Gıda, kimya, ilaç endüstrileri, proses teknolojileri ve spor tesislerindeki kullanıcılar için endüstriyel soğutma tesisleri ve ısı pompaları tasarlayan, inşa eden ve bakımını yapan Walter Wettstein AG, boru hattı tasarımını Smap3D Plant Design dijitalleştirdi.

Tesislerinin tasarımında kaynakların korunmasına ve maksimum ekonomik verimliliğe odaklanan İsviçreli şirketin tesis ve boru hattı tasarımındaki artan gereksinimler ve dijitalleşme isteği, yeni yazılımlara olan talebin de artmasına neden oldu. Bu iş için makine ve tesis mühendisliğinde boru hattı planlama ve fabrikasyon konusunda uzun yıllara dayanan deneyime sahip, Alman yazılım üreticisi Smap3D Plant Design’i seçen Walter Wettstein AG, tasarımdan fabrikasyona kadar dijital uçtan uca süreçleri başarıyla uygulayabildi. SOLIDWORKS tarafından CAD ve PDM sistemiyle bağlantılı olarak boru hattı tasarımı ve üretimine yönelik getirilen entegre genel çözüm, tasarım verilerinin proses mühendisliğinden 3D boru tesisatına ve boru imalatına aktarılmasını ve böylece otomasyon ile işlem güvenilirliği seviyesini artırmayı mümkün hale getiriyor.

Çözümle ilgili konuşan Smap3D Plant Design Avrupa Satış Yöneticisi Tim Frie, “Danışma aşamasında, ürün verilerinin CAD sürecine entegrasyonunun müşteri için özellikle önemli olduğu anlaşıldı” diyor. Proses mühendisliği (P&ID), 3D borulama ve izometriden oluşan entegre Smap3D Plant Design çözümü, SOLIDWORKS CAD ve PDM ile doğrudan bütünleşebilmesi sayesinde bunu hayata geçirebiliyor. Böylece boru hattı tasarımında iş akışının kesintisizliği sağlanıyor. Ayrıca, çok sayıda otomasyon işlevi ve tekil olarak önceden tanımlanmış boru özellikleri sayesinde, çok büyük bir zaman tasarrufu sağlanıyor; otomasyon derecesi ve proses güvenliği de artırılabiliyor. Örneğin, konteynerler, pompalar ve boru sistemlerinden oluşan önceden tanımlanmış modüller (alt çizimler) P&ID’de bir katalogda saklanabiliyor ve hızlı bir şekilde oluşturulup tekrar tekrar kullanılabiliyor. Sonuç olarak, elektrik listeleri gibi çok ihtiyaç duyulan şemalar proje aşamasının başlarında otomatik olarak oluşturulabiliyor. Konuyla ilgili konuşan bir diğer isim olan Walter Wettstein Tasarım Yöneticisi Dominic Schnyder, “Önceki manuel yöntemle karşılaştırılamaz bile; o yöntem son derece zaman alıcı ve hataya açıktı” ifadelerini kullanıyor.

Proje desteği, hiçbir isteği karşılıksız bırakmıyor

İsviçreli soğutma teknolojisi şirketi, ilk görüşmelerden entegre yazılımın başarılı kullanımına kadar proje desteği konusunda güçlü bir ortağa güvendi. Smap3D Plant Design’ın yetkin danışmanları ve eğitimcileri, tesis mühendisliğinde uzun yıllara dayanan uzmanlıklarıyla öne çıkıyor ve derinlemesine bilgilerini müşteriye aktarıyor. Çözümün tanıtılması ve uygulanmasına ek olarak, Smap3D Plant Design, tasarımcıları yazılımın işlevlerine alıştırmak ve günlük işlerde onu en iyi şekilde nasıl kullanacaklarını göstermek için eğitim kursları ve çalıştaylar düzenliyor.

BOGE DS-2 serisinin yeni soğutmalı kurutucuları, her ayrıntısıyla ekonomik bir yapıda. Özellikle R 513 A soğutucu akışkan kullanımı sayesinde çevre dostu olan seri, birçok avantajı bir araya getiriyor.

Sürdürülebilir bir geleceğe doğru çalışmalarına devam eden Almanya’nın en eski kompresör ve basınçlı hava sistemleri üreticilerinden biri olan BOGE KOMPRESSOREN’in, öncekilerden daha da çevre dostu DS-2 serisi yeni soğutmalı kurutucuları, standart olarak daha önce kullanılan soğutuculardan çok daha düşük küresel ısınma potansiyeline sahip olan R 513 A soğutucu akışkan ile tedarik edilebiliyor. Yeni soğutmalı kurutucular, düşük CO2 ayak izinin yanı sıra birçok ekonomik avantajlar da sunuyor. Ürün akıllı kontrol ve gerçek talebe mükemmel şekilde uyum sağlarken, sabit bir basınç çiy noktasında güç tüketimini azaltıyor. Bu şekilde diğer bileşenler de verimli çalışmayı sağlıyor.

Her ayrıntısıyla ekonomik bir yapıda olan BOGE’nin yeni DS-2 soğutucu basınçlı hava kurutucuları

buy kamagra 100mg

, enerji tasarrufu sağlıyor. Örneğin; akıllı kontrol, gerekli yoğuşma noktasına ulaşılır ulaşılmaz kısmi yükte soğutma kompresörünü otomatik olarak kapatır. Soğutma sıcaklığı, ısı eşanjöründe depolanır. Bu soğuk rezerv, gelen basınçlı havayı çiğlenme noktası tekrar yükselene kadar soğutur. Soğutma kompresörü ancak gerekli sıcaklık seviyesini korumak için yeniden çalışır ve bu nedenle yalnızca bu noktada enerji tüketmeye başlar. Bu ilke, sürekli çalışan bir kurutucuya kıyasla %79’a varan enerji tasarrufu sağlar. Yeni frekans kontrollü fan, sabit bir yoğuşma basıncı sağlar ve enerji tüketimini %25’e kadar azaltır. Ayrıca, ısı eşanjörünün patentli tasarımı, düşük diferansiyel basınçlar ve düşük soğutucu gereksinimi ile birleştiğinde daha düşük güç tüketimi sağlar. Yüksek verimli bileşenler, basınç kayıplarını minimuma indirerek aşırı sıkıştırmayı önler.

Sürdürülebilirlik ve maliyet etkinliğinde avantajlar

Yeni soğutucu basınçlı hava kurutucuları sadece son derece verimli olmakla kalmaz, aynı zamanda çevre dostudur. İklim dostu soğutucu akışkan R 513 A’nın kullanılması, daha önce kullanılan soğutucu akışkanlara kıyasla küresel ısınma potansiyelini önemli ölçüde azaltır. 573 GWP (Küresel Isınma Potansiyeli) ile yeni cihazlar, çevreyi korumak için 2030 yılına kadar florlu sera gazları (F-gazları) emisyonlarında önemli bir azalmayı şart koşan EU 517/2014 F-Gaz Yönetmeliği’nin gerekliliklerini aşıyor. Ayrıca, DS serisinin modelleri başlangıçta çok az miktarda soğutucu gerektiriyor. Diğer bir avantaj: Hermetik olarak kapatılmış soğutucu akışkan devresi ve 10t’den düşük CO2 eş değeri sayesinde, tüm seri F-Gaz Yönetmeliği’nde öngörülen sızdırmazlık testinden muaf olur. Böylece kullanıcılar, sertifikalı soğutma teknisyenleri tarafından yapılan test maliyetlerinden tasarruf eder. R 513 A soğutucu akışkanın kullanılması, maksimum tedarik güvenilirliği ile daha iyi bir çevre ve maliyet dengesi sağlar.

Kendini düşünen bir kontrol

Yeni kontrol, BOGE’nin soğutucu basınçlı hava kurutucusunun tüketimini ve maliyetlerini daha da azaltır. Bu şekilde standart olarak entegre edilen kontrol, gerçek çalışma koşullarına mükemmel uyum sağlar. Sıcaklık dalgalanmalarına anında tepki vererek güç tüketimini en aza indirir. Akıllı kontrol ayrıca yüksek kaliteli 4,3″ dokunmatik ekran aracılığıyla rahat ve sezgisel kullanım sağlar. Çeşitli arayüzler sayesinde mevcut bir altyapıya dahi kolayca dahil edilebilir. İletişim Modbus RTU, USB portları veya isteğe bağlı olarak Modbus TCP/IP ile gerçekleşir. Diğer yeni bileşenler, örneğin; elektronik sıcak gaz baypas valfleri, kurulu scroll kompresörlerle birlikte verimli kurutma ve güvenilir çalışma sağlar.

Turhan Karakaya

Mekatronik Mühendisleri Derneği

Mekatronik Mühendisi, MBA

Makina Mühendisi

Endüstri Yüksek Mühendisi

İklimlendirme; dilimize İngilizce HVAC&R (Heating, Ventilation, Air Conditioning and Refrigeration) kelimelerinin kesişimi olarak yansımıştır. İklimlendirme meslek alanının altında ısıtma, havalandırma, klima ve soğutma sistemleri temel olarak yer almaktadır. İklimlendirme kelime anlamı itibariyle kapalı ortamın sıcaklığının, neminin ve hava kalitesinin istenen seviyeye getirilmesi ve tutulması işidir. İklimlendirme meslek alanı ile mekatronik mühendisliği mesleğinin kesişmediği neredeyse hiçbir bölüm bulunmamaktadır. Cihazlar kendileri başlı başına mekatronik sistemlerdir. Bu cihazların kurulduğu tesisler ve bu sistemlerin isteğe bağlı olarak çalıştırılması yani sistemin bütünü ise yine açık bir şekilde mekatronik sistemlerdir. 

Mekatronik mühendislerinin en önemli işlerinden biri akıllı makineler tasarlamaktır. Bir mekatronik sistemde üç önemli alt sistem bulunmaktadır. Bunlardan ilki “algılayıcılar ve etkileyiciler” olarak adlandırılmaktadır. Algılayıcılar ve etkileyiciler dendiğinde kuvvet, akış hızı, sıcaklık, nem, öteleme ve daha birçok veriyi ölçen elemanlar olarak tanımlanabilmektedirler. Bu anlamda algılayıcılar fiziksel ortam ile makineleri birbiri ile irtibatlandıran köprülerdir. Bu ekipmanlar hem veri almak hem de makineleri yönlendirmek için kullanılırlar. Diğeri ise “kontrol devreleri”dir. Mekatronik mühendisliği amaca uygun olarak bir makinenin ya da sistemin nasıl kontrol edileceğinin senaryosunu oluşturma, var olan senaryoyu anlama, geliştirme, iyileştirme aşamalarında çok kritik roller üstlenirler. Kontrol sistemini geliştiren elektronik alanındaki uzmanlarla yakın çalışma içindedirler ve çalışmalara yön verir, liderlik ederler. Son aşama ise “aktüatörler” olarak sınıflandırılmaktadır. Bu ekipmanlar “işi yapan”, “emri amaca uygun şekilde ve zamanda yapan” ekipmanlardır. 

Yalnızca ısıtma cihazı olarak bir kombiyi ele alırsak; kombiler temel olarak ortamların ısıtılmasını ve talep edilmesi durumunda sıcak su sağlamak için üretilmiş cihazlardır. Kombiler yakıt olarak doğalgaz ya da LPG (likit petrol gazı) kullanırlar. Sisteme giren bu gazın verimli şekilde yakılması için bir gaz valfi devresi vardır. Bu valf oransal olarak ihtiyaca bağlı kapasite ayarı yapan bir elektriksel bobin devresine sahiptir. Bu valfin hangi oranda açılacağına ya da kapanacağına karar veren bir elektronik beyin/elektronik kart bulunmaktadır. Bu kart bu kararı kombinin birçok noktasında bulunan sensörlerden veri alır. Kombinin içinde ısıtma ve sıcak su ihtiyacı için sistemde dolaşan suyu ısıtan bir ısı eşanjörü bulunur. Bu eşanjörde sistemdeki su bir pompa yardımıyla dolaştırılır. Bu pompalar da yine inverter (kademe kontrollü) sürücülüdür. Dolayısıyla tıpkı gaz valfleri gibi pompalar da ihtiyaca bağlı kapasite ayarlıdır. Sensörler giden ve dönen suyun sıcaklığını, dış hava sıcaklığını, baca gazı sıcaklığını ve daha birçok veriyi alır ve elektronik devreye iletir. Bu verilere göre cihaz ne kadar gaza ihtiyaç duyduğuna, sistemde dolaşması gereken suyun miktarına ve sıcaklığına karar verir. Kombiler merkezi ısıtma sistemlerinin de en küçük haldeki bir modelidir. Teknolojisini bu kadar anlatmamızın sebebi küçük bir model olmasındandır.

Bir ısıtma sistemi olarak kombilere mekatronik mühendisliği penceresinden bakıldığında sadece cihaz tarafının dahi tam bir mekatronik sistem olduğu açıkça görülebilir. Sensörler algılayıcılar, kombinin elektronik kartı yani beyni kontrol devresi, pompalar, vanalar, valfler ise aktüatörlerdir. Bu sistemler bir kombi de olsa, büyük bir kazan dairesi de olsa boyut değişse dahi birbirlerine çok benzerler. Daha büyük kazanlarda gaz valflerinin yerini brülörler, tek pompanın yerini birden çok pompa devresi, elektronik kartın yerini ise ısıtma sistem otomasyon devresi alır. Ancak temel mantık aynıdır. Kombi de olsa, kazan dairesi de kurulsa bu sistem bir mekatronik sistemdir.

Benzer sistemlerden biri ise klima cihazlarıdır. Klima cihazlarının en basit ve en sık kullanılan hali split klimalardır. Bu cihazlar ortamın sıcaklığını yazın düşürmek yani soğutmak, kışın ise ısıtmak amacıyla üretilmektedirler. Soğutma ve ısıtma operasyonları esnasında filtrelerinin özelliklerine göre kısmen hava kalitesinin artırılması ve nem kontrolü gibi işlevler de görürler. Temel olarak soğutma sistemde dolaşan soğutucu akışkanın iç ünite serpantininden sıvı halde geçerken ortam havası üzerindeki ısı enerjisini üzerine ısı çekmesi, bu sayede buharlaşması ile gerçekleşir. Üzerine ısı almış ve buhar fazına geçmiş soğutucu akışkan klima cihazının içinde bulunan kompresör yardımıyla dış üniteye pompalanır ve dış ünite serpantinlerinde dolaştırılırken iç ortamdan aldığı ısıyı dış ortama aktarır, böylece tekrar sıvı hale gelerek yeniden buharlaşabilecek, üzerine ısı alabilecek hale getirilir. Klima cihazlarının soğutucu akışkanı dolaştıran kompresörleri yine kombilerdeki pompalarda bahsettiğimiz gibi inverter yani kademe kontrollüdür. Kullanıcı elindeki kumandası ile ortamda istediği sıcaklık, hava hızı ve nem değerini cihaza bildirir. Bu komutu alan cihaz öncelikle ortam havası şartlarını sensör vasıtasıyla ölçer. Kullanıcının istediği ile ayarlanan sıcaklık arasındaki farka bakarak elektronik kart kompresörün hangi kademede çalıştırılacağına, sistemde ne kadar miktarda, basınçta ve sıcaklıkta soğutucu akışkan dolaştırılacağına karar verir. Bu karara istinaden kompresör uygun kademede çalıştırılır, elektronik expension (genleşme) valfleri uygun açıklığa otomatik olarak getirilir, böylece soğutma veya ısıtma mükemmele yakın şekilde gerçekleştirilir. Burada da görüleceği üzere bir klima cihazı ısı transferi, eşanjörleri, sensörleri, inverter kompresörleri, elektronik kartları ve valfleri ile bir bütün olarak tam bir akıllı cihaz yani Mekatronik sistemlerdir. Bu klima cihazının küçük modeli olmasına karşın, sistem ne kadar büyük olursa olsun mantığı aynıdır. 

İklimlendirme sistemlerini kombi, kazan, klima, havalandırma, mekanik sistem olarak bir binaya uyguladığımızda bu kez bu bina mekatronik sistemlerden oluşmuş başka bir mekatronik sistem haline gelir. Bu kez tüm bu ekipmanların binanın farklı bölümlerinden gelecek farklı bölüm ve yüklere göre senkronize bir şekilde çalıştırılması ayrı bir uzmanlık gerektirir. Bu durumda artık bina bir mekatronik sistemdir. Burada da yine biz mekatronik mühendislerine ihtiyaç vardır.

Özetle, makine mühendisliği disiplini yalnızca ısı transferi ve mekanik olarak konuyu ayrıntılı incelerken, mekatronik mühendisliği sisteme bir bütün olarak bakar ve termodinamik, ısı transferi, mekanik ve elektronik kontrol sistemleri ile ilgilenir. Mekatronik mühendisliği multi disipliner yönü ile sadece iklimlendirme sektöründe dahi sayısız fırsatlar yaratır. Ülkemizde iklimlendirme sektörü yaklaşık 12 milyar dolarlık bir hacme sahip dev bir sektördür. İhracatta bu sektör en hızlı büyüyen sektörlerden biridir. Bu açıdan gerek sistemlerin geliştirilmesi, Ar-Ge departmanları, üretim alanlarında gerekse üretilen sistemlerin binalara uygulanması, tasarlanması, mevcut sistemlerin iyileştirilmesi, verimli hale getirilmesi konularında mekatronik mühendislerine duyulan ihtiyaç her geçen gün artmaktadır. 

Gelecek çok yönlü bilgi ve becerilere sahip uzman mühendisleri yani mekatronik mühendislerinin ellerinde şekilleniyor. Hemen her sektörde biz mekatronik mühendislerine olan talep, ilgi çığ gibi büyüyor. Farkında olunması ve kıymet bilinmesi temennisiyle.