Kondenser Nedir?

Kondenser

Bir soğutma çevrimi, soğutucu bir akışkanın (refrijeran) ısıyı emmesi ve daha sonra yayması ile meydana gelen değişikliklerin tanımlandığı, bir soğutucu içinde gerçekleşen çevrimdir.

Soğutma çevriminde kompresör tarafından sıkıştırılarak basıncı ve sıcaklığı yükseltilmiş olan soğutucu buharından, bu noktada ısı alarak dış ortama bırakan ve böylece buharın yoğuşmasını sağlayan cihaza kondenser denir. Yoğuşturucu kondenser veya kondansör olarak ta adlandırılırlar.

Soğutucu sistemler de soğutmayı sağlayan maddenin gaz olarak girdikten sonra ısısını çevreye vererek sıvı duruma geçtiği kısımdır. Soğutucu sistemlerin dışında veya yalıtım malzemesinin içinde saklı olarak bulunabilir.

Düz boruların kıvrım sayısının arttırılması suretiyle yoğuşturucunun ısıyı havaya atması kolaylaştırılmakta bu sayede, soğutkan maddenin aşırı soğutulmuş sıvı duruma geçmesi sağlanmaktadır.

Çevrim döngüsü; kompresör tarafından alçak basınçtaki soğutucu akışkan yüksek basınca çıkartılarak buradan kondensere yollanır. Kondenserde yoğuşma meydana getirilir ve genleşme valfinden geçerek alçak basınç sıvı hale dönüştürülür. Buradan evaparator yardımı ile soğutma gerçekleştirilir.

Uygulamada, ısının düşük sıcaklıktaki kaynaktan, yüksek sıcaklıktaki ortama pompalanması ile depolama hacmi ya da yaşam alanı soğutulur. Isı normalde bunun tersi yönde bir hareket izler (yüksek sıcaklıktan, düşük sıcaklığa doğru). Uygulamada yalıtımda önemlidir. Bundan dolayı düşük ısı iletim katsayısına sahip yalıtım malzemeleri kullanılır. Günümüz de kullanılan yalıtım malzemesi poliüretandır. Yalıtım, soğutulmuş alandaki düşük sıcaklığı korumak ve düşük sıcaklığa erişmek için ihtiyaç olan enerji ve gücü düşürmek için gereklidir.

Çalışma Prensibi

Soğutma çevriminin çalışma prensibi, matematik olarak Sadi Carnot tarafından 1824 yılında bir ısı makinesi ile tanımlanmıştır. Bir soğutucu tersinir(geri dönüşebilen işlem) çalışan bir ısı makinesidir. Soğutucu sistemler, faz değişimli ısı pompasını temel alan çevrimi kullanır, bununla birlikte absorbeli (soğurmalı) ısı pompaları da uygulamaların bir çoğunda kullanılır.

Soğutma sistemleri çalışma prensibi ile buhar ve gazların bir yüzeyde yoğuşması, yüzeyin özelliklerine göre “Damla veya film teşekkülü” şeklinde meydana gelir. Damla teşekkülü ile yoğuşma halinde çok daha yüksek (film teşekkülünden 4-8 defa daha fazla) ısı geçirgenlik katsayıları sağlanmaktadır. Her ne kadar tercih edilse de uygulamada refrijeran özellikleri ve kondenser imalatının ekonomik etkenlerle sınırlanmaları sebebiyle ancak film tarzı yoğuşma ve az ölçüde de damla teşekkülü ile yoğuşma birlikte olmaktadır.

Kondenserdeki ısı alışverişi 3 aşamada meydana gelir Bunlar;

Kızgınlığın alınması,
Refrijeranın yoğuşması,
Aşırı soğutmadır.

Kondenserin dizayn edilmesine göre aşırı soğutma kondenser alanının %0-10’unu, kızgınlığın alınması için ise kondenser alanının %5’ini alır.

Bu üç farklı ısı transferi şekline göre kondenserdeki ısı geçirme katsayıları ile sıcaklık araları da farklı olur. Ancak kızgınlığın alınması aşamasındaki ortalama sıcaklık aralığının fazlalığına karşı daha düşük bir ısı transferi katsayısı var olacak, ama aşırı soğutma sırasında bunun tersine sıcaklık aralığı daha az ve ısı geçirme katsayısı daha fazla olur. Yoğuşma sırasında ise her iki değer de alt-üst seviyelerinin arasında bulunur.

Yapılan deneyler sonucu ısı transferi katsayısının artmasının karşısında sıcaklık farkının azalması (veya tersi) yaklaşık olarak aynı çarpım sonucunu verir ve bu değerlerin ortalaması kullanılır. Hesaplamaların basit olması nedeniyle kondenser hesabında tek bir ısı geçirme katsayısı ile tek bir ortalama sıcaklık aralığı değerleri uygulanmaktadır.

Kondenser Yapısı ve Çeşitleri

Genellikle üç farklı tip kondenser çeşitleri vardır:

Su soğutmalı kondenser
Hava soğutmalı kondenser
Evaporatif (Hava-Su) kondenser

Kondenser firmaları tarafından imalatı yapılan endüstriyel soğutma sistemleri uygulamada, bunlardan hangisinin kullanılacağı daha çok ekonomik yönden yapılacak bir analiz ile belirlenir. Analiz yapılırken kuruluş ve işletme masrafları birlikte etüt edilmelidir. Kondenser fiyatları da maliyete göre değişir. Su soğutmalı kondanser ve evaporatif kondenserlerde yoğuşum sıcaklığı daha düşük seviyelerde olacağı için, soğutma çevrimi termodinamik veriminin daha yüksek olacağı kesindir. Bu sebeple analiz yaparken bu konuya dikkat edilmelidir.