1.0. Genel

Büyük makinaları çalıştıran motorların arızalanması ve servis dışı kalması şu üç nedenden olur: Toz, aşırı ısınma ve kötü bakım. Bu nedenleri ortadan kaldırmak için iyi bir bakım ve doğru düşünülmüş bir havalandırma gereklidir.

 

1.1. Amaç

Havalandırma sistemi şu üç amaç göz önüne alınarak kurulmalıdır.

a. Motor ve diğer elektrik tesisatının ürettiği karbon tozunu hava ile dışarı atmak,

b. Motor odasında bir pozitif basınç yaratarak, dışarıdan içeriye sızıntı yoluyla kirli hava girmesini önlemek,

c. Elektrik aygıtlarında enerji kayıpları ısıya dönüşerek bünye sıcaklığını yükseltir. Dış hava kullanılarak veya ortam havası soğutularak bu sıcaklıkları belirli bir sınırda tutmak.

 

1.2 Ana Bilgiler

Sistemde genel olarak, dış hava kullanılır. Dış hava sıcaklığı veya çiğleşme noktası sıcaklığı uygun olmadığı zaman hava, bir klima işleminden geçirilebilir. Sıcak bölgelerde dış havanın sıcaklığı ile iç havanın sıcaklığı fark çok azalacağından, hava debisi çok büyük değerlere ulaşır. Bu gibi yerlerde sisteme bir hava soğutucusu eklemek zorunludur. Keza çok soğuk iklimlerde içeriye verilen hava iç sıcaklığı çok düşürebileceğinden, bir hava ısıtıcısı kullanılmalıdır. Bazı yerlerde iç ve dış hava karıştırılarak da kullanılabilir. 

 

Bir tür motorların içinde, havalandırma yapan fanları ve filtreleri yoktur. Bu durumda hacmin içindeki serbest hava akışı motor sargıları arasından geçip, soğutma yapabilecek oranda kuvvetli olamayacağından bu tür motorlara hava bir kanalla doğrudan verilir. Yalnız, bu durumda motor içindeki hava yolunun akış direnci bilinmelidir. 

 

Doğru akım motorlarında hava akışı tahrik tarafından komutatör çıkışına doğru olmalıdır.Böylece yanmış karbon tozları en kısa yoldan dışarı atılmış olur. 

 

Motor odaları hava sızdırmaz olmalı ve camlı pencere yerine blok cam kullanılmalıdır. Ayrıca içerden atılan havanın %10 fazlası yeniden içeriye verilmeli ve içerde bir pozitif basınç oluşturulmalıdır. 

 

1.3. Kullanılan Havalandırma Sistemleri

 

1.3.1. İç Havalı Sistemler

Kullanılan havalandırma sistemleri iç veya dış havalı olur. Her iki halde de hava akış yönü yukarıya veya aşağıya doğru olabilir.

 

İç havalı sistemlerde hava motor içinden geçerken kayıplardan doğan ısıyı ve tozu alır, bir su soğutmalı serpantiden geçerek fana gelir, tekrar filtrelenerek sisteme üflenir. Burada dikkat edilecek iki nokta vardır. Birincisi içeriye verilen hava, kaçakları da karşılayacak fazlalığı da içermelidir. 

 

İkincisi, kirli havanın içeriye sızabileceği yerlerde pozitif basınç yaratabilmek için havanın motor odasına verilen yeri, bu yerlerin yakınında olmalıdır. Böylece motor içinde bir negatif basınçlı bölge yaratılarak havanın kendiliğinden motor içine emilmesini sağlar. Motordan mil aracılığıyla hava kaçmasına izin verilmemelidir. Çünkü bu hava tozlu ve sıcaktır. Bunun için hava akışı boyunca en düşük basıncın hava emiş yolu üzerinde olması gerekir.

 

Bu sistemin en büyük iyiliği soğutma serpantininin su girişine kumanda edilerek motor odası sıcaklığının uygun değerde otomatik olarak tutulabilmesidir. 

 

1.3.2. Dış Havalı Sistemler

Bu sistemde hava dışarıdan alınır, filtrelenir, motor içinden geçirildikten sonra dışarı atılır. Soğuk yerlerde hava çıkış kanalı emiş kanalına bitişik çekilere, giren havanın ısınması sağlanır. Sistemden motorlar için gerekli havayla, hacimde pozitif basınç sağlamak için gerekli havanın toplamı kadar hava geçer. Aşağıdan  çekişli dış havalı sistemde iki fan kullanılır. Birincisi dışarıdan havayı alıp, filtre üzerinden içeriye gönderir. İkincisi de, havayı makinelerden emerek dışarıya atar.

 

Eğer motora tahrik ettiği makina aynı hacimdeyse, sistem kesinlikle üstten çekişli olmak zorundadır. Hava tahrik tarafından ve alttan girer, komutatör tarafından ve üstten çıkar. Bu sistemde de iki fan kullanılabilir. Eğer filtre yakındaysa filtre havayı motora doğru çekerken filtreyle fan arasında negatif basınçlı bir bölge ortaya çıkar. 

 

Kirli havanın kanala sızmasını önlemek için kanal sızdırmaz olmalıdır. Bu durumların olmadığı yerlerde çift fan kullanılır. En uygun çözüm şekli bir motor odası yapılarak tek fanlı sisteme dönmektir. Dış havalı sistemlerde ha-va debisi daha büyük olduğundan kullanılan havalandırma elemanları da büyük ve dolayısıyla ilk yatırım tutarı fazla olur. 

 

1.4. Filtrelerin Seçimi

Normal olarak, filtre verimi %90 olmalıdır. Toz ve yağ buharının fazla olduğu yerlerde çift filtre kullanılır. Önde ağır tozları tutabilen ve genellikle camyünü dolgulu filtre, arkasında elektrostatik filtre bulunur. Çoğu kez hava yıkayıcı tipte filtreler kullanılmaktadır. 

 

1.5. Nem

Motor odasının nemi fırçaların ömrü açısından belirli değerlerde olmalıdır. Son araştırmalara göre, 21 ºC sıcaklık için %40-60 bağıl nem yeterli olmaktadır. Dış havayla çalışan sistemlerde bu nem değerleri içinde kalabilmek için bir ısıtıcı kullanılmak zorunluluğu doğabilir. 

 

1.6. Karbon Tozları

İç havayla çalışan sistemlerde motor içinden geçen havanın taşıdığı tozlar filtrelerde bütünüyle tutulamazlar. Büyük sistemlerde kanal içindeki hava hızı 0,5-1,0 m/s’yeye kadar düşürülerek tozların kanal içinde çökelmesi sağlanmalıdır. Ayrıca filtrenin soğutucu serpantinden önce konarak, karbon tozlarının serpantin kanatçıkları arasında birikmesi önlenmelidir.

 

2.0. Hesap Esasları

40 ºC motor sıcaklığı için (kW) olarak kayıp güç çarpanı ekteki çizelgeden bulunur. Sıcaklığı daha yükselmesi halinde kayıplar şöyle değişir.

 

40 ºC’den 50 ºC’ye kadar %5 eklenir.

50 ºC’den 60 ºC’ye kadar %10 eklenir.

60 ºC’den 70 ºC’ye kadar %15 eklenir.

70 ºC’den 80 ºC’ye kadar %20 eklenir.

80 ºC’den 90 ºC’ye kadar %25 eklenir.

 

Transformatörler için kayıplara %2 eklenmelidir. Her (kW) kayıp başına (204 m³/h) hava debisi gerekli olmaktadır. Sistemde en düşük hava debisi şu iki seçenekten büyük olanına göre ayarlanır.

 

2.1. Örnek

Bir alüminyum sanayii tesisinin folya haddesi motor odası havalandırma debisini hesaplayın.

 

Veriler

1 ad. 500 HP/1200 d/dk DC Motor

5 ad.  30 HP /1600 d/dk DC Motor

Kontrol kabini enerji, kaybı 15 kW

Transformtör gücü 550 kW

 

Çözüm

Motorlar için güç çarpanın seçimi

 

 

 

 

Çizelgeden f1=0,045 okunur

 

 

 

 

Çizelgeden f2 = 0,081 okunur.

 

Transformatörde kayıp % 2 alınır

 

Toplam enerji kaybı:

 

 

 

 

 

Hava Miktarı

V0 = 204 m³/h kW x 51,5 kW= 10.506 m³/h

% 10 basınç fazlalığı yaratmak için bu miktarda, % 10 kadar artırılarak gerçek debi

 

 

 

olur.

 

2.2. Hava Soğutucusunun Seçimi

Bu soğutucular kanatlı borulu olmalıdır. Soğutma suyu debisi giren su ile soğuk hava sıcaklıkları arasındaki her; 

su kullanıldığından su sıcaklığı, yaklaşık olarak 6,7 ºC artar.

 

* Yazan: Aydın ACEMİ / Makina Mühendisi