Araç Klima Gazları ve Kompresör Yağları

Araç klima gazları, otomobil klima sisteminde ısının araç içinden alınarak dış ortama aktarılmasını sağlayan soğutucu akışkanlardır. Araç klima sisteminin doğru çalışabilmesi için yalnızca uygun soğutucu akışkanın değil, kompresörün ve sistemin yapısına uygun klima kompresör yağının da kullanılması gerekir.

Araç klima sistemi nasıl çalışır sorusunu doğru anlayabilmek için öncelikle soğutucu akışkanın basınç, sıcaklık ve hâl değişimi arasındaki ilişkiyi bilmek gerekir. Klima sistemi, soğutucu akışkanın evaporatörde ısı alarak buharlaşması ve kondenserde ısı vererek yoğuşması prensibinden yararlanır.

Bu ilk derste araç klima sisteminin temel fiziksel prensiplerini, R12, R134a ve R1234yf gibi araç klima gazlarını ve klima kompresöründe kullanılan yağları inceleyeceğiz. Serinin 2. dersinde klima kompresörü ve kondenser, 3. dersinde ise evaporatör ve ekspansiyon valfi ele alınmaktadır.

Günümüzde araçlarda farklı soğutucu akışkanlar kullanılabildiği için bakım ve onarım sırasında daima araç üreticisinin belirttiği soğutucu akışkan ve kompresör yağı özellikleri esas alınmalıdır.

Araç Klima Sistemi Nasıl Çalışır?

Araç klima sistemi doğrudan soğuk üretmek yerine, araç içerisindeki ısının soğutucu akışkan yardımıyla dış ortama taşınmasını sağlar. Bu işlem sırasında soğutucu akışkanın basıncı, sıcaklığı ve fiziksel hâli değiştirilir.

Soğutucu akışkan evaporatörde düşük basınç şartlarında buharlaşırken araç içindeki havadan ısı alır. Kompresör tarafından sıkıştırılan akışkan kondenserde taşıdığı ısıyı dış havaya verir ve uygun şartlarda tekrar sıvı hâle geçer. Genleşme elemanında basıncı düşürüldükten sonra yeniden evaporatöre ulaşır ve çevrim devam eder.

Kompresör, kondenser ve soğutucu akışkan devresinin ayrıntılı çalışma sırası için Araç Klima Sistemi Nasıl Çalışır? Kompresör ve Kondenser – 2. Ders konusunu inceleyebilirsiniz.

Araç Klima Sisteminin Fiziksel Temelleri

Maddeler genel olarak katı, sıvı ve gaz olmak üzere üç temel hâlde bulunabilir. Araç klima sisteminin çalışma prensibini anlayabilmek için maddelerin hâl değişimleri sırasında gerçekleşen ısı alışverişini bilmek önemlidir.

Bir kap içerisindeki su ısıtıldığında yeterli enerji alarak sıvı hâlden gaz hâline geçer. Su buharı soğutulduğunda tekrar sıvı hâle, daha fazla soğutulduğunda ise katı hâle dönüşebilir. Sıvı hâlden gaz hâline geçiş sırasında madde çevresinden ısı alırken, gaz hâlden sıvı hâle geçiş sırasında çevresine ısı verir.

Isı, sıcaklık farkı bulunduğunda kendiliğinden daha yüksek sıcaklıktaki ortamdan daha düşük sıcaklıktaki ortama doğru aktarılır.

Maddeleri oluşturan taneciklerin hareket enerjisi sıcaklıkla ilişkilidir. Sıcaklıkları farklı iki madde arasında ısı alışverişi gerçekleştiğinde sistem termal dengeye yaklaşır. Hâl değişimi sırasında ise madde belirli koşullarda ısı almasına veya vermesine rağmen sıcaklığı bir süre yaklaşık sabit kalabilir. Klima sistemleri bu fiziksel prensiplerden yararlanarak araç içerisindeki ısıyı dış ortama taşır.

Basınç ve Kaynama Noktası İlişkisi

Bir sıvının kaynama sıcaklığı, üzerine etki eden basınca bağlıdır. Basınç düştüğünde sıvının kaynama sıcaklığı da düşebilir; basınç yükseldiğinde ise kaynama sıcaklığı yükselir. Araç klima sisteminde soğutucu akışkanın basıncının kontrol edilmesi, akışkanın uygun bölgelerde buharlaşması ve yoğuşması için kullanılır.

Klima devresinde soğutucu akışkanın basınç ve sıcaklığı sürekli değişir. Evaporatörde düşük basınç koşullarında buharlaşan soğutucu akışkan çevresinden ısı alırken, kondenserde daha yüksek basınç ve sıcaklık koşullarında çevreye ısı vererek yoğuşur. Böylece araç içerisinden alınan ısı dış ortama aktarılır.

Evaporatör ve genleşme elemanının bu işlemi nasıl gerçekleştirdiğini Araç Klima Sistemi Nasıl Çalışır? Evaporatör ve Ekspansiyon Valfi – 3. Ders içerisinde ayrıntılı olarak inceleyebilirsiniz.

Araç Klima Gazları ve Özellikleri

Araç klima gazları günlük kullanımda “klima gazı” olarak adlandırılsa da teknik olarak bunlar klima devresinde dolaşan soğutucu akışkanlardır. Klima sisteminde kullanılacak soğutucu akışkan araç üreticisi tarafından belirlenir ve farklı tipteki soğutucu akışkanlar rastgele birbirleriyle karıştırılmamalıdır.

Eski araç klima sistemlerinde R12 yaygın olarak kullanılmıştır. Daha sonraki dönemlerde R134a yaygınlaşmış, yeni nesil birçok araçta ise R1234yf gibi daha düşük küresel ısınma potansiyeline sahip farklı soğutucu akışkanlar kullanılmaya başlanmıştır.

Bu nedenle klima gazı dolumu veya sistem üzerinde bakım yapılmadan önce araç üzerindeki klima etiketi ve üreticinin teknik verileri kontrol edilmelidir.

R12 ve R134a Soğutucu Akışkanları

R12 ve R134a, otomotiv klima teknolojisinin gelişiminde önemli iki soğutucu akışkandır. R12’nin normal atmosfer basıncındaki kaynama noktası yaklaşık -29,8 °C, R134a’nın ise yaklaşık -26,5 °C’dir. R12 günümüzde esas olarak eski sistemler ve klima teknolojisinin tarihsel gelişimi açısından önem taşımaktadır.

Soğutucu Maddelerin Fiziksel Özellikleri

Kritik sıcaklık ve kritik basınç, bir akışkanın sıvı ve buhar fazları arasındaki davranışını tanımlayan önemli termodinamik büyüklüklerdir. Kritik sıcaklığın üzerinde, yalnızca basıncı artırarak gazı sıvılaştırmak mümkün değildir.

Kritik noktanın altında, kapalı bir kap içerisinde sıvı ve buhar fazı birlikte bulunabilir. Bu durumda denge basıncı büyük ölçüde sıcaklığa bağlıdır. Bu nedenle soğutucu akışkanların basınç değerleri değerlendirilirken sıcaklık da dikkate alınmalıdır.

Önemli: Soğutucu akışkanlar birbirleriyle rastgele karıştırılmamalıdır. Klima sisteminde yalnızca araç üreticisinin belirttiği soğutucu akışkan kullanılmalıdır. R12, ozon tabakasına zarar veren CFC grubu bir soğutucu akışkan olduğundan kullanımı büyük ölçüde sonlandırılmıştır. R12 kullanılan eski sistemlerin farklı bir soğutucu akışkana dönüştürülmesi gerekiyorsa işlem uygun retrofit prosedürlerine göre yapılmalıdır.

R12 ve R134a Basınç-Sıcaklık İlişkisi

Soğutucu akışkanın basıncı ile sıcaklığı arasında doğrudan bir ilişki vardır. Aşağıdaki tablo R12 ve R134a için sıcaklığa bağlı doymuş buhar basıncı değerlerini karşılaştırmaktadır. Bu değerler klima sisteminin çalışma prensibinin anlaşılmasında eğitim amacıyla kullanılabilir.

Basınç değerleri tek başına klima sistemindeki arızayı belirlemek için yeterli değildir. Ölçüm sırasında ortam sıcaklığı, sistemin çalışma koşulları, soğutucu akışkan miktarı ve üreticinin servis prosedürleri birlikte değerlendirilmelidir.

Klima sistemindeki basıncın elektronik olarak nasıl takip edildiğini öğrenmek için Klima Gaz Basınç Algılayıcısı ve Presostat konusunu inceleyebilirsiniz.

Araç Klima Gazlarının Çevresel Etkileri

Otomotiv klima sistemlerinde kullanılan soğutucu akışkanların çevresel etkileri zaman içerisinde önemli bir mühendislik ve mevzuat konusu hâline gelmiştir. Eski sistemlerde kullanılan R12, klor içeren bir CFC’dir ve ozon tabakasının incelmesine katkıda bulunduğu için kullanımı büyük ölçüde terk edilmiştir.

R134a klor içermediğinden ozon tabakasını inceltme potansiyeli R12 gibi değildir. Bununla birlikte R134a güçlü bir sera gazıdır. Bu nedenle otomotiv sektöründe daha düşük küresel ısınma potansiyeline sahip soğutucu akışkanlara geçiş yapılmıştır. Yeni nesil birçok araçta R1234yf kullanılması bunun örneklerinden biridir.

Araç Klimasının Konfor ve Görüş Güvenliğine Katkısı

Klima sistemi araç içi sıcaklığın kontrol edilmesine yardımcı olarak sürüş konforunu artırır. Ayrıca evaporatör üzerinden geçen havadaki nemin bir bölümünün yoğuşması, kabine verilen havanın neminin azaltılmasına yardımcı olur. Bu özellik özellikle camlardaki buğunun giderilmesinde yararlıdır.

Klima ve havalandırma sisteminin doğru kullanılması; araç içerisindeki sıcaklık, nem ve hava hareketinin daha uygun şartlarda tutulmasına yardımcı olur. Polen filtresi bulunan araçlarda dışarıdan alınan havadaki bazı partiküller de filtrelenebilir.

Soğutucu Akışkanlar ve Ozon Tabakası

Ozon tabakası, Güneş’ten gelen zararlı ultraviyole ışınlarının önemli bir bölümünün soğurulmasına yardımcı olur. Klor içeren CFC bileşikleri stratosfere ulaştıklarında ultraviyole ışınlarının etkisiyle parçalanabilir ve açığa çıkan klor atomları ozon moleküllerinin parçalanmasına yol açan tepkimelere katılabilir.

Bir klor atomu bu süreçte tekrar tekrar tepkimeye katılabildiğinden CFC türü soğutucu akışkanların ozon tabakası üzerindeki etkisi önemli olmuştur. Bu çevresel sorun R12 gibi CFC esaslı soğutucu akışkanların kullanımının sonlandırılmasının temel nedenlerinden biridir.

Soğutucu akışkanların çevresel etkisi yalnızca ozon tabakasına etkileriyle değerlendirilmez. Küresel ısınma potansiyeli de önemlidir. Bu nedenle klima sistemleri üzerinde servis işlemi yapılırken soğutucu akışkan atmosfere kontrolsüz biçimde bırakılmamalı ve uygun servis cihazlarıyla geri kazanılmalıdır.

Araç Klima Gazı R134a

R134a, uzun yıllar otomobil klima sistemlerinde yaygın olarak kullanılan soğutucu akışkanlardan biridir. Ancak günümüzde bütün araç klima sistemlerinde yalnızca R134a kullanıldığı söylenemez. Yeni nesil araçlarda R1234yf gibi farklı soğutucu akışkanlarla da karşılaşılabilir.

Bu nedenle klima sistemine soğutucu akışkan eklenmeden veya sistem üzerinde bakım yapılmadan önce araç üzerindeki klima etiketi ve üreticinin teknik verileri kontrol edilmelidir. Farklı araç klima gazları birbirleriyle karıştırılmamalıdır.

R134a ile R12 Arasındaki Farklar

• R12 bir CFC, R134a ise bir HFC soğutucu akışkandır.
• R12 klor içerirken R134a klor içermez.
• R12’nin ozon tabakasını inceltme potansiyeli bulunurken R134a’nın ozon tabakasını inceltme potansiyeli sıfır kabul edilir.
• R134a da sera etkisine katkıda bulunan bir soğutucu akışkandır.
• R12 ve R134a sistemlerinde kullanılan servis ekipmanı, bağlantılar ve yağlama gereksinimleri aynı kabul edilmemelidir.

R134a’nın Fiziksel ve Teknik Özellikleri

R134a ile R12’nin basınç-sıcaklık davranışları bazı çalışma bölgelerinde birbirine yakın görünse de iki soğutucu akışkan birbirinin doğrudan yerine kullanılabilecek aynı maddeler değildir. Klima sisteminin kompresörü, yağlama gereksinimi, sızdırmazlık elemanları ve servis prosedürleri kullanılan soğutucu akışkana uygun olmalıdır.

R134a kullanılan birçok sistemde PAG esaslı özel klima kompresör yağları kullanılır. Bununla birlikte kullanılacak yağın türü ve viskozitesi kompresör ve araç üreticisinin teknik verilerine göre seçilmelidir.

Araç Klima Kompresör Yağları

Klima kompresör yağı, kompresörün hareketli parçalarının yağlanması için kullanılan ve klima sistemiyle uyumlu olması gereken özel bir yağdır. Yağ yalnızca kompresör içerisinde kalmaz; belirli bir miktarı soğutucu akışkanla birlikte klima devresinde dolaşabilir.

Eski R12 sistemlerinde mineral esaslı kompresör yağları kullanılmıştır. R134a kullanılan birçok klima sisteminde ise PAG (Polialkilen Glikol) esaslı sentetik yağlarla karşılaşılır. Bazı özel uygulamalarda ve dönüşüm işlemlerinde ester esaslı yağlar da kullanılabilir.

Kompresör yağı yalnızca kullanılan soğutucu akışkana bakılarak seçilmemelidir. Doğru yağ tipi, viskozitesi ve miktarı araç ve kompresör üreticisinin servis verilerinden belirlenmelidir.

Özellikle hibrit ve elektrikli araçlarda kullanılan elektrikli klima kompresörlerinde yağın elektriksel yalıtım özellikleri de önemli olabilir. Yanlış yağ kullanılması sistemin çalışmasını ve elektriksel güvenliği olumsuz etkileyebilir. Bu nedenle bu sistemlerde üreticinin belirttiği yağ dışında bir ürün kullanılmamalıdır.

Klima kompresörünün soğutucu akışkanı nasıl sıkıştırdığını ve farklı kompresör yapılarını görmek için Klima Kompresörü ve Kondenser – 2. Ders bölümüne geçebilirsiniz.

Araç Klima Gazları ve Kompresör Yağlarında Dikkat Edilecekler

1. Klima sisteminde yalnızca araç üreticisinin belirttiği soğutucu akışkan kullanılmalıdır.
2. Farklı soğutucu akışkanlar birbirleriyle karıştırılmamalıdır.
3. Kompresör yağı, kompresör ve klima sisteminin teknik özelliklerine uygun seçilmelidir.
4. PAG gibi nem almaya yatkın klima yağlarının kapları açık bırakılmamalıdır.
5. Yağ ambalajları kullanılmadığı zaman sıkıca kapalı tutulmalıdır.
6. Kullanılmış kompresör yağı tekrar kullanılmamalıdır.
7. Soğutucu akışkan atmosfere kontrolsüz şekilde bırakılmamalı, uygun servis cihazıyla geri kazanılmalıdır.
8. Klima sistemindeki gaz veya yağ miktarı tahminle değil, üretici servis verilerine göre belirlenmelidir.

Klima sistemi üzerinde bakım, boşaltma, doldurma veya parça değişimi yapılacaksa Klima Sistemini Sökme ve Takma konusunu da inceleyebilirsiniz.

Araç Klima Sistemi Dersleri

Araç klima sistemini başlangıçtan itibaren konu sırasına göre öğrenmek için üç bölümlük ders serisini takip edebilirsiniz:

1. Araç Klima Gazları ve Kompresör Yağları – 1. Ders – Klima sisteminin fiziksel temelleri, R12, R134a, R1234yf ve klima kompresör yağları.
2. Araç Klima Sistemi Nasıl Çalışır? Kompresör ve Kondenser – 2. Ders – Soğutucu akışkan devresi, kompresör, elektromanyetik kavrama ve kondenser.
3. Araç Klima Sistemi Nasıl Çalışır? Evaporatör ve Ekspansiyon Valfi – 3. Ders – Kurutucu, toplama kabı, ekspansiyon valfi, kısıtlayıcı ve evaporatör.

Üç dersi tamamladıktan sonra bilgilerinizi Araç Klima Sistemleri Modülü Sınavı ile değerlendirebilirsiniz.

Araç klima sistemleri, bakım ve diğer otomotiv teknolojisi derslerini MotorDersi ana sayfasından inceleyebilirsiniz.