Scroll Kompresör Nedir, Neden Tercih Edilmeli ve Ne İşe Yarar?

Soğutma ve iklimlendirme sistemlerinin en önemli bileşenlerinden biri kompresördür. Kompresör; soğutucu akışkanın sistem içerisinde dolaşmasını sağlayarak soğutma çevriminin devam etmesinde temel rol oynar.

Günümüzde ticari soğutma, klima, chiller ve ısı pompası uygulamalarında yaygın olarak kullanılan kompresör teknolojilerinden biri ise scroll kompresördür.

Peki scroll kompresör nedir, nasıl çalışır, ne işe yarar ve neden tercih edilir?

Scroll Kompresör Nedir?

Scroll kompresör, soğutucu akışkanı sıkıştırmak için birbiri içerisine geçmiş iki spiral biçimli scroll elemanı kullanan pozitif deplasmanlı bir kompresör türüdür.

Bu spirallerden biri sabit kalırken diğer spiral kendi ekseni etrafında dönmeden yörüngesel bir hareket gerçekleştirir.

Bu hareket sırasında spiral elemanlar arasında oluşan gaz cepleri dış bölgeden merkeze doğru ilerler. Gaz ceplerinin hacmi giderek küçüldüğü için soğutucu akışkanın basıncı ve sıcaklığı yükselir.

Sıkıştırılan yüksek basınçlı soğutucu akışkan daha sonra kompresörden çıkarak kondenser tarafına gönderilir.

Scroll kompresörlerin çalışma mekanizması, pistonlu kompresörlere kıyasla daha sürekli ve daha az darbeli bir sıkıştırma işlemi sağlar.

Scroll Kompresör Ne İşe Yarar?

Scroll kompresörün temel görevi, evaporatörden gelen düşük basınçlı soğutucu akışkan buharını sıkıştırarak yüksek basınçlı ve yüksek sıcaklıklı gaz haline getirmektir.

Böylece soğutucu akışkanın soğutma devresi içerisinde dolaşması ve kondenserde taşıdığı ısıyı dış ortama aktarabilmesi mümkün hale gelir.

Basitleştirilmiş bir soğutma çevrimi şu şekilde ilerler:

Kompresör → Kondenser → Genleşme Elemanı → Evaporatör

Kompresör olmadan soğutucu akışkanın düşük ve yüksek basınç bölgeleri arasında çevrimi sürdürülemez.

Bu nedenle kompresör, soğutma sisteminin temel çalışma elemanlarından biridir.

Scroll Kompresör Nasıl Çalışır?

Scroll kompresörün çalışma prensibi üç temel aşamada incelenebilir.

1. Emme

Evaporatörden dönen düşük basınçlı soğutucu akışkan buharı kompresöre girer.

Gaz, iki spiral elemanın dış bölgesinde oluşan ceplerin içerisine alınır.

2. Sıkıştırma

Hareketli spiral yörüngesel hareket yaptıkça gaz cepleri scroll mekanizmasının merkezine doğru ilerler.

Merkeze yaklaştıkça ceplerin hacmi küçülür.

Hacmin azalması sonucunda soğutucu akışkan sıkıştırılır ve basıncı yükselir.

3. Tahliye

Yüksek basınca ulaşan soğutucu akışkan scroll grubunun merkezindeki tahliye bölümünden çıkar.

Daha sonra basma hattı üzerinden kondensere gönderilir.

Bu işlem kompresör çalıştığı sürece sürekli olarak devam eder.

Scroll Kompresör Neden Tercih Edilir?

Scroll kompresörlerin yaygın kullanılmasının en önemli nedenlerinden biri çalışma mekanizmasının basit ve verimli olmasıdır.

Uygulamaya ve doğru kompresör seçimine bağlı olarak scroll teknolojisinin birçok avantajı bulunmaktadır.

1. Yüksek Enerji Verimliliği

Enerji tüketimi, ticari ve endüstriyel soğutma sistemlerinin toplam işletme maliyetindeki en önemli unsurlardan biridir.

Scroll kompresörlerde sıkıştırma işleminin sürekli gerçekleşmesi ve mekanik kayıpların düşük tutulabilmesi, uygun çalışma koşullarında yüksek enerji verimliliği elde edilmesini sağlayabilir.

Özellikle uzun süre çalışan;

soğuk odalar,
ticari soğutma sistemleri,
klima sistemleri,
chiller uygulamaları,
ısı pompaları

için kompresör verimliliği toplam enerji tüketimini doğrudan etkileyebilir.

2. Daha Az Hareketli Parça

Scroll kompresörlerin önemli avantajlarından biri, pistonlu kompresörlere kıyasla daha az hareketli parçaya sahip olabilmesidir.

Piston, piston kolu ve emme-basma valfleri gibi çok sayıda hareketli parçaya ihtiyaç duyulmaması mekanik yapının sadeleşmesini sağlar.

Daha az hareketli parça;

mekanik sürtünmenin azaltılmasına,
aşınmanın sınırlandırılmasına,
titreşimin azaltılmasına,
güvenilirliğin artırılmasına

katkıda bulunabilir.

Ancak kompresör ömrü yalnızca mekanik tasarıma bağlı değildir. Doğru yağlama, uygun çalışma basınçları, doğru soğutucu akışkan miktarı ve sistem tasarımı da son derece önemlidir.

3. Daha Sessiz Çalışma

Scroll kompresörlerde sıkıştırma işlemi pistonlu sistemlerdeki gibi ileri-geri hareketlerle değil, daha sürekli bir yörüngesel hareketle gerçekleşir.

Bu nedenle basınç darbeleri ve mekanik titreşimler genellikle daha düşüktür.

Düşük ses seviyesinin önemli olduğu;

ticari işletmeler,
oteller,
restoranlar,
konut uygulamaları,
hastaneler,
ofisler,
marketler

gibi alanlarda scroll kompresör kullanımı önemli bir avantaj sağlayabilir.

4. Düşük Titreşim

Kompresörde meydana gelen titreşim yalnızca ses konforunu değil, sistemdeki boru tesisatını ve bağlantı elemanlarını da etkileyebilir.

Scroll kompresörlerin sürekli sıkıştırma mekanizması daha dengeli bir çalışma karakteristiği sağlayabilir.

Düşük titreşim;

boru bağlantılarındaki mekanik stresi azaltmaya,
sistem ses seviyesini düşürmeye,
cihazın daha stabil çalışmasına

yardımcı olabilir.

5. Kompakt Tasarım

Scroll kompresörler yüksek soğutma kapasitesinin gerektiği birçok uygulamada nispeten kompakt bir yapıda tasarlanabilir.

Bu özellik özellikle cihaz içerisinde alanın sınırlı olduğu;

split soğutma cihazları,
kondenser üniteleri,
rooftop cihazlar,
paket klima sistemleri,
chiller grupları

için önemli bir avantajdır.

Kompakt kompresör tasarımı cihaz üreticilerine daha küçük ve optimize edilmiş sistemler geliştirme imkânı sağlayabilir.

6. Güvenilir Çalışma

Scroll kompresörlerde hareketli mekanik parçaların nispeten az olması ve sıkıştırma işleminin sürekli şekilde gerçekleşmesi, doğru çalışma koşullarında güvenilir bir yapı oluşturur.

Bununla birlikte scroll kompresörlerin uzun ömürlü olması için sistem tasarımının doğru yapılması gerekir.

Özellikle;

sıvı dönüşü,
aşırı kızdırma,
yetersiz yağlama,
yüksek basma sıcaklığı,
yanlış gaz şarjı,
yanlış elektrik bağlantısı

gibi durumlar kompresör ömrünü ciddi şekilde etkileyebilir.

Scroll Kompresör Nerelerde Kullanılır?

Scroll kompresörler soğutma ve iklimlendirme sektöründe oldukça geniş bir kullanım alanına sahiptir.

Ticari Soğutma Sistemleri

Marketler, restoranlar, gıda işletmeleri ve ticari depolama tesislerinde kullanılan soğutma sistemlerinde scroll kompresörlerden yararlanılabilir.

Soğuk Hava Depoları

Pozitif ve uygun model seçimiyle bazı negatif sıcaklık uygulamalarında scroll kompresörler kullanılabilir.

Özellikle orta ve yüksek kapasiteli soğuk oda uygulamalarında kompakt yapı ve çalışma verimliliği önemli avantajlar sağlayabilir.

Split Soğutma Cihazları

Kondenser ve evaporatörün birbirinden ayrı olduğu split soğutma cihazlarında scroll kompresörler yaygın olarak kullanılabilir.

Chiller Sistemleri

Su veya proses akışkanının soğutulduğu chiller sistemlerinde tek veya birden fazla scroll kompresör kullanılabilir.

Birden fazla kompresör kullanılması, sistem kapasitesinin yük durumuna göre kademeli şekilde kontrol edilmesine de olanak sağlayabilir.

Klima Sistemleri

Ticari ve merkezi klima sistemlerinde scroll teknolojisi yaygın olarak kullanılmaktadır.

Isı Pompaları

Isıtma ve soğutma fonksiyonunu birlikte sağlayan ısı pompası sistemlerinde de uygun tasarıma sahip scroll kompresörler kullanılabilir.

Proses Soğutma Sistemleri

Üretim tesisleri ve endüstriyel proseslerde sıcaklık kontrolü amacıyla kullanılan sistemlerde de scroll kompresör çözümleri tercih edilebilir.

Scroll Kompresör ile Pistonlu Kompresör Arasındaki Fark Nedir?

Scroll ve pistonlu kompresörlerin temel farkı soğutucu akışkanı sıkıştırma yöntemleridir.

Pistonlu kompresörlerde gaz, silindir içerisinde hareket eden piston sayesinde sıkıştırılır.

Scroll kompresörlerde ise gaz, iki spiral eleman arasında oluşan ve sürekli küçülen cepler içerisinde sıkıştırılır.

Bu mekanik farklılık çalışma karakteristiğini de değiştirir.

Scroll Kompresör

Genellikle;

daha sürekli sıkıştırma,
düşük titreşim,
düşük ses seviyesi,
daha az hareketli parça,
kompakt yapı

gibi avantajlara sahiptir.

Pistonlu Kompresör

Pistonlu teknoloji ise kapasite, çalışma sıcaklığı, servis edilebilirlik ve uygulama gereksinimlerine bağlı olarak birçok soğutma sisteminde hâlâ önemli avantajlara sahip olabilir.

Bu nedenle “scroll kompresör her zaman pistonlu kompresörden daha iyidir” şeklinde genel bir değerlendirme yapmak teknik olarak doğru değildir.

Doğru kompresör, sistemin çalışma şartlarına göre seçilmelidir.

Scroll Kompresörün Dezavantajları Nelerdir?

Scroll kompresörlerin birçok avantajı bulunmasına rağmen her uygulama için ideal çözüm olmayabilir.

Sıvı Dönüşüne Dikkat Edilmelidir

Kompresöre yüksek miktarda sıvı soğutucu akışkan dönmesi ciddi mekanik problemlere neden olabilir.

Bu nedenle evaporatör beslemesi, superheat değerleri ve emiş hattı tasarımı doğru yapılmalıdır.

Gerekli uygulamalarda emiş akümülatörü gibi koruyucu komponentlerden faydalanılabilir.

Çalışma Zarfı Dikkate Alınmalıdır

Her scroll kompresör belirli evaporasyon ve kondenser sıcaklıkları arasında çalışmak üzere tasarlanır.

Kompresörün üretici tarafından belirlenen çalışma sınırlarının dışında çalıştırılması;

yüksek basma sıcaklığına,
aşırı motor yüküne,
yağlama problemlerine,
kapasite kaybına,
kompresör arızasına

neden olabilir.

Yanlış Dönüş Yönü Sorun Oluşturabilir

Özellikle üç fazlı scroll kompresörlerde faz sırasının yanlış bağlanması kompresörün ters yönde çalışmasına neden olabilir.

Bu durumda kompresör yeterli basınç farkını oluşturamayabilir ve anormal ses meydana gelebilir.

Bu nedenle elektrik bağlantıları devreye alma sırasında mutlaka kontrol edilmelidir.

Sistem Tasarımı Önemlidir

Scroll kompresörden yüksek verim alınması yalnızca kompresör seçimine bağlı değildir.

Kondenser, evaporatör, genleşme elemanı, boru tesisatı ve soğutucu akışkan şarjı kompresörle uyumlu olmalıdır.

Scroll Kompresör Seçerken Nelere Dikkat Edilmelidir?

Doğru scroll kompresör seçimi sadece beygir gücü veya nominal kapasite üzerinden yapılmamalıdır.

Aşağıdaki teknik değerler birlikte değerlendirilmelidir.

1. Soğutma Kapasitesi

Sistemin ihtiyaç duyduğu net soğutma kapasitesi hesaplanmalıdır.

Soğuk oda uygulamalarında;

oda hacmi,
ortam sıcaklığı,
hedef oda sıcaklığı,
ürün yükü,
kapı açılma sıklığı,
izolasyon kalınlığı,
günlük ürün giriş miktarı

gibi faktörler dikkate alınmalıdır.

2. Evaporasyon Sıcaklığı

Bir kompresörün kapasitesi evaporasyon sıcaklığına bağlı olarak önemli ölçüde değişir.

Bu nedenle yalnızca kompresörün nominal HP değerine bakarak seçim yapılması doğru değildir.

3. Kondenser Sıcaklığı

Dış ortam sıcaklığı ve kondenser tasarımı kompresörün çalışma basıncını ve enerji tüketimini doğrudan etkiler.

Kondenser sıcaklığı yükseldikçe kompresörün çalışma koşulları ağırlaşabilir.

4. Kullanılan Soğutucu Akışkan

Her scroll kompresör her soğutucu akışkanla çalışmaya uygun değildir.

Kompresör seçilirken kullanılacak gazın kompresörün teknik dokümanlarında onaylanmış olması gerekir.

5. Elektrik Beslemesi

Voltaj, frekans ve faz sayısı kompresörün elektriksel özellikleriyle uyumlu olmalıdır.

6. Uygulama Sıcaklığı

Soğutma uygulamaları genel olarak;

yüksek sıcaklık,
orta sıcaklık,
düşük sıcaklık

çalışma koşullarına ayrılabilir.

Her scroll kompresör düşük sıcaklık uygulamalarında çalışmaya uygun olmayabilir.

Bu nedenle kompresör seçimi yapılırken ürünün çalışma zarfı mutlaka kontrol edilmelidir.

Scroll Kompresörlerde İnverter Teknolojisi

Bazı scroll kompresör sistemlerinde inverter veya değişken hızlı sürücü teknolojisi kullanılabilir.

Standart sabit hızlı kompresörler belirli bir devirde çalışırken, değişken hızlı sistemlerde kompresör kapasitesi sistemin ihtiyacına göre ayarlanabilir.

Bu sayede özellikle değişken yük altında;

daha hassas sıcaklık kontrolü,
daha az açma-kapama,
daha iyi kısmi yük verimliliği,
enerji tüketiminin optimize edilmesi

mümkün olabilir.

Ancak inverter uygulamasında kompresör ve sürücünün birbirleriyle uyumlu olması gerekir.

Birden Fazla Scroll Kompresör Kullanılabilir mi?

Evet.

Özellikle yüksek kapasiteli ticari soğutma ve chiller uygulamalarında birden fazla scroll kompresör paralel olarak kullanılabilir.

Örneğin sistemde üç kompresör bulunuyorsa, soğutma ihtiyacına göre bir, iki veya üç kompresör devreye alınabilir.

Bu sistemler uygun şekilde tasarlandığında kısmi yüklerde kapasite kontrolü sağlayabilir.

Ancak paralel kompresör uygulamalarında;

yağ dengeleme,
emiş hattı tasarımı,
boru çapları,
kontrol sistemi,
kompresör sıralaması

doğru projelendirilmelidir.

Scroll Kompresör Arızaları Neden Oluşur?

Scroll kompresörler güvenilir yapıya sahip olsa da yanlış sistem koşulları kompresör arızasına yol açabilir.

Sık karşılaşılan nedenlerden bazıları şunlardır:

kompresöre sıvı dönmesi,
yetersiz yağlama,
yüksek basma sıcaklığı,
kondenserin kirli olması,
yetersiz hava akışı,
yanlış soğutucu akışkan şarjı,
sistemde nem veya kir bulunması,
elektriksel gerilim problemleri,
faz hataları,
yanlış kompresör seçimi,
çalışma sınırlarının dışında kullanım.

Bu nedenle kompresör arızası meydana geldiğinde yalnızca kompresörü değiştirmek yerine arızaya neden olan sistem problemi de tespit edilmelidir.

Aksi halde yeni takılan kompresörde de benzer arızalar meydana gelebilir.

Scroll Kompresör Neden Tercih Edilmeli?

Doğru uygulamada seçilen bir scroll kompresör;

yüksek enerji verimliliği,
düşük titreşim,
sessiz çalışma,
kompakt tasarım,
daha az hareketli parça,
yüksek çalışma güvenilirliği,
kapasite kontrolüne uygunluk

gibi önemli avantajlar sağlayabilir.

Özellikle enerji tüketiminin ve sistem çalışma süresinin yüksek olduğu ticari soğutma uygulamalarında kompresör seçiminin toplam işletme maliyetine etkisi büyüktür.

Ancak en doğru kompresör teknolojisi her proje için aynı değildir.

Kompresör seçimi yapılırken sistemin soğutma kapasitesi, evaporasyon sıcaklığı, kondenser sıcaklığı, soğutucu akışkanı, elektrik özellikleri ve çalışma koşulları birlikte değerlendirilmelidir.

Sık Sorulan Sorular

Scroll kompresör nedir?

Scroll kompresör, biri sabit diğeri yörüngesel hareket eden iki spiral eleman arasında soğutucu akışkanı sıkıştıran pozitif deplasmanlı kompresör türüdür.

Scroll kompresör ne işe yarar?

Evaporatörden gelen düşük basınçlı soğutucu akışkan buharını sıkıştırarak yüksek basınçlı hale getirir ve soğutma çevriminin devam etmesini sağlar.

Scroll kompresör neden daha sessiz çalışır?

Sıkıştırma işleminin sürekli gerçekleşmesi ve pistonlu sistemlerdeki ileri-geri hareketli mekanizmanın bulunmaması titreşim ve basınç darbelerinin azaltılmasına yardımcı olur.

Scroll kompresör mü pistonlu kompresör mü daha iyi?

Tek bir doğru cevap yoktur. Uygun kompresör; kapasiteye, evaporasyon ve kondenser sıcaklıklarına, kullanılan soğutucu akışkana ve uygulamanın çalışma şartlarına göre belirlenmelidir.

Scroll kompresör soğuk odada kullanılır mı?

Evet. Uygun çalışma aralığına ve kapasiteye sahip scroll kompresörler ticari soğuk oda uygulamalarında kullanılabilir.

Scroll kompresör negatif derecede çalışır mı?

Bazı scroll kompresörler düşük evaporasyon sıcaklıkları için özel olarak tasarlanmıştır. Ancak her scroll kompresör negatif sıcaklık uygulamalarına uygun değildir. Üreticinin çalışma zarfı kontrol edilmelidir.

Scroll kompresör ters çalışır mı?

Üç fazlı modellerde yanlış faz sırası kompresörün ters yönde çalışmasına neden olabilir. Devreye alma sırasında faz sırası ve çalışma yönü kontrol edilmelidir.

Scroll kompresör neden arızalanır?

Sıvı dönüşü, yüksek basma sıcaklığı, yağlama problemleri, yanlış gaz şarjı, kirli kondenser, elektrik problemleri ve kompresörün çalışma sınırlarının dışında kullanılması başlıca arıza nedenleri arasındadır.

Scroll kompresör enerji tasarrufu sağlar mı?

Doğru sistem ve çalışma koşullarında scroll teknolojisi yüksek verimlilik sağlayabilir. Ancak gerçek enerji tüketimi kompresör seçimi, sistem tasarımı, kondenser ve evaporatör performansı ile çalışma yüküne bağlıdır.