Problem powrotu oleju w sprężarkach chłodniczych zawsze był gorącym tematem w systemach chłodniczych. Dzisiaj omówię problem powrotu oleju w sprężarkach śrubowych. Ogólnie rzecz biorąc, przyczyną słabego powrotu oleju w sprężarce śrubowej jest głównie zjawisko mieszania się oleju smarowego z czynnikiem chłodniczym podczas pracy. Podczas pracy układu chłodniczego czynnik chłodniczy i olej smarowy chłodziarki rozpuszczają się wzajemnie, co powoduje, że olej smarowy przedostaje się do skraplacza w postaci aerozolu i kropel gazu wraz z pracą urządzenia i czynnikiem chłodniczym. Nieskuteczny separator oleju lub nieprawidłowa konstrukcja systemu doprowadzą do słabego efektu separacji i słabego powrotu oleju w układzie.
1. Jakie problemy mogą wystąpić w wyniku słabego powrotu oleju:
Słaby powrót oleju w sprężarce śrubowej powoduje gromadzenie się dużej ilości oleju smarowego w rurze parownika. Wzrost filmu olejowego do pewnego stopnia ma bezpośredni wpływ na chłodzenie układu. Prowadzi to do gromadzenia się coraz większej ilości oleju smarowego w układzie, co prowadzi do błędnego koła, wzrostu kosztów eksploatacji i zmniejszenia niezawodności. Zazwyczaj w układzie z mieszaniną oleju i powietrza krąży mniej niż 1% przepływu czynnika chłodniczego.
2. Rozwiązania problemu słabego powrotu oleju:
Istnieją dwa sposoby powrotu oleju do sprężarki. Pierwszy polega na powrocie oleju do separatora oleju, a drugi na powrocie oleju do rury powrotnej powietrza.
Separator oleju jest montowany na rurze wydechowej sprężarki i zazwyczaj oddziela 50-95% oleju roboczego. Efekt powrotu oleju jest dobry, a prędkość przepływu jest duża, co znacznie zmniejsza ilość oleju przedostającego się do rurociągu układu, skutecznie wydłużając czas pracy bez powrotu oleju.
W przypadku systemów chłodniczych z wyjątkowo długimi rurociągami, zalanych systemów wytwarzania lodu oraz urządzeń liofilizacyjnych o bardzo niskich temperaturach, nierzadko obserwuje się brak powrotu oleju lub bardzo niewielki powrót oleju przez dziesięć, a nawet kilkadziesiąt minut po uruchomieniu urządzenia. Wadliwy system może spowodować wyłączenie sprężarki z powodu niskiego ciśnienia oleju. Zainstalowanie wysokowydajnego separatora oleju w tym systemie chłodniczym może znacznie wydłużyć czas pracy sprężarki bez powrotu oleju, dzięki czemu sprężarka może bezpiecznie przejść przez fazę kryzysową braku powrotu oleju po uruchomieniu. Nieoddzielony olej smarowy przedostaje się do systemu i przepływa wraz z czynnikiem chłodniczym w rurze, tworząc obieg oleju.
Po dostaniu się oleju smarowego do parownika, z jednej strony, ze względu na niską temperaturę i niską rozpuszczalność, część oleju smarowego jest oddzielana od czynnika chłodniczego; z drugiej strony, niska temperatura i duża lepkość sprawiają, że oddzielony olej smarowy łatwo przylega do wewnętrznej ścianki rury i utrudnia przepływ. Im niższa temperatura parowania, tym trudniejszy jest powrót oleju. Wymaga to, aby konstrukcja i rurociągu parowego i powrotnego sprzyjały powrotowi oleju. Powszechną praktyką jest stosowanie rurociągów opadających i zapewnienie dużej prędkości przepływu powietrza. W przypadku układów chłodniczych o szczególnie niskiej temperaturze, oprócz wyboru wysokowydajnych separatorów oleju, zazwyczaj dodaje się specjalne rozpuszczalniki, aby zapobiec blokowaniu kapilar i zaworów rozprężnych przez olej smarowy oraz ułatwić powrót oleju.
W zastosowaniach praktycznych problemy z powrotem oleju spowodowane nieprawidłową konstrukcją parownika i rurociągu powrotnego gazu nie są rzadkością. W systemach z R22 i R404A powrót oleju z zalanego parownika jest bardzo utrudniony, a konstrukcja rurociągu powrotnego oleju w systemie musi być bardzo przemyślana. W takim systemie zastosowanie wysokosprawnej separacji oleju może znacznie zmniejszyć ilość oleju przedostającego się do rurociągu, skutecznie wydłużając czas, w którym rurociąg powrotny gazu nie powraca do obiegu po uruchomieniu urządzenia.
Gdy sprężarka znajduje się wyżej niż parownik, konieczne jest zastosowanie kolanka powrotu oleju na pionowej rurze powrotnej. Syfon oleju powinien być jak najbardziej zwarty, aby ograniczyć ilość oleju magazynowanego. Odstępy między kolankami powrotu oleju powinny być odpowiednie. Przy dużej liczbie kolanek powrotu oleju należy dodać trochę oleju smarującego. Należy również zachować ostrożność w przypadku przewodów powrotnych układów o zmiennym obciążeniu. Wraz ze spadkiem obciążenia prędkość powrotu powietrza spada, a prędkość jest zbyt niska, co nie sprzyja powrotowi oleju. Aby zapewnić powrót oleju przy niskim obciążeniu, pionowa rura ssąca może być wyposażona w podwójny pion.
Ponadto, częste uruchamianie sprężarki nie sprzyja powrotowi oleju. Ponieważ czas ciągłej pracy jest bardzo krótki, sprężarka zatrzymuje się i nie ma czasu na utworzenie stabilnego, szybkiego przepływu powietrza w rurze powrotnej, przez co olej smarujący może pozostać jedynie w rurociągu. Jeśli ilość oleju powrotnego jest mniejsza niż oleju roboczego, sprężarka będzie miała niedobór oleju. Im krótszy czas pracy, im dłuższy rurociąg, tym bardziej złożony system i tym bardziej widoczny problem z powrotem oleju. Dlatego w normalnych warunkach nie należy uruchamiać sprężarki zbyt często.
Brak oleju powoduje poważny niedobór smarowania. Podstawową przyczyną niedoboru oleju nie jest ilość i prędkość pracy sprężarki śrubowej, ale słaby powrót oleju do układu. Zainstalowanie separatora oleju może zapewnić szybki powrót oleju i wydłużyć czas pracy sprężarki bez powrotu oleju. Konstrukcja parownika i przewodu powrotnego musi uwzględniać powrót oleju. Czynności konserwacyjne, takie jak unikanie częstego uruchamiania, regularne odszranianie, terminowe uzupełnianie czynnika chłodniczego oraz terminowa wymiana części eksploatacyjnych (takich jak łożyska), również sprzyjają powrotowi oleju.
Podczas projektowania układu chłodniczego niezbędne jest zbadanie problemu powrotu oleju. Tylko uwzględnienie wszystkich aspektów pozwala zagwarantować bezpieczeństwo i niezawodność układu chłodniczego.
Czas publikacji: 21-02-2022
