Araç Klima Sistemi Nasıl Çalışır? Kompresör ve Kondenser – 2. Ders

Araç klima sistemi nasıl çalışır? konulu ders serimizin ikinci bölümünde klima sisteminin soğutucu akışkan devresini, kompresörün görevini, elektromanyetik kavramayı ve kondenserin çalışma prensibini inceleyeceğiz. Kompresör ve kondenser, araç içerisindeki ısının soğutucu akışkan aracılığıyla dış ortama taşınmasında temel görev üstlenen klima sistemi elemanlarıdır.

Serinin 1. dersinde araç klima sisteminin temel çalışma prensibi, soğutucu akışkanlar ve klima kompresör yağları ele alınmıştır. Bu ikinci derste ise soğutucu akışkanın kapalı devrede nasıl dolaştığını, kompresörde nasıl sıkıştırıldığını ve kondenserde ısısını dış havaya vererek nasıl yoğuştuğunu öğreneceğiz.

Dersin sonunda soğutucu akışkanın kondenserden sonraki yolunu öğrenmek için Araç Klima Sistemi Nasıl Çalışır? – 3. Ders konusuna geçebilirsiniz.

Araç Klima Sistemi Soğutucu Akışkan Devresi

Araç klima sistemi doğrudan “soğuk üretmek” yerine, araç içerisindeki ısının soğutucu akışkan yardımıyla dış ortama taşınmasını sağlar. Soğutucu akışkan kapalı bir devre içerisinde dolaşırken basıncı, sıcaklığı ve fiziksel hali değişir.

Soğutucu akışkan evaporatörde düşük basınç altında buharlaşırken araç içindeki havadan ısı alır. Kompresör tarafından sıkıştırıldıktan sonra kondenserde bu ısı dış havaya aktarılır. Daha sonra genleşme elemanından geçen soğutucu akışkanın basıncı düşürülür ve çevrim tekrar devam eder.

Araç Klima Sisteminin Temel Elemanları

Araç klima sisteminin yapısı araç üreticisine ve kullanılan klima sistemine göre değişebilmekle birlikte temel soğutucu akışkan devresinde şu elemanlar bulunur:

1. Kompresör
2. Kondenser
3. Kurutucu veya toplama kabı
4. Ekspansiyon valfi veya kısıtlayıcı
5. Evaporatör
6. Hortum ve borular
7. Sensör, şalter ve kontrol elemanları

Bu elemanlar boru ve hortumlarla birbirine bağlanarak kapalı bir soğutucu akışkan devresi oluşturur. Klima sistemindeki ısı transferi ve motorun kendi soğutma sistemi farklı sistemler olmakla birlikte ısı transferinin temel prensiplerini karşılaştırmak için Motor Soğutma Sistemi konusunu da inceleyebilirsiniz.

Yüksek Basınç ve Alçak Basınç Tarafı

Araç klima devresi genel olarak yüksek basınç tarafı ve alçak basınç tarafı olmak üzere iki bölge halinde incelenebilir.

Kompresörün çıkışından genleşme elemanına kadar olan bölüm yüksek basınç tarafını, genleşme elemanından kompresör girişine kadar olan bölüm ise alçak basınç tarafını oluşturur.

Kompresör, evaporatörden gelen düşük basınçlı gaz halindeki soğutucu akışkanı emer ve sıkıştırır. Sıkıştırma sonucunda soğutucu akışkanın basıncı ve sıcaklığı yükselir. Yüksek basınçlı sıcak gaz daha sonra kondensere gönderilir.

Kondenserde soğutucu akışkanın taşıdığı ısı dış havaya aktarılır. Soğutucu akışkan uygun basınç ve sıcaklık şartlarında yoğuşarak sıvı hale geçer.

Daha sonra sistem tipine göre kurutucu/sıvı kabı ve genleşme elemanından geçen soğutucu akışkanın basıncı düşürülür. Evaporatörde araç içerisinden geçirilen havadan ısı alan soğutucu akışkan buharlaşır ve tekrar kompresöre döner.

Kurutucu, ekspansiyon valfi, kısıtlayıcı ve evaporatörün çalışma prensipleri serinin 3. dersinde ayrıntılı olarak açıklanmaktadır.

Araç Klima Kompresörü Nedir?

Klima kompresörü, soğutucu akışkanın klima devresinde dolaşmasını sağlayan ve evaporatörden gelen düşük basınçlı gaz halindeki soğutucu akışkanı sıkıştırarak yüksek basınç tarafına gönderen temel sistem elemanıdır.

Kompresörün çalışması sonucunda soğutucu akışkanın basıncı yükselir. Sıkıştırma işlemi sırasında sıcaklığı da artan soğutucu akışkan kondenser girişine gönderilir.

Klima Kompresörünün Görevleri

Klima kompresörünün temel görevleri şunlardır:

• Evaporatörden gelen düşük basınçlı gaz halindeki soğutucu akışkanı emmek,
• Soğutucu akışkanı sıkıştırarak basıncını yükseltmek,
• Soğutucu akışkanın devrede dolaşmasını sağlamak,
• Yüksek basınçlı soğutucu akışkanı kondensere göndermek,
• Klima devresinin yüksek ve alçak basınç bölgelerinin oluşmasına katkı sağlamak.

Klima Kompresörü Nasıl Çalışır?

Klasik içten yanmalı motorlu araçlarda klima kompresörü çoğunlukla motordan kayışla mekanik olarak tahrik edilir. Sistemin tasarımına göre elektromanyetik kavrama kullanılabilir veya değişken kapasiteli kavramasız kompresörler bulunabilir.

Değişken kapasiteli bazı kompresörlerde kompresörün strok hacmi çalışma şartlarına göre değiştirilebilir. Yalpalı diskli tasarımlarda disk açısının değiştirilmesi piston strokunu ve dolayısıyla kompresör kapasitesini değiştirebilir.

Kompresör kapasitesi; kabin sıcaklığı, evaporatör sıcaklığı, klima basıncı, motor çalışma şartları ve sürücünün sıcaklık talebi gibi verilere göre kontrol edilebilir. Kullanılan kontrol yöntemi araç ve kompresör tasarımına göre değişir.

Araç Klima Kompresörü Çeşitleri

Otomotiv klima sistemlerinde farklı çalışma prensiplerine sahip kompresörler kullanılabilir. Bunlardan bazıları şunlardır:

• Pistonlu kompresörler,
• Yalpalı diskli kompresörler,
• Paletli kompresörler,
• Scroll tipi kompresörler,
• Elektrikli klima kompresörleri.

Özellikle hibrit ve elektrikli araçlarda klima kompresörü, içten yanmalı motordan kayışla hareket almak yerine yüksek gerilimli bir elektrik motoruyla çalıştırılabilir. Bu sayede araç motoru çalışmıyorken de klima sistemi çalıştırılabilir.

Klima Kompresörü Elektromanyetik Kavraması

Elektromanyetik kavrama, bu sistemin kullanıldığı klasik kayış tahrikli klima kompresörlerinde motor ile kompresör arasındaki mekanik bağlantının gerektiğinde kurulmasını veya kesilmesini sağlar.

Kavrama sistemi temel olarak elektromıknatıs bobini, kayış kasnağı, göbek ve kavrama diskinden oluşur. Klima devrede değilken kayış kasnağı motor tarafından döndürülmesine rağmen kompresör mili tahrik edilmeyebilir.

Elektromanyetik Kavrama Nasıl Çalışır?

Klima kontrol sistemi kompresörün çalışmasını istediğinde elektromanyetik kavrama bobinine elektrik akımı gönderilir. Bobinin oluşturduğu manyetik alan kavrama diskini dönen kasnağa doğru çeker.

Kavrama yüzeyleri birleştiğinde kasnağın dönme hareketi kompresör miline aktarılır ve kompresör çalışmaya başlar. Bobinin enerjisi kesildiğinde kavrama diski kasnaktan ayrılır ve kompresörün mekanik tahriki kesilir.

Not: Bütün araç klima kompresörlerinde elektromanyetik kavrama bulunmaz. Değişken kapasiteli bazı modern kompresörler sürekli mekanik tahrik altında çalışabilir; elektrikli ve hibrit araçlardaki elektrikli kompresörlerde ise kayış ve elektromanyetik kavrama kullanılmayabilir.

Şekilde gösterilen elektromanyetik kavrama parçaları:

1. Elektromıknatıs
2. Kayış kasnağı
3. Göbek
4. Yaylı disk
5. Tahrik mili

Araç Klima Kondenseri Nedir?

Klima kondenseri, kompresörden gelen yüksek basınçlı ve yüksek sıcaklıktaki soğutucu akışkanın taşıdığı ısının dış havaya aktarılmasını sağlayan bir ısı eşanjörüdür.

Kondenser genellikle aracın ön bölümünde, dış hava akımından yararlanabilecek bir konumda bulunur. Yapısında soğutucu akışkanın geçtiği kanallar ve ısı transfer yüzeyini artıran kanatçıklar bulunur.

Kondenser Nasıl Çalışır?

Kompresörden çıkan yüksek basınçlı sıcak soğutucu akışkan kondensere girer. Kondenser üzerinden geçen dış hava, soğutucu akışkanın taşıdığı ısının çevreye aktarılmasını sağlar.

Araç hareket halindeyken kondenser üzerinden geçen hava akımına seyir havası katkıda bulunur. Araç düşük hızda veya dururken gerekli hava akışı elektrikli fan veya fanlar tarafından sağlanabilir.

Soğutucu akışkan kondenser içerisinde ısı kaybettikçe uygun basınç şartlarında yoğuşur ve gaz halinden sıvı hale geçer. Kondenser çıkışındaki sıvı soğutucu akışkan daha sonra sistem tasarımına göre sıvı kabı/kurutucu ve genleşme elemanına doğru ilerler.

Not: Kondenser girişindeki sıcaklık ve basınç değerleri; kullanılan soğutucu akışkana, dış hava sıcaklığına, motor devrine, fan çalışmasına ve sistem yüküne göre değişir. Bu nedenle bütün araçlar için sabit bir sıcaklık veya basınç değeri kullanılmamalıdır.

Kondenserin Verimini Etkileyen Durumlar

Kondenserin dış havaya yeterli miktarda ısı aktaramaması klima sisteminin soğutma performansını düşürebilir. Kondenser verimini etkileyebilecek başlıca durumlar şunlardır:

• Kondenser yüzeyinin kir, böcek veya yabancı maddelerle tıkanması,
• Kondenser kanatçıklarının eğilmesi veya hasar görmesi,
• Soğutma fanının yeterli hava akışı sağlayamaması,
• Kondenser önündeki hava akışının engellenmesi,
• Soğutucu akışkan miktarı veya sistem basınçlarıyla ilgili problemler.

Klima devresindeki yüksek ve alçak basıncın kontrolünde kullanılan elemanları öğrenmek için Klima Gaz Basınç Algılayıcısı ve Presostat konusunu inceleyebilirsiniz.

Kompresör ve Kondenser Birlikte Nasıl Çalışır?

Kompresör ve kondenser klima sisteminin yüksek basınç tarafındaki temel elemanlardandır. Kompresör, evaporatörden gelen düşük basınçlı gaz halindeki soğutucu akışkanı sıkıştırarak kondensere gönderir. Kondenser ise bu akışkanın taşıdığı ısının dış havaya aktarılmasını sağlar.

Kondenserde yeterli ısı transferi gerçekleştiğinde soğutucu akışkan yoğuşarak sıvı hale geçer. Sıvı soğutucu akışkan daha sonra genleşme elemanına doğru ilerler. Genleşme elemanı ve evaporatörün çalışma prensibini serinin 3. dersinde ayrıntılı olarak inceleyebilirsiniz.

Araç Klima Sisteminin Çalışma Sırası

Bu derste öğrendiğimiz bölümler dikkate alındığında klima çevrimi şu şekilde devam eder:

1. Evaporatörden gelen düşük basınçlı gaz kompresöre ulaşır.
2. Kompresör soğutucu akışkanı sıkıştırır.
3. Basıncı ve sıcaklığı yükselen soğutucu akışkan kondensere gönderilir.
4. Kondenserde ısı dış havaya aktarılır.
5. Soğutucu akışkan uygun şartlarda yoğuşarak sıvı hale geçer.
6. Sıvı soğutucu akışkan kurutucu ve genleşme elemanına doğru ilerler.
7. Genleşme elemanından sonra evaporatöre ulaşarak kabin havasından yeniden ısı alır.

Araç Klima Sistemi Dersleri

Araç klima sisteminin tamamını konu sırasına göre öğrenmek için üç bölümlük ders serisini sırasıyla inceleyebilirsiniz:

1. Araçlarda Klima Sistemi Nasıl Çalışır? – 1. Ders – Klima sisteminin temel çalışma prensibi, soğutucu akışkanlar ve klima yağı.
2. Araç Klima Sistemi Nasıl Çalışır? – 2. Ders – Soğutucu akışkan devresi, kompresör, elektromanyetik kavrama ve kondenser.
3. Araç Klima Sistemi Nasıl Çalışır? – 3. Ders – Kurutucu, toplama kabı, ekspansiyon valfi, kısıtlayıcı ve evaporatör.

Klima sistemi üzerinde servis ve parça sökme-takma işlemlerini incelemek için Klima Sistemini Sökme ve Takma konusuna geçebilirsiniz.

Konuyu tamamladıktan sonra bilgilerinizi Araç Klima Sistemleri Modülü Sınavı ile değerlendirebilirsiniz.

Araç klima sistemleri, otomotiv elektromekanik ve diğer uygulamalı derslere MotorDersi ana sayfasından ulaşabilirsiniz.