdeğerine göre belirlenir. Bu değere göre periyodik kaçak kontrolü, kayıt tutma ve sertifikalı personel ile çalışma zorunlu hale gelir. Yeni sistemlerde düşük GWP'li akışkanlar ve EN 378 güvenlik kuralları öne çıkar.
Yaygın soğutucu akışkanlar ve GWP değerleri
| Akışkan | Güvenlik sınıfı | GWP (yaklaşık) | Not |
|---|---|---|---|
| R410A | A1 | 2.088 | Mevcut DX ve VRF sistemlerde yaygın; yeni sistemlerde yerini düşük GWP'li akışkanlara bırakıyor |
| R134a | A1 | 1.430 | Mevcut chiller'lerde yaygın |
| R513A | A1 | ~631 | R134a'ya alternatif |
| R32 | A2L | 675 | Split, VRF ve küçük chiller'lerde |
| R454B | A2L | ~470 | R410A'ya alternatif |
| R1234ze(E) | A2L | < 10 | Chiller'lerde düşük GWP seçeneği |
| R290 (propan) | A3 | ~3 | Yüksek yanıcı; dolum ve yerleşim sınırları sıkı |
| R717 (amonyak) | B2L | 0 | Büyük endüstriyel soğutma; toksik, özel tasarım ister |
- Ton CO2 eşdeğeri = dolum (kg) × GWP / 1.000. Örneğin 120 kg R134a ≈ 171,6 t CO2e; aynı dolum R513A ile ≈ 75,7 t CO2e olur.
- Kaçak kontrolü: Florlu Sera Gazları Yönetmeliği, AB F-gaz düzenlemesiyle uyumlu olarak 5, 50 ve 500 t CO2e eşiklerine göre artan sıklıkta periyodik kaçak kontrolü öngörür; kaçak tespit sistemi olan sistemlerde süreler uzayabilir. Güncel sıklıkları yönetmeliğin yürürlükteki metninden teyit edin.
- Kayıt: akışkan türü, miktarı, eklenen ve geri kazanılan miktarlar ile kontrol tarihleri kayıt altında tutulur.
- Sertifikalı personel: dolum, kaçak kontrolü, bakım ve geri kazanım işlemleri yalnız yönetmelikte tanımlanan sertifikaya sahip personelce yapılır.
- Geri kazanım: sistem açılırken veya söküldüğünde akışkan atmosfere salınmaz, geri kazanılır.
07
Endüstriyel soğutma sistemlerinde bakım nasıl yapılır?
Bakım, verimi ve ömrü korumanın en ucuz yoludur. Kondenser ve evaporatör temizliği, kaçak kontrolü, basınç ve sıcaklıkların kayıt altına alınması, su şartlandırma, pompa ve vana kontrolleri ile kontrol sistemi ayarları periyodik yapılır. F-gaz kapsamındaki sistemlerde kaçak kontrolü sıklığı yasal yükümlülüktür ve kayıt tutulur.
- Aylık: çalışma basınçları, giriş ve çıkış su sıcaklıkları, kompresör akımı ve alarm geçmişi kaydı
- Aylık: hava soğutmalı kondenser bataryalarının görsel kontrolü, gerekirse temizliği
- Üç aylık: su şartlandırma ve glikol oranı kontrolü, pislik tutucu temizliği
- Mevzuata göre: F-gaz kaçak kontrolü ve kayıt
- Yıllık: elektrik bağlantıları, kontaktörler, sensör kalibrasyonu, güvenlik presostatları
- Yıllık: su soğutmalı kondenser borularında kireç ve kirlilik kontrolü, gerekirse temizlik
- Sürekli: soğutma kulesinde hijyen ve lejyonella kontrol planı
Teklif ve bakım öncesi kontrol listesi
- Soğutulacak proses veya ürün: debi, giriş ve çıkış sıcaklıkları
- Çalışma saatleri, eşzamanlılık ve yıl boyu yük profili
- İstenen su sıcaklığı ve glikol gereksinimi
- Mevcut chiller'in akışkan türü, dolum miktarı ve ton CO2 eşdeğeri
- F-gaz kaçak kontrolü ve servis kayıtları
- Kurulum yeri: dış saha, çatı, makine dairesi, gürültü sınırları
- Su kaynağı ve su şartlandırma imkânı (su soğutmalı seçenek için)
- Elektrik gücü ve yedekleme ihtiyacı
- Serbest soğutma ve ısı geri kazanımı değerlendirmesi isteniyor mu?
Rehberdeki bilgiler genel niteliktedir; örnek hesaplar yaklaşık değerlere dayanır. Tesisinize özel tasarım için ölçüm ve proje gereklidir.
Tesisinize özel değerlendirme
Endüstriyel İklimlendirme ve Havalandırma