HVAC Sistem Prensiplerinin Açıklaması

Hava kaynaklı ısı pompası çift besleme sisteminin prensibi

Hava kaynaklı ısı pompasının çalışma prensibi, kışın ısı ortamı olarak soğutucu akışkan kullanmak, havadaki ısı enerjisini emmek ve düşük sıcaklıktaki ısı enerjisini bir kompresör yardımıyla yüksek sıcaklıktaki ısı enerjisine dönüştürerek sistemdeki dolaşan suyu ısıtmaktır. Yazın ise, havadaki soğuğu emmek için soğutucu akışkan olarak soğutucu akışkan kullanılır. Yüksek sıcaklıktaki ısı enerjisi, kompresör tarafından düşük sıcaklıktaki soğuk enerjiye dönüştürülür ve soğutma sistemi suyu dolaştırır.

Vortex Soğutma Sisteminin Prensibi

Bir girdap soğutma kompresörü, birbirine kenetlenen çift fonksiyonlu denklem profillerine sahip iki hareketli ve sabit girdaptan oluşur. Emme, sıkıştırma ve egzoz işlemleri sırasında, sabit disk şasiye sabitlenir ve hareketli disk, eksantrik bir şaft tarafından tahrik edilir ve bir dönme karşıtı mekanizma ile sınırlandırılarak, sabit disk taban çemberinin merkezi etrafında küçük bir yarıçap düzleminde döner.

Gaz, bir hava filtresi aracılığıyla sabit diskin çevresine emilir. Eksantrik milin dönmesiyle gaz, sabit ve sabit disklerin birleşimiyle oluşturulan hilal şeklindeki birkaç sıkıştırma odasında kademeli olarak sıkıştırılır ve ardından sabit diskin merkezi bileşeninin eksenel deliğinden sürekli olarak dışarı atılır.

 Soğutma Prensibi Absorpsiyonlu Soğutma Prensibi

Absorpsiyonlu soğutma, çevreye ve atmosferik ozon tabakasına zararsız olan su veya amonyak gibi doğal olarak oluşan soğutucuları kullanır;

Isıl enerjinin tahrik enerjisi kaynağı olarak kullanılmasıyla, kazan buharı ve yakıtının ürettiği ısıl enerjiden yararlanmanın yanı sıra, atık ısı, atık ısı, güneş enerjisi gibi düşük dereceli ısıl enerjiden de yararlanılarak, aynı ünitede hem soğutma hem de ısıtma (ısıtma) amacına ulaşılabilmektedir.

Ters Carnot ilkesi

Ters Carnot çevrimi, iki sabit sıcaklık prosesi ve iki adiabatik prosesten oluşan ideal bir tersinir soğutma çevrimidir.

Çevrim sırasında, yüksek ve düşük sıcaklıklı ısı kaynakları sabit kalır ve soğutucu akışkan ile kondenser ve buharlaştırıcıdaki ısı kaynağı arasında ısı transfer sıcaklığı farkı yoktur. Soğutucu akışkan, herhangi bir kayıp göz önüne alınmadan çeşitli ekipmanlardan akar. Bu nedenle, ters Carnot çevrimi en yüksek soğutma katsayısına sahip ideal bir soğutma çevrimidir, ancak mühendislikte uygulanamaz.

CO2 transkritik döngüsü

Düşük sıcaklık ve basınçtaki CO2 soğutucu akışkan, buharlaştırıcıda çevredeki ortamdan veya soğutulan nesneden ısıyı emer ve sıvı halden düşük basınçlı aşırı ısıtılmış buhara dönüşür. Düşük basınçlı CO2 buharı, CO2 soğutma kompresörüne girer ve adiabatik olarak yüksek basınçlı ve yüksek sıcaklıklı gaza sıkıştırılır. Yüksek basınçlı ve yüksek sıcaklıklı CO2 gazı daha sonra hava soğutucuya girer, soğutma ortamıyla ısı alışverişinde bulunur, ısıyı serbest bırakır ve sabit basınçta soğutulur.

Daha sonra, düşük basınçlı ve düşük sıcaklıkta ıslak buhar üretmek için adiabatik kısma (veya adiabatik genleşme) için kısma cihazına (veya genleşme makinesine) girer. Düşük basınçlı ve düşük sıcaklıktaki CO2 sıvısı, sabit basınçta ısı emilimi ve buharlaşma için buharlaştırıcıya tekrar girer, soğutulan ortamın sıcaklığını düşürür ve soğutma kapasitesi üretir. Sürekli soğutma sağlamak için döngüyü bu şekilde tekrarlayın.

Kademeli soğutma çevrimi sistemi

Üç tek kademeli sıkıştırma çevriminden oluşan bir kademeli soğutma çevrimi sistemi. Bu çevrimde, CO2 hem besleme gazı hem de soğutucu akışkan olarak görev yapar ve sistem açık çevrimde çalışır. 

Kondenserden çıkan yüksek basınçlı sıvı iki kısma ayrılır: Bir kısım intercooler gaz kelebeği ile ara basınca düşürülerek intercooler içinde buharlaştırılır; diğer kısım ise serpantin içindeki ara soğutucudan geçerek borunun dışında ara basınç altında buharlaşan soğutucu buharıyla ısı alışverişinde bulunur ve böylece aşırı soğutma amacına ulaşır. 

Daha sonra aşırı soğutma için tekrar ısıtıcıya girer ve buharlaştırıcıda buharlaştırılıp soğutulmadan önce yoğuşma basıncını buharlaşma basıncına düşürmek için bir gaz kelebeği valfi ile kısılır. 

Buharlaştırıcıdan çıkan doymuş soğutucu akışkan buharı, ısıtıcı tarafından yeniden ısıtılır, düşük basınç kademeli kompresör tarafından emilir, orta basınca sıkıştırılır ve yüksek basınç kademeli kompresörün emiş borusuna boşaltılır. Ara soğutucudan çıkan doymuş buharla karıştıktan sonra yüksek basınç kademeli kompresöre girer ve yoğuşma basıncına sıkıştırılır. Kondenserde yüksek basınçlı sıvıya yoğuşur ve ardından tekrar sirküle edilir.

Helyum soğutmalı hidrojen sıvılaştırma sistemi

Helyum soğutmalı hidrojen sıvılaştırma sistemi iki bölümden oluşur: hidrojen sıvılaştırma işlemi ve hidrojen soğutma çevrimi. Hidrojen sıvılaştırma işleminde, sıkıştırılmış hidrojen gazı sıvı helyum ile önceden soğutulur ve bir ısı eşanjöründe soğuk helyum gazı ile sıvılaştırılır.

Buhar sıkıştırmalı soğutma prensibi

Kompresör, kondansatör, genleşme valfi ve buharlaştırıcıdan oluşan bu sistemler, boru hatları ile birbirine bağlanarak kapalı bir sistem oluşturur. Soğutucu akışkan, buharlaştırıcıda düşük sıcaklıkta soğutulan nesneyle ısı alışverişine girer, soğutulan nesnenin ısısını emer ve buharlaşarak, kompresör tarafından emilen ve yüksek basınçta boşaltılmadan önce sıkıştırılan düşük basınçlı buhar üretir.

Kompresörden çıkan yüksek basınçlı gaz halindeki soğutucu akışkan, kondensere girer ve ortam sıcaklığındaki soğutma suyu veya hava ile soğutularak yüksek basınçlı sıvıya dönüşür. Yüksek basınçlı sıvı, genleşme vanasından aktığında, düşük basınçlı ve düşük sıcaklıkta iki fazlı bir gaz-sıvı karışımı haline gelir ve buharlaştırıcıya girer. Sıvı soğutucu akışkan buharlaşarak buharlaştırıcıda soğur ve oluşan düşük basınçlı buhar tekrar kompresöre çekilir.

Bu döngü kendini tekrarlıyor, sürekli kendini tekrarlıyor.