Türkçe'ye Çeviren ve Birimleri Metrik Sisteme Uygulayan: Erdoan Tan - Mays
Hava kompresörleri atmosfer (ortam) havasn sktrarak basncn artran; dier bir ifadeyle, basnçl hava üreten makinalardr.
Balca Hava Kompresörü Tipleri
Pistonlu Kompresörler
Vidal Kompresörler
Santrifüj (Turbo) Kompresörler
Basnçl Hava Sistemleri
Basnçl Hava Tanklar
Basnçl Hava Kurutucular
Basnçl Hava Hatt Filtreleri
Basnçl Hava Datm/Boru Sistemleri
Enerji Geri Kazanma
Ekonomiklik ve letme Maliyetleri
Yük Faktörü
Hava kompresörlerinin yaygn olarak kullanlan üç temel tipi vardr:
Pistonlu Kompresörler
Vidal Kompresörler
Santrifüj (Turbo) Kompresörler
Bu temel tiplerden daha ayrntl olarak kompresörlerin farkllklar :
Kompresyon (Sktrma/Basma) kademesi says
Soutma yöntemi (hava, su, ya)
Sürme yöntemi (elektrik motoru, içten yanmal motor, buhar, dier)
Yalanma yöntemi (yal, yasz)
Standart (Hazr) Paket/Ünite veya Müteriye Özel malat
Pistonlu hava kompresörleri pozitif yerdeitirmeli (deplasmanl) kompresörlerdir. Bunun anlam, havann kapal bir hacim içinde ötelenerek sktrlmas, yüksek basnçl tarafa doru ötelenmesidir. (Pozitif yerdeitirme: Düük basnçl taraftan yüksek basnçl tarafa doru hava ak olmas ve buna karlk öteleyen elemann, örnein: pistonun hareketinin itme eklinde olmas.) Pistonlu hava kompresörlerinde silindir içinde hareket eden pistonun sürekli yerdeitirmesiyle (ötelemesiyle) hava sktrlr.
Pistonlu hava kompresörlerinde sktrma (kompresyon) pistonun sadece bir tarafa/yöne (yukarya, emme yönünün tersine) hareketi esnasnda gerçekleiyorsa, tek (yönde) etkili; her iki yöne (aa ve yukar veya saa ve sola) hareketi esnasnda da sktrma oluyorsa, çift (yönde) etkili pistonlu kompresör olarak adlandrlr.
Pistonlu hava kompresörlerinde her bir msilindirde otomatik yayl valfler vardr, bunlar sadece valfin giri ve çk tarfafnda uygun/yeterli düzeyde basnç fark varsa açarlar.
Emi vafleri silindir içindeki basnç (pistonun emi etkisiyle azalarak) hava emi/giri basncndan az düük olunca açar. Çk valfleri silindir içindeki basnç (pistonun sktrma etkisiyle yükselerek) kompresör çk basncndan az yüksek olunca açar.
Bir kompresör, tüm kompresyon tek silindirle (pistonla) veya paralel olarak çalan birden çok silindirle (pistonla) tek kademede/aamada gerçekletiriliyorsa, tek kademeli kompresör olarak adlandrlr. Bir çok uygulamada tek kademeli kompresyon (sktrma) olanann ötesinde yüksek basnçl hava gerekir. Tek kademede daha yüksek sktrma oranna (sktrma oran: mutlak çk basnnn mutlak giri basncna oran) çkmak, ar yüksek çk scaklna ve dier tasarm/dizayn problemlerine yol açabilir.
Pratik amaçlar için, bir çok endüstriyel pistonlu hava kompresörü tesislerinde, HP (BG) üzerindeki güçlerde, iki veya daha çok kademeli seri gruplar halinde pistonlu kompresörler kullanlmtr. Kademeler arasnda basnçl hava soutmas yaplarak, takip eden kademeye giren havann scakl ve hacmi azaltlr. (Ara soutma yaplarak, çalma scakl normal seviyeye düürülmü ve ayrca, sonraki kademenin verimi artrlm olur.)
Pistonlu hava kompresörleri hava soutmal veya su soutmal, (silindir içinde, pistonun etrafnda, ya olup olmamas açsndan) yal veya yasz tip olabilmektedir; paket/ünite olarak (kapal kasa içinde) yaplabilir ve geni bir basnç ve kapasite seçim olana salayacak ekilde çeitlendirilmi modelleri olabilmektedir.
Vidal hava kompresörleri pozitif yerdeitirmeli (deplasmanl) kompresörlerdir. En yaygn kullanlan vidal hava kompresörleri, tek kademeli, ya enjeksiyonlu, helisel ve spiral loblar ve yivleri (çknt ve oyuklar) olan bir çift (erkek ve dii) rotordan oluan vida (air-end, rotary screw) kullanarak yaplan kompresörlerdir. Bu kompresörlerde kapal bir gövde (vida gövdesi) içinde dönerek, (loblar ve yivler arasndaki) havay (çka öteleyerek/sürerek) sktran bir çift rotor vardr. Emme ve çk valfleri yoktur. Bu üniteler, esas olarak, vida rotorlar ve rotorlar ile vida gövdesi arasndaki açklklar kapatmas için vida içine enjekte edilen (püskürtülen) ya vastasyla soutulur (ve vida içinde snan ya hava veya su soutmal ya soutucundan geçirilerek soutulur).
Kompresör içinde ya vastasyla soutma yaplmasnn sonucunda, çalan parçalarn çalma scakl asla ar yüksek deerlere çkmaz. Vidal kompresör, bu özellikleri dolaysyla, sürekli çalabilen, hava veya su soutmal kompresör paketi/ünitesi olarak yaplr.
Basit dizayn (tasarm) ve anan parçalarn azl, vidal hava kompresörlerinin bakmnn, çaltrlmasnn kolay olmasn ve kurulumunun (tesinin) esnek (özel artlar gerektirmeden, kolayca) yaplabilmesini salamaktadr.
ki kademeli ya enjeksiyonlu (ya beslemeli/püskürtmeli) vidal kompresörlerde rotorlar ve onlar çevreleyen gövde vida (air end, hava kafas, vida grubu) aksamn oluturur. Kompresyon birbine seri bal ilk/birinci ve ikinci/final kademe vidalar tarafndan paylalarak gerçekletirilir. Bu, tüm kompresör veriminin, tam yükte motor güç/kilowatt sarfiyat olarak/açsndan, %15'e kadar daha yüksek (verimli) olabilmesini salar. ki kademeli vidal kompresör vidal kompresörün basitlii ve esneklii ile iki kademeli ve çift etkili pistonlu kompresörün enerji verimini birletirir. ki kademeli vidal kompresörler hava ve su soutmal olarak ve tam paketlenmi/ünite olarak (kapal ve tüm bileenleriyle çaltrlmaya hazr kasa olarak) yaplrlar.
Yasz (oil free, bast havaya kompresyon eleman vida içinde ya karmayan) vidal hava kompresörleri kompresyon odasnda/bölmesinde ya olmakszn çalacak ekilde dizayn edilmi (tasarlanm) , havay ya olmakszn sktran vida (air end) kulllanlarak yaplan kompresörlerdir. Yasz vidal hava kompresörleri, yasz basnçl hava ihtiyaçlarn karlamak için, hava soutmal ve su soutmal olarak yaplrlar ve ya enjeksiyonlu vidal kompresörlerinin kullanm esnekliinin aynsn salarlar.
Vidal hava kompresörleri hava soutmal ve su soutmal, ya enjeksiyonlu veya yasz , tek kademeli veya iki kademeli olarak imal edilirler. Basnç ve kapasite olarak geni bir uyarlama aralna (çeitlilie) sahiptirler.
Santrifüj hava kompresörleri (yüksek hzla) dönen bir impellerin havaya enerji transfer ettii dinamik kompresörlerdir. Rotor havann momentumunu (ve basncn) deitirir/artrr. Bu momentum sabit difüzörlerde (yayclarda) havann hzn keserek, faydal/kullanlabilir basnca dönütürülür. (mpeller: bar veya daha yüksek basnca uygun dizayn edilmi fan, pervane, kanatl rotor.)
Santrifüj hava kompresörleri, tasarm/dizayn gereince, yasz kompresörlerdir. Dilileri (mpellerin yüksek hzla dönmesini salayan dilileri) yalamak için kullanlan ya ile havann balants/temas aft contalar/keçeleri ve atmosferik havalandrma/venting tertibat kullanlarak kesilir.
Santrifüj kompresör sürekli hizmet kompresörüdür; çok az sayda hareketli parças olmasndan ileri gelen avantajyla, özellikle yüksek hava debisi istenen uygulamalarda ve bil hassa (esas olarak) yasz hava gereken yerlerde kullanlmaya uygundur.
Santrifüj hava kompresörleri su soutmal olarak yaplabilirler ve paketlenebilirler (ünite olarak verilebilirler). Tipik bir santrifüj kompresör paketine/ünitesine son (nihai) soutucu ve tüm kontrol donanm dahildir.
NOT: Santrifüj (Centrifugal) hava kompresörleri savurma prensibiyle çalmakla birlikte, dinamik kompresör anlamnda "turbo kompresör" olarak da adlandrlrlar. Fakat, "turbo" kavram tam olarak "santrifüj kompresör" kavramna karlk gelmez. Çünkü, eksenel turbo kompresör (uçaklarn gaz türbinleri içine hava basan türbine akuple/bal eksenel kompresörler gibi) olabilir. Santrifüj kompresörler radyal/çapsal (yani havay ortadan emip çevresine savurarak sktran) esasldr. Santrifüj kompresörün havay sktran döner eleman impellerin tasarm yaps radyal-eksenel karm olabilir. Ama eksenel kapsamna girmez. Sonuç olarak: özelllikle Joy-Cooper-Cameron imalat santrifüj hava kompresörleri turbo kompresör olarak bilinirler. Hava kompresörü cinsi olarak, turbo kompresör ve santrifüj kompresör adlarnn ayn anlama geldii dikkate alnmaldr.
Sürme/Tahrik, Hava Kafas (Air End, Pistonlu Kafa, Vida veya mpeller) ve soutma sisteminden oluan hava kompresörü paketlerine/ünitelerine ek olarak, komple bir basnçl hava sisteminin dier bileenleri:
Basnçl hava tanklar/depolar
Basnçl hava kurutucular
Basnçl hava hatt (ya ve su tutucu) filtreleri
Basnçl hava datm boru sistemleri (Basnçl hava tesisat)
Basnçl hava tanklarnn kullanlma maksad/faydalar:
Kompresyon modülü, emi kontrol sistemi ve motordaki anma ve ypranmay azaltr
Hava akndaki dalgalanmay (basnç dalgalanmasn ve debi deiimini) giderir
Ani ve ar hava taleplerinde arndrma/filtreleme sistemlerinin ar yüklenmesini önler (sistemi/basnc dengeler)
Rejenerasyonu takip eden çilenme ve scaklk artn giderir
Basit bir prensip olarak, 1 m3/dk kompresör kapasitesi için en az litre hava depolama hacmi salanmaldr. (Kompresörün en az saniyede basaca hava debisine denk olacak kadar.)
Nem/Su, sv yada buhar faznda, basnçl hava içinde (daima) mevcut olup, basnçl hava sistemine tanr. Bu nem sistemden yeterince uzaklatrlamazsa/atlamazsa, basnçl hava sistemi verimini kaybeder ve bakm ihtiyaçlar dramatik olarak (önemli ölçüde) artar ve (üretim kayb ve bakm masraflar dolaysyla) önemli maliyet artlar olur.
Pnömatik aletlerin çou ve prosesler scak basnçl havay tolere edemez. Kompresörler normalde son (nihai) soutucular ve nem ayrclar (kondenstoplar, su traplar) içerirler. Son soutucular basnçl havay souturlar ve içindki suyun önemli bir ksmnn youup (kondenstoplar, su tutucular, su traplar vastasyla) ayrlmasn salayan s eanjörleridir/deitirgeçleridir. Su ve ya buharlar basnçl hava soutulunca önemli oranda/miktarda svlaarak youlum (kondensat) ayrma kaplarnda (kondenstoplarda) toplanrlar ve oradan periyodik olarak (otomatik boaltma sistemiyle v.s.) dar atlrlar. Son (Nihai) soutucudan ºC scaklkta çkan basnçl havann debisi ortalama 30 m3/dk ise, soutucudan 24 saat'te yaklak litre su geçer/çkar. (Dar atlmas gereken su miktar)
Bu problemlerden kaçnmak için, basnçl hava arndrma/filtreleme aygtlar/cihazlar kullanarak, su buhar ve dier kirleticiler/kirler uzaklatrlr. Bu aygtlarn uygun seçilmesi pnömatik uygulamalar için kritiktir/önemlidir; ve basnçl hava sistemlerini sofistike (çok ayrntl/bileenli) hale getirir.
Kullanlan pnömatik donanm/ekipman ve beklenen/istenen en düük ortam scakl kurutma yöntemini belirler. En yaygn kurutucu soutucu akkanl (soutma gazl) kurutucu olup, basnçl havay soutarak nemden arndrr. Kurutucudan geçerken souyan basnç hava içindeki nem/su youur ve ya buharlaryla birlikte sistemin boaltma kaplarnda toplanr ve periyodik olarak darya (sistem dna) boaltlr. Bu ekilde nemden arndrlarak "kurutulan" basnçl hava, basnçl hava ebekesine (tesisatna) verilir/geçer.
Kurutucu (Dryer) performans basnç çi noktas (dew point) snf (class) cinsinden ve özgün/spesifik giri ve çk ortam koullar cinsinden belirtilir. Soutucu akkanl kurutucu için en düük çi noktas snf Class H'dir. Bu snf 1ºC'den 4ºC'ye kadar bir basnç çi noktas verir. Soutucu akkanl kurutucularn çi noktas Class H'den düük olamaz; çünkü, kurutucu içindeki su buhar donar. Pratikte en yüksek (soutucu akkanl kurutucu) basnç çi noktas 16ºC olup, daha yüksek çi noktalar kurutucudan sonraki boru tesisatna kondenstat (youum) geçebilecei için kullanlmaz.
Soutucu Akkanl (Soutma Gazl, Soutmal) Kurutucular mekanik soutma çevrimiyle (ekovat/kompresör, evaporatör ve kondenserden oluan soutma sistemiyle) basnçl havay soutarak içindeki suyun ve ya buharnn youmasn salar. Youum topland kaptan (kurutucu çknda) periyodik olarak (otomatik) tahliye edilir. Soutucu akkanl kurutucularn çou basnçl havay yaklak 2ºC scaklna kadar soutur, bu kurutucularn basnç çi noktas 1ºC - 4ºC arasndadr. Kondensat (Youum) 0ºC deerinde donmaya balayaca için, bu snfn alt snr olduunu dikkate almak gerekir.
Kimyasal (Desiccant) Kurutucular desiccant (okunuu: "desikknt" veya yaklak Türkçe söylenii: "desikkant") ad verilen kimyasal boncuklar/tanecikler basnçl hava içindeki su buharn yüzeylerinde toplayarak (adsorbe ederek yani yüzeyinde yaptrarak/tutarak) basnçl havadan ayrr. Silica gel (okunuu: Silika jel), aktifletirilmi alümina (alüminyum oksit) ve moleküler elek/süzgeç en yaygn kullanlan desiccant'lardr. (Basnçl hava kurutucularnda silika jel veya alümina tercih edilir.) Desiccant ortalama ºC basnç çi noktas performans verir. Moleküler elek/süzgeç sadece silika jel veya aktifletirilmi alümina ile birlikte ºC basnç çi noktas uygulamalarnda kullanlr.
Deliquescent Hava Kurutucular desiccant ad verilen absorbtif tip kimyasallar vastasyla basnçl havay kuruturlar. Çi noktasn basnçl havann kurutucuya giri scaklnn 10ºC ile 15ºC kadar altna düürürler. Basnçl hava içindeki nem absorptif (sourucu, içine çekici) bir malzeme tarafndan tutulur/çekilir (svlatrlr) ve atk su olarak kurutucudan boaltlr. Bu atk su korrozyon yapc (korrozif) olup, yerel mevzuata uygun olarak uzaklatrlmaldr.
Deliquescent kurutucular tipik olarak kumlama ve aaç kesme ilerinde kullanlrlar. Kurutucudan çkan kurutulmu basnçl hava içine küçük miktarda atk su karabilecei için, çk tarafndaki basnçl hava ekipmanna (donanmna) zarar verebilir.
Coalescing (Birletirerek biriktirmeli) tip filtreler basnçl havann artlmas için en yaygn kullanlan filtre tipidir. Bu filtreler sv fazda suyu ve yalar basnçl havadan ayrrlar ve soutmal kurutucularn çk tarafna (soutmal kurutucudan sonra) veya kimyasal kurutucularn giri tarafna (kimyasal kurutucudan önce) monte edilirler.
Üreticilerin büyük bir çounluu bu filtrelerde "temiz ve kuru" hava için < bar (1 psi) basnç düümü/kayb, normal çalma koullarnda (ya basnçl hava için) ile bar (3 ile 6 psi) kadar basnç düümü/kayb olduunu iddia ederler. Üreticiler filtredeki basnç düümü/kayb tipik olarak bar (10 psi) deerine yükseldii zaman, ki yaklak olarak 6 ay ile 12 ay kadar bir çalmaya karlk gelir; filtre elemannn deitirilmesi gerektiini belirtirler. Coalescing filtreler, ayrca, kir parçacklarnn tutularak, basnçl hava sisteminden uzaklatrlmasn salarlar. Bununla birlikte, basnçl hava içindeki kat parçacklar (kir) filtrenin erken tkanmasna (basnç kaybnn/düümünün erken yükselmesine) ve filtre elemannn ömrünün ksalmasna sebep olur.
Filtreler sv parçack (partikül) büyüklüü (mikron cinsinden) ve verimine göre tanmlanrlar/belirlenirler. Örnein: mikron hassasiyetli ve % D.O.P. (ya ayrma) verimli/etkili, mikron hassasiyetli ve % D.O.P verimli/etkili.
Coalescing tip filtreler sadece sv fazdaki (youmu) suyu ve sv ya tutabilir; su ve ya buharlarn tutamazlar. Filtreden geçen su buhar ve ya buhar havann soumasyla youabilir; bu youumun (basnçl hava kullanan ekipmana ulamasnn) engellenmesi gerekir. Su ve ya buharlarnn basnçl havadan uzaklatrlmas için kurutucu kullanlmas gerekir.
Basnçl hava tesisat sadece kompresör odasndan aletlere/makinalara nasl hava balants yaplacann belirlenmesi için deil; ayn zamanda, kompresörün enerji sarfiyatn etkileyen balca faktör olarak önemlidir. Yetersiz/Kötü tasarlanm veya yetersiz/kötü bakm yaplan boru sistemlerinin basnç kab (kuruluta) yüksek olur veya (kullanm esnasnda) artar; ve sonuçta, iletme maliyeti yüksek olur, (veya) artar. Yaygn yaplan hata/yanl, datm sistemindeki problemleri halletmek için kompresörün çk basncn yükseltmektir. Bu, enerji maliyetlerinin artmasna yol açar. Yüksek basnç kaçaklarn artmasna ve basnçl havann boa harcanmasna/atlmasna sebep olur; maliyet art ile basnçl hava kayplarnn art bir arada gerçekleir.
Basnçl hava datm/boru sistemi basnçl hava sistemi kontrolünün (kontrol/danmanlk desteinin) balca odak noktasdr (balca ksmdr).
Kaçaklar endüstriyel basnçl hava sisteminde ziyan olan (boa harcanan) enerjinin önemli bir kaynadr; bazen, bir kompresörün çknn (bast havann) %'u ziyan olur (boa harcanr). yi bakm yaplmayan tipik bir tesiste toplam basnçl hava üretme kapasitesinin %20'si kadar kaçak olur. Dier yandan proaktif kaçak saptama ve onarm kaçaklar kompresör çknn (kapasitesinin) %10'unun altna düürebilir.
Tesisin ne kadar havaya ihtiyac vardr? Havann miktar ve kalitesiyle ilgili olarak yaplmas gereken çalmalar, tesisin ihtiyac ve problemlerin saptanmas Basnçl Hava Kontrolleri (Kontrol/Danmanlk Destei) kapsamna girer.
Basnçl Hava Kontrolleri (Air Audits) satcnn/üreticinin basit bir (ayak üstü, yürüyerek) incelemesinden ibaret olabildii gibi, bir kaç günden bir kaç haftaya kadar uzayabilen, birkaç bin dolara çkabilen, youn izleme ve analiz çalmasndan oluabilir. En iyi basnçl hava sistemi kontrolörleri/danmanlar (Auditors), kompresörler üzerine ve her bir kullanm noktasna ölçme aygtlar yerletirererek izlerler. Hava datm sisteminin haritasn/projesini/durumunu ortaya koyarlar ve kaçaklar kontrol ederler. Kurutucular, tanklar ve kontrol ekipman incelenir.
Müteri istedii bilgi için ne kadar ödeme yapmay düünüyorsa/istiyorsa, ona göre tercih kullanabilir. Kimisi çok yüksek güçlü (çok fazla beygir güçlü, kilowat'l) basnçl hava sistemine sahiptir, ve bireyler yapmaya (bir çözüm getirmeye) motive olmutur; onun için, kapsaml bir kontrol/danmanlk destei satn almas gerekir. Kimisi, sadece kitaplardan, internetten (açk kaynaklardan) veya konuyla ilgili seminerlerden bilgi almak ister ve alaca bilgiyi yeterli görebilir.
Endüstriyel hava kompresörünün kulland elektrik enerjisinin % kadar s enerjisine dönüür. Bir çok durumda, uygun dizayn edilmi (iyi tasarlanm) s geri kazanma ünitesi bu termal enerjinin % kadarn geri kazanabilir/alabilir ve faydal hava veya su stma ii yapabilir. Scak havadan geri kazanlacak s, bal/göreceli olarak düük scaklk ssdr (40 ºC'nin alt) ve snrl uygulanabilir. (NOT: Ya soutucusundan geri alnacak s, kompresörün ya scakl ºC'ye kadar çkabildiinden, havaya göre daha yüksek scaklkta gerçekleir ve bu s scak su üretiminde kullanlabilir.)
çten yanmal motorla sürülen kompresörlerde hava kafasnda (vidada, pistonlu kafada) ortada çkan s düük olmakla birlikte, motorun scakl/ss çok daha yüksek olabildii için, düük basnçl buhar üretiminde dahi kullanlabilir. Motorun silindir gömlei soutma suyu ºC olabilmektedir. Genel bir kural olarak gaz (sv) yaktn giri enerjisinin (benzin veya mazotun yada gaz yaktn motora giri enerjisinin) %30'u yüksek scaklkta s enerjisi olarak geri alnabilir. Uygulamada ihtiyaç duyulan scaklk düük ise, giri enerjisinin %90' geri alanabilir.
Tipik bir içten yanmal motorlu kompresör kcal/HP yakt giri enerjisine ihtiyaç duyar (1 HP için kcal/h). Buna göre HP kompresörde kcal enerji girii olur ve kcal geri alnabilir. Hava kompresörü ile ayn saatlerle (ayn çalma süresince) çalan küçük bir scak su kazanna denktir. Büyük endüstriyel motorlar (> HP) kcal/HP gibi düük yakt giri enerjisiyle çalabilirler.
Is geri kazanma sisteminin deerlendirme anahtar, geri kazanlabilecek ve ihtiyaç duyulan s arasnda termal uyumluluk (scaklk uyumluluu), ve üretilen ve ihtiya duyulan slar arasnda saat (zaman) uyumluluudur. Tesis (Kurulum) maliyeti de, ayrca hesaba katlmaldr. Sadece snn mevcut olmas deil, geri kazanlmasnn ekonomik olmas gerekir. Özellikle, küçük sistemlerde s geri kazanma sistemine bol/fazla para harcamak, yeterli kalori (s enerjisi) geri alnamayaca için, faydasz olabilmektedir. Ayrca, hava kompresörünün çalt ve sya ihtiyaç duyulmayan zamanlarda, kompresörde üretilen snn atlabilmesi (kompresörün soutulabilmesi için) için bir s atma sistemi (soutma sistemi) kurulu olmas gerekir. Bunun maliyeti (Soutma sistemi maliyeti), tesis/kurulum maliyetine eklenir.
letme maliyetlerini teorik olarak hesaplamak kolaydr; fakat gerçek maliyetlerin youn ölçme ve izleme faaliyeti olmakszn saptanabilmesi çok zordur. Çünkü, gerçek çalma yük faktörü iletme maliyeti için kritik öneme sahip olup, tam yükte çalma hariç, ksmi yüklerde çalma durumundaki iletme maliyetini (ölçüm yapmadan) doru hesaplamak hemen hemen imkanszdr. Genelllikle (yaygn olarak) hava kompresörünün bir yllk iletme maliyeti balangçtaki satn alma maliyetinden (bunun 1 yla düen ksmndan) daha yüksektir; ama, bir çok kii, en ucuz (satn alma maliyeti en düük) kompresörü satn alrken, bunu (bu durumu) dikkate almaz.
Elektrik Motoru letme Maliyeti
En basit formül:
(Hava Kompresörü Gücü, HP) x ( kW/HP) x (1 / Motor Verimi) x (Yllk Çalma Saati) x (Ortalama Elektrik kWh Maliyeti) x (Yük Faktörü)
Motor verimi bilinmiyorsa, (%90) kabul edilebilir. Yük faktörü bilinmiyorsa, (%80) kabul edilebilir.
Daha hassas formül için, Güç Faktörü (Kosinüs ), talep yükleri (farkl sarfiyat durumu ücretleri), üst pik ve alt pik (on-peak ve off-peak) elektrik deerleri, tümleik (entegre edilmi) yük faktörü dikkate alnr. Bunu, elle, (ilgili deerleri) ölçmeden ve yük faktörünü bilmeden hesaplamak zordur.
(NOT: Yukardaki formülde yer alan HP = Metrik HP, PS, BG)
çten Yanmal Motor (Gaz Motoru) letme Maliyeti
En basit formül:
(Motorun Beygir Gücü, HP) x ( kcal/HP) / ( kcal/m3) x (Yllk Çalma Saati) x ($/m3) x (Yük Faktörü)
Gerçek motor yakt giri deeri (yakt sarfiyat) biliniyorsa, HP x kcal/HP deeri yerine onu (gerçek sarfiyat deerini) kullann. çten yanmal motorlarda yük faktörünü hesaplamak zordur; motorunun kontrol edilmesine, devir saysna ve kompresörün (hava kafasnn) güç talebine/ihtiyacna göre deiebilir.
Hava kompresörleri nadiren tam yükte (tam yükle) çalrlar. letme maliyet analizi yaparken, kyaslanan sistemlerin ksmi yüklerde enerji taleplerini (sarfiyatlarn) anlamak önemlidir.
Elektrik Motorlar
Eski elektrikli hava kompresörleri yük durumunu dikkate almakszn sürekli çalrlard. Bu tip üniteler çaltklar her saat için tam güçlerinin %80'e kadarn kullanrlar. Baz yeni ünitelerde hava kafas (vida veya pistonlu kafa) bota çalma özellii iyiletirilmitir/gelitirilmitir; bunun anlam, elektrik motoru hava talebi olmayan zamanlarda/periyodlarda yüksüz çalr demektir. Sonuç olarak, yüksüz çalan elektrik motoru anma gücü deerinin (tam yük gücü deerinin) %30'u kadar elektrik harcar. Dolaysyla, sürekli çalyor olsalar bile, bu (yeni tip) kompresörlerin elektrik motorlar kompresör yüksüz veya boa geçmi olarak çalt için, önceden (sürekli çalmaya göre) hesaplanandan daha az elektrik harcarlar. En yeni ve en yüksek verimli elektrikli kompresör üniteleri, hava talebi olmayan ksa periyodlarda motoru durdururlar (stop ederler). Bu çevrimler (yüke ve boa geçme, bota bekleme ve stop etme) saniyeler içinde gerçekleebilir. Baz üniteler motorun devrini hava talebine göre deitiren deiken devir (frekans) sürücüleri (variable speed drives) kullanrlar. Bununla birlikte, deiken devirli sürücü kullanlan ünitelerin satn alma maliyeti (ilk maliyeti) önemli oranda yüksektir.
çten Yanmal Motorlar (Gaz Motorlar)
çten yanmal motorlarn ksmi yüklerde çalma avantaj vardr. hava kafasnn (Vidann veya pistonlu kafann) nasl kontrol edildiine bal olarak, yüksüz çalan kompresör ürettii havay boaltabilir (emii ksabilir ve/veya havay boa atabilir), böylece motor ayn devirle dönse bile daha az güç harcar. Büyük ünitelerde motor devri hava talebine göre deitirilebilir. Bununla birlikte, içten yanmal motoru olan kompresörler elektrikli motoru olan kompresörlere kar önceden sahip olduklar baz avantajlar en yeni ve yüksek verimli elektrikli kompresör ünitelerine kar (ksmen) kaybetmilerdir.
çten yanmal motorlu kompresör paketleri/üniteleri elektrikli ünitelere göre, her iki cins de ayn konvensiyonel/yaygn donanma sahip iken, iki kata kadar (daha) pahaldr. Deiken devir sürücüleri olan elektrikli ünitelerin satn alma maliyeti içten yanmal motorlu ünitelerin satn alma maliyetine yaklaabilir. Endüstriyel cins/snf içten yanmal motoru olan kompresörler en yüksek satn alma maliyeti olan kompresörlerdir.
Hava kafas (Vida veya pistonlu kafa) ksm tamamen ayn olsa dahi, içten yanmal motorlar olan kompresör ünitelerinin bakm maliyetleri (içten yanmal) motor'a kar elektrik motoru durumundan dolay, ayrca, yüksek olacaktr. Tipik bir kural olarak, içten yanmal motorlarn 1 saat'lik çalmaya karlk gelen bakm maliyeti, $/HP'dir. (Örnek: çalma saati için 20$/HP) çten yanmal motorlu kompresör ünitelerinin ortalama bakm maliyetleri ticaretini/iini bitirecek (rekabet etmesi mümkün olamayacak) düzeyde fazla deildir ama kyaslamada önemli bir faktör olarak dikkate alnmaldr.
En yüksek s geri kazanma miktar içten yanmal motorlu kompresörlerden elde edilebilir; çünkü, içten yanmal motorlar elektrikli motorlara kyasla çok yüksek scaklklarda çalr. Ayn güçler için, içten yanmal motoru olan kompresörden geri kazanlabilecek s miktarna göre yakt maliyeti, denk bir scak su (veya düük basnçl buhar) kazannn yada motor olmadan s üreten herhangi bir stcnn yakt maliyetine yakndr. (çten yanmal motorlu kompresörün enerji geri kazanm sistemi olmas durumundaki yakt maliyeti stc aygt veya makinann yakt maliyetinden önemli oranda fazla deildir. Dolaysyla basnçl hava üretimi dndaki enerji sarfiyat tam telafi edilmi -geri kazanlm- olur.)
Genellikle (Amerika'da), içten yanmal (gaz) motorlu hava kompresörleri elektrikli ünitelere göre daha düük (enerji sarfiyat bedeli) maliyetle çalrlar (elektrik daha pahalya gelir). Buna ramen, yüksek satn alma bedeli, müterisi açsndan, gerçek geri ödemenin hangisinde (elektriklide mi içten yanmal motorlu da m ?) olaca konusunda dikkatlice bir analizi gerektirmektedir.
Bu çalma orijinali seafoodplus.info web sitesinden alnm "Compressed Air Tutorial" makalesinin, esasn bozmadan, az deitirilmi Türkçe'si olup; ngilizce'sinin telif hakk orijinal sahibine, Türkçe'sinin kopye hakk Erdoan Tan'a ve Aktif Kompresör Ltd. ti.'ne aittir. Bu makale (Türkçe'si) Erdoan Tan veya Aktif Kompresör Ltd. ti.'nin izni olmadan kopyelenmemeli veya yazlar deitirilerek ve bilgi kayna gizlenerek taklit edilmemelidir.
© Erdoan Tan -Mays
Bu web sayfas ve makalenin içerii Erdoan Tan tarafndan Aktif Kompresör Ltd. ti. web sitesi için hazrlanmtr
Sources: Text Bob Fegan ; based on information from: The Energy Solutions Center Air Compressor Consortium web site seafoodplus.info, Compressed Air Challenge website seafoodplus.info, Ingersol-Rand web site seafoodplus.info ; 3/
Kompresör genel olarak hava veya diğer gazları sıkıştırmak amaçlı kullanılır. Daha doğrusu atmosfer basıncının daha yüksek noktalarında sıkıştırma özelliği gösteren bir cihazdır. Hava kompresörü olarak da bilinir ve motor ile çalışma özelliği gösterir. Lastik şişirmesi ya da endüstriyel birçok farklı alanda yaygın olarak kullanıldığını söylemek mümkündür.
Aynı zamanda Petrol, kalıp ve pres tezgahları konusunda da önemli bir yere sahip olduğunu ifade etmek gerekir. Ham metal sektöründe ise kontrol ve işletme mekanizmaları olarak değerlendirilir. Otomotiv alanında kalıp işleme ya da boya işlemleri ile pres tezgahları konusunda da öne çıkar. Tekstil alanında iplik üretimi noktasında da atmosfer basıncının üzerindeki bu Yapı kullanılır.
Kompresör atmosferden almış olduğu havayı sıkıştırmak suretiyle hidrolik ihtiyaçların karşılanması konusunda değerlendirilir. Bu cihaz genel olarak motorlu bir yapı altında çalışmaktadır. Genel çerçevede hava veya birçok farklı gazı atmosfer basıncının üzerinde sıkıştırarak depolar. Elektrik motor gücünü kullanmak suretiyle havayı vakumla maktadır.
Bu sayede atmosferden emdiği havayı oldukça yüksek oranlarda ve tüp içerisinde sıkıştırır. İhtiyaç duyulduğu zaman ise motorlu kompresör cihazı çalıştırılarak atmosfer basıncının üzerinde püskürtme işlemi uygular. Basit bir uygulama yöntemi olmasının yanı sıra, pek çok farklı sektör için önemli bir yer taşımaktadır. Özellikle lastik şişirilmesi ya da sanayi alanları için önemli bir makinedir.
Basınçlı hava kompresörleri mekanik enerjiyi pnömatik enerjiye dönüştürmek amacıyla tasarlanır. Endüstriyel uygulama alanlarında kompresör, dönme gücünü elektrik motorundan alarak çalışır. Diğer iş makineleri, motorlu makineler, deniz araçları ise benzinli veya dizel motor ile hareket eder. Motor gücüyle alınan hareket, kompresörün iç bölgesinde negatif bir basınç oluşturarak vakum yaratır. Filtreden emilen havayı kompresör küçük bir hacim içine hapsederek belirli bir miktarda sıkıştırır. Sıkıştırmanın oranına göre kompresör içerisindeki basınç artar. Basınçlı hava kompresörlerinin verimli çalışması için emiş havası temiz ve serin olmalıdır. Ayrıca emiş havasının yağmurla temas etmemesi gerekir. Emiş filtresinin temizliğine özen gösterilmeli ve filtre zamanla değiştirilmelidir. Farklı endüstri uygulamalarına hitap eden kaliteli, dayanıklı ve uygulama alanınıza verimlilik kazandıracak basınçlı hava kompresörü çözümleri firmalara büyük kolaylık sağlar.
BASINÇLI HAVA KOMPRESÖRÜ NASIL ÇALIŞIR?
Kompresörler farklı modeller olarak ve farklı basınç aralıklarında hizmet verir. Bir basınçlı hava kompresörü makinesinin çalışma mantığı otomobil motoruna benzer. Motor bloğu içerisinde aşağı ve yukarı yönlü olarak hareket eden motor, benzini sıkıştırır ve yanma elde edilir. Bu yanma ile elde edilen gaz, egzoz aracılığıyla dışarı atılacaktır. Ancak kompresör, atılan gazı depolar ve basınçlı olarak sonraki aşamalarda kullanmak üzere saklar. Makinenin içinde piston yuvasıyla hareket halindeki kompresör bu hareket sayesinde çalışır. Alt ölü noktaya kadar inen piston atmosfer basıncını emer. Hava girişi bölgesinde filtre içinden geçen hava, temiz bir şekilde piston yuvasına geçer. Pistonlar üst ölü noktaya hareket ederek supapları kapatır ve hava, basınçlı hale gelir. Arzu edilen basınca ulaşan hava, kollektör aracılığıyla toplanır. Sonrasında çekvalf kullanılır ve kompresör havayı depolama tankına aktarır. Çekvalf her bir tur ile depoda havanın tek yönlü bir şekilde akışını keser ve böylece ortama yeni hava girişi olur. Kompresör tamamıyla dolunca makine, devredeki tankın dışındaki sistemlerden otomatik bir şekilde havayı tahliye eder. Bu tahliye işlemini makine selenoid valf aracılığıyla yapar. Özen Kompresör’ün ürün portföyünde yer alan basınçlı hava kompresörü modelleri zorlu çalışma alanlarında dayanıklılığını korumaktadır. Firmanızın basınçlı hava ekipmanı ihtiyaçları için uygulama alanınıza kompresörlerle verimlilik kazandırabilirsiniz.
BASINÇLI HAVA KOMPRESÖRÜ CİHAZININ KADEMELERİ
Basınçlı hava kompresörleri iki veya üç kademelidir. Alçak basınç sisteminde oluşacak olan havayı kompresör ara soğutucuya aktarır. Depo içerisinde düzenli olarak su buharı oluşur. Bu, pnömatik sistemler için sorun yaratır. Bu duruma karşı deponun alt bölgesinde tahliye vanası yer alır ve ayıklama işlemi için bu kısım kullanılır. Depodaki hava, nemlendirici ya da kurutucu olarak işe yarar. Kurutucu hava için kompresör nemi ayrıştırır. Piston hareketi için kompresör motorlarının farklı güçlere sahip çeşitleri bulunur. Bu nedenle işletmenin ihtiyacına göre bir makine seçimi önemlidir. Kompresörler farklı aralıklarda basınç üretir. En yaygın olarak kullanılmakta olan basınç bar aralığıdır. Ancak ihtiyaca göre daha büyük boyutlu kompresörler de mevcuttur.
BASINÇLI HAVA KOMPRESÖRLERİNİN BAKIMI VE TAMİRİ
Basınçlı hava kompresörü modellerinin fiyatları nedeniyle bu cihazların bakımının ve tamirinin önemi büyüktür. Haftalık olarak, aylık ya da yıllık bakımlar hayati öneme sahiptir. Ayrıca kompresörün yaz ve kış mevsimlerine göre de bakımı yapılmaktadır. Bakım yapılmadığı takdirde problem yaşayabilir ve bir uzmana danışmak zorunda kalabilirsiniz. Arızalanan kompresör parça değişimi de gerektirebilir. Ayrıca basınçlı hava kompresörlerinin kullanıldığı alanın temizliği de son derece önemlidir. Çok tozlu yerlerde bu makinelerin kullanılmaması gerekir. Kompresör arızalarında en kaliteli hizmeti alabileceğiniz 7/24 bakım, servis ve yedek parça hizmeti veren kompresör üreticilerini tercih etmekte fayda var.
İLANDIR
Kompresör, atmosferden aldığı havayı sıkıştırarak hidrolik ihtiyaçların karşılanmasında kullanmak üzere depolama işlemi yapan makinedir.
Elektrik motoru gücünü kullanarak havayı vakumlayan kompresörler
, atmosferden emdiği havayı yüksek oranlarda tüp içinde sıkıştırır. Sonrasında bu havayı kontrollü bir biçimde Pnömatik devrelerin çalışmasında kullanıma uygun basınçlarla tahliye eder.
Kompresör çeşitleri arasında pek çok farklı model vardır.
Bu modellerin anlaşılması için araç motorlarını
örnek gösterebiliriz. Motor tipi ne olursa olsun motorun amacı, aracı istenilen hızda ve güçle hareket ettirmektir.
Kompresörlerde aynı bu tanımda olduğu
gibi tiplerine göre değişiklik gösterse de temel amacı atmosfer havasını vakumlamak ve sıkıştırmaktır. Sonrasında söz konusu hava istenilen basınçla dışarı itilerek devrenin çalışmasını sağlar.
Vidalı kompresörler, diğer kompresörlerden farklı olarak birbirine geçmiş rotor çifti bulunur. Bu da demek oluyor ki, basınçlı havayı piston yerine birbirine geçmiş rotor çifti kullanılıyor demektir. Bu yapıdaki makinelere vidalı kompresör denir.
Pistonlu Kompresör Nedir?
Düşük basınçlı taraftan yüksek basınçlı tarafa doğru hava akışı olması ve buna karşılık öteleyen elemanın, örneğin: pistonun hareketinin itme şeklinde olması. Pistonlu hava kompresörlerinde silindir içinde hareket eden pistonun sürekli yer değiştirmesiyle (ötelemesiyle) hava sıkıştırılır.
Pistonlu hava kompresörlerinde sıkıştırma (kompresyon) pistonun sadece bir tarafa/yöne (yukarıya, emme yönünün tersine) hareketi esnasında gerçekleşiyorsa, tek (yönde) etkili; her iki yöne (aşağı ve yukarı veya sağa ve sola) hareketi esnasında da sıkıştırma oluyorsa, çift (yönde) etkili pistonlu kompresör olarak adlandırılır.
Kompresör pek çok farklı model ve basınç aralığında hizmet vermek üzere üretilebilir.
Kompresörün çalışma mantığına baktığımızda
, otomobil motorlarına benzer oldukları görülmektedir. Motor yuvası içinde aşağı yukarı hareket eden motor, benzini sıkıştırarak patlama ve yanma elde eder. Bu patlama ve yanma sonucu oluşan gaz egzozdan dışarı atılmaktadır.
Kompresörler atılan gazı depolayarak basınçlı bir
şekilde daha sonra kullanılmak üzere saklar. Kompresörlerde piston yuvasında hareket eden kompresör bu hareketle çalışır. Detayları ile ele aldığımızda;
Pistonun ölü noktasına kadar inen piston, ters yöne hareketle atmosfer havasını emecektir.
Hava girişinde hava filtresinden geçen atmosfer havası temiz bir şekilde piston yuvasına emilmiş olur. Piston yukarıya doğru hareket ettiğinde ise kapanan sübaplar havanın basınçlı bir hal almasını sağlar.
İstenilen basınca erişen hava, kollektör kullanılarak bir araya toplanır.
Hava daha sonra, çekvalf kullanılarak depolama tankına aktarılır. Çekvalfler her turda depo içinde olan havanın tek yönlü olarak akışını keserek ortama yeni hava girişini mümkün kılar. Kompresör tamamen dolduğunda devrede olan hava, yani tankın dışında ki sistemlerde olan sistemden otomatik olarak tahliye edilir. Söz konusu tahliye selenoid valf yardımı ile gerçekleşir.
Kompresör Bakım ve Tamirinin Önemi
Kompresörler pahallı makinalar olması nedeniyle bakım
ve tamiri oldukça önemlidir. Haftalık, aylık ve yıllık bakımlar hayati öneme sahiptir. Bununla beraber
yazlık ve kışlık olarak mevsimlere görede yapılmalıdır. B
akımı yapılmayan ve dikkate alınmayan kompresörler arızlar vererek sorunlar
yaşatmaya başlar ve soluğu kompresör tamircisinde alabilirsiniz.
Arıza çıkaran kompresörler parça
değişime gerektirirse kaçınılan bakım ücreti
ile başka bir boyuta ulaşır. Kompresörün kullanıldığı yerin temizliği de çok önemlidir.
Çok toz alan bir yerde kompresör arızlarının sayısı artmaktadır.
ile ilgili ayrıntılar için uzmana başvurabilirsiniz.
Kompresörler iki ya da üç kademeli olabilir.
Alçak basınç sisteminde oluşan hava ara soğutucuya aktarılır. Depo içinde her zaman belirli oranda su buharı oluşmaktadır.
Bu durum pnömatik sistemlerde
istenmeyen sonuçlardandır. Bu nokta da depo altına yerleştirilen tahliye vanası ile depo içinde ayıklama işlemi sağlanır.
Depo içinde bulunan hava hem nemlendirici hava olarak hem de kurutucu hava olarak kullanılabilir.
Kurutucu hava olarak kullanılacak havanın nem ayrıştırılması yapılmalıdır. Kompresörler gücünü elektrik motorlarından alır.
Piston hareketini sağlayan ana motor değişik güçlerde olabilir. Kompresör, işletmenin ihtiyaç duyduğu oranda ve boyutta kompresör seçilmelidir.
Kompresör çeşitleri bar arasında basınçlı hava üretebilir.
En yaygın kullanılan basınç aralığı bar aralığıdır. Fakat ihtiyaç durumuna göre daha büyük boyutlarda kompresörler de temin edilmek üzere üretilmiştir.
Kompresör Nerelerde Kullanılır?
Mekanik harekete ihtiyaç duyulan her nokta da kompresörler kullanılabilir. Kompresörden enerji elde ederek makine çalıştırmak teorik olarak elektrikli makine çalıştırmaktan daha pahalı bir dönüşümdür. Fakat elektriğin yetersiz ya da istenilen yüksek voltajla elde edilemediği işletmelerde kompresör kullanımı ihtiyaç duyulan gücü üretecektir.
Kompresörler küçük işletmelerden büyük işletmelere kadar her nokta da kullanılmaktadır.
Küçük işletmelere örnek olarak, lastik değişimi yaptırdığınız lastikçileri göstermek doğru olacaktır.
Zira lastik değişimi için lastik bijonlarının sökümü ve takımında insan gücünü minimuma indiren havalı sökme takma tabancaları, yüksek oranda basınçlı hava kullanır.
Suyun ve nemin olduğu ortamlarda elektrikli makineler kullanmak hem akılcı hem de güvenli bir yatırım olmazken,
bu tip işletmelerde kompresör havası ile çalışan makinelerle operasyonları gerçekleştirmek son derece doğru bir seçimdir.
Büyük işletme de kompresörün yararlı olduğu alanlara göz atarsak, büyük otomobil fabrikalarını örnek vermemiz mümkündür. Kalıp işleme tezgahlarından pres tezgahlarına kadar her nokta da kompresörden elde edilen güç kullanılmaktadır.
Yine boyama fırınlarında çalışan tabancalar ve robotlar da kompresör havasından güç almaktadır.
Bu basınçlı hava gücü elde edilen sonuçla kıyaslandığında son derece uygun maliyet sunar.
Kompresörün kullanım alanları görünen ve görünmeyen yönleri ile hayatın her noktasındadır
demek yanlış bir tanım olmayacaktır.
Bu yazımızda, kompresör nedir, nasıl çalışır, nerelerde kullanılır? Kompresörlerde kademe sistemi nasıldır? Kompresörlerin bakım ve tamiri ne derecede önemlidir? sorularını yanıtladık.