Chłodnictwo

W związku z coraz większą troską o bezpieczeństwo produkcji żywności w oparciu o sektor chłodniczy wzrasta zapotrzebowanie na wysokiej jakości środki smarne, które są wstanie sprostać temu wyzwaniu. Każdy element maszyny lub procesu technologicznego został precyzyjnie zaprojektowany. W związku z tym chłodnictwo wymaga środka smarnego zapewniającego skuteczną ochronę przed zużyciem oraz wydajną pracę urządzeń. Oznacza to, że wybór właściwego środka smarnego jest bardzo ważny.

Brak właściwego utrzymania układów w systemach chłodniczych w sektorze spożywczym może skutkować przerwaniem produkcji powodując starty.

Czynniki bazujące na amoniaku (R-717) dominowały na rynku w 2015 r. i szacuje się, że tendencja będzie wzrostowa. Mają one coraz szersze zastosowanie w chłodnictwie przemysłowym oraz w sprzęcie chłodniczym wykorzystywanym w handlu

Przewiduje się najszybszy wzrost ilości dwutlenku węgla (R-744) jako naturalnego czynnika chłodniczego na rynku do 2020 roku wskutek zastosowania dwutlenku węgla w tej roli w supermarketach i detalicznych sieciach spożywczych, w których używa się go zarówno do chłodzenia, jak i w układach klimatyzacji.

Wymagania stawiane sprężarkowym olejom chłodniczym

Niezbędnym warunkiem prawidłowej pracy sprężarki jest zapewnienie właściwego smarowania wszystkich części ruchowych oraz użycie oleju odpowiedniego do danej konstrukcji sprężarki, rodzaju czynnika chłodniczego, zakresu ciśnienia i temperatury pracy sprężarki.

Olej w sprężarce ma do spełnienia dwa podstawowe zadania, których prawidłowa realizacja jest gwarancją zapewnienia długiego okresu jej eksploatacji w instalacji:

  • zapewnienie odpowiedniego smarowania wszystkich współpracujących mechanicznie części (zmniejszenie strat tarcia)
  • odprowadzenie ciepła od wysokoobciążonych termicznie części (chłodzenie).

Olejom stosowanym powszechnie w sprężarkach chłodniczych stawia się cały szereg wymagań, które są tym trudniejsze do spełnienia ze względu na fakt, że olej w tym urządzeniu znajduje się nie tylko w sprężarce, lecz w niewielkich ilościach również w innych elementach instalacji. Wskutek tego olej styka się bezpośrednio z czynnikiem chłodniczym w szerokim zakresie ciśnień i temperatur pracy sprężarki.

W takich warunkach olej do sprężarek chłodniczych musi charakteryzować się wieloma własnościami, wśród których wyróżnić można m.in.:

  • czystość
  • dobra smarność, lepkość i płynność w wysokich i niskich temperaturach
  • wysoka stabilność termiczna i chemiczna w całym zakresie parametrów pracy urządzenia (niskie temperatury krzepnięcia i mętnienia, wysokie temperatury zapłonu i rozkładu)
  • brak negatywnego oddziaływania na materiały konstrukcyjne urządzenia i czynniki chłodnicze
  • dobra mieszalność z czynnikami chłodniczymi
  • niska higroskopijność [1].

O czystości środka smarnego tuż po wyprodukowaniu świadczą przede wszystkim jego barwa i przezroczystość. Mętnienie i ciemnienie oleju świadczy o obecności zanieczyszczeń mechanicznych (kurz, produkty reakcji chemicznych, itd.). Olej do sprężarek chłodniczych powinien zawierać jak najmniej żywic, asfaltów, popiołu, parafin i koksu. O stopniu rafinacji oleju świadczy jego liczba kwasowa (wskaźnik kwasowości, liczba neutralizacji). Liczba ta ma szczególne znaczenie dla sprężarek hermetycznych i półhermetycznych. Przeprowadzone w ostatnich latach badania wykazały jakie wartości koncentracji kwasów mogą doprowadzić do uszkodzenia uzwojenia silnika sprężarki.

Smarność, lepkość i płynność to parametry gwarantujące zapewnienie trwałego filmu olejowego na powierzchniach trących oraz zachowanie warunków powrotu oleju do sprężarki. W instalacjach chłodniczych stosuje się oleje o wartości współczynnika lepkości kinematycznej od 22 do 100 mm2/s. Zbyt duża lepkość powoduje znaczne zwiększenie tarcia, zbyt mała zaś może spowodować zacieranie się ruchowych części sprężarki. Dlatego należy pamiętać o tym, że wraz z obniżaniem się temperatury odparowania powinien być stosowany olej o coraz niższej wartości współczynnika lepkości kinematycznej.

Niska temperatura

Niska temperatura krzepnięcia i mętnienia to kolejne cechy charakterystyczne, które powinien spełniać olej do instalacji chłodniczych. W niskich temperaturach wytrącają się cząsteczki parafiny utrudniając powrót oleju do sprężarki, zatykają się przewody olejowe i elementy rozprężne (szczególnie narażone są rurki kapilarne). Spełnienie warunku zapewnienia odpowiednio niskiej temperatury krzepnięcia oleju jest niezbędne ze względu na to, że w niskotemperaturowej części urządzenia chłodniczego, szczególnie w parowaczu, następowałoby osadzanie się oleju na ściankach aparatów. Utrudniałoby to w znacznym stopniu wymianę ciepła między czynnikiem chłodniczym a otoczeniem i praktycznie uniemożliwiało odprowadzanie oleju z tych aparatów. W instalacjach chłodniczych nie występuje bezpośrednie niebezpieczeństwo zapłonu oleju, jednak po przekroczeniu temperatury rozkładu termicznego następuje rozkład oleju i uwolnienie z niego substancji lotnych, co negatywnie odbija się na smarności. Przy długotrwałym przekroczeniu temperatury rozkładu oleju oraz jednoczesnej obecności powietrza, w instalacji następuje zgubna dla instalacji karbonizacja oleju.

Woda w oleju

Niska higroskopijność oleju to kolejna z cech jaką powinien charakteryzować się olej chłodniczy. Obecność wody w instalacji chłodniczej – poza wszystkimi zgubnymi konsekwencjami dla instalacji – pogarsza właściwości smarne oleju, przyczynia się do tworzenia kwasów powodujących korozję urządzenia i platerowanie miedzią gorących części sprężarki. Biorąc pod uwagę tylko własności smarne oleju, jego nierozpuszczalność w czynniku chłodniczym byłaby niezwykle pożądana, gdyż nie występowałoby wówczas zjawisko spieniania środka smarnego w skrzyni korbowej przy obniżaniu ciśnienia oraz problemy ze zmianą jego lepkości. Z kolei w celu umożliwienia powrotu oleju do sprężarki, zdolność oleju do wytworzenia roztworów z ziębnikiem w pełnym zakresie temperatur roboczych instalacji jest niewątpliwą zaletą.

Mieszalność olejów

Należy jednak pamiętać o fakcie występowania obszarów ograniczonej mieszalności (obszary rozwarstwienia). Są to przedziały temperatur, w których mieszanina rozwarstwia się na czynnik chłodzący i olej. Znajomość obszarów ograniczonej mieszalności (tzw. luk mieszalności) jest niezwykle istotna również z punktu widzenia odprowadzania oleju z parowacza.

Dlatego odpowiedni dobór oleju do urządzenia chłodniczego ma znaczenie kluczowe. Ilość rozpuszczonego w oleju czynnika chłodniczego wpływa m.in. na:

  • przepływ roztworu czynnik chłodzący -olej w przewodzie ssawnym (skuteczność odprowadzania oleju do sprężarki)
  • własności smarne mieszaniny oleju i czynnika chodzącego w skrzyni korbowej (lepkość)
  • spienianie się oleju w skrzyni korbowej przy obniżaniu panującego w niej ciśnienia (faza rozruchu sprężarki)

Dowody uzyskanych korzyści przy zastosowaniu produktów Mobil

Mobil EAL Arctic – profil jakości

Mobil SHC Gargoyle 80 POE Informacje techniczne

Mobil SHC Gargoyle 80 POE- profil jakości

Mobil Gargoyle Arctic NH 68 – profil jakości

Mobil EAL Arctic seria

Mobil Gargoyle Arctic SHC Seria 200

Mobil SHC Gargoyle 80 POE

Mobil Gargoyle Arctic NH 68