Klimanın Çalışma Prensibi

Klima, soğutma çevrimi kullanılarak bir ortamdan ısı çekmek (yani o ortamın sıcaklığını azaltmak) için tasarlanmış, alet, sistem veya mekanizmadır denebilir. İnsanların bulundukları çevre, ortam içinde sıcaklığın ayarlanabilmesi, bulunulan ortamın konforunu artırır. İnsanın rahat ettiği çevre sıcaklığı bir başka ifadeyle rahatlık sıcaklığı bulunan ortamdaki hava sıcaklığıyla havanın nem oranına bağlıdır. Aşırı nem aşırı sıcaklıktan daha rahatsız edicidir. Örneğin 40 ºC sıcaklık ve %10 nispi neme sahip bir hava 30 ºC sıcaklık %80 nispi neme sahip bir havaya göre daha iyidir , çünkü nem oranı arttıkça insan vücudunun sıcaklık karşısındaki reaksiyonu yavaşlar. Bu nedenle klimalarda yalnızca havanın soğutulması yeterli olmaz nem oranının da ayarlanması gerekir. Bu işlemlerin yapılmasına klimalandırma veya iklimlendirme denir. Bu amaçla kullanılan donanıma ise klima (En:air conditioner) denir.

Klimanın çalışma yöntemi, belirli bir basınç altında bulunan sıvı haldeki akışkanın istenilen sıcaklıkta buharlaştırılması ve buhar halden tekrar sıvı hale döndürülmesidir. Çalışma prensibini termodinamiğin ikinci kanunu açıklar.

Çevrim malzemesi olarak kullanılan gaz bir kompresör aracılığıyla emilip sıkıştırılarak sıvılaştırılır. Sıkıştırma sırasında açığa çıkan ısı bir fan vasıtası ile atmosferik çevreye (dış ortama) atılır . Bu sıvı daha sonra genleşme valfi tarafından üzerindeki basıncın düşürülmesi ile bulunduğu ortamdan ısı çekerek gaz haline dönüşür. Bu esnada bulunduğu ortamdan ısı çektiği için ortam sıcaklığını da düşürmüş olur. Soğutma akışkanı kompresör tarafından emilerek çevrim aynı şekilde tekrarlanır.

ETKİNLİK KATSAYISI ( COP )

Bir soğutma makinesinin verimi etkinlik katsayısı ile ifade edilir ve COPsm ile gösterilir ( Isı pompalarında bu simge COPıp şeklindedir ). Soğutma makinesinin amacı soğutulan ortamdan ısı cekmektir (QL). Bu amacı gerçekleştirmek için bir iş yapılması gerekir (Wnet giren). Bu durumda soğutma makinesinin etkinlik katsayısı aşağıdaki gibi ifade edilir.

                  Elde edilmek istenen değer                     QL
COPsm = ---------------------------------     =       -------------
                 Harcanması gereken değer                Wnet giren

DİKKAT: Soğutma makinesi,klima,chiller,buzdolabı,derin dondurucu veya ısı pompası alırken COP veya EER değerlerini mutlaka kontrol ediniz. COP veya EER değeri büyüdükçe cihaz daha az enerji harcayacaktır. Eğer aldığınız cihazda COP değeri yazmıyor ise ürün katalogunun teknik tablolarındaki verilerden cihazın soğutma gücünü soğutmak için harcadığı enerjiye bölünüz. Çıkan değer C.O.P değeridir ve bu değer ne kadar büyük ise cihazınız o derece az enerji harcayacak demektir. EER = 3,412 COP dir. Özellikle klima alırken dikkat edilecek en önemli husus EER değerinin 3,2 nin altında olmamasıdır. 

ISI POMPASI

Düşük sıcaklıktaki bir ortamdan yüksek sıcaklıkta bir ortama ısıl enerji aktaran bir başka makinede ısı pompasıdır. Soğutma makineleri ve ısı pompaları aynı çevrimi gerçekleştirirler fakat kullanım amaçları farklıdır. Bir soğutma makinesinin amacı ortamdan ısı çekerek çevre sıcaklığının altında tutmaktır, çevreye ısı yaymak; çevrim için gerekli zorunlu bir iştir. Isı pompasının amacı ise ortamı istenilen değerde ısı alarak veya ısı vererek dengede tutmaktır ve en karakteristik iklimlendirme cihazıdır. Burda ısıtma için ısı alınan kaynak genelde çevredeki; dış hava, toprak veya su iken, soğutma için ısı çekilen ortam iç ortamdır.

Isı pompalarının satın alma ve kurma bedelleri diğer ısıtma sistemlerine göre daha yüksektir, fakat orta dönemde ısıtma/soğutma faturalarının düşük olması, bu sistemlerin genelde kazançlı olmasını sağlar. Isı pompalarının kullanımı giderek yaygınlaşmaktadır. 1984 yılında ABD'de yapılan her üç evden birinde ısı ponpası kullanılmıştır.

Isı pompalarının ve klima sistemlerinin mekanik parçaları aynıdır. Bu nedenle bir evin ısıtma ve soğutulmasını ayrı sistemlerle yapmak ekonomik değildir. Aynı sistem kışın ısıtma amacıyla yazında soğutma amacıyla kullanılabilir.

ABSORBSİYONLU SOĞUTMA SİSTEMLERİ ( SOĞURMALI SOĞUTMA SİSTEMLERİ )

Adındanda anlaşılacağı gibi soğurmalı soğutma sistemlerinde soğutucu akışkanın bir ikinci akışkan içinde soğurulması sözkonusudur. En yaygın olarak kullanılan absorbsiyonlu soğutma sistemi amonyak su sistemidir. Bu sistemde soğutucu akışkan olarak amonyak ( NH3 ), su ( H2O ) tarafından soğutulur. Bu sistem yukarda anlatılan chiller, klima, ısı pompası gibi cihazların çalışma prensipleri ile aynı çalışır tek fark kompresör bulunmamasıdır. Kompresörün yerini soğutucu akışkanın basıncını yükselten değişik bi mekanizma almaktadır ve mekanizma bir ısı kaynağı (örn : doğalgaz brülörü ) ile ısıtılarak suyun termal genleşmesi ve amonyağın suyla reaksiyona girmesi vasıtası ile soğutucu akışkanın (amonyak) basıncı yükseltilir ve çevrim tamamlanır. 
Bu sistemin en önemli avantajı kompresör bulunmadığından hareketli parçalar yok denecek kadar azdır ve çok uzun süre bakım gerektirmez. Aynı zamanda da çok sessiz çalışır. Soğutma maliyetinin düşük olmasının sebebi kompresörü çalıştırmak için kullanılan enerjinin ( elektrik ) %1'i kadar ısıtma enerjisi ile soğutma yapılabilmesidir. Çevrim sırasında soğutucu akışkandan ısı alarak ısınan suyun başka bir devrede kullanılması ile de soğutma yaparken ücretsiz sıcak su kullanılır. İmkansız gibi görünen " soğutan alev " teriminin izahı yukarda anlatıldığı gibidir.