GENLEŞME VALFLERİ

Genleşme valfi, soğutma sistemlerinde soğutucu akışkanın akışını düzenleyen, başlatan veya durduran temel bir kontrol ekipmanıdır. Sistemin yük ihtiyacına göre çalışır. Ancak, genleşme valflerinden verimli bir şekilde faydalanabilmek için sistemin yabancı maddelerden, aşırı nemden ve korozyondan korunması gerekir. Bunun sağlanması için sisteme pislik tutucu, filtre ve kurutucu (drayer) gibi ekipmanlar eklenmelidir.

Genleşme valfleri üç ana gruba ayrılır:

1. Elektronik Genleşme Valfleri: Günümüzde yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır. Çeşitli kontrol tipleri ile sınıflandırılır:

   • Isı-Motor Kontrollü: Isı enerjisiyle motoru çalıştırarak akışkan akışını düzenler.

   • Elektromanyetik Modülasyonlu: Elektromıknatıslar yardımıyla valfin açılıp kapanmasını kontrol eder.

   • Pulse Modülasyonlu (On-Off): Akışın aralıklı olarak açılıp kapanması ile çalışır.

   • Adım Motor Kontrollü: Elektrik sinyalleri ile adım motorunu kontrol ederek akış miktarını hassas bir şekilde düzenler.

2. Sabit Basınçlı Genleşme Valfleri: İlk kullanılan genleşme valfleridir. Evaporatöre girmesi gereken soğutucu akışkan miktarını, evaporatör veya valf çıkış basıncına göre belirler. Daha basit bir yapıya sahiptir ve genelde düşük hassasiyet gerektiren sistemlerde tercih edilir.

3. Termostatik Genleşme Valfleri: Bu tip valfler, evaporatöre giren soğutucu akışkan miktarını, evaporatörden çıkan soğutucu akışkanın kızgınlık (superheat) sıcaklığına göre kontrol eder. Termostatik genleşme valfleri, yüksek hassasiyet gerektiren uygulamalarda tercih edilir ve bu yazıda detaylı olarak incelenmiştir.

TERMOSTATİK GENLEŞME VALFLERİ

Termostatik genleşme valflerinin temel işlevi, evaporatörün en verimli şekilde kullanılmasını sağlamak ve kompresöre sıvı halde soğutucu akışkanın ulaşmasını engellemektir. Valf, soğutucu akışkanın tamamen buharlaşabileceği miktarın evaporatöre girişine izin verir. Ayrıca, soğutucu akışkanın kızgınlık (superheat) derecesine göre çalışır.

Önemli Kavramlar:

1. Kızgınlık (Superheat):

   • Soğutucu akışkanın gaz fazında, buharlaşma basıncına karşılık gelen sıcaklıktan daha yüksek bir sıcaklıkta bulunma durumudur.

   • Bu durum, soğutucu akışkanın tamamen gaz fazında olduğu anlamına gelir ve akışkan içinde sıvı bulunmaz.

2. Aşırı Soğutma (Subcooling):

   • Soğutucu akışkanın sıvı fazında, yoğuşma basıncına karşılık gelen sıcaklıktan daha düşük bir sıcaklıkta bulunma halidir.

   • Aşırı soğutulmuş akışkan içinde gaz fazı bulunmaz.

TERMOSTATİK GENLEŞME VALFLERİNİN YAPISI

Termostatik genleşme valfleri, üç ana bölümden oluşur:

1. Termostatik Element: Akışın kontrolünü sağlayan ana parçalardan biridir. Termostatik elementler şarj tipine göre sınıflandırılır:

   • Gaz Şarjlı: Termostatik element içindeki gaz, sıvı fazdaki soğutucu akışkan miktarı ile sınırlıdır.

   • Sıvı Şarjlı: Bu tip elementlerde soğutucu akışkan, sistemde kullanılanla aynıdır ve sıvı halde bulunur.

   • Likit-Geçişli Şarj: Sistemde kullanılan soğutucu akışkandan farklı bir akışkan içerir. Bu, farklı kızgınlık karakteristikleri sağlar.

   • Gaz-Geçişli Şarj: Gaz şarj ve sıvı geçişli şarjın bir kombinasyonudur. Maksimum Çalışma Basıncı (MOP) sağlamak için sıvı miktarı sınırlandırılmıştır.

   • Absorpsiyon Şarj: Element içinde absorban maddeler (örneğin silikajel veya aktif karbon) kullanılarak basınç kontrol edilir.

2. Orifis: Soğutucu akışkanın geçtiği dar bir bölge olup, akış miktarını kontrol eder.

3. Valf Gövdesi: Termostatik valfin mekanik olarak sağlamlığını sağlayan kısımdır.

BASINÇ DENGELEME TÜRLERİ

Termostatik genleşme valfleri, basıncı dengeleme şekline göre ikiye ayrılır:

1. İçten Dengeli: Valf çıkış basıncı, valfin içindeki bir kanal aracılığıyla termostatik elementin diyaframına iletilir. Bu tip valfler, evaporatördeki basınç kaybı düşük olan sistemlerde kullanılır.

2. Dıştan Dengeli: Evaporatör veya distribütördeki basınç kaybı yüksek olduğunda tercih edilir. Basınç, dış denge hattı ile termostatik elemente iletilir.

TERMOSTATİK GENLEŞME VALFİNİN ÇALIŞMA PRENSİBİ

Valf, evaporatöre giren soğutucu akışkan miktarını kızgınlık derecesine göre ayarlar. Kızgınlık derecesindeki değişimler doğrudan valfin çalışma durumunu etkiler:

• Düşük Kızgınlık:

  • Kompresöre sıvı akışkanı ulaşma riski artar.

  • Soğutma sisteminin verimliliği düşer.

• Yüksek Kızgınlık:

  • Evaporatöre az miktarda akışkan enjekte edilir.

  • Evaporatör yüzeyinin bir kısmı verimsiz kalır.

Termostatik valfler, Minimum Kararlı Kızgınlık (MSS) prensibine göre çalışır. MSS, yük, evaporasyon sıcaklığı ve evaporatör tasarımı gibi birçok faktöre bağlıdır.

TERMOSTATİK GENLEŞME VALFİNİN SEÇİM KRİTERLERİ

Valf seçimi için şu faktörler dikkate alınır:

1. Uygulama alanı ve soğutucu akışkan türü

2. Evaporatör kapasitesi (minimum ve maksimum)

3. Evaporasyon ve kondansasyon sıcaklıkları

4. Aşırı soğutma değeri

5. İçten veya dıştan dengeli seçim

6. Fiziksel özellikler (bağlantı türü, kılcal uzunluk vb.)

7. Maksimum Çalışma Basıncı (MOP)

Basınç düşümü hesaplama formülü:

ΔP=(Pc−Pe)−(ΔP1+ΔP2+ΔP3+ΔP4+ΔP5)ΔP=(Pc​−Pe​)−(ΔP1​+ΔP2​+ΔP3​+ΔP4​+ΔP5​)

Bu formüle göre, sistemdeki tüm elemanların basınç kayıpları göz önüne alınarak toplam basınç kaybı bulunur.

TERMOSTATİK GENLEŞME VALFİ UYGULAMALARINDA DİKKAT EDİLMESİ GEREKENLER

1. Bulb Yerleşimi: Kuyruk (bulb), emme hattına doğru yerleştirilmeli ve çevredeki ısı kaynaklarından etkilenmemelidir.

2. Borulama Tasarımı: Borular, sıvı birikmesini engelleyecek şekilde tasarlanmalıdır.

3. Hava Akışı: Eğer distribütör kullanılıyorsa, hava akışı evaporatör yüzeyine homojen şekilde dağıtılmalıdır.