A környezetvédelmi aggodalmak, illetve az azokra válaszul elfogadott Montreali és Kiotói Egyezmények változáshoz vezettek a kompressziós hűtésben alkalmazott hűtőközeg technológiák terén, amely a kenőanyagok kiválasztására is hatással volt.
Gilles Delafargue, az exxon Mobil Európa, Afrika és Közel-Kelet térségéért felelős ügyfél műszaki segítségnyújtás szakértője elmagyarázza nekünk, hogy a szintetikus kenőanyagok hogyan tudnak megfelelni a kompresszoros hűtés újdonságainak és hogyan javítják a berendezések energiahatékonyságát.
Monsieur Delafargue, megosztaná velünk a hűtőközegek piacának fejlődésével kapcsolatos gondolatait?
G.D. : A Montreali Egyezmény (1989) a jelentős Ózonlebontó Potenciállal (ODP) rendelkező anyagok fokozatos kivezetését célozta és a klorofluorokarbonok (mára betiltott CFC-k) valamint a hidroklorofluorokarbonok (a jelenleg kivezetés alatt álló HCFC-k) alkalmazására (HCFC) gyakorolt hatást. A Kiotói Egyezmény (1997) az üvegházhatású gázok csökkentése érdekében határozott meg célkitûzéseket. Ezek a döntések egyes magas Globális Felmelegedési Potenciállal (GWP) rendelkező, ugyanakkor az ózonrétegre nem káros hidrofluorokarbonokat (HFC) is érintettek, és a hidrofluoroolefinek (HFO) kifejlesztéséhez vezettek.
A környezetvédelmet célzó említett jogszabályi változások közvetve az ammónia (NH3), a széndioxid (CO2) és bizonyos mértékig a szénhidrogének (HC) használatához való visszatérést eredményezték. A HC-k használata a kis méretű háztartási gépekben való alkalmazásra korlátozódik, ugyanakkor a HC-k támogatói szeretnék kiterjeszteni az anyag felhasználását a nagyobb berendezések esetére is, mint például az ipari jéggyártó gépek, fagyasztók vagy akár hűtők. Továbbra is jelen vannak a HFC-k, bár az alacsony GWP-jű HFO hűtőközegekkel való helyettesítésük egyre jelentősebb méreteket fog ölteni. Európában a gépjármű hűtés terén először a CO2, majd a HFO-1234yf előretörése volt megfigyelhető.
Az említett változásokra tekintettel melyek azok a kritériumok, amiket figyelembe kell venni a kenőanyag kiválasztásakor?
G.D. : Az ipari hűtőberendezések többsége kompressziós rendszer, amelyekben a hűtés egy HFC, HFO, HC, ammónia vagy CO2 típusú hűtőközeg párolgása révén történik. A hűtőközeg természete, a kompresszor típusa és a párologtató hőmérséklete határozzák meg a kenőanyag típusát és viszkozitását. Ezzel összefüggésben a hűtőközeg / kenőanyag keverék elegyíthetősége és oldhatósága igényel különös megfontolást. A kenőanyag és hűtőközeg elegyedése az elpárolgási hőmérsékleten kulcsfontosságú az úgynevezett „elegyedő” alkalmazásokban (olajleválasztó nélküli rendszerek).
A hűtőközeg / olaj keveréknek a párolgás végéig homogénnek kell maradnia, oly módon, ami lehetővé teszi a kompresszorba való visszatérését. Amennyiben a rossz elegyíthetőségnek köszönhetően a 2 komponens szétválik egymástól, akkor az olaj lerakódik a párologtatóban, amely számottevő mértékben rontja a hűtőberendezés hatékonyságát és/vagy befolyásolja a kompresszor megfelelő működését (alacsony olajszint). A kompresszor esetében a magas nyomás és a magas hőmérséklet hozzájárul a kenőanyag viszkozitásának csökkenéséhez (a hűtőközeg olajban való oldhatóságának függvényében). A túlságosan alacsony viszkozitás befolyásolja az elhasználódással szembeni védelmet is. A viszkozitás csökkenésének káros hatásai elkerülhetőek az alkalmazásnak megfelelő típusú olaj és viszkozitás kiválasztása által. Az ExxonMobil számos elegyíthetőségi diagramot és „VPT” (Viszkozitás / Nyomás / Hőmérséklet) diagramot készített annak biztosítása érdekében, hogy a kiválasztott kenőanyag megfeleljen az alkalmazás elegyíthetőségi és viszkozitási igényeinek. Az ügyfelek az ExxonMobil helyszíni szakértői és európai műszaki segítségnyújtás központja által biztosított műszaki segítségnyújtásban is részesülhetnek.
Milyen kenőanyagokat fejlesztettek ki Önök a hűtőberendezések számára?
G.D. : Az ExxonMobil folyamatosan figyelemmel kíséri a jogszabályi változásokat, és az ammónia, HFO vagy CO2 alkalmazások részére kínált magas teljesítményű kenőanyagok forgalomba hozatalával meg tudott felelni a környezetvédelmi követelményeknek. A Mobil EAL Arctic szintetikus kenőanyagokat („Environmental Awareness Lubricant”) kifejezetten a HFC hűtőközeggel működő kompresszorok és rendszerek kenésére fejlesztették ki. Poliolészter (POE) típusú alapolajokból állnak, és figyelemreméltó tulajdonságokkal bírnak a kenés és az elhasználódással szembeni védelem terén, továbbá tökéletes kémiai stabilitás és nagymértékű hőterhelésnek való ellenállás jellemzi őket. A Mobil EAL Arctic HFC-kel történő elegyíthetősége optimális, valamint Viszkozitás / Nyomás / Hômérséklet tulajdonságai a HFC hűtőközegek jelentős részével jól meghatározható.
A nagyméretű berendezések , melyek töltete ammónia (nem, vagy kevéssé elegyíthető a szénhidrogén alapú kenőanyagokkal), olajleválasztóval felszereltek. Épp ezért ez esetben olyan kenőanyagot kell választani, amely egyáltalán nem elegyedik az adott hűtőközeggel, és gőznyomása nagyon alacsony, lehetővé téve az olajelhordás elkerülését, illetve minimalizálását a rendszerben.
A polialfaolefin (PAO) alapolajból álló Mobil Gargoyle Arctic SHC 200 olaj nagyon magas hőmérsékleten működő hűtőkompresszorok kenéséhez ajánlott, valamint alacsony hőmérsékletű párologtatókhoz. A hűtőközegekkel való oldhatóságuk és elegyíthetőségük alacsony, ebből kifolyólag nyomás alatt hűtőközegekkel való találkozáskor vastag filmréteget képeznek, amely lehetővé teszi az olajszivárgás minimalizálását a kompresszorok tengelytömítéseinél. Magas nyírószilárdságuk, magas viszkozitási indexük és alacsony hőmérsékleten mutatott kiváló folyékonyságuk lehetővé teszi a Mobil Gargoyle Arctic SHC 200 olajok számára, hogy magas szintű teljesítményt nyújtsanak a legmagasabb igényű ammónia alkalmazások esetében.
A Mobil Gargoyle Arctic SHC 200 olajak ugyancsak használhatóak nem, vagy kevéssé elegyíthető CO2 berendezések kenéséhez is. Továbbá, a Mobil Gargoyle Arctic SHC 200 sorozat NSF H1 tanúsítvánnyal is rendelkezik, így az esetlegesen élelmiszerrel érintkezô alkalmazások számára is alkalmas.
A kenőanyag választása befolyásolhatja a berendezés energiahatékonyságát?
G.D. : Manapság számos hűtőberendezés alkalmazza az ammóniát hűtőközegként. Az ammóniás alkalmazások számára a legfontosabb kenőanyag technológiák a következők:
- Nafténes ásványi olajok (MN) és paraffinos ásványi olajok (MP), amelyeket nyers kőolaj finomításával, továbbá naftén, illetve paraffin hozzáadásával állítanak elő.
- Polialfaolefin (PAO) vagy PAO / AB (alkilbenzol) keverék bázisú szintetikus olajok. Egy 2011-ben az USA-ban, az EMRE Kutatási Központban (ExxonMobil Research & Engineering) készített részletes tanulmány kimutatta, hogy a PAO technológiájú szintetikus kenőanyagok a lehető legjobb műszaki megoldást jelentették az ammóniát használó berendezések esetén, szemben az MN és MP technológiával (számottevő lehetőség a berendezés hatékonyságának növelésére, jobb tulajdonságok alacsony hőmérsékleten, olajátvitel jobb szabályozása, viszkozitás kiváló szabályozása magas hőmérsékleten, jobb légtelenítési jellemzők).
A PAO technológiájú Mobil Gargoyle Arctic SHC 200 sorozat paraffinmentes, és figyelemreméltó teljesítményt mutat nem elegyedő alkalmazásokban ipari kompresszorok, szupermarketek vagy hőszivattyúk, illetve különösen ammóniát használó alkalmazások esetén. A tanulmány továbbá azt is kimutatta, hogy az ExxonMobil PAO technológiájú szintetikus olajainak viszkozitása alacsony hőmérsékleten sokkal alacsonyabb, mint nafténes ásványi olajok vagy paraffinos ásványi olajok esetén. Ez lehetővé teszi a berendezés energiahatékonyságának
számottevő javítását azáltal, hogy minimalizálja az elpárologtatóban lerakódó olaj által kialakított szigetelőréteg vastagságát és módosítja a hőcsere hatékonyságát. Az eredmények azt is megerősítették, hogy a
Mobil Gargoyle Artic SHC 200 olajok különösen ellenállóak a hőterheléssel és az oxidációval szemben, és kiváló kémiai stabilitás jellemzi őket, amely lehetővé teheti a kenőanyag felhasználhatósági időtartamának, az olajcserék közötti időszakok és a szűrők élettartamának meghosszabbítását, továbbá a kompresszor tengelytömítéseinél a szivárgások csökkentését. Például a Mobil Gargoyle Arctic SHC 226E
alkalmazása egy Lengyelországban működő nagyobb étterem számára 3 év alatt 100, 200 € összegû megtakarítást tett lehetővé. A (korábban alkalmazott ásványi olaj helyett) szintetikus kenőanyagra történt átállást követően a lefejtések közötti időtartamok hossza hatszorosára nőtt (vagyis évi két csere helyett 3 évente egy), amely jelentős költségcsökkentést eredményezett az olajcsere, illetve az olajleválasztó karbantartása kapcsán, továbbá a használt olaj kezelésével járó költségek tekintetében. Sőt, a kompresszor karbantartási költsége is csökkent a kiváló tisztaság- ellenőrzésnek köszönhetően.
Ön szerint milyen lesz a hűtési modell a jövőben?
G.D. : Az alternatív hűtési technológiák, mint például a „Mágneses Hűtés”, kezdenek megjelenni a piacon. A „Mágneses Hűtés” (amely egy energiahatékony módszer) során a hűtést bizonyos, mágneses mezőbe helyezett ötvözetek hőmérsékletének változtatása biztosítja („Magnetokalorikus” hatás) anélkül, hogy költséges
kompresszorok, vagy hűtőközegek alkalmazására lenne szükség. Két európai társaság jelentette be a közelmúltban az arra vonatkozó szándékát, hogy 2 éven belül „mágneses hűtés” technológiával működő rendszereket vezetnek be a háztartási berendezések számára. Mindazonáltal az alacsony GWP-jű hűtőközegek fejlődésével kísért klasszikus kompresszoros berendezések továbbra is jelen vannak a piacon.
Összegezve a fentieket, mi lenne az Ön végső javaslata?
G.D. : Egy ipari hűtőberendezés kezeléséhez a megfelelő karbantartás is társul. A berendezések meghibásodásai vagy lecsökkent teljesítménye jelentős veszteséget okozhatnak a gyártásban vagy a raktározott termékekben. A hűtőközegek, például az ammónia, a CO2 és a HC alkalmazásával, valamint a HFC-k alacsony GWP-jű HFO-kkal való helyettesítésével a magas színvonalú és a környezetvédelmi korlátoknak megfelelő kenőanyagok kérdése elsődleges fontosságúvá válik. A holnap kihívásainak való megfelelés érdekében ExxonMobil az említett változásokra egy világszinten elérhető termékskála kifejlesztésével és biztosításával válaszolt, valamint továbbra is ajánlásokat és műszaki segítségnyújtást biztosít ügyfeleinek.
GILLES DELAFARGUE, EXXONMOBIL
Ügyfél műszaki segítségnyújtás szakértő.
Elegyíthetőségi diagram alkalmazása
A piros színű görbe meghatározza a Mobil EAL Arctic 46 és az R-407C hűtőközeg oldhatósági zónáját a keverék kenőanyag koncentrációja alapján. Az említett görbe alatt két, egymással nem elegyedő fázis található meg. Az említett görbe felett a kenőanyag és a hűtőközeg egyetlen fázist alkot. Számszerű alkalmazás: – 25°C-os hőmérsékleten (zöld vonal) a Mobil EAL Arctic 46 és az R-407C hűtőközeg csak egyetlen fázist alkot, a Mobil EAL Arctic 46 koncentrációjától függetlenül. – 40°C-on (kék vonal): Egyetlen fázis 7,5%-nál alacsonyabb Mobil EAL 46 koncentráció esetén, míg 2 nem elegyíthetô fázis 7,5 és 38% közötti Mobil EAL 46 koncentráció esetén, valamint 38%-os Mobil EAL 46 koncentráció felett egyetlen fázis.
Az ExxonMobil és a Mobil az Exxon Mobil Corporation, vagy annak valamely leányvállalata, így például az említett termékek franciaországi forgalmazására jogosult Esso S.A.F tulajdonában álló, Oltalom alá helyezett kereskedelmi megnevezések. Az Esso S.A.F. egy 98.667.521,70 € alaptőkéjű részvénytársaság, cégjegyzékszám: Nanterre 542 010 053; székhely: 5/6 Place de l’iris 92400 Courbevoie.