Регламент F-Gas II нацелен на постепенное сокращение применения ГФУ и хладагентов с высоким потенциалом глобального потепления (ПГП). Изменения в законодательстве стимулируют более широкое применение аммиака (NH3) и двуокиси углерода (CO2).
К установкам, использующим эти хладоносители, предъявляются многочисленные требования с точки зрения техники и безопасности. Поэтому регулярное обслуживание и использование подходящего масла имеют решающее значение для таких установок.
Каковы основные функции масла в холодильной установке?
Масло выполняет три основные функции:
- смазка движущихся механических узлов;
- обеспечение герметичности;
- функции рабочей жидкости в некоторых устройствах регулирования и функции охлаждения, например, в винтовых компрессорах.
Каковы важнейшие характеристики масла?
- смазывающая способность, связанная с толщиной масляной пленки;
- растворимость в хладагенте в газообразном состоянии;
- смешиваемость с хладагентом в жидком состоянии;
- вязкость, т. е. способность выдерживать колебания температуры.
Несмотря на наличие систем маслоотделения, масло распространяется по всей установке и накапливается преимущественно в тех ее частях, где скорость потока ниже. При отложении на стенках теплообменников (в частности, испарителей) масло снижает их эффективность. При нарушении возврата масла в компрессор, возможны перебои в работе масляного насоса и остановка машины.
Таким образом, масло следует выбирать с учетом его совместимости, смешиваемости и растворимости с хладагентом, рабочей температуры, типа и конструкции компрессора.
Выбор масла для установки, работающей на аммиаке
Для компрессоров, работающих на NH3, необходимо выбирать высококачественное масло с учетом приведенных ниже критериев.
Аммиак выделяет много тепла при сжатии. С учетом особенностей аммиака, масло должно иметь следующие характеристики:
- высокая прочность масляной пленки для обеспечения герметичности между внутренним и наружными роторами винтового компрессора;
- отведение тепла (для охлаждения);
- уменьшение трения и износа компрессоров за счет сохранения необходимой вязкости при низкой температуре (сохранения текучести), а также при температуре нагнетания;
- защита от коррозии;
- совместимость с материалами уплотнений;
- термостойкость во избежание образования отложений при высокой температуре.
Поскольку масло и аммиак не смешиваются, попадающее в контур масло должно возвращаться в систему. Масло тяжелее аммиака и скапливается в углублениях. Если раньше при продувке NH3 выпускался в окружающую атмосферу, сегодня продувка выполняется с помощью баллона в затопленном состоянии испарителя. Поскольку масло не смешивается с аммиаком, пары которого отличаются низким давлением, его попадание в контур неизбежно. Поэтому необходимо использовать маслоотделитель.
Аммиак широко применяется с минеральными парафиновыми и нафтеновыми, синтетическими полиолэфирными (PAO) и алкилбензольными (AB) маслами. Масла класса ISO 68, благодаря ничтожному падению вязкости, как правило применяются в промышленности.
Поскольку аммиак относится слабо воспламеняемым и токсичным веществам, а также с учетом условий его применения, масло должно обеспечивать смазку, охлаждение и герметичность системы.
Для предприятий пищевой промышленности может требоваться применение масла, отнесенного Национальным фондом санитарной защиты США (NSF) к категории H1 или H2.
Помимо ограничений, связанных с применением аммиака, существуют особенности, связанные с износом установки в ходе эксплуатации. Сюда относятся загрязнение масла и ухудшение его свойств, недостаточный возврат масла, износ установки, образование отложений, износ уплотнений и т. д.
Climalife предлагает высококачественные масла, а также услуги мониторинга и анализа, что позволит вам отслеживать износ оборудования, увеличить интервалы замены, контролировать состояние масла и обеспечить долговечность установки.
Ознакомьтесь с нашим ассортиментом масел, совместимых с NH3, щелкнув здесь.
Проконсультируйтесь с коммерческим представителем Climalife.
Выбор масла для установки, работающей на CO2
Р
абочие температура и давление CO2 намного выше, чем у галогенированных хладагентов при среднем давлении, что приводит к предельным механическим нагрузкам на движущиеся части и подшипники.
Еще одна особенность CO2 заключается в его высокой растворимости в маслах, что вызывает значительное падение их вязкости и может привести к разрыву масляной пленки. CO2 должен быть предназначен для холодильных установок и содержать не больше 5 миллионных частей воды во избежание окисления масла при контакте с ним.
При использовании неподходящего масла возможен преждевременный износ установки вследствие недостаточной смазки, а также потеря герметичности и, как следствие, компрессии.
Если холодильная установка предназначена для работы со смешивающимися смазочными веществами, в случае CO2 минеральные и синтетические полиолэфирные (PAO) и алкилбензольные (AB) масла не подходят.
Молекулы на основе полиолэфиров (POE) с присадками или полиалкиленгликолей (PAG) лучше совместимы с R-744 и могут подойти для докритических и транскритических установок.
Масла POE:
К особенностям масел POE (полиолэфирных) относятся высокая смешиваемость с CO2 и значительное падение вязкости.
Чем выше давление, тем больше газа содержится в масле. Это общее явление для всех смешиваемых с газом масел, но его степень зависит от хладагента и типа масла.
В случае POE падение вязкости с CO2 при типичных рабочих давлениях в холодильных установках может приводить к недостаточной смазке некоторых частей компрессора, преимущественно при запуске и повышенной нагрузке.
Если масло класса ISO 68 подходит для большинства галогенированных хладагентов, применение масел POE с CO2 потребует более высокого класса ISO для компенсации значительного падения вязкости масла при контакте с R-744. Таким образом, масло класса ISO выше 80 будет лучше и сохранит достаточную вязкость для защиты деталей компрессора.
Поскольку масла POE смешиваются с CO2, система смазки будет более простой. Необходимо контролировать только содержание влаги, система должна быть чистой и полностью герметичной с момента ввода в эксплуатацию.
Масла POE для работы с CO2 также имеют специальные присадки для снижения пенообразования при запуске компрессора.
Мы рекомендуем регулярно проверять кислотность масла на месте, например, при помощи теста Acitest Unipro, пригодного для всех типов масел, и проводить ежегодный анализ (DPH A).
Масла PAG:
Масля PAG (полиалкиленгликолевые) демонстрируют меньшее падение вязкости, чем масла POE. Это позволяет применять с R-744 масло класса ISO VG 68, которое в типичных рабочих условиях будет иметь достаточную вязкость для защиты компрессора.
Смешиваемость масел PAG с R-744 достаточна для адекватного возврата масла, несмотря на перегрев в несколько градусов на выходе из испарителя.
Тем не менее, ввиду присутствия в испарителе двух фаз, необходим соответствующий расчет трубопроводов.
Масла PAG для работы с CO2 обладают превосходной термостойкостью и могут работать в условиях повышенного напора в сверхкритических тепловых насосах.
В сравнении с маслами POE, диапазон смешиваемости масел PAG меньше. При концентрациях выше 50% масла, наблюдается разделение фаз и образование двух слоев, один из которых насыщен маслом, а другой — хладагентом.
Ознакомьтесь с нашим ассортиментом масел POE и PAG для R-744.
Обратите внимание на высокую гигроскопичность масел POE и PAG: вскрытую и не использованную упаковку с маслом нельзя хранить, а остаток масла следует сдать в пункт переработки.
Представитель Climalife будет рад помочь вам в выборе смазочных материалов.