Проблема возврата масла из холодильных компрессоров всегда была актуальной темой в холодильных системах. Сегодня я расскажу о проблеме возврата масла из винтовых компрессоров. В целом, причиной плохого возврата масла из винтового компрессора является, главным образом, явление смешивания газов — смазочного масла и хладагента — во время работы. Во время работы холодильной системы хладагент и смазочное масло холодильника взаимно растворяются, в результате чего смазочное масло попадает в конденсатор в виде аэрозоля и капель газа вместе с работой машины и хладагента. Если маслоотделитель неэффективен или конструкция системы не оптимальна, это приведет к плохому эффекту разделения и плохому возврату масла из системы.
1. Какие проблемы возникнут из-за плохого возврата масла:
Плохой обратный поток масла винтового компрессора приводит к скоплению большого количества смазочного масла в испарительном трубопроводе. Когда масляная пленка достигает определенного размера, это напрямую влияет на охлаждение системы; это приводит к накоплению все большего количества смазочного масла в системе, создавая порочный круг, увеличивая эксплуатационные расходы и снижая надежность работы. Как правило, в системе допускается циркуляция менее 1% потока хладагента в смеси масло-воздух.
2. Решения проблемы низкой отдачи нефти:
Существует два способа возврата масла в компрессор: один — возврат масла в маслоотделитель, а другой — возврат масла в воздухоотводящую трубу.
Маслоотделитель устанавливается на выхлопной трубе компрессора и, как правило, способен отделять 50-95% рабочего масла. Он обладает хорошим эффектом возврата масла и высокой скоростью срабатывания, что значительно снижает количество масла, попадающего в трубопровод системы, и, следовательно, эффективно продлевает время работы без возврата масла.
В системах охлаждения с особенно длинными трубопроводами, системах льдогенераторов с затоплением и оборудовании для сублимационной сушки при очень низких температурах нередко наблюдается отсутствие или очень незначительный возврат масла в течение десяти или даже десятков минут после запуска машины. Неисправная система приведет к остановке компрессора из-за низкого давления масла. Установка высокоэффективного маслоотделителя в такой системе охлаждения может значительно продлить время работы компрессора без возврата масла, позволяя компрессору безопасно пережить кризисную стадию отсутствия возврата масла после запуска. Неотделившееся смазочное масло попадет в систему и будет течь вместе с хладагентом по трубам, образуя масляную циркуляцию.
После попадания смазочного масла в испаритель, с одной стороны, из-за низкой температуры и низкой растворимости часть смазочного масла отделяется от хладагента; с другой стороны, низкая температура и высокая вязкость приводят к тому, что отделившееся смазочное масло легко прилипает к внутренней стенке трубки и затрудняет его текучесть. Чем ниже температура испарения, тем сложнее вернуть масло. Это требует, чтобы конструкция испарительного и обратного трубопроводов способствовала возврату масла. Обычно используется нисходящая конструкция трубопровода, обеспечивающая высокую скорость воздушного потока. Для холодильных систем с особенно низкими температурами, помимо выбора высокоэффективных маслоотделителей, обычно добавляются специальные растворители для предотвращения засорения капиллярных трубок и расширительных клапанов смазочным маслом и для облегчения возврата масла.
В практических приложениях проблемы с возвратом масла, вызванные неправильной конструкцией испарителя и трубопровода возвратного газа, не являются редкостью. Для систем на хладагентах R22 и R404A возврат масла из затопленного испарителя очень затруднен, и проектирование трубопровода возврата масла в системе должно быть очень тщательным. Для таких систем использование высокоэффективной маслоотделительной системы может значительно уменьшить количество масла, попадающего в трубопровод системы, эффективно увеличивая время, в течение которого из трубопровода возврата газа не поступает масло после запуска машины.
Когда компрессор расположен выше испарителя, необходим маслоотводящий патрубок на вертикальном возвратном трубопроводе. Маслоотводчик должен быть максимально компактным, чтобы уменьшить объем хранимого масла. Расстояние между маслоотводящими патрубками должно быть соответствующим. При большом количестве маслоотводящих патрубков следует добавить некоторое количество смазочного масла. Также следует проявлять осторожность при проектировании обратных трубопроводов в системах с переменной нагрузкой. При снижении нагрузки скорость возврата воздуха уменьшается, а слишком низкая скорость не способствует возврату масла. Для обеспечения возврата масла при низкой нагрузке можно использовать двойной стояк на вертикальном всасывающем трубопроводе.
Кроме того, частые запуски компрессора не способствуют возврату масла. Поскольку время непрерывной работы очень короткое, компрессор останавливается, и нет времени для формирования стабильного высокоскоростного потока воздуха в обратном трубопроводе, поэтому смазочное масло может оставаться только в трубопроводе. Если количество возвращаемого масла меньше, чем количество рабочего масла, в компрессоре возникнет нехватка масла. Чем короче время работы, чем длиннее трубопровод, чем сложнее система, тем более выраженной становится проблема возврата масла. Поэтому в нормальных условиях не следует часто запускать компрессор.
Недостаток масла приводит к серьезной нехватке смазки. Основная причина нехватки масла заключается не в интенсивности и скорости работы винтового компрессора, а в плохом возврате масла в систему. Установка маслоотделителя позволяет быстро вернуть масло и продлить время работы компрессора без возврата масла. При проектировании испарителя и линии возврата масла необходимо учитывать возврат масла. Меры по техническому обслуживанию, такие как избегание частых запусков, регулярное размораживание, своевременная поправка хладагента и своевременная замена изнашиваемых деталей (например, подшипников), также способствуют возврату масла.
При проектировании холодильной системы исследование проблемы возврата масла является обязательным. Только с учетом всех аспектов можно гарантировать безопасную и надежную холодильную систему.
Дата публикации: 21 февраля 2022 г.
