Сумісність оливи в аміачних холодильних компресорах: підбір холодильної оливи для промислових систем

Промислові холодильні системи: вступ

Багато сучасних промислових холодильних систем є системами компресійного типу (на відміну від абсорбційних), у яких охолодження створюється за рахунок випаровування холодоагенту — наприклад фреону, аміаку або діоксиду вуглецю (CO2). Основні елементи таких холодильних установок: компресор, конденсатор, розширювальний (дросельний) клапан та випарник.

Холодоагент під тиском проходить через розширювальний клапан до випарника, де змінює стан з рідкого на газоподібний, створюючи охолоджувальний ефект. Холодна пара холодоагенту під низьким тиском потім стискається, що підвищує її температуру й тиск. Далі вона проходить через конденсатор, де охолоджується й переходить у рідкий стан. Охолоджений холодоагент знову проходить під високим тиском через розширювальний клапан — і цикл повторюється.

Холодоагенти

Технології холодоагентів зазвичай позначають за класифікацією ASHRAE (стандарт ANSI-ASHRAE Standard 34-2001): R717 — аміак; R12 — хлорфторвуглець (CFC); R22 — гідрохлорфторвуглець (HCFC); R600a — ізобутан; R744 — діоксид вуглецю (CO2); R134a, R404a, R507 — гідрофторвуглеці (HFC).

Для конкретного застосування холодоагент обирають за такими критеріями: вимоги застосування (характер і обсяг охолодження, діапазон температур випарника тощо); термодинамічні характеристики холодоагенту; міркування безпеки, як-от займистість і токсичність; вартість (як самого холодоагенту, так і експлуатаційна); відповідність нормативним вимогам.

CFC були заборонені Монреальським протоколом (1989) через їхній потенціал руйнування озонового шару (ODP). HCFC поступово виводяться з обігу через їхній потенціал глобального потепління (GWP).

Вибір холодильних олив

З технічного погляду олива, обрана для холодильної системи, повинна: бути придатною для змащування того типу компресора, який використовується в системі; мати відповідні характеристики змішуваності та розчинності з холодоагентом.

Змащування холодильних компресорів

У промислових холодильних системах переважно застосовують три типи компресорів.

Поршневі компресори: олива змащує циліндри, шатуни, корінні та упорні підшипники, а також забезпечує добре ущільнення під час стиснення холодоагенту.

Гвинтові компресори: олива змащує гвинт(и) (окрім сухих гвинтових агрегатів), ковзні та упорні підшипники, забезпечує добре ущільнення й охолоджує стиснений газ.

Відцентрові компресори: олива змащує ковзні, антифрикційні та упорні підшипники, а також ущільнення вала й зубчасті мультиплікатори; забезпечує належне ущільнення, а в багатьох випадках охолоджує деталі компресора.

У деяких холодильних системах також застосовують спіральні (scroll) або пластинчасто-роторні компресори.

Сумісність оливи з холодоагентом

Змішуваність (важлива в зоні випарника холодильного контуру). Зазвичай великі холодильні системи, особливо ті, що використовують аміак як холодоагент, обладнані масловідокремлювачами. У таких системах бажано застосовувати оливу, що не змішується або має низьку змішуваність із холодоагентом.

У системах без здатності відокремлення оливи та олива, яку виносить із компресора у випарник, має бути достатньо змішуваною з холодоагентом за температури випарника, щоб суміш «холодоагент–олива» залишалася однофазною після розширення у випарнику та мала достатньо низьку в'язкість для проходження назад до компресора. Якщо олива розшаровується у випарнику через погану змішуваність із холодоагентом або якщо в'язкість суміші висока, рідина може застрягти у випарнику й негативно вплинути на холодопродуктивність і ефективність системи.

Криві змішуваності використовують, щоб переконатися, що обрана олива відповідає вимогам змішуваності для конкретного застосування. Діаграми змішуваності специфічні для кожної комбінації «олива–холодоагент» і читаються за температурою випарника та відсотком виносу оливи у випарник для відповідного застосування. Для типових промислових систем винос оливи становить 15% або менше. За температури випарника та очікуваного відсотка виносу оливи суміш «олива–холодоагент» має залишатися однофазною. Наприклад, як показано на Діаграмі А, Mobil EAL Arctic 46 придатна для застосування з холодоагентом R-410a за температур випарника від -40 °C до +57 °C при очікуваному виносі оливи 15%.

Розчинність (важлива в зоні компресора холодильного контуру). Ще один важливий чинник правильного вибору оливи — переконатися, що в'язкість оливи після поглинання газоподібного холодоагенту за високої температури компресора достатня для ефективного змащування компресора.

Криві в'язкість/тиск/температура (VPT)

Криві в'язкості/тиску/температури (VPT-криві), показані на Діаграмі Б, використовують саме для оцінки розчинності; вони специфічні для кожної комбінації «олива–холодоагент». В'язкість суміші «олива–холодоагент» за температури й тиску на виході компресора зчитують із діаграми та звіряють з оптимальною в'язкістю для змащування компресора, рекомендованою виробником обладнання.

Технології холодильних олив

Для кожного типу холодоагенту в таблиці нижче наведено сумісні варіанти технології оливи та доступні лінійки холодильних продуктів під брендом Mobil.

Експертиза застосувань

Копії кривих змішуваності та VPT-кривих для холодильних олив під брендом Mobil та різних холодоагентів, а також посібник із вибору, який допоможе зробити правильний вибір оливи для ваших конкретних застосувань, можна отримати — зверніться до наших фахівців.

Як користуватися посібником із вибору холодильної оливи Mobil для промислових систем

Щоб визначити відповідну холодильну оливу для вашої системи, скористайтеся фірмовим посібником Mobil із вибору холодильної оливи і виконайте наведені нижче кроки.

Крок 1. Отримайте або підтвердьте таку інформацію про застосування: a) використовуваний холодоагент; b) випарник сухого типу (винос оливи < 15%) та температура випарника; c) тип компресора й температура на його виході. Якщо підтверджено, що випарник затопленого типу (винос оливи у випарник > 15%), зверніться до нас по допомогу. Якщо винос оливи у випарник < 15% — переходьте до Кроку 2.

Крок 2. За фірмовим посібником Mobil із вибору холодильної оливи визначте можливі холодильні оливи Mobil для застосування з інформацією, підтвердженою на Кроці 1. Якщо інструмент підбору продукту вказує, що для застосування прийнятні і мінеральні, і синтетичні оливи, синтетичні оливи зазвичай забезпечують вищий рівень експлуатаційних характеристик порівняно з мінеральними щодо захисту обладнання, ефективності компресора та ресурсу оливи.

Крок 3. Якщо обладнання перебуває на гарантії, переконайтеся, що оливи Mobil, рекомендовані інструментом підбору, схвалені або допущені до використання виробником обладнання.

Крок 4. Оскільки холодильні оливи чутливі до забруднення водою, купуйте оливу в такій тарі, що дає змогу уникнути зберігання наполовину використаних ємностей.

Крок 5. Змінюючи технологію або бренд холодильної оливи, забезпечте ретельне промивання системи, щоб мінімізувати забруднення нового продукту.

Висновок

Вибір якісної холодильної оливи визначається типом компресора, параметрами застосування і, що найважливіше, холодоагентом. У нас доступний широкий асортимент холодильних олив Mobil на синтетичній та мінеральній основі, схвалених виробниками обладнання й придатних для широкого спектра промислових холодильних застосувань.

ExxonMobil, Mobil, Mobil Gargoyle Arctic, Mobil EAL Arctic, Mobil SHC, Mobil Zerice та дизайн Pegasus є зареєстрованими торговими марками Exxon Mobil Corporation або однієї з її дочірніх компаній. © 2009 Exxon Mobil Corporation.