Функция смазочных материалов в холодильной технике
Основной функцией смазочных материалов в холодильной технике является смазывание движущихся частей компрессора и отвод тепла. Кроме того, масло герметизирует камеру сжатия и клапаны, препятствует утечкам в сальнике, герметизирует полости в винтовых маслозаполненных компрессорах. Несмотря на то, что масло требуется в основном для смазки и уплотнения узлов компрессора, оно также присутствует и в холодильном контуре. Предполагается, что в системах охлаждения циркулирует 5-10% масла. Такой малый процент масла в системе может стать преимуществом, т.к. система становится более устойчивой к протечкам, а также немного повышается производительность теплообменника.
К тому же масло выступает на местах протечек, поэтому их легко обнаружить.
Проблемы, связанные со смазочными материалами
Наиболее часто встречающиеся проблемы, связанные со смазочными материалами следующие:
- Влага в системе при использовании синтетических масел приводит к образованию кислоты.
- Возврат масла. При недостаточном возврате масла обратно в компрессор возникают такие неисправности, как замасливание теплообменных поверхностей, разнообразные поломки компрессора, связанные с нехваткой масла.
- Скопление жидкого хладагента в картере после отключения системы приводит к недостаточной смазке движущихся частей компрессора, особенно во время пуска компрессора.
- Различные вязкости масла при различных температурах в цикле охлаждения
Наряду с наличием влаги, возврат масла в компрессор является решающим фактором в работе системы. В тех местах системы, где хладагент находится в газообразном состоянии, масло должно двигаться со скоростью паров хладагента. Минимальную скорость движения масла особенно важно выдерживать при неполной загрузке системы. Проблема возврата масла решается также правильным расположением трубопроводов и конструкцией системы в целом.
Во время остановки компрессора давление в картере выше, чем в рабочем состоянии. Поэтому масло впитывает большее количество хладагента. Во время запуска смесь начинает пениться, затрудняя нормальный процесс смазки. Такого эффекта можно избежать путем установки нагревателя кратера или использования цикла с откачкой хладагента из испарителя перед остановкой компрессора. Используемые масла должны сохранять вязкость при высоких температурах в компрессоре и, в то же время, оставаться в жидком состоянии в испарителе. В этом случае проблемы могут возникнуть в основном при низких температурах.
Вязкость зависит от температуры масла и количества растворенного в нем хладагента. С ростом температуры вязкость снижается. Также снижению вязкости может способствовать большое количество хладагента в масле при высоком давлении.
Основные виды масел для холодильной техники
Минеральное масло
Минеральное масло применяется с хладагентами, содержащими хлор, и углеводородами.
Алкилбензольные масла
Алкилбензольные масла – это синтетические масла. Они более устойчивы термически и обладают более высокой смешиваемостью с хладагентами по сравнению с минеральными маслами. Более того, при запуске установки образуется меньше пены. Во время перевода установки с хладагента R12 на один из переходных хладагентов рекомендуется добавить в систему алкилбензольное масло.
Полиалкиленгликоливые масла (ПАГ или PAG)
Полиалкиленгликоли – это синтетические масла, применяемые, например, с хладагентом R134a. Эти масла обладают следующими особенностями:
- высокая гигроскопичность (способность поглощать влагу)
- максимальная остаточная влажность – 300 ppm. Во время работы это значение не должно превышать 700 ppm.
- устойчивы при взаимодействии с водой
- небольшие колебания вязкости при различных температурах
- высокая термическая устойчивость
- обеспечение хорошей защиты от износа
- чувствительны к хлору (R12)
- низкая совместимость с минеральным маслом
- высокая смешиваемость с хладагентом, возможен промежуток несмешиваемости при высоких температурах
Полиалкиленгликоливые масла не применяются в системах с компонентами из меди, т.к. обладают способностью поглощать влагу.
Полиэфирные масла (POE)
Масла на основе полиэфиров – это синтетические масла, которые используются во многих системах охлаждения и кондиционирования воздуха. Свойства этих материалов похожи на свойства полиалкиленгликолевых масел. Однако они намного менее устойчивы к разложению при высоком содержании в них воды. Сложноэфирные масла обладают остаточной влажностью 50 ppm и менее.
Последние наблюдения показали, что содержание воды в системе с полиэфирными маслами не должно превышать 100 ppm. В противном случае существует опасность коррозии металлов, скопления загрязнений, образования кислот и спиртов. Поглощенную влагу удалить из масла вакуумированием невозможно. Сушка хладагента азотом или при помощи фильтра-осушителя также неэффективна.
Канистры с маслом не пригодны для многократного использования. После открытия канистры масло должно быть использовано незамедлительно или утилизировано.
Функции смазочных материалов
Пределы рабочих температур масел.
Контрольные вопросы:
- В чем заключается функция масел в холодильных системах?
- Какие проблемы возникают в связи с применением масел?
- Какие основные разновидности масел существуют и в чем их особенности?
Литература:
- Учебник по холодильной технике. В. Маке, Г.-Ю. Эккерт, Ж.-Л. Кошпен.. Перевод с французского д-р технических наук В. Б. Сапожников. М., 1998. – 1142 с.
Хладоносители
Хладоносителем называется любая жидкость, используемая для передачи тепла без изменения ее агрегатного состояния.
К ним относятся вода, водные растворы солей (рассолы) и однокомпонентные вещества, замерзающие при низких температурах (этиленгликоль, пропиленгликоль). Применяют водные растворы солей NaCl, MgCl2, СаС12, температура замерзания которых до известного предела (состояния криогидратной точки) зависит от концентрации рассола. Для раствора NaCl криогидратная точка -21,2°С, для MgCl2 -33,6°С, для СаС12 -55 °С. В общем случае температура замерзания хладоносителя должна быть на 10 К ниже температуры кипения хладагента.
Некоторые из хладоносителей токсичны, например этиленгликоль. Некоторые нельзя применять с определенными материалами, например рассол СаС12 нельзя использовать с медью.
Для уменьшения коррозирующего действия рассолов на металлические части оборудования в них добавляют пассиваторы (ингибиторы): силикат натрия, хромовую соль, фосфорные кислоты.
Контрольные вопросы
- Что такое хладоноситель?
- Какие вещества используется в качестве хладоносителей?