Araç Klima Sistemi Nasıl Çalışır? Evaporatör ve Ekspansiyon Valfi – 3. Ders

Araç klima sistemi nasıl çalışır? konulu ders serimizin üçüncü bölümünde; sıvı kabı ve kurutucu, toplama kabı, termostatik ekspansiyon valfi, kısıtlayıcı, evaporatör ve sıcaklık kontrol elemanlarının görevlerini inceleyeceğiz. Bu elemanlar, soğutucu akışkanın klima devresinde doğru basınç ve şartlarda dolaşmasına ve araç içerisindeki havanın soğutulmasına yardımcı olur.

Serinin 1. dersinde araç klima sisteminin çalışma prensibi, soğutucu akışkan ve kompresör yağları; 2. dersinde ise klima kompresörü ve kondenser ele alınmıştır. Bu üçüncü derste soğutucu akışkanın kondenserden çıktıktan sonra evaporatöre ulaşması, burada buharlaşarak araç içindeki havadan ısı alması ve tekrar kompresöre dönmesi üzerinde duracağız.

Böylece üç ders birlikte incelendiğinde otomobil klima sistemindeki temel soğutucu akışkan çevriminin tamamı daha kolay anlaşılabilir.

Araç Klima Sisteminde Sıvı Kabı ve Kurutucu

Termostatik genleşme valfi kullanılan bazı araç klima sistemlerinde sıvı kabı ve kurutucu, kondenserden çıkan yüksek basınçlı sıvı soğutucu akışkanın genleşme valfine ulaşmadan önce geçtiği önemli elemanlardan biridir.

Sıvı kabı, çalışma şartlarına bağlı olarak devrede dolaşan soğutucu akışkan miktarındaki değişimlerin dengelenmesine yardımcı olur. Kondenserden gelen sıvı haldeki soğutucu akışkan burada bulunabilir ve sistemin ihtiyacına göre genleşme valfine doğru ilerler.

Kurutucu eleman ise soğutucu akışkan devresinde bulunabilecek sınırlı miktardaki nemin tutulmasına yardımcı olur. Ayrıca sistemin yapısına bağlı olarak filtreleme görevi de üstlenebilir.

Önemli: Klima sistemlerinde kullanılan kurutucu malzemeleri ve sistem yapısı kullanılan soğutucu akışkana ve üretici tasarımına göre değişebilir. Bu nedenle eski R12 sistemlerinde kullanılan kurutucu yapıları günümüzde kullanılan bütün klima sistemleri için geçerli kabul edilmemelidir.

Sıvı Kabı ve Kurutucunun Çalışma Prensibi

Kondenserden gelen sıvı haldeki soğutucu akışkan sıvı kabına girer. Burada kurutucu ve filtreleme elemanlarından geçtikten sonra genleşme elemanına doğru ilerler.

Şekilde görülen sistemde temel elemanlar şunlardır:

1. Kumanda termostatı
2. Aşırı basınç valfi
3. Servis bağlantısı
4. Süzgeç
5. Kurutma elemanı
6. Gözetleme camı
7. Basınç şalteri

Klima devresindeki basıncın izlenmesi ve sistemin korunmasında kullanılan basınç kontrol elemanlarını ayrıntılı öğrenmek için Klima Presostatı ve Basınç Sensörü konusunu inceleyebilirsiniz.

Araç Klima Sisteminde Toplama Kabı

Toplama kabı (akümülatör), sabit kısıtlayıcı kullanılan bazı klima sistemlerinde alçak basınç tarafında, evaporatör çıkışı ile kompresör arasında kullanılır.

Toplama kabının önemli görevlerinden biri, evaporatörden dönen soğutucu akışkan içerisinde tamamen buharlaşmamış sıvı bulunması durumunda bunun doğrudan kompresöre ulaşmasını sınırlandırmaya yardımcı olmaktır. Kompresöre büyük miktarda sıvı soğutucu akışkan ulaşması mekanik hasara neden olabilir.

Toplama kabı ayrıca sistemin tasarımına göre soğutucu akışkan ve yağın yönetilmesine, nemin tutulmasına ve kompresör yağının uygun şekilde devreye geri dönmesine yardımcı olabilir.

Kompresörün klima çevrimindeki görevini ayrıntılı öğrenmek için serinin 2. dersindeki klima kompresörü bölümünü inceleyebilirsiniz.

Termostatik Ekspansiyon Valfi (TEV) Nedir?

Termostatik ekspansiyon valfi (TEV), evaporatöre gönderilen soğutucu akışkan miktarını evaporatör çıkışındaki aşırı kızdırma durumuna göre düzenleyen genleşme elemanıdır.

Ekspansiyon valfi aynı zamanda klima sistemindeki yüksek basınç ve alçak basınç bölgelerinin ayrıldığı temel noktalardan biridir. Yüksek basınç tarafındaki sıvı soğutucu akışkan valften geçerken basıncı düşer ve evaporatöre düşük basınç şartlarında ulaşır.

Ekspansiyon Valfi Nasıl Çalışır?

Evaporatörün ısı yükü değiştikçe ihtiyaç duyulan soğutucu akışkan miktarı da değişir. Termostatik ekspansiyon valfi, evaporatör çıkış şartlarını algılayarak akış miktarını düzenlemeye yardımcı olur.

Evaporatör çıkışındaki aşırı kızdırma arttığında valf daha fazla soğutucu akışkan geçişine izin verebilir. Aşırı kızdırma azaldığında ise akış azaltılır. Böylece evaporatör yüzeyinin etkin kullanılması ve kompresöre sıvı soğutucu akışkan taşınma riskinin azaltılması amaçlanır.

Termostatik Ekspansiyon Valfine Etki Eden Kuvvetler

Klasik termostatik genleşme valfinde valfin açıklığı temel olarak üç etkinin dengesiyle belirlenir:

1. Sıcaklık algılayıcı elemandan gelen ve valfi açma yönünde etkileyen basınç,
2. Evaporatör basıncının valf üzerindeki etkisi,
3. Ayar yayının valfi kapatma yönündeki kuvveti.

Kısıtlamalı Klima Kumanda Devresi

Bazı araç klima sistemlerinde termostatik ekspansiyon valfi yerine sabit kısıtlayıcı tüp kullanılabilir. Bu sistemlerde soğutucu akışkanın evaporatöre geçiş miktarı kalibre edilmiş bir açıklık tarafından sınırlandırılır.

Bu tip sistemlerde sıvı kabı yerine evaporatör çıkışından sonra, alçak basınç tarafında toplama kabı kullanılması yaygındır. Toplama kabı, evaporatörden çıkabilecek sıvı soğutucu akışkanın doğrudan kompresöre ulaşmasını önlemeye yardımcı olur.

Kısıtlayıcı Nedir ve Ne İşe Yarar?

Kısıtlayıcı, klima sisteminin yüksek basınç ve alçak basınç tarafları arasında basınç düşümü oluşturan sabit kesitli bir genleşme elemanıdır.

Kısıtlayıcının başlıca görevleri şunlardır:

1. Soğutucu akışkanın evaporatöre geçişini sınırlandırmak,
2. Yüksek ve alçak basınç bölgeleri arasındaki gerekli basınç farkının oluşmasına yardımcı olmak,
3. Soğutucu akışkanın basıncının düşmesini sağlamak,
4. Soğutucu akışkanı evaporatörde buharlaşmaya uygun şartlara hazırlamak.

Araç Klima Evaporatörü Nedir?

Klima evaporatörü, araç içerisinden alınan havanın ısısının soğutucu akışkana aktarılmasını sağlayan klima sistemi elemanıdır. Evaporatöre düşük basınç şartlarında giren soğutucu akışkan, burada çevresinden ısı alarak buharlaşır.

Evaporatör Nasıl Çalışır?

Genleşme elemanından geçen soğutucu akışkanın basıncı düşürülür ve akışkan evaporatöre girer. Evaporatör içerisindeki soğutucu akışkan, üzerinden geçirilen kabin havasından ısı alarak buharlaşır.

Kabin fanı, dışarıdan alınan veya iç hava dolaşımından gelen havayı evaporatör peteklerinin üzerinden geçirir. Havadaki ısı evaporatör içerisindeki soğutucu akışkana aktarılır. Soğuyan hava daha sonra havalandırma kanalları aracılığıyla araç içerisine gönderilir.

Evaporatör Havadaki Nemi Nasıl Azaltır?

Evaporatör yüzey sıcaklığı havanın çiğ noktası sıcaklığının altına düştüğünde havadaki su buharının bir bölümü evaporatör yüzeyinde yoğuşur. Oluşan su, tahliye sistemi aracılığıyla araç dışına gönderilir.

Bu nedenle klima sistemi yalnızca havayı soğutmaz, aynı zamanda kabin havasındaki nemin azaltılmasına da yardımcı olur. Özellikle camların buğusunun giderilmesinde klimanın nem alma özelliğinden yararlanılır.

Not: Kabin havasındaki toz ve diğer parçacıkların tutulmasında temel görev kabin/polen filtresine aittir. Evaporatör yüzeyinde kir birikebilse de evaporatör, hava temizleme filtresi olarak değerlendirilmemelidir.

Şekilde görülen temel bölümler:

1. Evaporatör
2. Ekspansiyon valfi
3. Emiş devresi
4. Basma devresi

Klima Sıcaklık Regülatörü Ne İşe Yarar?

Sıcaklık regülatörü veya evaporatör sıcaklık kontrolü, sistem tasarımına göre evaporatörün aşırı soğumasını ve yüzeyinde oluşan yoğuşma suyunun donarak hava geçişini engellemesini önlemeye yardımcı olur.

Klasik elektromanyetik kavramalı bazı klima sistemlerinde evaporatör sıcaklığı belirli bir seviyeye düştüğünde kompresör devreden çıkarılabilir ve sıcaklık yeniden yükseldiğinde kompresör tekrar çalıştırılabilir.

Sıcaklık sensörünün konumu ve kompresörün devreye girme-çıkma sıcaklıkları araç üreticisine ve klima sisteminin tasarımına göre değişir. Bu nedenle bütün araçlar için tek bir sıcaklık değeri kullanılmamalıdır.

Yeni Nesil Klima Sistemlerinde Sıcaklık Kontrolü

Yeni nesil araçlarda evaporatör sıcaklığı, klima kontrol ünitesi, motor kontrol ünitesi, elektronik sensörler ve değişken kapasiteli kompresör gibi elemanlarla birlikte yönetilebilir. Bu nedenle her klima sisteminde kompresörün klasik termostat tarafından doğrudan açılıp kapatıldığı düşünülmemelidir.

Klima basıncının elektronik olarak nasıl izlendiğini öğrenmek için Klima Presostatı ve Basınç Sensörü yazısını inceleyebilirsiniz.

Araç Klima Sisteminin Çalışma Sırası

Üç ders boyunca incelediğimiz araç klima sisteminin temel çalışma çevrimi genel olarak şu şekilde özetlenebilir:

1. Kompresör, alçak basınçlı gaz halindeki soğutucu akışkanı emer ve sıkıştırır.
2. Kondenser, yüksek basınçlı sıcak soğutucu akışkanın ısısını dış havaya vermesine ve yoğuşmasına yardımcı olur.
3. Sıvı kabı ve kurutucu, uygun sistemlerde sıvı soğutucu akışkanın yönetilmesine, nem ve yabancı maddelerin tutulmasına yardımcı olur.
4. Ekspansiyon valfi veya kısıtlayıcı, soğutucu akışkanın basıncını düşürerek evaporatöre geçişini düzenler veya sınırlandırır.
5. Evaporatör, kabin havasından ısı alır ve soğutucu akışkanın buharlaşmasını sağlar.
6. Gaz halindeki soğutucu akışkan tekrar kompresöre döner ve çevrim yeniden başlar.

Klima sisteminin parçalarının kontrolü, gaz kaçağı kontrolleri ve servis işlemleri hakkında daha ayrıntılı uygulama bilgisi için Klima Sistemini Sökme ve Takma konusunu inceleyebilirsiniz.

Araç Klima Sistemi Dersleri

Araç klima sistemini 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 kompresör yağları.
2. Araçlarda Klima Sistemi Nasıl Çalışır? – 2. Ders – Soğutucu akışkan devresi, kompresör ve kondenser.
3. Araç Klima Sistemi Nasıl Çalışır? – 3. Ders – Kurutucu, toplama kabı, ekspansiyon valfi, kısıtlayıcı, evaporatör ve sıcaklık kontrolü.

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

Araç klima sistemleri ve diğer otomotiv teknolojisi derslerine MotorDersi ana sayfasından ulaşabilirsiniz.