Chiller, sıvı soğutma sistemleri olarak bilinen bir tür soğutma cihazıdır. Temel işlevi, bir mekanın veya bir sürecin sıcaklığını düşürmek veya sabit bir sıcaklıkta tutmak için kullanılan bir cihazdır. Chillerler, endüstriyel uygulamalardan ticari binalara kadar birçok farklı alanda kullanılır. İşte chillerlerın temel bileşenleri ve kullanım alanları hakkında daha fazla bilgi:

Chiller’lerın Temel Bileşenleri

1. Soğutucu Akışkan (Refrigerant): Chiller’ın çalışma prensibine dayalı olarak, bir soğutucu akışkan kullanılır. Bu soğutucu akışkan, düşük sıcaklıklarda buharlaşma ve yoğunlaşma işlemleri ile ısıyı emer ve yayır.
2. Kompresör (Compressor): Kompresör, soğutucu akışkanın buhar fazını sıkıştırır. Böylece sıcaklık ve basınç artar.
3. Evaporatör (Evaporator): Evaporatör, soğutucu akışkanın buharlaştığı yerdir. Chiller’ın çalışma prensibi, buharlaşma sırasında ısı enerjisi emen bir evaporatör içerir.
4. Yoğuşturucu (Condenser): Yoğuşturucu, soğutucu akışkanın yoğunlaştığı yerdir. Yoğuşturma sırasında, soğutucu akışkan ısı enerjisi verir ve bu enerji dışarı atılır.
5. Genleşme Ventili (Expansion Valve): Genleşme vanası, soğutucu akışkanın basınç ve sıcaklığını kontrol eder. Buhar fazdan sıvı fazına geçerken basınç düşer ve sıcaklık düşer.

Kullanım Alanları

1. Endüstriyel Süreç Soğutma: Chiller’ler, endüstriyel üretim süreçlerinde ekipmanların ve makinelerin sıcaklığını kontrol etmek için kullanılır. Özellikle kimya, plastik üretimi ve ilaç üretimi gibi endüstrilerde sıkça kullanılır.
2. Hastane ve Sağlık Tesisleri: Tıbbi cihazlar ve bilgisayar sistemlerinin soğutulması için hastane ve sağlık tesislerinde kullanılır.
3. Gıda İşleme ve Depolama: Gıda üretim tesislerinde ve depolama alanlarında, gıda ürünlerinin uygun sıcaklıkta saklanması ve işlenmesi için chiller’ler kullanılır.
4. Veri Merkezleri: Büyük veri merkezleri, yüksek ısı üreten bilgisayar sistemlerini soğutmak için chiller’lerı kullanır.
5. Klima ve İklim Kontrolü: Ticari binalar, ofisler, oteller ve alışveriş merkezleri gibi mekanlarda klima sistemlerinin soğutma işlemi için kullanılır.
6. Plaj ve Buz Arenaları: Buz alanları ve su parkları gibi eğlence tesislerinde sıcaklığı kontrol etmek için kullanılır.

Chiller’ler, çeşitli kapasite seviyelerine ve soğutma prensiplerine sahip olabilirler. Seçilen chiller türü, belirli bir uygulama veya mekanın ihtiyaçlarına göre ayarlanır ve tasarlanır.

Chiller Soğutma grupları Hava soğutmalı ve su soğutmalı chillerler olmak üzere iki kısımda değerlendirilebilir. Her ikisi de endüstriyel veya ticari uygulamalarda ısıyı uzaklaştırmak için kullanılan soğutma ekipmanlarıdır. Her iki türün de avantajları ve dezavantajları vardır:

Hava Soğutmalı Chiller

Avantajlar:

1. Daha Düşük Kurulum Maliyeti: Hava soğutmalı chillerler, su soğutmalı sistemlere kıyasla kurulum maliyeti açısından genellikle daha düşüktür. Çünkü su soğutma için gerekli olan tesisat, su kulesi veya soğutma kulesi gibi ek ekipmanlar gerektirmez.
2. Daha Kolay Bakım: Hava soğutmalı chillerler, su soğutmalı sistemlere göre bakım açısından daha kolaydır. Su kimyasalları, tesisatın temizliği ve suyun kalitesi gibi konularla uğraşma gerekliliği yoktur.
3. Esneklik: Hava soğutmalı chillerler, yerleştirildikleri konumda daha fazla esneklik sunar. Suyun tesisat gereksinimleri olmadığı için, daha az alan gerektirirler.

Dezavantajlar:

1. Daha Düşük Verimlilik: Hava soğutmalı chillerler, su soğutmalı sistemlere göre daha düşük verimliliğe sahip olabilirler. Özellikle yüksek dış sıcaklıklarda çalışırken verimlilikleri azalabilir.
2. Dış Hava Koşullarına Duyarlılık: Dış hava sıcaklığına ve nem seviyesine duyarlıdırlar. Yüksek sıcaklık ve nem koşullarında performansları düşebilir.

Su Soğutmalı Chiller

Avantajlar:

1. Yüksek Verimlilik: Su soğutmalı chillerler, hava soğutmalı sistemlere göre daha yüksek verimliliğe sahiptir. Dış ortam sıcaklıkları etkilemeden daha istikrarlı bir performans sunabilirler.
2. Daha Az Gürültü: Su soğutmalı chillerler, iç ünitelerin dışında yer aldığı için daha sessiz çalışabilirler. Bu, özellikle iç mekan konforu önemli olan uygulamalarda avantajlıdır.
3. Daha Uzun Ömür: Su soğutmalı chillerler, daha az aşınma ve yıpranma yaşadığından daha uzun bir kullanım ömrü sunabilir.

Dezavantajlar:

1. Yüksek Kurulum Maliyeti: Su soğutmalı sistemlerin kurulumu genellikle daha pahalıdır. Su soğutma için boru hatları, soğutma kuleleri ve pompa sistemleri gibi ek ekipmanlar gerektirir.
2. Bakım Karmaşıklığı: Su soğutmalı sistemler, su kalitesinin korunması ve tesisatın temizliği gibi faktörlere dikkat edilmesini gerektirir. Bu, ek bakım maliyetleri ve karmaşıklığı anlamına gelebilir.
3. Daha Fazla Alana İhtiyaç: Su soğutmalı chillerler daha fazla alan gerektirir ve bu, bazı uygulamalarda sınırlamalar yaratabilir.

Her iki tür de belirli uygulamalarda avantajlı olabilir ve seçim, projenin özel gereksinimlerine, bütçesine ve çevresel faktörlere bağlı olarak değişebilir. Chiller seçimi yaparken, verimlilik, maliyet ve bakım gereklilikleri gibi faktörleri dikkate almanız önemlidir.

İngilizce chiller olarak adlandırılan ve Türkçeye soğutma sistemleri olarak çevrilen chiller; ısıyı bir kaynaktan alarak başka bir kaynağa transfer eden, enjeksiyon soğutma sistemi olarak adlandırılan sistemlerdir. Kompresör, kondanser, genleşme vanası ve evaporatörden oluşan chiller soğutma sistemleri, kompresörde sıkıştırılan ve ısınan gazın kondanserde soğutulması ile çalışır. Daha sonra genleşme vanasından geçen gazın basıncı dolayısı ile sıcaklığı düşer ve sıvılaşır. Evaporatörden geçerken soğutulmak istenen sıvının üzerinden ısıyı alır alçak basınçta gaz olarak kompresöre gelir, yeniden sıkıştırılır. Çalışma sistemi bu şekilde devam eder.

Chiller sistemi hava soğutmalı ve su soğutmalı olarak ikiye ayrılır, bunun dışında heat pump chiller, 4 borulu chiller, free cooling chiller sistemleri de kullanılmaktadır. Chiller sistemi nasıl çalışır sorusuna cevap vermek için soğutma gruplarını ayrı ayrı incelemek gerekir.

Hava Soğutmalı Chiller

Chiller soğutma sistemleri farklı özelliklerine göre gruplandırılır. En büyük ayrım ise ısı kaynağının ne olduğudur. Eğer ısı havaya atılıyorsa hava kaynaklı soğutma grubu, suya atılıyorsa su kaynaklı soğutma grubu olarak adlandırılır.

Hava soğutmalı chiller sistemleri, chiller içerisindeki soğutucu gazın, evaporatör ve kompresör üzerinden kazandığı enerjisinin hava soğutmalı bataryalar üzerinde atması şeklinde çalışır. Kompresörde sıkıştırılmış ve yüksek sıcaklıkta gaz halindeki soğutucu akışkan kondansere gönderilir. Fanlar yardımı ile batarya yüzeyinde hava akışı sağlanarak ısı transferi gerçekleşir. Gaz üzerindeki ısının havaya iletilmesiyle soğutma tamamlanır.

Su Soğutmalı Chiller

Su soğutmalı chiller soğutma sistemleri, hava soğutmalı chiller çalışma mantığından farklı olarak kondenser devresindeki sıcak gazı su ile soğutur. Gazın soğutulması için hava soğutmalı bataryalar yerine su kullanan shell & tube veya plakalı tip ısı değiştiriciler kullanılır.

Chiller nasıl çalışır diyenler için su soğutmalı chiller sistemlerinde kondenser içerisinde dolaştırılacak olan soğutma suyunun temini sırasında su kaynağı ihtiyacının olduğunu belirtmek gerekir. Su kaynakları; akarsu, deniz, soğutma kulesi veya standart su hattı olabilir. Su soğutmalı chiller sistemlerinde genel olarak sistemin yerleştirilecek alanın kısıtlılığı, enerji maliyetlerinin önemli ama su maliyetlerinin düşük olduğu yerlerde kullanılır.

Su soğutmalı chiller modelleri, iç mekanlarda da çalışabilme özelliğine sahip olduğu için soğutma istenen bölgeye en yakın şekilde konumlandırılmak istendiğinde de ideal çözüm sağlamaktadır. Deniz üstü araçlarının iklimlendirilmesi için de su soğutmalı chiller sistemleri kullanılabilir.

Chiller nasıl çalışır diyenler için son olarak su soğutmalı chiller sistemlerinin cihaz hacmini minimize ettiği için benzer kapasitedeki chiller cihazına nazaran %65 daha küçük hacim sağladığını belirtmek gerekir. Aynı zamanda kompresör çalışma performansındaki yükselme sebebi ile daha düşük elektrik tüketimi yapar ve yüksek performans sağlar.

Chiller soğutma grupları; endüstriyel üretim tesisleri başta olmak üzere, gıda ve ilaç sanayi, plastik üretim tesisleri, kozmetik imalat tesisleri, soğuk hava depoları, oteller ve hastanelerde kullanılmaktadır. Ancak her kullanım alanına uygun chiller projesi özel olarak hazırlanmalıdır.