L\u2019huile a 3 fonctions principales :<\/p>\n
- \n
- lubrification des pi\u00e8ces m\u00e9caniques en mouvement,<\/li>\n
- \u00e9tanch\u00e9it\u00e9,<\/li>\n
- fluide moteur pour certains dispositifs de r\u00e9gulation et fluide de refroidissement dans le cas de compresseurs \u00e0 vis par exemple.
<\/li>\n<\/ul>\nQuelles sont les propri\u00e9t\u00e9s essentielles ?<\/strong><\/h2>\n
- \n
- Le pouvoir lubrifiant : li\u00e9 \u00e0 l\u2019\u00e9paisseur du film d\u2019huile.<\/li>\n
- La solubilit\u00e9 avec le fluide frigorig\u00e8ne \u00e0 l\u2019\u00e9tat gazeux.<\/li>\n
- La miscibilit\u00e9 avec le fluide frigorig\u00e8ne \u00e0 l\u2019\u00e9tat liquide.<\/li>\n
- La viscosit\u00e9 : r\u00e9sistance aux variations de temp\u00e9ratures.
<\/li>\n<\/ul>\nMalgr\u00e9 les syst\u00e8mes de s\u00e9paration d\u2019huile, l\u2019huile est diffus\u00e9e dans l\u2019ensemble du syst\u00e8me et aura tendance \u00e0 se stocker dans les \u00e9l\u00e9ments o\u00f9 la vitesse de circulation est faible. Elle se d\u00e9posera sur les parois des \u00e9changeurs (en particulier les \u00e9vaporateurs) et r\u00e9duira leur efficacit\u00e9. Si l\u2019huile ne revient pas correctement au compresseur, la pompe \u00e0 huile pourra se d\u00e9samorcer et provoquer l\u2019arr\u00eat de la machine.
<\/p>\nL\u2019huile devra donc \u00eatre s\u00e9lectionn\u00e9e en fonction du fluide frigorig\u00e8ne, de sa miscibilit\u00e9 et de sa solubilit\u00e9 avec le fluide frigorig\u00e8ne, des temp\u00e9ratures de fonctionnement, du type et de la technologie du compresseur.
<\/p>\n<\/strong><\/p>\n
Le choix d\u2019une huile pour ammoniac <\/strong><\/h2>\n
Les compresseurs fonctionnant au NH3<\/sub> exigent une huile de haute qualit\u00e9 avec des crit\u00e8res \u00e0 respecter :<\/p>\n
L\u2019ammoniac chauffe beaucoup \u00e0 la compression. L\u2019huile devra donc avoir des caract\u00e9ristiques compatibles aux particularit\u00e9s de l\u2019ammoniac :
<\/p>\n- \n
- Haute r\u00e9sistance du film lubrifiant pour l’\u00e9tanch\u00e9it\u00e9 entre les rotors m\u00e2le et femelle des compresseurs \u00e0 vis<\/li>\n
- \u00c9limination de la chaleur (r\u00f4le de refroidissement)<\/li>\n
- R\u00e9duction de la friction et de l’usure des compresseurs avec le maintien d\u2019une viscosit\u00e9 ad\u00e9quate \u00e0 basse temp\u00e9rature (rester fluide) mais aussi \u00e0 la temp\u00e9rature de refoulement<\/li>\n
- Protection contre la corrosion<\/li>\n
- Compatible avec les joints<\/li>\n
- R\u00e9sistance de l\u2019huile aux hautes temp\u00e9ratures pour \u00e9viter les d\u00e9p\u00f4ts \u00e0 haute temp\u00e9rature
<\/li>\n<\/ul>\nIl n\u2019y a pas de miscibilit\u00e9 entre l\u2019huile utilis\u00e9e et l\u2019ammoniac, l\u2019huile entra\u00een\u00e9e dans le circuit doit donc \u00eatre r\u00e9int\u00e9gr\u00e9e. L\u2019huile est plus lourde que l\u2019ammoniac et se d\u00e9pose au fond des cavit\u00e9s. Si par le pass\u00e9 des syst\u00e8mes de purges de NH3 \u00e0 l\u2019ext\u00e9rieur \u00e9taient utilis\u00e9s, aujourd\u2019hui, la purge se fait \u00e0 l\u2019aide d\u2019un bouteillon de purge sur les installations en r\u00e9gime noy\u00e9. L\u2019huile \u00e9tant non miscible avec l\u2019ammoniac qui poss\u00e8de une faible pression de vapeur, sa migration dans le circuit sera in\u00e9vitable. L\u2019utilisation d\u2019un s\u00e9parateur d\u2019huile est donc n\u00e9cessaire.
<\/p>\nL\u2019ammoniac est commun\u00e9ment utilis\u00e9 avec les huiles min\u00e9rales parraffiniques et napht\u00e9niques, les synth\u00e9tiques PAO et AB. Un grade ISO 68 est g\u00e9n\u00e9ralement utilis\u00e9 en application industrielle pour sa chute de viscosit\u00e9 quasi-inexistante.
<\/p>\nL\u2019ammoniac \u00e9tant consid\u00e9r\u00e9 comme toxique et faiblement inflammable, et au vu de ses conditions de fonctionnement, l\u2019huile en service devra permettre d\u2019une part de lubrifier le syst\u00e8me, de le refroidir, mais \u00e9galement d\u2019en assurer l\u2019\u00e9tanch\u00e9it\u00e9.
<\/p>\nPour les applications dans l\u2019industrie agro-alimentaire, l\u2019utilisation d\u2019une huile enregistr\u00e9e H1 ou H2 par la NSF peut \u00eatre requise par l\u2019exploitant.
<\/p>\nEn plus des contraintes de fonctionnement de l\u2019ammoniac, d\u2019autres contraintes li\u00e9es \u00e0 l\u2019usure des syst\u00e8mes peuvent appara\u00eetre au cours de la vie de l\u2019installation. (ex : pollution et d\u00e9gradation de l\u2019huile, mauvais retour d\u2019huile, usure des pi\u00e8ces, formation de d\u00e9p\u00f4ts, usure des joints,..).
<\/p>\nClimalife vous propose des huiles performantes et des services de suivi par analyse qui vous permettront de suivre l\u2019usure de vos syst\u00e8mes, d\u2019espacer les intervalles de vidanges, de contr\u00f4ler l\u2019\u00e9tat de l\u2019huile, et de maintenir votre installation p\u00e9renne.
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![\"\"](\"\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/uploadsassetsTechnical20FileTechnical20file20lubricants20NH3202620CO2offreNH3_Climalife_FR.jpg\")
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Le choix d\u2019une huile pour CO2<\/sub><\/strong><\/h2>\n
![\"\"](\"\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/uploadsassetsTechnical20FileTechnical20file20lubricants20NH3202620CO2IMG_1932-scaled.jpg\")
Le CO2<\/sub> poss\u00e8de des pressions et des temp\u00e9ratures de service beaucoup plus \u00e9lev\u00e9es que les fluides frigorig\u00e8nes halog\u00e9n\u00e9s \u00e0 moyenne pression, et entraine ainsi des contraintes m\u00e9caniques extr\u00eames sur les pi\u00e8ces en mouvement et les roulements.<\/p>\nIl pr\u00e9sente aussi la particularit\u00e9 d\u2019\u00eatre extr\u00eamement soluble dans l\u2019huile, ce qui engendre des chutes de viscosit\u00e9 importantes, et peut entrainer une rupture du film d\u2019huile. Le CO2<\/sub> utilis\u00e9 devra \u00eatre de qualit\u00e9 frigorifique avec une teneur en eau inf\u00e9rieure \u00e0 5 ppm afin d\u2019\u00e9viter une acidification de l\u2019huile \u00e0 son contact.
<\/p>\nPar cons\u00e9quent, dans le cas d\u2019utilisation d\u2019une huile non adapt\u00e9e, on pourra connaitre une usure pr\u00e9matur\u00e9e du syst\u00e8me suite \u00e0 une lubrification insuffisante, et un d\u00e9faut d\u2019\u00e9tanch\u00e9it\u00e9 avec une perte de compression.
<\/p>\nLorsque l\u2019unit\u00e9 de r\u00e9frig\u00e9ration est pr\u00e9vue pour fonctionner avec des lubrifiants miscibles, dans le cas du CO2<\/sub>, les lubrifiants de type min\u00e9ral ou synth\u00e9tiques PAO et AB ne conviendront pas.
<\/p>\nDes mol\u00e9cules de base POE additiv\u00e9es ou PAG seront plus adapt\u00e9es au R-744 et pourront convenir en application subcritique et transcritique.
<\/p>\nLes huiles POE : <\/strong><\/h3>\n
![\"\"](\"\/wp-content\/uploads\/2022\/09\/uploadsassetsTechnical20FileTechnical20file20lubricants20NH3202620CO2B5020R74420FACE_BD.jpg\")
Les particularit\u00e9s des huiles POE ont tendance \u00e0 permettre un haut degr\u00e9 de solubilit\u00e9 avec le CO2<\/sub> et contribuent \u00e0 une r\u00e9duction significative de la viscosit\u00e9.<\/p>\nPlus la pression est \u00e9lev\u00e9e, plus la quantit\u00e9 de gaz dans le lubrifiant est importante. Ce comportement est g\u00e9n\u00e9ral pour tous les couples lubrifiants miscibles au gaz, mais l’\u00e9tendue varie selon le fluide frigorig\u00e8ne et le type de lubrifiant.<\/p>\n
Dans le cas des POE, la r\u00e9duction de la viscosit\u00e9 avec le CO2<\/sub> aux pressions de travail typiques des syst\u00e8mes de r\u00e9frig\u00e9ration peut conduire \u00e0 un manque de lubrification dans certaines parties du compresseur, principalement lors du d\u00e9marrage ou \u00e0 des conditions de charge \u00e9lev\u00e9e.
<\/p>\nL\u00e0 o\u00f9 un grade ISO 68 convient pour la plupart des fluides frigorig\u00e8nes halog\u00e9n\u00e9s, l\u2019utilisation des huiles POE avec le CO2<\/sub> n\u00e9cessitera un plus haut grade ISO qui permettra de palier \u00e0 la chute importante de viscosit\u00e9 que conna\u00eet l\u2019huile au contact du R-744. Un grade ISO sup\u00e9rieur \u00e0 80 sera donc plus adapt\u00e9, et le lubrifiant pourra ainsi conserver une viscosit\u00e9 suffisante pour prot\u00e9ger les pi\u00e8ces du compresseur.
<\/p>\nLes huiles POE \u00e9tant miscibles avec le CO2<\/sub>, le syst\u00e8me de lubrification sera simple \u00e0 mettre en \u0153uvre. Seule la teneur en eau devra \u00eatre g\u00e9r\u00e9e, et le syst\u00e8me devra \u00eatre propre et parfaitement \u00e9tanche d\u00e8s sa mise en service.
<\/p>\nLes huiles POE formul\u00e9es pour fonctionner avec le CO2<\/sub> seront \u00e9galement sp\u00e9cialement additiv\u00e9es pour r\u00e9duire le ph\u00e9nom\u00e8ne de moussage observ\u00e9 au d\u00e9marrage du compresseur.
<\/p>\nIl est recommand\u00e9 de surveiller r\u00e9guli\u00e8rement l\u2019acidit\u00e9 de l\u2019huile avec des tests in-situ tels que l\u2019Acitest Unipro, compatible avec tous les types d\u2019huiles, et de proc\u00e9der \u00e0 une analyse annuelle (DPH A).
<\/p>\nLes huiles PAG : <\/strong><\/h3>\n
Dans le cas des huiles PAG (polyalkyl\u00e8ne glycol), la r\u00e9duction de la viscosit\u00e9 n’est pas aussi importante qu’avec les huiles POE. Cela permet l’utilisation d’un lubrifiant de grade ISO VG 68 qui, avec le R-744 dans des conditions de travail standard, poss\u00e8de une viscosit\u00e9 suffisante pour prot\u00e9ger le compresseur.
<\/p>\nLa miscibilit\u00e9 des huiles PAG avec le R-744 est suffisante pour garantir un retour d’huile ad\u00e9quat, malgr\u00e9 la surchauffe de quelques degr\u00e9s en sortie d\u2019\u00e9vaporateur.
<\/p>\nCependant, du fait de la pr\u00e9sence de deux phases dans l’\u00e9vaporateur, l\u2019\u00e9quipement n\u00e9cessitera un dimensionnement de la tuyauterie ad\u00e9quat.
<\/p>\nLes huiles PAG formul\u00e9es pour le CO2<\/sub> ont une excellente stabilit\u00e9 thermique et permettent de travailler dans des conditions de refoulement \u00e9lev\u00e9es que l’on rencontre dans les pompes \u00e0 chaleur transcritiques.
<\/p>\nEn comparaison avec les huiles POE, la zone de miscibilit\u00e9 avec les PAG est plus faible. A des concentrations sup\u00e9rieures \u00e0 50% d’huile, on observera la s\u00e9paration de phase et la formation de deux couches, l’une riche en huile et l’autre en fluide frigorig\u00e8ne.
<\/p>\n