Met F-Gas II wil men geleidelijk het gebruik van CFK’s en vloeistoffen met een global warming potential (GWP) gaan verminderen. Door deze veranderingen in de wetgeving wordt het gebruik van ammoniak (NH3) en kooldioxide (CO2) gestimuleerd.
Systemen die deze koudemiddelen gebruiken, moeten aan diverse technische- en veiligheidsmaatregelen voldoen. Daarom is regelmatig onderhoud en het gebruik van een speciale olie cruciaal voor de duurzaamheid en de energieprestatie van de installatie.
Wat zijn de belangrijkste functies van olie in een koelsysteem?
Olie heeft 3 hoofdfuncties:
- smering van de bewegende mechanische delen,
- lekdichtheid,
- het is een motorvloeistof voor sommige regelvoorzieningen en een koudemiddel bij bijvoorbeeld schroefcompressoren.
Wat zijn de belangrijkste eigenschappen?
- Smeervermogen: houdt verband met de dikte van de olielaag.
- Oplosbaarheid met het koudemiddel in gasvormige toestand.
- Mengbaarheid met het koudemiddel in vloeibare toestand.
- Viscositeit: bestand tegen temperatuurschommelingen.
Ondanks de oliescheidingssystemen wordt olie in het hele systeem verspreid en heeft het de neiging om te blijven zitten in onderdelen waar de circulatiesnelheid laag is. De olie zet zich vast op de wanden van de warmtewisselaars (met name de verdampers) waardoor deze minder efficiënt worden. Als de olie niet op de juiste wijze naar de compressor terugstroomt, kan de oliepomp afslaan waardoor de machine kan stoppen.
De olie moet dus worden geselecteerd op basis van het koudemiddel, de mengbaarheid ervan en de oplosbaarheid met het koudemiddel, de werkingstemperaturen, het type en de technologie van de compressor.
Een olie voor ammoniak kiezen
Voor compressoren die op NH3 werken, is een olie van een hoge kwaliteit noodzakelijk en moet aan de volgende criteria worden voldaan.
Ammoniak wordt zeer warm bij compressie. De olie moet dus qua kenmerken bij de eigenschappen van ammoniak passen:
– Hoge weerstand van de smeerlaag voor de lekdichtheid tussen de mannelijke en vrouwelijke rotoren van de schroefcompressoren
– Verwijdering van de warmte (rol van koeling)
– Vermindering van wrijving en slijtage van de compressoren met behoud van een geschikte viscositeit op lage temperatuur (vloeibaar blijven) maar ook op de stuwingstemperatuur
– Bescherming tegen corrosie
– Compatibel met de afdichtingen
– Bestendigheid van de olie tegen hoge temperaturen om afzettingen bij hoge temperaturen te voorkomen
Er is geen mengbaarheid tussen de gebruikte olie en ammoniak, de olie moet dus in het circuit worden teruggebracht. Olie is zwaarder dan ammoniak en wordt op de bodem van de holtes afgezet. Werden in het verleden aan de buitenkant zuiveringssystemen voor NH3 gebruikt, tegenwoordig wordt gezuiverd met een zuiveringsbus op de installaties in een ingebed systeem. Omdat olie niet mengbaar is met ammoniak, die een lage dampspanning heeft, is het onvermijdelijk dat deze door het circuit gaat lopen. Een oliescheider is dus noodzakelijk.
Ammoniak wordt gewoonlijk gebruikt met minerale paraffinische of naftenische oliën, de synthetische oliën PAO en AB. Een ISO 68 klasse wordt normaal gesproken voor industriële toepassingen gebruikt, omdat er bijna geen sprake is van viscositeitsdaling.
Ammoniak wordt beschouwd als giftig en licht ontvlambaar, en gezien zijn werkingsomstandigheden moet de gebruikte olie het systeem zowel kunnen smeren, koelen, maar ook de lekdichtheid ervan waarborgen.
Voor toepassingen in de levensmiddelenindustrie kan de exploitant eisen dat gebruik wordt gemaakt van een olie die door NSF als H1 of H2 is geregistreerd.
Naast de beperkte werkingsmogelijkheden van ammoniak kunnen er tijdens de levensduur van de installatie ook andere slijtagegerelateerde beperkingen aan het licht komen. (Bijv.: vervuiling en verslechtering van de olie, slechte terugstroming van olie, slijtage van de onderdelen, vorming van afzettingen, slijtage van de afscheidingen…).
Climalife biedt u krachtige oliën en controle-/analysediensten, waardoor u de slijtage van uw systemen in de gaten kunt houden, een verversingsschema kunt maken, de toestand van de olie kunt controleren en uw installatie duurzaam kunt maken.
Klik hier voor ons gamma oliën voor NH3
De juiste oliekeuze is essentieel voor de prestaties en levensduur van een koelsysteem. Voor een lange levensduur van de installatie wordt een regelmatige en jaarlijkse zuurtegraadanalyse van de olieconditie aanbevolen.
Vraag advies aan uw commercieel vertegenwoordiger van Climalife
Een olie voor CO2 kiezen
CO2 heeft een veel hogere bedrijfsdruk en -temperatuur dan gehalogeneerde koudemiddelen met een gemiddelde druk, waardoor de bewegende delen en lagers aanzienlijke mechanische beperkingen hebben.
Het heeft ook de eigenschap dat het bijzonder oplosbaar is in olie, waardoor er grote viscositeitsdalingen optreden en de olielaag kan breken. De gebruikte CO2 moet koelbestendig zijn en minder dan 5 ppm water bevatten, zodat de olie die ermee in contact komt niet gaat verzuren.
Als gevolg daarvan kan bij het gebruik van een niet geschikte olie vanwege onvoldoende smering vroegtijdige slijtage van het systeem optreden, of een lekkage die tot drukverlies leidt.
Als de koeleenheid erop is ingesteld om met mengbare smeermiddelen te werken, voldoen minerale of synthetische smeermiddelen PAO en AB in het geval van CO2 niet.
De basismoleculen met toegevoegde POE of met PAG zijn geschikter voor R-744 en kunnen voldoen bij subkritische en transkritische toepassingen.
POE-oliën:
Dankzij de eigenschappen van POE-oliën is een hoge mate van oplosbaarheid met CO2 mogelijk en deze dragen bij tot een aanzienlijke vermindering van de viscositeit.
Hoe hoger de druk, hoe belangrijker de hoeveelheid gas in het smeermiddel is. Dit gedrag is normaal voor alle smeermiddelkoppels die mengbaar zijn met gas, maar de mate varieert naargelang het koudemiddel en het type smeermiddel.
Bij POE-oliën kan de daling van viscositeit met CO2 met de typische werkdruk van koelsystemen leiden tot een gebrek aan smeermiddel in bepaalde onderdelen van de compressor, met name bij het opstarten of bij verhoogde laadomstandigheden.
Waar een ISO 68 klasse goed is voor de meeste gehalogeneerde koudemiddelen, is voor het gebruik van POE-oliën met CO2 een hogere ISO-klasse nodig die de aanzienlijke viscositeitsdaling van olie die in contact komt met R-744, kan ondervangen. Een ISO-klasse hoger dan 80 is dus beter, en het smeermiddel kan zo een voldoende viscositeit behouden om de onderdelen van de compressor te beschermen.
Omdat POE-oliën mengbaar zijn met CO2, wordt het smeersysteem eenvoudig in werking gesteld. Alleen het watergehalte moet worden beheerd, en het systeem bij de ingebruikname moet schoon en perfect lekdicht zijn.
De POE-oliën die speciaal zijn gemaakt om met CO2 te kunnen werken, krijgen ook toevoegingen om het schuimen tegen te gaan dat bij het starten van de compressor optreedt.
Het wordt aanbevolen om de zuurtegraad van de olie regelmatig ter plekke te controleren door middel van tests zoals de Acitest Unipro, die compatibel is met alle oliesoorten, en een jaarlijkse analyse uit te voeren (DPH A).
PAG-oliën:
Bij PAG-oliën (polyalkyleenglycol) treedt een minder grote viscositeitsdaling op dan bij POE-oliën. Daardoor kan een smeermiddel van de ISO VG 68 klasse worden gebruikt die, met R-744 en in standaard werkomstandigheden, een voldoende viscositeit heeft om de compressor te beschermen.
De mengbaarheid van PAG-oliën met R-744 is voldoende om de olie goed te laten terugstromen, ondanks de opwarming met een paar graden als deze uit de verdamper komt.
Evenwel, vanwege de twee fasen in de verdamper moet de maatvoering van de leidingen van het apparaat voldoende zijn.
De PAG-oliën die speciaal gemaakt zijn voor CO2 hebben een uitstekende thermische stabiliteit en kunnen in hoge stuwingsomstandigheden werken, zoals bij transkritische warmtepompen.
In vergelijking met de POE-oliën is de mengbaarheidzone met de PAG-oliën kleiner. Bij concentraties van meer dan 50% olie, ziet men dat er een scheiding in de fasen ontstaat en dat er zich twee lagen vormen, de ene rijk aan olie, de andere aan koudemiddel.
Bekijk ons aanbod aan PAG-oliën voor R-744
Belangrijk om te vermelden is dat POE- en PAG-oliën zeer hygroscopisch zijn en dat een geopend en aangebroken vat dat niet meteen gebruikt wordt, niet kan worden bewaard. De resterende olie moet dan ook op de juiste manier worden verwerkt.
De juiste oliekeuze is essentieel voor de prestaties en levensduur van een koelsysteem. Voor een lange levensduur van de installatie wordt een regelmatige en jaarlijkse zuurtegraadanalyse van de olieconditie aanbevolen.
Uw Climalife-vertegenwoordiger begeleidt u graag bij de keuze voor het meest geschikte smeermiddel.