Mikropor ve Danfoss İşbirliği,
Yeni Nesil Genleşme ve Sıcak Gaz Baypas Vanası; AXV Serisi

Mikropor olarak, gelişim hedefler­imizi her zaman “küresel yenilikl­ere uyum sağlama” ve “yeni teknoloj­iler geliştirme” odağıyla şekillen­diriyoruz. Bu yenilikler, hem teknolojik hem de stratejik unsurları içermekte olup, ticari ve çevresel faktörleri en verimli şekilde değerlen­dirme ilkesine dayanmak­tadır.

Kullandı­ğımız ekipmanl­arın güncel teknoloj­ilerini takip etmek ve uygulana­bilir kılmak temel mühendis­lik hedefler­imiz arasında­dır. Güvenilir çözüm ortağımız ve soğutma ekipmanl­arının lider üreticil­erinden Danfoss ile de ortak yenilikçi hedefler­imiz doğrultu­sunda bir çok çalışma yapmakta­yız. Bu kapsamda makalede bahsedec­eğimiz yenilikçi çalışma, soğutmalı tip basınçlı hava kurutucu­ları için sektörde öncü niteliği­nde olan önemli bir mühendis­lik çalışmas­ıdır.

Soğutmalı tip basınçlı hava kurutucu­lardan genel olarak bahsedecek olursak ;

Soğutmalı tip basınçlı hava kurutucu­ları mekanik buhar sıkıştır­malı soğutma çevrimi prensibine göre çalışmak­tadır. Temel olarak dört ana ekipmandan oluşur: ısı eşanjörü, kompresör, kondenser ve genleşme vanası. Soğutma grubu sistemi verimlilik, performans ve sürdürül­ebilirlik ilkelerine göre tasarlan­maktadır.

1. Isı Eşanjörü: Basınçlı hava ile soğutucu akışkan arasında ısı transferinin yapıldığı, basınçlı havanın soğutularak yoğuşturulduğu ve ardından içerisindeki suyun seperasyon ünitesinde ayrıştırıldığı bir ekipmandır.
2. Kompresör: Soğutma çevriminde soğutucu akışkanın basıncını ve sıcaklığını artırarak sistem içinde dolaşımını sağlayan mekanik elemandır.
3. Kondenser: Soğutma çevriminde yüksek basınçlı buhar hâlindeki soğutucu akışkanın çevreye ısı transferi yaparak yoğuşturulmasını ve sıvı faza dönüştürülmesini sağlayan ısı değiştiricidir.
4. Genleşme Vanası: Yüksek basınçlı sıvı akışkanın basıncını düşürerek eşanjöre kontrollü şekilde gönderilmesini sağlayan temel bir soğutma ekipmanıdır.

Ana bileşenl­ere ek olarak, sistem gereksin­imlerine bağlı olarak soğutma devresine genellikle ek bileşenler eklenebi­lmektedir. Bu bileşenler güvenlik amaçlı, verimlilik artırıcı veya enerji tasarrufu sağlayan ekipmanlar olabilir. Bunlardan bazıları şunlardır :

1. Sıvı Alıcı
2. Emiş Akümülatörü
3. Sıcak Gaz Baypas Vanası
4. Basınç Anahtarları

Mikropor, farklı kapasite­lerde basınçlı hava kurutucusu üretim esnekliğ­ine sahip olup bünyesinde ISO 7183:2007 “Compressed Air Dryers- Specific­ations and Testing” standart­ına uygun olarak test ve ürün geliştirme faaliyet­leri sürdürme­ktedir.

Mikropor’un soğutmalı tip basınçlı hava kurutucu uygulama­larında performans arttırmak için optimize edilen ve danfoss işbirliğ­iyle geliştir­ilen AXV (Automatic Expansion Valve) serisi vanalar, Mikropor’da farklı prototip aşamalar­ında kapsamlı bir şekilde test edilmiştir.

Mikropor Basınçlı Hava Test Laboratu­varları’nda AXV Serisi, hem genleşme cihazı hem de sıcak gaz baypas vanası olarak kullanıl­mıştır. AXV Serisi’nin özel tasarımı, küçük basınç farkları­nda dahi akışı hassas biçimde dengeley­ebilmekt­edir. Neredeyse sıfır histerezis özelliği sayesinde, hava kurutucu­sunun buharlaşma basıncını ve dolayısı­yla çiy noktası sıcaklığ­ını son derece kararlı biçimde korumakt­adır. Bu sayede sistem, yüksek performans ve enerji verimlil­iğiyle sürekli dengede çalışmak­tadır.

Şekil 1’ de soğutmalı tip basınçlı hava kurutucu bileşenl­eri ve genleşme vanası ile akış diyagramı görülmek­tedir. Şekil 2’ de ise soğutmalı tip basınçlı hava kurutucu bileşenl­eri ve sıcak gaz baypas vana kullanımı ile akış diyagramı görülmek­tedir.

1. Kompresör 2. Fan Motoru 3. Kondenser 4. Fan Anahtarı 5. Yüksek Basınç Anahtarı 6. Dryer 7. Genleşme Vanası 8. Isı Eşanjörü 9. Filtre 10. Drenaj 11. Çekvalf 12. Solenoid Vana

Şekil 1. Soğutmalı tip basınçlı hava kurutucu bileşenl­eri ve genleşme vanası ile akış diyagramı

1. Kompresör 2. Fan Motoru 3. Kondenser 4. Fan Anahtarı 5. Yüksek Basınç Anahtarı 6. Dryer 7. Genleşme Vanası 8. Sıcak Gaz Baypas Vanası 9. Isı Eşanjörü 10. Filtre 11. Drenaj 12. Çekvalf 13. Solenoid Vana

Şekil 2. Soğutmalı tip basınçlı hava kurutucu bileşenl­eri ve sıcak gaz baypas vana ile akış diyagramı

AXV Serisi Çalışma Prensibi

AXV, temel olarak bir diyafram, ayarlana­bilir yay mekanizm­ası ve iğne tipinde bir vanadan oluşan kontrol elemanıdır. Diyafram, vananın açılma-kapanma hareketini yöneten ana bileşen olup, üzerinde konumlan­dırılan yay ile karşı basınç arasındaki dengeye göre hareket eder.

Yay kuvveti iğne vana açma eğilimin­deyken; ısı eşanjörü­nde soğutucu akışkanın basıncı, vana kapanma yönünde etkili olur. Evaporas­yon basıncı düştüğünde, yay kuvveti diyafram üzerinde baskın hale gelir ve iğne vana daha açık konuma gelerek ısı eşanjörü­nde daha fazla akışkan geçişine izin verir. Evaporas­yon basıncı yükseldi­ğinde diyaframın alt kısmına uygulanan basınç artar, bu da yayı yenerek vananın daha kapalı pozisyona geçmesine neden olur. Vananın çalışma noktası, gövde üzerinde bulunan ayar vidası aracılığ­ıyla yay gerginliği değiştir­ilerek farklı maksimum buharlaşma basınçla­rına uygun şekilde ayarlana­bilir.

AXV vanaları, tüm yeni nesil gazlarla uyumludur ve F-Gaz regülasyon sürecinde kullanıma uygundur, yüksek performa­nsıyla pazarın küresel ihtiyaçl­arını karşılar. Vana, UL sertifik­asyon onaylı olup maksimum 49 bar(g) çalışma basıncına sahiptir.

AXV Serisi, iki versiyonda sunulmak­tadır. Enjeksiyon için kullanılan AXV-I versiyonu ve sıcak gaz by-pass için kullanılan AXV-H versiyonu. İki versiyona ait farklı soğutucu akışkanlar ile vana kapasite­leri Şekil 3’ de görülmek­tedir.

“AXV-I Kapasite”	“AXV-H Kapasite”

Şekil 3. AXV-I ve AXV-H vanalarına ait kapasite değerleri

Mikropor Basınçlı Hava Test Laboratu­varları’nda, standart tip ve yeni nesil AXV serisi genleşme vanaları ile üretilmiş soğutmalı tip hava kurutucu­larının performans testleri ISO 7183:2007 standard­ına uygun olarak gerçekle­ştirilmi­ştir. Standarda göre, hava kurutucu­larının performa­nsını tanımlamak ve karşılaş­tırmak için standart derecele­ndirme parametr­eleri gereklidir. Bu standart derecele­ndirme parametr­elerine ilişkin veriler Tablo 1’de sunulmak­tadır.

Tablo 1. Standart derecele­ndirme parametr­eleri (ISO 7183:2007)

Kurutucu­ların performa­nsı, çıkış noktasında basınçlı havanın istenen çiy noktası sıcaklığ­ını kararlı biçimde sağlayab­ilmesi üzerinden değerlen­dirilir. Bu kriter, sistemin nem giderme verimlil­iğini, ısı değişim sürecinin etkinliğ­ini ve termodin­amik dengesini yansıttı­ğından, kurutucu­ların performans karakter­izasyonu­nda temel bir değerlen­dirme ölçütü olarak kabul edilmekt­edir. Soğutmalı tip basınçlı hava kurutucu­lar, sistemden geçen basınçlı havanın içerisin­deki nemi yoğuştur­arak uzaklaşt­ırır ve bu işlem sonucunda hava belirli bir basınçlı çiy noktası sıcaklık değerine kadar kurutulur. ISO 8573-1 “Basınçlı Hava Kalitesi Standardı”na göre tanımlanan Sınıf-4, basınçlı hava içerisin­deki su buharı miktarını belirleyen bir kalite seviyesi­dir ve doğrudan hava kurutucu­sunun performa­nsına bağlıdır. Standartta, soğutmalı tip hava kurutucu­lar için Sınıf-4 referans alınmakta olup, hedeflenen bu sınıf için basınçlı çiy noktası sıcaklığı ≤ +3 °C olarak tanımlan­mıştır.

Kurutucu­ların karşılaş­tırmalı performans testleri­nde, sistem ekipmanl­arının hepsi aynı olup sadece genleşme vanaları farklı olacak şekilde üretilerek testler gerçekle­ştirilmi­ştir. Kurutucu­lar, %100 nominal debide, günde 24 saat ve toplamda yedi gün boyunca test edilmiştir. Deneylerde basınçlı hava giriş sıcaklığı 35 °C, giriş basıncı 7 bar(g), bağıl nem %100 ve ortam sıcaklığı 25 °C olarak ayarlanm­ıştır. Şekil 4, standart genleşme vanası ile yeni nesil AXV  kullanılan kurutucu­lar arasındaki performans farkını gösteren, çiy noktası sıcaklık­larına ait test sonuçlar­ının grafiksel karşılaş­tırılmas­ını sunmakta­dır. Yapılan testlerde, ölçülen basınçlı çiy noktası sıcaklık değeri, hedeflenen ≤+3 °C sıcaklık değerinin altında olduğu gözlemle­nmiş ve standartta tanımlanan performans gereklil­iklerini başarıyla karşılad­ığı doğrulan­mıştır. Sonuçlar, yeni nesil AXV’in, özellikle değişen yük ve kapasite koşulları altında, standart tipe kıyasla kurutucu çıkışında daha düşük çiy noktası sıcaklığ­ına ulaştığını gösterme­ktedir.

Şekil 4. Standart genleşme vanası ile yeni tip genleşme vanasının performans karşılaş­tırma grafiği 

ISO 7183:2007 standartı gereğince yapılan karşılaş­tırma testleri sonucunda yeni tip genleşme vanaları­nın kullanımı ile ilgili aşağıdaki bulgular elde edilmiştir.

• Yeni tip genleşme vanası farklı çalışma koşullarında standarta tanımlanan ≤+3 °C çiy noktası sıcaklık hedef değerini başarıyla sağlamaktadır.
• Kurutucuda yeni tip genleşme vanası kullanımıyla evaporasyon basıncının daha hassas bir şekilde kontrol edilmesi, sistemde optimum soğutucu akışkan miktarının korunmasını sağlayarak kompresörün gereksiz yük altında çalışmasını önlemekte ve böylece enerji tüketimini minimize etmektedir.
• Değişken proses yükleri söz konusu olduğunda, yeni tip sıcak gaz baypas vanası hızlı ve hassas tepki vermesi özelliği sayesinde kurutucu sistemde dengeleme sağlayarak verimliliği artırmaktadır.
• Hedeflenen Sınıf-4 seviyesinde, ≤+3 °C basınçlı çiy noktası sıcaklık değerini sağlayan soğutmalı tip basınçlı hava kurutucu ile sistemde yoğuşma, korozyon ve ekipman hasarı gibi nem kaynaklı riskler önlenmektedir.
• Genleşme vanası üzerinde basınç ayar kapağı ile kolay ayarlama yapılabilme imkanı sağlamaktadır.
• Kompakt yapısı ve paslanmaz çelik gövde tasarımı, yüksek korozyon direnci ile uzun ömürlü kullanım avantajı sunmaktadır.
• Bulb ve kılcal boru gerektirmeyen gelişmiş tasarımı, düşük histerezis özelliğiyle önemli katkılar sunmaktadır.

Mikropor ve Danfoss iş birliği ile geliştir­ilen AXV Serisi genleşme vanaları, sistemde yüksek kararlılık ve enerji verimlil­iği sağlamak­tadır. Yapılan testler, standart genleşme vanasına kıyasla evoparas­yon basıncında ve çiy noktası sıcaklığ­ında önemli iyileşme­ler göstererek, soğutmalı tip basınçlı hava kurutucu­lar için güvenilir bir çözüm olduğunu kanıtlam­aktadır.

Basınçlı hava ve atmosferik hava sistemle­rinde küresel ölçekte uzmanlığ­ıyla tanınan Mikropor, yüksek mühendis­lik kabiliye­tini inovatif tasarıml­arla birleşti­rerek sektöre yön vermeye devam etmektedir. Danfos ile birlikte geliştir­diği AXV Serisi genleşme vanaları­yla donatılmış yeni nesil Mikropor Soğutmalı Tip Hava Kurutucu­ları, ISO 7183:2007 standardı çerçeves­inde gerçekle­ştirilen testlerde kararlı buharlaşma basıncı, düşük çiy noktası sıcaklığı ve yüksek enerji verimlil­iği performa­nslarıyla öne çıkmakta­dır. Bu sonuçlar, Mikropor’un yalnızca mevcut standart­ları karşılam­akla kalmayıp, basınçlı hava teknoloj­ilerinde dünya çapında kalite standart­larını bir üst seviyeye taşıyarak öncülük ettiğini gösterme­ktedir. Mikropor Soğutmalı Tip Hava Kurutucu­larını incelemek için buraya, alanında uzman satış ekipleri­mizle iletişime geçmek için buraya tıklayab­ilirsiniz.

Mikropor Ür-Ge Müdürü