Isı, moleküler titreşim ile iletilen enerjidir. Moleküler titreşimin ölçülmesi sıcaklıktır. Birimleri °F, °C veya K’dır. Bir cisimde moleküller arası titreşimin tamamen durması durumunda, sıcaklık 0K, diğer bir deyişle -273°C olacaktır. Bu duruma “mutlak sıfır” denmektedir.
Fizikte, soğuk diye bir kavram yoktur. Soğuk, ısıya göre karşılaştırılabilen bir olgudur. Buna göre, moleküler titreşimin güçlü olması, daha yüksek enerji seviyesini, buna bağlı olarak da sıcak olma durumunu işaret eder. Tam tersine, moleküler titreşimin zayıf olması, düşük enerji seviyesini, yani soğuk olma durumunu işaret eder.
Isı enerjisi, yüksekten alçağa, sıcaktan soğuğa, doğru hareket eder. Örneğin, bir bardak suyun içindeki buzun erimesi için enerjiye ihtiyaç vardır. Buz enerjiyi sıvıdan alır. Enerji seviyesi düşen sıvı, soğumuş olur. Bilindiği üzere malzemenin üç hali vardır. Buna göre maddenin: “Katı” halinde, moleküller düzenlidir; “Sıvı” halinde, moleküller kısmen düzenlidir; “Gaz” halinde, moleküller düzensizdir.
Katıdan, sıvı; sıvıdan, gaz hale geçmek için, ortamdan ısı enerjisi alınır. Ters yönde harekette ise ortama ısı enerjisi salınır. Bu bağlamda, buharlaşma esnasında, madde, gereken enerjiyi bulunduğu ortamdan alır. Basınç ve sıcaklık arasındaki ilişkiye verebilecek güzel bir örnek, düdüklü tenceredir: Düdüklü tencere, sızdırmaz yapıdadır. Tencere ısıtıldığında, kapalı ve sızdırmaz olan tencerenin içindeki basınç yükselir. Basıncın artması, tencerenin içindeki suyun buharlaşma sıcaklığını yükseltir (~115°C) . Bu sayede, pişirme süresi kısalır. Basıncın değişmesi durumunda, buharlaşma sıcaklıkları da buna bağlı olarak değişir. Örneğin; deniz seviyesinde ~1.013 bar’da saf suyun buharlaşma sıcaklığı 100°C’dir. Deniz seviyesinden ~3.000m yüksekte, basınç ~0,7 bar’dır. Saf suyun buharlaşma sıcaklığı bu yükseklikte 90°C’dir. Basınç, sıcaklık ve buharlaşma sıcaklığı arasındaki ilişki, soğutma sistemlerinin bakım aşamasında çok önemli bir rol oynamaktadır.
Soğutma teknisyeni, bakım yapmadan önce, soğutma tesisindeki tüm sıvıyı tahliye etmelidir. Aksi taktirde, sistem zarar görebilir. Nem ve soğutma akışkanı birleştiğinde yüksek oranda aşındırıcı özelliğe sahip bir karışım ortaya çıkar. Bu karışım, borulara ve kompresörün bobinajına zarar verebilir.
Bunu önlemek, için tesis içindeki soğutma akışkanı, tahliye edilerek, sistem kurutulmalıdır. Bunu sağlamak için, suyun, düşük mutlak basınç değerlerinde, düşük sıcaklıkta buharlaşması koşuluna göre, basınç düşürülür.
Soğutma ısının tahliyesi ile üretilir. Maddenin buharlaşması anında en verimlidir. Isı enerjisinin sıcaktan soğuğa hareket etmesi sebebi ile, buharlaştırılacak maddedinin buharlaşma sıcaklığı, ortam sıcaklığına getirilmelidir.
Soğutma döngüsünde dört birim bulunur. Kompresör düşük basınç tarafından gazı alır ve basıncını yükseltir. Bu sayede de soğutucu akışkanın sıcaklığı yükselir. Yoğuşturucuda sıcaklığı yükselen gaz dışarı ısı vererek sıvı hale geçer. Genleşme valfi yüksek basıncı düşürür. Bu da soğutma akışkanının sıcaklığını düşürür. Buharlaştırıcıda, basıncı ve sıcaklığı düşmüş olan soğutma akışkanı, dışarıdan ısı emer ve gaz haline geçer. Bu esnada da soğutma gerçekleşir.
Yüksek enerji tüketimine sahip tüm soğutma sistemlerinde verimli enerji tüketimi için, tüm diğer sistemlerde olduğu gibi, ölçüm yapmak esastır. Soğutma sistemlerinde verim amaçlı ölçüm için gerekli ölçümler sırasıyla:
1. Soğutma akışkanına göre, yöğuşturucu ve buharlaştırıcıdaki basınç değerlerinin ölçülmesi,
2. Ölçülen basınç değerlerine karşılık gelen faz değiştirme sıcaklıklarının hesaplanması;
3. Boru yüzeyinden gerçek sıcaklık değerinin ölçülmesi;
4. Ölçülen gerçek sıcaklık değeri ile hesaplanan sıcaklık değerleri arasındaki fark: yoğuşturucu tarafındaki fark, aşırı soğuma (sub-cooling) değeridir (tipik olarak -3K olmalıdır); buharlaştırıcı tarafındaki fark, aşırı kızdırma (super-heating; tipik olarak +7K olmalıdır).
Not edilmelidir ki, üreticinin belirlediği teknik veriler bu hesaplamalarda dikkate alınmalıdır. Teknik veri yoksa, yukarıdaki tipik değerler dikkate alınabilir. Teknik veriler veya tipik değerlerin dışında kalan fark okumaları sistemin fazla enerji tüketilmesine sebep olacaktır. Fazla enerji tüketiminin nedenleri arasında yetersiz soğutma akışkanından dolayı sistemin sürekli devrede kalması ya da tam tersi durumda fazla soğutma akışkanından kaynaklanan sistemin sürekli dur-kalk yapması sayılabilinir. Tüm bu etmenler, fazla enerji tüketimi demektir.
5. Tahliye işlemi (evacuation) yapılırken, bağlanan vakum pompasının basıncının istenildiği gibi olup olmadığının testi için, vakum basıncının ölçülmesi;
6. Vakum basıncını takiben, sisteme basılan azot gazı veya soğutma akışkanı ile, sistem basınç altında ve çalıştırılmadığı halde, basınç değişimlerinin ölçümü yapılarak, sızdırmazlık testi;
7. Gaz şarjı yapılırken, yoğuşturucu ve/veya buharlaştırıcı basıncı ölçülerek, ağırlık ölçülmesi.
8. Soğutma sistemi çalışırken, kompersörün çektiği akımın ölçülmesi;
9. Sistem çalışırken, buharlaştırıcı ve kompersör yağ basıcı arasındaki farkın ölçülmesi .
Bahsedilen tüm değişkenler için, farklı ölçüm cihazları kullanmak bir çözüm olabilir. Bunun avantajı cihazlardan birinde sorun çıkması durumunda, diğer işlemlerin aksamamasıdır. Ancak, farklı cihazlar kullanıldığında kayıt imkanı ve raporlama sınırlı ve/veya esnek değildir. Ayrıca, ölçüm için birden fazla cihazın taşınması ve kullanımı zordur.
Soğutma sistemleri ve ısı pompaları ile ilgili gereksinim duyulabilecek tüm ölçümlerin tek elden yapılabilmesini sağlayan testo 570, 557 ve 570 dijital manifold serisi bilindik ölçüm cihazlarından çok daha fazlasını yapabilecek niteliklere sahiptir. Basınç, sıcaklık ve akım değerlerini analiz edebilirler. Cihaz ekranında büyük karakterlerle sunulan ölçüm değerleri bir bakışta okunabilinir. İki adet sıcaklık düzeltmeli basınç sensörü, yüksek ve alçak basıncı hızlı ve hassas bir biçimde ölçer ve sıcaklığı otomatik olarak hesaplar.
İki adet sıcaklık girişi sayesinde, sıcaklık ölçümü yapılıp aşırı kızdırma ve aşırı soğuma değerlerinin eşzamanlı hesaplanması mümkündür. Sıcaklık değeri de ek olarak görüntülenebilinir. Ölçüm değerleri tek bir tuşa basılarak istenilen şekilde ayarlanılabilinir.
Vakumun görüntülenmesi sistem tahliyesi sırasında yardımcı olur. Tersinir çevrimli havalandırma sitemlerinde soğutucu akışkan hortumlarının yerlerinin değiştirilmesine gerek yoktur. Dijital manifoldlar yüksek ve alçak basıncın yerlerini otomatik olarak değiştirir. Ortam sıcaklığına göre sıcaklık düzeltmeli sızdırmazlık testi sayesinde, kullanıcılar dijital manifoldları kullanarak sistemlerinin sızdırmazlığını test edebilirler.
Manifoldlar farklı ölçüm verilerini 72 saate kadar kaydedebilir. testo 570 ile yapılan online ölçümler sistemin uzun dönemli izlenmesine olanak tanır. “EasyKool” yazılımı ile ölçüm sonuçları raporlanabilinir.
