Wiele współczesnych przemysłowych układów chłodniczych wykorzystuje sprężanie (zamiast absorpcji). W takim przypadku proces chłodzenia jest wynikiem odparowania czynnika chłodniczego, np. HFC, amoniaku lub dwutlenku węgla (CO2).

W  jednostce chłodniczej występują cztery podstawowe części: sprężarka, skraplacz, zawór rozprężny i parownik. Czynnik chłodniczy pod ciśnieniem przepływa przez zawór rozprężny do parownika, gdzie w celu uzyskania efektu chłodzenia zmienia stan skupienia z cieczy na gaz. Zimne opary czynnika chłodniczego pod niskim ciśnieniem zostają następnie sprężone, co powoduje wzrost temperatury i ciśnienia. Na kolejnym etapie czynnik przepływa do skraplacza, gdzie następuje jego ochłodzenie i powrót do stanu ciekłego. Schłodzony czynnik chłodniczy jest ponownie doprowadzany pod wysokim ciśnieniem przez zawór rozprężny, w wyniku czego rozpoczyna się kolejny cykl.

Czynniki chłodnicze

Czynniki chłodnicze zwykle nazywa się oznaczeniem zgodnym z klasyfikacją ASHRAE (norma ANSIASHRAE 34-2001).

Oto kilka przykładów:

• R717 — amoniak
• R12 — dichlorodifluorometan (CFC)
• R22 — chlorodifluorometan (HCFC)
• R600a — izobutan
• R744 — dwutlenek węgla (CO2)
• R134a, R404a, R507 — hydrofluorowęglowodory (HFC)

Stosowanie czynników typu CFC zostało zabronione przez Protokół Montrealski (1989 r.) ze względu na potencjał niszczenia warstwy ozonowej (ODP). Proces wprowadzania zakazu stosowania HCFC ze względu na potencjał tworzenia efektu cieplarnianego (GWP) jest obecnie w toku.

Czynnik chłodniczy jest dobierany do konkretnego zastosowania na podstawie następujących kryteriów:

• Wymagania związane z zastosowaniem – sposób i intensywność chłodzenia, zakres temperatury parowania itp.
• Właściwości termodynamiczne czynnika chłodniczego
• Właściwości termodynamiczne czynnika chłodniczego
• Koszty – czynnika chłodniczego i operacyjne
• Zgodność z przepisami

Oleje do układów chłodniczych – poradnik doboru środków smarnych dla przemysłowych systemów chłodniczych

Dobór środków smarnych do układów chłodzenia.

Z technicznego punktu widzenia środek smarny do układu chłodzenia powinien:

• gwarantować efektywne smarowanie sprężarki wykorzystanej w instalacji chłodniczej
• charakteryzować się odpowiednią mieszalnością i rozpuszczalnością w czynniku chłodniczym

Smarowanie sprężarki chłodniczej

W przemysłowych układach chłodzenia wykorzystuje się przeważnie sprężarki trzech typów:

• tłokowa — olej jest wykorzystywany do smarowania cylindrów, korbowodów, czopa i łożysk oporowych oraz zapewnienia szczelności i odpowiedniego ciśnienia czynnika chłodniczego
• śrubowa — olej jest wykorzystywany do smarowania śrub (oprócz sprężarek „suchych”) oraz łożysk ślizgowych i oporowych; zapewnia szczelność i pomaga chłodzić sprężony gaz
• odśrodkowa — olej jest wykorzystywany do smarowania łożysk ślizgowych, przeciwciernych i oporowych, uszczelnienia wału i przekładni mechanizmów mnożących, zapewniania odpowiedniej szczelności oraz chłodzenia części sprężarki

Ponadto w niektórych układach chłodzenia wykorzystywane są sprężarki spiralne lub łopatkowe.

Oleje do układów chłodniczych – kompatybilność z czynnikiem chłodniczym

Mieszalność (ważne dla parownika): Duże układy chłodzenia, zwłaszcza te, w których jako czynnik chłodniczy wykorzystywany jest amoniak, są wyposażone w separatory oleju. Dlatego wskazane jest używanie środka smarnego charakteryzującego się niską mieszalnością z czynnikiem chłodniczym lub jej brakiem. W przypadku układów niewyposażonych w separator oleju środek smarny przenoszony ze sprężarki do parownika musi być wystarczająco mieszalny z czynnikiem chłodniczym w temperaturze parownika, aby mieszanina czynnika ze środkiem smarnym pozostała w jednej fazie po rozszerzeniu w parowniku, oraz posiadała niską lepkość umożliwiającą przejście przez sprężarkę. Jeśli środek smarny oddziela się od czynnika chłodniczego ze względu na nieprawidłową mieszalność lub lepkość mieszaniny jest zbyt wysoka, ciecz może pozostać w parowniku i niekorzystnie wpływać na wydajność i skuteczność chłodzenia.

Krzywe mieszalności są wykorzystywane, aby zagwarantować, że wybrany środek smarny spełnia wymagania mieszalności dla danego zastosowania i połączenia z czynnikiem chłodniczym. Określa się je na podstawie temperatury w parowniku oraz procentowej ilości oleju przenoszonej do parownika. W typowych układach przemysłowych ubytek oleju w parowniku nie przekracza 15%. W danej temperaturze w parowniku i przy oczekiwanym ubytku oleju mieszanina środka smarnego z czynnikiem chłodniczym musi pozostawać w jednej fazie

Technologie smarowania Mobil

W tabeli przedstawione są rozwiązania technologiczne i produkty Mobil do smarowania układów chłodzenia dopasowane do poszczególnych typów czynników chłodniczych.