Problem vračanja olja v hladilnih kompresorjih je bil vedno vroča tema v hladilnih sistemih. Danes bom govoril o problemu vračanja olja v vijačnih kompresorjih. Na splošno je vzrok za slabo vračanje olja v vijačnem kompresorju predvsem pojav mešanja plinov med mazalnim oljem in hladilnim sredstvom med delovanjem. Med delovanjem hladilnega sistema se hladilno sredstvo in mazalno olje hladilnika medsebojno topita, zaradi česar se mazalno olje med delovanjem stroja in hladilnega sredstva sprošča v kondenzator v obliki aerosolov in kapljic plina. Če ločevalnik olja ni učinkovit ali če zasnova sistema ni dobra, bo to povzročilo slab učinek ločevanja in slab vračanje olja v sistem.
1. Katere težave se bodo pojavile zaradi slabega vračanja olja:
Slabo vračanje olja iz vijačnega kompresorja povzroči, da se v cevovodu uparjalnika zadržuje velika količina mazalnega olja. Ko se oljni film poveča do določene mere, to neposredno vpliva na hlajenje sistema; to vodi do kopičenja vedno več mazalnega olja v sistemu, kar povzroči začaran krog, povečanje obratovalnih stroškov in zmanjšanje zanesljivosti delovanja. Na splošno lahko v sistemu z mešanico olja in zraka kroži manj kot 1 % pretoka hladilnega plina.
2. Rešitve za slabo vračanje olja:
Olje se lahko vrne v kompresor na dva načina: v ločevalnik olja, v povratno cev za zrak pa v cev za povratni tok zraka.
Ločilnik olja je nameščen na izpušni cevi kompresorja in lahko običajno loči 50–95 % olja v obratovanju. Učinek vračanja olja je dober in hitrost je visoka, kar močno zmanjša količino olja, ki vstopa v sistemski cevovod, s čimer se učinkovito podaljša čas delovanja brez vračanja olja.
Pri hladilnih sistemih s posebej dolgimi cevovodi, poplavljenih sistemih za izdelavo ledu in opremi za liofilizacijo z zelo nizkimi temperaturami ni neobičajno, da se olje deset ali celo deset minut po zagonu ne vrača ali pa se vrača zelo malo. Slab sistem bo povzročil, da se kompresor zaradi nizkega tlaka olja izklopi. Vgradnja visoko učinkovitega ločevalnika olja v ta hladilni sistem lahko močno podaljša čas delovanja kompresorja brez vračanja olja, tako da lahko kompresor po zagonu varno prebrodi krizno fazo brez vračanja olja. Mazalno olje, ki se ne loči, bo vstopilo v sistem in teklo s hladilnim sredstvom v cevi ter tvorilo kroženje olja.
Ko mazalno olje vstopi v uparjalnik, se zaradi nizke temperature in nizke topnosti del mazalnega olja loči od hladilnega sredstva; po drugi strani pa je temperatura nizka in viskoznost velika, zato se ločeno mazalno olje zlahka oprime notranje stene cevi in težje teče. Nižja kot je temperatura izhlapevanja, težje je olje vračati. To zahteva, da morata zasnova in konstrukcija izhlapevalnega in povratnega cevovoda omogočati vračanje olja. Običajna praksa je uporaba padajoče zasnove cevovoda in zagotavljanje velike hitrosti pretoka zraka. Pri hladilnih sistemih s posebej nizkimi temperaturami se poleg izbire visoko učinkovitih ločevalnikov olja običajno dodajo posebna topila, ki preprečujejo blokiranje kapilarnih cevi in ekspanzijskih ventilov z mazalnim oljem ter spodbujajo vračanje olja.
V praktični uporabi težave z vračanjem olja zaradi nepravilne zasnove uparjalnika in povratnega plinovoda niso redke. Pri sistemih R22 in R404A je vračanje olja iz poplavljenega uparjalnika zelo oteženo, zato je treba pri načrtovanju povratnega plinovoda sistema zelo skrbno upoštevati zasnovo. Pri takšnem sistemu lahko uporaba visoko učinkovitega ločevanja olja močno zmanjša količino olja, ki vstopa v sistemski cevovod, kar učinkovito podaljša čas, ko povratni plinovod po zagonu stroja ne vrača olja.
Ko je kompresor višje od uparjalnika, je na navpični povratni cevi potreben lokom za povratni tok olja. Lovilec povratnega toka olja mora biti čim bolj kompakten, da se zmanjša shranjevanje olja. Razmik med loki povratnega toka olja mora biti ustrezen. Če je število lokov povratnega toka olja veliko, je treba dodati nekaj mazalnega olja. Paziti je treba tudi na povratne vode sistemov s spremenljivo obremenitvijo. Ko se obremenitev zmanjša, se hitrost povratnega toka zraka zmanjša in je prenizka, kar ne prispeva k povratku olja. Da bi zagotovili povratni tok olja pri nizki obremenitvi, se lahko navpična sesalna cev uporabi z dvojnim dvižnim vodnikom.
Poleg tega pogosto vklapljanje kompresorja ne prispeva k vračanju olja. Ker je čas neprekinjenega delovanja zelo kratek, se kompresor ustavi in ni časa za vzpostavitev stabilnega pretoka zraka z visoko hitrostjo v povratni cevi, zato mazalno olje lahko ostane le v cevovodu. Če je povratnega olja manj kot tekočega, bo kompresorju primanjkovalo olja. Krajši kot je čas delovanja, daljši kot je cevovod, bolj zapleten kot je sistem in bolj izrazita je težava z vračanjem olja. Zato v normalnih okoliščinah kompresorja ne vklapljajte pogosto.
Pomanjkanje olja bo povzročilo resno pomanjkanje mazanja. Osnovni vzrok za pomanjkanje olja ni količina in hitrost delovanja vijačnega kompresorja, temveč slabo vračanje olja v sistem. Namestitev lovilnika olja lahko hitro vrača olje in podaljša čas delovanja kompresorja brez vračanja olja. Zasnova uparjalnika in povratnega voda mora upoštevati vračanje olja. Vzdrževalni ukrepi, kot so izogibanje pogostim zagonom, redno odtaljevanje, pravočasno dolivanje hladilnega sredstva in pravočasna zamenjava obrabnih delov (kot so ležaji), prav tako pomagajo pri vračanju olja.
Pri načrtovanju hladilnega sistema je raziskava problema vračanja olja nepogrešljiva. Le z upoštevanjem vseh vidikov je mogoče zagotoviti varen in zanesljiv hladilni sistem.
Čas objave: 21. februar 2022
