Problém s návratom oleja do chladiacich kompresorov bol vždy horúcou témou v chladiacich systémoch. Dnes budem hovoriť o probléme s návratom oleja do skrutkových kompresorov. Vo všeobecnosti je príčinou slabého návratu oleja do skrutkového kompresora hlavne jav miešania plynov medzi mazacím olejom a chladivom počas prevádzky. Počas prevádzky chladiaceho systému sú chladivo a mazací olej chladničky vzájomne rozpustné, čo spôsobuje, že mazací olej sa počas prevádzky stroja a chladiva uvoľňuje do kondenzátora vo forme aerosólu a kvapôčok plynu. Ak odlučovač oleja nie je účinný alebo systém nie je dobre navrhnutý, spôsobí to slabý separačný účinok a slabý návrat oleja do systému.
1. Aké problémy sa vyskytnú v dôsledku slabého návratu oleja:
Slabý návrat oleja zo skrutkového kompresora spôsobí, že vo výparníkovom potrubí zostane veľké množstvo mazacieho oleja. Keď sa olejový film zväčší do určitej miery, priamo to ovplyvní chladenie systému; to povedie k hromadeniu stále väčšieho množstva mazacieho oleja v systéme, čo má za následok začarovaný kruh, zvýšenie prevádzkových nákladov a zníženie prevádzkovej spoľahlivosti. Vo všeobecnosti menej ako 1 % prietoku chladiaceho plynu cirkuluje v systéme so zmesou oleja a vzduchu.
2. Riešenia pre slabý návrat oleja:
Existujú dva spôsoby, ako vrátiť olej do kompresora, jedným je vrátiť olej do odlučovača oleja a druhým je vrátiť olej do spätného potrubia vzduchu.
Odlučovač oleja je nainštalovaný na výfukovom potrubí kompresora a vo všeobecnosti dokáže oddeliť 50 – 95 % bežiaceho oleja. Efekt spätného toku oleja je dobrý a rýchlosť je vysoká, čo výrazne znižuje množstvo oleja vstupujúceho do potrubia systému, čím sa efektívne predlžuje čas prevádzky bez spätného toku oleja.
V prípade chladiacich systémov s obzvlášť dlhými potrubiami, zaplavených systémov na výrobu ľadu a lyofilizačných zariadení s veľmi nízkymi teplotami nie je nezvyčajné, že po spustení stroja nedochádza k žiadnemu alebo len veľmi malému návratu oleja desať alebo dokonca desiatky minút. Zlý systém spôsobí vypnutie kompresora kvôli nízkemu tlaku oleja. Inštalácia vysokoúčinného odlučovača oleja v tomto chladiacom systéme môže výrazne predĺžiť prevádzkovú dobu kompresora bez návratu oleja, aby kompresor mohol bezpečne prejsť krízovou fázou bez návratu oleja po spustení. Neoddelený mazací olej vstúpi do systému a bude prúdiť s chladivom v potrubí, čím vytvorí cirkuláciu oleja.
Po vstupe mazacieho oleja do výparníka sa na jednej strane kvôli nízkej teplote a nízkej rozpustnosti časť mazacieho oleja oddelí od chladiva; na druhej strane, pri nízkej teplote a vysokej viskozite sa oddelený mazací olej ľahko prilepí na vnútornú stenu trubice a je ťažké ho vytekať. Čím nižšia je teplota vyparovania, tým ťažšie je olej vrátiť späť. To si vyžaduje, aby návrh a konštrukcia odparovacieho potrubia a spätného potrubia umožňovali návrat oleja. Bežnou praxou je použitie zostupného potrubia a zabezpečenie veľkej rýchlosti prúdenia vzduchu. V chladiacich systémoch s obzvlášť nízkou teplotou sa okrem výberu vysokoúčinných odlučovačov oleja zvyčajne pridávajú špeciálne rozpúšťadlá, ktoré zabraňujú upchávaniu kapilár a expanzných ventilov mazacím olejom a pomáhajú spätnému toku oleja.
V praktických aplikáciách nie sú problémy s návratom oleja spôsobené nesprávnym návrhom výparníka a potrubia spätného plynu nezvyčajné. Pri systémoch s R22 a R404A je návrat oleja zo zaplaveného výparníka veľmi ťažký a návrh potrubia spätného plynu systému musí byť veľmi starostlivý. V takomto systéme môže použitie vysokoúčinného odlučovania oleja výrazne znížiť množstvo oleja vstupujúceho do potrubia systému, čím sa efektívne predĺži čas, kedy potrubie spätného plynu po spustení stroja nevracia olej.
Ak je kompresor vyššie ako výparník, je potrebné použiť ohyb spätného toku oleja na vertikálnom spätnom potrubí. Zachytávač oleja by mal byť čo najkompaktnejší, aby sa znížilo hromadenie oleja. Rozstupy medzi ohybmi spätného toku oleja by mali byť primerané. Ak je počet ohybov spätného toku oleja veľký, malo by sa pridať mazací olej. Opatrnosť je potrebná aj pri spätných potrubiach systémov s premenlivým zaťažením. Pri znížení zaťaženia sa rýchlosť spätného toku vzduchu zníži a rýchlosť je príliš nízka, čo neprispieva k spätnému toku oleja. Na zabezpečenie spätného toku oleja pri nízkom zaťažení môže vertikálne sacie potrubie použiť dvojitú stúpačku.
Navyše, časté spúšťanie kompresora neprispieva k návratu oleja. Pretože nepretržitá prevádzka je veľmi krátka, kompresor sa zastaví a nie je čas na vytvorenie stabilného vysokorýchlostného prúdenia vzduchu v spätnom potrubí, takže mazací olej môže zostať iba v potrubí. Ak je množstvo spätného oleja menšie ako prevádzkového oleja, kompresor bude mať nedostatok oleja. Čím kratšia je prevádzková doba, čím dlhšie je potrubie, tým zložitejší je systém a tým výraznejší je problém s návratom oleja. Preto za normálnych okolností kompresor často nespúšťajte.
Nedostatok oleja spôsobí vážny nedostatok mazania. Hlavnou príčinou nedostatku oleja nie je množstvo a rýchlosť chodu skrutkového kompresora, ale slabý návrat oleja do systému. Inštalácia odlučovača oleja môže rýchlo vrátiť olej a predĺžiť prevádzkovú dobu kompresora bez návratu oleja. Konštrukcia výparníka a návratového potrubia musí zohľadňovať návrat oleja. Údržbové opatrenia, ako je vyhýbanie sa častému spúšťaniu, pravidelné odmrazovanie, včasné dopĺňanie chladiva a včasná výmena opotrebovaných dielov (ako sú ložiská), tiež pomáhajú návratu oleja.
Pri navrhovaní chladiaceho systému je výskum problému spätného toku oleja nevyhnutný. Iba zvážením všetkých aspektov možno zaručiť bezpečný a spoľahlivý chladiaci systém.
Čas uverejnenia: 21. februára 2022
