Холодильные масла и масло фреоновые растворы реферат

Обновлено: 30.06.2024

Для продления срока службы холодильного оборудования используются разные средства. С ними получится уменьшить износ трущихся элементов и снизить силу трения деталей. Для этого применяются холодильные масла. Смазка нужна, так как с ней улучшается герметичность устройства, устраняются проникшие внутрь частички. Также смазка отводит излишки тепла от деталей. Подробнее об этом средстве рассказано в статье.

Производители применяют в установках масла синтетического вида, а также минеральные жидкости. Если выполнить сравнение характеристик, то первый вид считается лучшим. Жидкости имеют низкую температуру застывания, высокую герметическую стабильность. Холодильные масла на синтетической основе применяются для смазывания частей, при смешивании с хладагентами они имеют стойкость. С ними не разрушаются материалы, из которых выполнены элементы холодильных установок.

Назначение

Холодильные масла не только снижают уровень износа деталей, но и предназначены для других целей:

Частичного отведения тепла. Масло обладает хорошей теплоемкостью.
Удаления мелких частичек. Пыль и прочие включения захватываются маслом, поэтому не причиняют вреда оборудованию.
Повышения герметичности. С помощью вязкой жидкости заполняются зазоры между элементами, чтобы влага и воздух не попадали внутрь.

Поэтому важно выполнять замену жидкости. Причем сделать это можно как самостоятельно, так и обратившись в сервисный центр.

Характеристики

При выборе масла надо учитывать не только бренд и стоимость. Для каждого оборудования требуется своя продукция с учетом его свойств. К основным параметрам относят плотность, температуру застывания. Также важно узнать:

Кислотность холодильного масла.
Температура помутнения.
Химическая стабильность.
Поверхностное натяжение.
Растворимость.
Смешиваемость.
Вязкость.

Так как в холодильнике находится компрессор, выбирать масло надо с подходящей консистенцией. К примеру, для оборудования R134a применяется средство с вяжущими свойствами в пределах 15-68 сантистоксов.

Выбор

При выборе холодильных масел надо учитывать, что хладагенты совместимы с синтетическими средствами. Есть и определенная зависимость. Так как масла контактируют с хладагентами, к ним предъявляются некоторые требования:

Качественное средство не накапливается в испарителе. Оно циркулирует по системе, и даже с низкими температурами будет жидким.
Средство должно быть вязким. У продукции, заливаемой в холодильную установку, должна быть функция герметизации системы. При этом необходимо учитывать, что температуры в компрессоре высокие.
Средство должно подходить к определенному виду хладагента.
Температура хлопьеобразования у качественного масла достаточно низкая.
Средство должно иметь минимум кислотного числа. Это касается преломления, токсичности, температуры.

В большинстве установках хладагентом является хладон и фреон. Правильно подобранное холодильное масло гарантирует, что компрессор будет функционировать без сбоев. Компонент смешивается с хладагентом. Если он имеет классы ХФУ, ГФХУ, ГФУ, то в установки должны применяться разные виды холодильных жидкостей.

Такая продукция представлена в виде смесей, изготовленных из синтетических углеводородов и минеральных масел. В таких продуктах нет присадок. Это специальные масла для холодильных установок, для которых нельзя использовать стандартные минеральные жидкости. Полусинтетические средства подходят практически для всего оборудования, применяемого в быту и промышленности.

Востребованы холодильные масла Bitzer, подходящие к современному оборудованию. Они уменьшают износ трущихся деталей. С ними получится продлить срок службы установок.

Минеральные масла

Хладагенты R12 и R22 применяются с минеральными средствами. Данные продукты стоят недорого. Масла холодильных машин на нафтеновой основе очищаются, поэтому они более качественные.

Продукция не включает присадок. Для ее изготовления применяются базовые масла. Они подвергаются очищению, благодаря чему выпускается продукт, отлично подходящий для смазки. На сегодняшний день распространены следующие жидкости Shell Clavus G и Mobil Gargoyle Arctic, Lunaria FR и Suniso GS. Данная продукция одобрена ведущими производителями компрессоров.

Полусинтетические и синтетические средства

Для заливки подходит Virginia AB, Shell Clavus SD 22-12. С ними устройства функционируют отлично. Синтетические масла для холодильных компрессоров имеют низкую гигроскопичность, они совместимы с полимерами. Из характеристик можно выделить прекрасную термическую стабильность.

Жидкости при контакте с цветными металлами создают их защиту от коррозии. Продукт обладает прекрасными электроизоляционными свойствами. Масло имеет отличное сопротивление гидролизу. Новые синтетические жидкости были созданы в то время, когда возникли ГФУ-хладагенты. Их считают безопасными для озонового слоя. К ним относят:

Эта продукция на синтетической основе гарантирует длительный период работы оборудования, поскольку нерастворимый осадок не появляется. Это означает, что внутренние части системы будут чистыми. Для поршневых механизмов надо покупать средства с вязкостью по ИСО 22, 32. Применяются и жидкости 46 и 68. Они смешиваются с хладоном, могут использоваться для смешивания с фреоном. Если применять их для систем с сухими испарителями, то обеспечивается возврат жидкости в компрессор.

Подготовка

Ремонт надо выполнять после консультирования со специалистом. Необходимо ознакомиться с инструкцией. Это надо сделать обязательно в случае действия гарантийного обслуживания, ведь тогда можно обратиться в сервисный центр. Надо подготовить все необходимое:

Зарядный шланг.
Надежный манометр.
Вакуумный насос.

Замена жидкости

Заправка выполняется на основе следующих этапов:

В компрессоре надо создать вакуум. Поэтому следует перекрыть на установке 2 сервисных вентиля. К одному подсоединяется вакуумный насос, он должен работать до установки минимального положительного давления. Если значение достигло 0,1 бар, надо отключить насос. Затем нужно снять масляную пробку. Необходимо привинтить шланг, оборудованный отсекающим вентилем.
Нужно приоткрыть всасывающий вентиль, чтобы пары хладагента поступили в компрессор. Когда есть незначительное положительное давление, вентиль требуется закрыть.
На заднем шланге, который нужен для удаления воздуха, важно открыть отсекающий вентиль. Конец шланга необходимо опустить на дно емкости с маслом, закрыть отсекающий вентиль.
Затем происходит запуск вакуумного насоса. Когда давление будет меньше атмосферного, нужно открыть отсекающий вентиль. Происходит подача масла в установку, это можно контролировать с помощью смотрового окна. Нужно перекрыть отсекающий вентиль, когда масло поднимется до необходимого уровня.
Происходит остановка работы насоса. Следует приоткрыть вентиль для создания положительного давления. Зарядный шланг надо отсоединить. В конце нужно закрутить масляную пробку.

Вывод

При соблюдении технологии в установке не появится влага и воздух. Требуется добавить жидкость? Применяйте для этого шприц. Системе необходима замена масла, для холодильных компрессоров надо покупать его в специальных магазинах. Выполняется работа и в сервисных центрах. Правильно проведенная процедура продлевает срок службы холодильного оборудования.

В настоящее время в компрессорных системах охлаждения применяются различные виды масел, отличающиеся по составу и по способу изготовления.

алкилбензольные (А);
полиалкилгликольные (ПАГ);
полиолэфирные (ПОЕ);
полиальфаолефиновые (ПАО) и др.

3. Полусинтетические масла:

смеси алкилбензольного и минерального масла (А/М).

Наиболее используемые типы масел:
Минеральные – являются смешиваемыми (полностью растворимыми) с R12 , применяются с хладагентами групп ХФУ, ГХФУ – R13, R22, R500, R502 и т.д.

Алкилбензольные масла (А) используются в холодильной промышленности более 25 лет, термически стабильны, хорошо смешиваются с хладагентами групп ХФУ, ГХФУ.

Полиолэфирные масла (ПОЕ) рекомендуются для установок с хладагентами группы ГФУ – R134, R407C, R410A, R404A

Полиалкилгликольные масла (ПАГ) широко используются в мобильных установках, таких, как автомобильные кондиционеры с хладагентом R134A .

Преимущества синтетических масел по сравнению с минеральными:

лучше смазывающие качества;
выше термическая стабильность и стойкость в смеси с хладагентами;
ниже температура застывания;
меньше агрессивность по отношению к конструкционным материалам.

относительно высокая стоимость;
значительная гигроскопическая и избирательная агрессивность по отношению к отдельным материалам.

Полиолэфиры - химические вещества, полученные из спирта и органических кислот. Необходимо не путать полиолэфиры с полиэфирами. Последние получены полимеризацией из иных соединений и используются в основном в производстве волокон.

Вязкость Согласно градации международного стандарта ISO3448, масла характеризуются кинематической вязкостью ν при 40 °С, имея размерность сСт (мм 2 /с) – сантистокс. Вязкость характеризует жёсткость связи молекул между собой, то есть степень сопротивления данного вещества. От вязкости, в значительной мере, зависит смазывающая способность рассматриваемого вещества.

Диапазон значений вязкости для некоторых условий работы

Некоторые типы масел для поршневых компрессоров, работающих на (H)CFC хладонах или NH3 (по данным фирмы Bitzer)

Условные обозначения: MO - минеральное масло АВ - синтетическое масло (алкилбензольное) МО/АВ - смесь алкилбензольного и минерального (МО + АВ) Н - кондиционирование М - средние температуры L - низкие температуры (L) - низкие температуры, за исключением полугерметичных компрессоров, работающих с высокой температурой конденсации

Некоторые типы масел, рекомендуемые для поршневых полугерметичных компрессоров Dorin

Работа содержит 1 файл

Применение смазочных масел в аммиачных холодильных установках.doc

Применение смазочных масел в аммиачных холодильных установках

При выборе смазочных масел для холодильных компрессоров необходимо учитывать, что при эксплуатации холодильной установки выбранное масло будет присутствовать не только в узлах трения компрессора, но и во всей системе холодильного агента. По причине уноса из компрессора масло попадает в систему, где находится в виде смеси хладагент - масло. Именно смесь хладагент – масло представляет собой реальное рабочее тело холодильной машины (РРТ), от свойств которого зависит эффективность работы установки в целом. Если компоненты смеси хладагент-масло взаимно растворяется друг в друге во всём диапазоне эксплуатационных температур, то унос масла из компрессора не может вызвать каких- либо нарушений в работе холодильной установки, т.к. масло в данном случае беспрепятственно возвращается из испарительной системы в картер компрессора.

при температуре +46 0 С

Как было сказано выше, на первый взгляд стремление нейтрализовать негативное воздействие масла снижением взаимной растворимости масло-аммиачной смеси выглядит не убедительно, но на самом деле сверхнизкая взаимная растворимость может быть использована для создания эффективных систем разделения масло–аммиачной смеси.

Как было сказано выше эффективность работы теплообменных аппаратов холодильной установки зависит от свойств компонентов РРТ. Растворимость жидких хладагентов в маслах повышается с возрастанием температуры. Взаимное расположение слоев в смеси обусловливается соотношением плотностей масла и холодильного агента. Масло при средней плотности 850 кг/м3 будет опускаться на дно теплообменных аппаратов и различных сосудов аммиачной холодильной установки, т.к. жидкий аммиак имеет плотность 650…700 кг/м3 во всём интервале эксплуатационных температур холодильной установки. Данное обстоятельство обуславливает необходимость отбора масла из нижней части сосудов холодильной установки с целью его возврата в компрессор. В противоположность этому, например, во фреоновом испарителе (фреон-22) при температуре -20° С, что соответствует условиям ограниченной растворимости, слой масло - фреон будет располагаться над слоем фреон - масло, так как плотность чистого фреона при этой температуре равна 1350 кг/м3.

В этой связи необходимо отметить, что плотность некоторых хладагентов в значительной степени меняется в зависимости от параметров состояния. Так на пример, плотность жидкого диоксида углерода (от критической точки до тройной) меняется от 600 до 1200 кг/м3 [Алтунин В.В. Теплофизические и термодинамические свойства двуокиси углерода. – М., 1995. – 551 с.]. Совершенно очевидно что существует точка, при которой плотность жидкого СО2 и масла будут равны. Данная точка называется точкой инверсии плотности и для системы двуокиси углерода – масло её координата находится на отметке +12 0 С. На рисунке 2 изображена точка инверсии плотности системы СО2 – масло.

Рисунок 2 - Точка инверсии плотности системы СО2 – масло

По этому поводу необходимо сделать вывод, что отбор более тяжёлого масла, которое имеет тенденцию при низкой взаимной растворимости с хладагентом опускаться на дно резервуаров, в технологическом отношении задача несопоставимо более простая, по сравнению с отбором более лёгкого масла, плавающего сверху хладагента.

Как было сказано выше, взаимная растворимость масла и холодильного агента определяет эффективность работы холодильной установки. В аммиачной холодильной машине масло оседает в виде пленки на теплообменной поверхности аппаратов, в результате чего создается дополнительное тепловое сопротивление и уменьшается коэффициент теплопередачи. Например, замасливание поверхности испарителя приводит к необходимости работы холодильной машины на более низкую температуру кипения, как следствие дополнительного теплового сопротивления масла. Увеличивается температурный напор в аппаратах, что влечет за собой снижение холодопроизводительности и увеличение удельного расхода энергии на производство холода. Поэтому совершенно необходимо в аммиачной холодильной машине улавливать масло после компрессоров, чтобы препятствовать попаданию его в теплообменные аппараты.

Масло является высококипящей жидкостью, поэтому повышает температуру кипения холодильного агента при заданном давлении. Например, при давлении фреона 0,25 МПа температура кипения чистого фреона составляет -7°С, если же концентрация масла будет составлять 50%, то при том же давлении температура кипения раствора будет равна -3°С, а для достижения рабочей температуры кипения -7°С необходимо при наличии масла понижать давление в испарителе примерно на 0,035 МПа.

Существенное значение для работы холодильных установок имеет растворимость (абсорбция) газообразного холодильного агента в масле. Так, аммиак в парообразном состоянии в сравнительно небольшом количестве растворяется в маслах. Данные, характеризующие изменение концентрации аммиака в масле при различных температурах и давлениях приведены в таблице 1 [Труды ВНИХИ. Москва. 1998 – Стр. 12…25].

Таблица 1 - Изменение концентрации аммиака в масле при различных температурах и давлениях

Из данных приведённых в таблице 1 следует, что для уменьшения содержания аммиака в масле перед удалением из системы холодильной установки необходимо понизить его давление и повысить температуру.

Если масло ограниченно растворяется в холодильном агенте, то прежде всего необходимо предотвращать попадание масла в теплообменные аппараты. Для этой цели на нагнетательной линии компрессора устанавливают маслоотделитель. Отделение масла в нем происходит благодаря резкому уменьшению (до 0,5 - 0,8 м/с) скорости паров холодильного агента и изменению направления их движения. В результате этого капельки масла оседают в нижней части маслоотделителя, а пары холодильного агента с остатками масла уносятся в систему.

а - с изменением направления и скорости потока паров холодильного агента; б -с развитой поверхностью осаждения масла: 1 - крышка съемная; 2 - поплавок клапана; 3 - насадка; в - с водяным охлаждением: 1 - корпус; 2 - рубашка водяная.

Рисунок 3 - Маслоотделители, работающие по принципу механического разделения масла

Маслоотделитель с поплавковым клапаном (рисунок 3 б) обеспечивает автоматический перепуск масла в картер компрессора. Маслоотделитель имеет насадку, однако исследования ВНИХИ показали, что насадка данной конструкции не способствует улучшению отделения масла [Труды ВНИХИ. Москва. 1998 – Стр. 12…25].

Для более эффективного отделения масла от холодильного агента смесь охлаждают водой, подаваемой в маслоотделитель по змеевику или в рубашку (рисунок 3 в). Вода, подаваемая в маслоотделитель, не должна иметь слишком низкую температуру, так как возможна конденсация части холодильного агента. В установке для этой цели можно использовать воду из охлаждающей рубашки компрессоров или после конденсатора. При охлаждении водой пары масла конденсируются и вследствие этого эффективность отделения масла заметно повышается. Когда установка не работает, подачу воды в маслоотделитель необходимо закрыть.

Эффективен аммиачный маслоотделитель (МО) с промыванием паров аммиака в смеси с маслом путем пропускания их через слой жидкого аммиака (рисунок 4).

а - схема маслоотделителя; б - схема подачи жидкого аммиака в маслоотделитель: I - корпус; II - диски отбойные; III - барботер; в - процессы в s-t - диаграмме.

Рисунок 4 - Барботажный маслоотделитель

Маслоотделители данной конструкции (рисунок 4 а) называют также барботажными. В них пары аммиака, несущие частицы масла, барботируют через слой жидкого аммиака. Пары охлаждаются за счет выкипания жидкого аммиака, непрерывно подаваемого из конденсатора холодильной установки. При этом масло конденсируется и задерживается в маслоотделителе, включая очень мелкие его капли.

На рисунке 4 в показаны процессы, происходящие в барботажном МО. Из компрессора пары аммиака поступают в состоянии 2, при барботаже паров происходит их охлаждение - процесс 2 - 3 по линии постоянного давления. Жидкий аммиак в состоянии 4 поступает в МО и выкипает за счет подвода тепла от горячих паров (линия 4 - 3). В состоянии 3 пары поступают в конденсатор. Барботажный маслоотделитель улавливает до 87% масла. С учетом того, что давление в маслоотделителе будет выше, чем в конденсаторе, на величину гидравлических потерь в трубопроводе между конденсатором и маслоотделителем, последний должен быть установлен ниже уровня жидкого аммиака, находящегося под давлением в конденсаторе. Выходное отверстие патрубка, через которое пар подается в маслоотделитель, опускается на 150 - 200 мм под уровень жидкости.

Схема включения барботажного маслоотделителя в жидкостную линию между конденсатором и линейным ресивером показана на рисунке 4 б. При такой схеме независимо от колебания уровня жидкого аммиака в линейном ресивере обеспечивается устойчивая подача аммиака в маслоотделитель.

Барботажные маслоотделители в судовых условиях применяются реже, чем маслоотделители с механическим разделением, так как трудно обеспечить устойчивую подачу жидкого аммиака в маслоотделитель. Барботажный маслоотделитель непригоден для фреоновых установок ввиду высокой растворимости масла во фреоне.

Выпуск масла непосредственно из маслоотделителей опасен, так как с маслом выходит некоторое количество аммиака. Поэтому масло выпускают из маслоотделителей и аппаратов в маслосборник, давление в котором предварительно может быть понижено (при меньшем давлении в выпускаемом масле будет меньше аммиака). Еще большего уменьшения содержания аммиака можно достигнуть путем подогрева масла в маслосборнике.

Несмотря на установку маслоотделителей, часть масла все же попадает в конденсатор, ресивер и вместе с жидким аммиаком - в испарители. В двухступенчатой установке масло скапливается также в промежуточном сосуде. Из всех указанных сосудов масло периодически выпускают, как правило, в маслосборники.

Схема сбора и выпуска масла из промежуточного сосуда (ПС) и маслоотделителя (МО) показана на рисунке 5. На схеме показано подключение маслосборника МС только к двум аппаратам холодильной установки. Аналогично присоединяют к нему и другие аппараты. Для выпуска масла из маслоотделителя прежде всего снижают давление в маслосборнике путем соединения его со всасывающей стороной, открывая вентиль 2, затем открывают вентиль 3 и с помощью вентиля 1 масло из МО перепускают в МС. Для наблюдения за выпуском масла предусматривается смотровое стекло 8. Вместе с маслом в маслосборник попадает аммиак, который после отключения маслоотделителя отсасывается из маслосборника по всасывающей линии. Масло из маслосборника сливается в бак для отработавшего масла.

I - промежуточный сосуд; II - маслосборник; III - маслоотделитель; 1, 2, 3, 4 и 5 - вентили; 6 - специальный сборник масла; 7 - бак для отработавшего масла; 8 - смотровое стекло.

Рисунок 5 - Схема удаления масла из системы аммиачной холодильной установки

В цилиндре любого поршневого компрессора холодильной машины хладагент соприкасается со смазочным маслом и капельки его уносит из цилиндра. Кроме того, хладагент во время сжатия в компрессоре нагревается до 100—130° С. При такой температуре часть смазочного масла испаряется и вместе с парами хладагента выталкивается из цилиндра. При продвижении по системе трубопроводов температура холодильного агента снижается, масляные пары начинают конденсироваться и осаждаться в местах падения скорости потока и местах с повышенным сопротивлением движению.

Количество масла, уносимого из компрессора, зависит также от системы смазки, плотности поршневых колец, степени износа цилиндра.

Воздействие смазочного масла на работу теплообменной аппаратуры зависит прежде всего от степени его растворимости в хладагенте. Жидкий аммиак легче смазочных масел, поэтому в аммиачных установках масло опускается в нижнюю зону теплообменных аппаратов, где и помещаются устройства для его сбора и выпуска.

Растворимость масла в аммиаке и фреоне-13 очень мала, зато фреон-11 и фреон-12 почти неограниченно растворяют в себе масла. Фреоны тяжелее масла, поэтому при отстое во фреоновой аппаратуре масло с растворенным в нем фреоном всплывает наверх, а фреон с растворенным в нем маслом опускается вниз.

При охлаждении масло выделяется из хладагента и оседает в виде пленки на поверхности теплообменной аппаратуры, вызывая дополнительное сопротивление тепловому потоку. Это в свою очередь ведет к увеличению разности температур между средами, обменивающимися теплом: в замасленном испарителе для поддержания той же температуры хладоносителя приходится поддерживать более низкую температуру испарения. В замасленном конденсаторе при неизменной температуре охлаждающей воды растет давление конденсации. И то, и другое приводит к уменьшению холодопроизводительности установки и увеличению энергетических затрат на выработку холода. Это требует принятия мер по очистке паров хладагента от масла с тем, чтобы не допустить его оседания на поверхностях.

Во фреоновых установках с хорошей взаимной растворимостью фреона и масла пленка на поверхности аппаратуры не образуется, т. е. масло непосредственно на процесс теплообмена не влияет. Однако накопление масла в испарителе фреоновой холодильной установки тоже вызывает падение холодопроизводительности, так как температура кипения фреона, насыщенного маслом, выше температуры кипения чистого фреона. Кроме того, увеличение вязкости хладагента, насыщенного маслом, снижает коэффициент теплоотдачи при его кипении. В установках, работающих на фреоне-11 и фреоне-12, маслоотделителей нет, но в них принимаются специальные меры для обеспечения циркуляции масла в системе. При нарушении циркуляции масла может возникнуть его нехватка в картере компрессора.

Для работы холодильных установок имеет значение и способность масла поглощать газообразный холодильный агент. Обычно те хладагенты, которые хорошо растворяют масла, сами хорошо поглощаются маслами. Насыщение смазочного масла хладагентом снижает температуру его застывания и уменьшает вязкость. Падение вязкости может привести к нарушению смазки трущихся поверхностей.

Маслоотделители фреоновых вертикальных компрессоров оборудуются устройствами автоматического перепуска масла в картер компрессора. Из испарителей, работающих на фреоне-12, масло возвращается также прямо в картер компрессора. В испарителях змеевикового типа жидкий фреон подается сверху, а пары фреона с маслом отсасываются снизу.

В малых и средних фреоновых установках происходит самодействующий (нерегулируемый) возврат масла в виде паров и пены. В крупных установках отбор масляного слоя с верхней части жидкой фазы испарителя регулируют и избыток масла направляют во всасывающую магистраль.

При остановке компрессоров масло в картере увеличивает свой объем за счет насыщения фреоном. Это может вызвать неправильное представление о фактическом наличии масла в картере.

При пуске компрессоров фреон из масла испаряется. Это ведет к его вспениванию в картере и значительному уносу в цилиндры компрессора.

Правильная смазка и удаление смазочного масла из теплообменной аппаратуры — одна из основных забот обслуживающего персонала холодильных установок.

Читайте также: