İngilizce chiller olarak adlandırılan ve Türkçeye soğutma sistemleri olarak çevrilen chiller; ısıyı bir kaynaktan alarak başka bir kaynağa transfer eden, enjeksiyon soğutma sistemi olarak adlandırılan sistemlerdir. Çeşitli endüstriyel cihaz ve laboratuvar aleti, ekipman ve aparatlarının sıcaklığını sabit bir seviyede tutmanın yanı sıra, bina ve fabrikalarda iklimlendirme amacıyla da kullanılmaktadır. Genellikle soğutma amacıyla kullanılır. Bir chiller, bir soğutma cihazında su sirkülasyonu sırasında sürekli olarak soğutulmuş su sağlayabilir. Lazer işleme cihazları ve yüksek frekanslı ısıtma cihazları gibi ısı üreten parçaları ve klima ekipmanlarını sabit bir sıcaklıkta soğutmak için uygun bir cihaz olarak çok kullanılır, çeşitli soğutma sorunlarını çözer ve enerji verimliliğini artırırken işletme maliyetlerini azaltabilir.
Chiller’in Endüstride Kullanımı
Endüstriyel alanda, üretimin kalitesini ve verimliliğini artırmak için, sabit bir su sıcaklığında büyük miktarda su sağlayabilen, yüksek verimli ve yüksek hassasiyetli ısı kaynaklı makinelere ihtiyaç duyulmakta olup, bu ısı kaynaklı makinelere geniş bir yelpazede talep bulunmaktadır. Fabrikalar, süpermarketler, eğlence tesisleri, hidroponik ve su ürünleri çiftlikleri gibi çeşitli tesisler bu gibi alanlara örnek olarak gösterilebilir.
Üretim ve işleme makinelerinde ısı oluşumunun bastırılması, ürünlerin soğutulması ve üretim için gerekli su sıcaklık ayarı gibi üretim süreci için gerekli olan soğutmaya “proses soğutması” adı verilir.
Çok çeşitli endüstrilerden ürünleri, makineleri ve fabrika makinelerini soğutmak için bir ‘Chiller’ kullanılır ve içeriği kabaca “ekipman (equipment) soğutma” ve “ürün (article) soğutma” olarak ikiye ayrılır.
Ekipman soğutmanın amacı, işleme ekipmanının çalışmasından kaynaklanan ısı oluşumunu bastırmak ve arızaları ve işleme doğruluğunun bozulmasını önlemektir. Yarı iletken üretim ekipmanlarının soğutulması, CT ve MRI gibi tıbbi ekipmanların soğutulması gibi çok çeşitli uygulamalarda kullanılır.
Öte yandan, ürün soğutmanın amacı, işlenen ürünler tarafından üretilen ısıyı soğutmak ve işleme, depolama için gerekli sıcaklığı korumak ve soğutmaktır. Plastik kalıplı ürünlerin, metal işleme ürünlerinin, kaplama solventlerinin, kesme yağının soğutulması için kullanılır.
‘Chiller’ Çeşitleri
Hava Soğutmalı Chiller
Hava soğutmalı chiller , ısı eşanjörüne hava gönderen ve soğutucu akışkanı hava ile soğutan bir sistem türüdür. Chiller’in içinde yerleşik bir fan motoru vardır ve montajı kolaydır, ancak odada egzoz ısısı oluştuğundan, dar alanlarda egzoz ekipmanı gerekebilir. Kompresör ile sıkıştırılan gaz, bir kondenser (radyatör) tarafından soğutulur ve sıvılaştırılır. Soğutucu gaz döngüsü ve dolaşımdaki su döngüsünden oluşur ve dolaşımdaki suyu soğutmak için bir ısı ortamı olarak soğutucu gaz kullanılır. Sıvılaştırılmış gazın genleşme valfinden geçirilmesiyle basınç düşürülür ve bu bir soğutma gazı haline gelir. Bir su soğutucusu (ısı eşanjörü), dolaşan suyu soğutmak için dolaşımdaki su ile ısı alışverişi yapar. Donma veya tıkanma olmadığı için ısı değiştirici temizliği ve bakımı kolaydır.
Su Soğutmalı Chiller
Su soğutmalı chiller, suyu soğutmak için bir soğutma kulesi kullanan bir sistem türüdür. Chiller için soğutma suyu gereklidir, ancak mükemmel soğutma verimliliği gibi avantajlar sunar ve odada egzoz ısısı oluşturmaz. Genelde orta ve büyük ölçekli binalar için kullanılır.
Yıl boyunca istikrarlı bir şekilde çalıştırılabilir ve küçük alanlara kurulabilmesi için kompakt bir tasarım mümkündür.
Chiller Avantajları
Chiller soğutma sistemi avantajları arasında ilk olarak -30C ve +30C sıcaklık arasında çalışma teknolojisine sahip olması ve soğutma ihtiyacı olan her alanda kullanılabilmesi yer almaktadır. Esnek tasarımlı ve yıllara dayanıklı chiller kullanmanın avantajları:
- İhtiyaca göre çalışır.
Chiller avantajları arasında ilk olarak ihtiyaca göre çalışma sistemi yer alır. Dilediğiniz kadar ve sektörünüze uygun şekilde çalıştırabilirsiniz.
- Alçak ve yüksek basınç korumaları vardır.
Chiller kullanmanın avantajları arasında dirençli ve dayanıklı olması da yer alır. Alçak ve yüksek basınç korumaları sayesinde sistem aşırı basınçlarda da sorunsuzca çalışır.
- Arıza durumlarında sizi ikaz eder.
Chiller soğutma sistemleri herhangi bir arıza durumunda sizi uyararak arıza ve bakım masraflarınızı minimuma indirir.
- Soğutma ihtiyaçlarını karşılar.
Chillerin avantajları arasında her alanda soğutma ihtiyaçlarını karşılayarak harcadığınız elektrik ve üretim maliyetlerini düşürmesi yer alır. Hava soğutmalı chiller ve su soğutmalı chiller modelleri ihtiyaca göre karşılık verir.
- Düşük işletme maliyeti vardır.
Chiller kullanmanın avantajları arasında düşük işletme maliyetleri de yer alır. Chiller dışındaki diğer sistemlere oranla daha ekonomik kullanım sağlar ve karşılaştığınız faturaların miktarı düşük olur.
- Düşük ses seviyesi ile çalışır.
Geliştirilmiş fan teknolojisi açısından bakıldığında düşük ses oranlarına sahip olması Chiller avantajları arasında en dikkat çekici olanlardandır. Mekandaki varlığını unutturan Chiller soğutma sistemleri, özellikle üretim yerleri için ideal olacaktır.
- Hızlı soğutma özellikleri vardır.
Chillerin avantajları arasında hızlı bir şekilde mekanda soğutma yapabilmesi de yer alır. Yüksek kapasitesi ve soğutma gücü sayesinde homojen şekilde çalışır.
- Çalışma alanlarında konfor sağlar.
İş yerlerinde, hastanelerde, üretim tesislerinde kullanılan Chiller modelleri ideal soğutmayı sağladığı için konforunuzu sürekli hale getirecektir. Chiller kullanım alanları geniş olduğu için kaliteli çözümler her mekan için sunulmaktadır.
- Enerji tasarrufludur.
Chiller soğutma sistemleri, az enerji harcayan teknolojileri sayesinde enerjiden tasarruf ederek bütçenize katkıda bulunmaktadır.
- Çevre dostudur.
Ozona zarar vermeyen chiller sisteminin avantajları hem çevreye hem de çalışma koşullarınıza katkı sağlar. Kullandıkları kaynakların doğal olması ve kolay bakım yaptırılabilmesi çevreyi korumaya yardımcı olur.
- Montaj kolaylığı sağlar.
Chiller soğutma sistemleri kolay montaj ve kuruluma sahiptir. Chiller kullanmanın avantajları arasındaki bu özellik işletmelerin kurulum maliyetlerini azaltır.
- Soğutma için ayrı bir sisteme ihtiyaç duyulmaz.
Chiller avantajları arasında ekstra bir sisteme ihtiyaç duyulmaması da yer alır. Gelişmiş kapasiteleri sayesinde herhangi bir soğutma cihazına ihtiyacınız olmayacak.
Chiller Seçimi
Bir chiller seçerken, chiller’in fonksiyonlarını, performansını ve özelliklerini, ekipman kullanım koşullarını belirlemek gerekmektedir. Seçim doğru yapılmazsa, chiller çalıştırıldığında beklenen performansı göstermeyebilir ve ayrıca soğutulacak ekipmanın ve chiller’in kendisinin sorunlara yol açmasına neden olabilir.
Doğru bir chiller seçimi için öncelikle sirküle eden suyun sıcaklığı belirlenmeli ve daha sonra kurulum ortamından hava soğutmalı mı yoksa su soğutmalı mı olacağı belirlenmelidir. Soğutulacak ekipmanı, soğutma kapasitesini ve pompa kapasitesini belirledikten sonra chiller seçimine geçebilirsiniz.
Chiller kullanılıp kullanılmamasına karar verilirken aşağıdaki kriterler göz önünde bulundurulmalıdır;
- 4 °C oda istenildiğinde; DX batarya kullanılırsa -5 °C civarı bir evaporasyon seçilmesi gerekir.
- Aynı şartlar altında Chiller kullanıldığında, glikol sıcaklığı -3/-7 °C gibi bir sıcaklıkta olması gerekir.
- Glikolü bu sıcaklığa soğutmak için -10/-11 °C gibi bir evaporasyon sıcaklığında çalışılması gerekir.
- Her bir derece evaporasyon sıcaklık düşümü %2-3 verim kaybı demektir.
- İlave chiller de enerji tüketimi olarak pompa kullanılır.
Chiller Soğutma Kapasitesi Belirleme
Soğutma kapasitesi; soğutulmuş suyun, amaçlanan nesneyi ne kadar soğutabileceğine ilişkin çalışma sıcaklığı aralığı için kılavuz olarak kullanılabilecek önemli bir değerdir. Chiller’in soğutma kapasitesinin birimi sabittir ve genellikle W (watt) olarak ifade edilir. Ancak, kcal/h ile hesaplanabilir (1kW＝860kcal/h).
Q: 0.07 x Cb x γb x Lbx （Tout－Tin）
Q: Cooling capacity (impossible capacity) (kw)
Cb: Specific heat of circulating water (cal/g℃)
*Water is approx. 1.0 cal/g℃
γb: Density of circulating water (g/m³)
*Water is approx. 1.0 g/m³
Lb: Circulating water amount (ℓ/min)
Tout: Load outlet temperature (℃)
Tin: Load inlet temperature (℃)
‘Chiller’ ve ‘Soğutma Kulesi’ Arasındaki Farklar
İklimlendirme alanı için bir soğutma cihazı olan chiller kullanımı yaygın olmakla birlikte, günümüzde soğutma ve ısıtma cihazı olarak kullanılmaktadır. Temel mekanizma; soğutma kulesinin soğutma suyu ile chillerdeki soğutucu akışkan arasındaki ısı alışverişi ile hem soğutulmuş, hem de sıcak su üretmektir ve ısıtma, soğutma terminaline taşınarak ısıtma ve soğutma işlevi gerçekleştirilir.
Chiller ve soğutma kulesi son derece benzer cihazlardır, ancak, her birinin farklı bir rolü vardır. Soğutma kulesinin işlevi, esas olarak klima ekipmanındaki soğutma suyunu soğutmaktır. Sıcaklığı yükselen soğutma suyu, sıcaklığını düşürmek için dış havanın gücü kullanılarak soğutulur. Öte yandan chiller’ler, makinenin içindeki sıvıyı soğutmak için de kullanılır, ancak amacı sadece soğutma değildir. Chiller’in amacı, hedef sıcaklığı sabit bir seviyede tutmak için dış havanın ve suyun gücünü kullanmaktır. Bu nedenle, soğutmak veya ısıtmak için kullanılabilir. Sıcaklığı her zaman sabit tutmak gerektiğinden soğutma ile sınırlı değildir. Tabii ki, genellikle soğutma için kullanılır, ancak bazen bir chiller ısıtma için kullanılır.
‘Chiller’ ve ‘Freezer’ Arasındaki Farklar
Bir chiller‘in rolü esas olarak soğutmadır, ancak bir freezer‘ın da benzer bir işlevi vardır. Chiller ve freezer arasındaki farklar son derece belirsizdir ve bazı parçaların anlaşılması zor olabilir. Ancak, farklı isimlerden de anlaşılacağı gibi, kesinlikle farklı cihazlardır. Peki, chiller ve freezer arasındaki farklar nelerdir? Burada aralarındaki farkları açıklayacağız.
‘Chiller’ ve ‘Freezer’ Çalışma Prensipleri
İlk olarak, bir chiller mekanizmasına bir göz atalım. Chiller çalışma prensibi; makinenin içinde dolaşan soğutucu (coolant) adı verilen bir sıvının, amaçlanan nesneyi soğutmasıdır. Soğutucuyu üretmek için su da dahil olmak üzere çeşitli sıvılar kullanılır, ancak her durumda bu soğutucu, nesneden ısıyı uzaklaştırır ve onu soğutur. Soğutucu, Chiller’in içinde sirkülasyon yapar.
Bir nesnenin ısısını ortadan kaldırmak, aynı zamanda, soğutucunun sıcaklığının yükselmesi anlamına gelir. Yeniden kullanmak için sıcaklığı tekrar düşürmeniz gerekir, bu yüzden su veya havanın kullanıldığı yer burasıdır. Soğutucunun sıcaklığı su veya dışarıdan alınan hava kullanılarak düşürülür ve soğuyan soğutucu tekrar amaçlanan cismi soğutmak için kullanılır. Bunu yaparak amaçlanan, nesnenin sürekli soğutulmasını sağlamaktır.
Öte yandan, bir freezer’da ise buharlaştırıcı (evaporatör) ve hava arasında ısı alışverişi yapılarak, soğutulmuş hava yaratılır ve soğutma gerçekleştirilir. Soğutulmuş hava, dolaşım sıvısı gibi herhangi bir sıvı kullanılmadan freezer tarafından oluşturulur. Belki de bunu bir klima gibi düşünürseniz hayal etmek daha kolaydır.
Her ikisi de soğutma için kullanılan cihazlar olmasına rağmen mekanizmalar farklıdır. Hem chiller hem de freezer bir soğutma kompresörü kullanır. Bir chiller söz konusu olduğunda, genellikle, kondenser dışındaki tüm ekipmanlar (kompresör dahil) tek bir pakette bulunur. Bu, bir chiller’in benzersiz bir özelliğidir. Freezer’da ise, iç ünite ve dış ünite olarak ayrım yapılması gerekmektedir.
