Il compressore è una macchina complessa che opera ad alta velocità. Garantire una lubrificazione adeguata dell'albero motore, dei cuscinetti, delle bielle, dei pistoni e delle altre parti mobili del compressore è un requisito fondamentale per il normale funzionamento della macchina. Per questo motivo, i produttori di compressori richiedono l'utilizzo di oli lubrificanti di specifiche gradazioni e prevedono controlli periodici del livello e del colore dell'olio. Tuttavia, a causa di negligenza nella progettazione, costruzione e manutenzione degli impianti di refrigerazione, si verificano frequentemente problemi quali la mancanza di olio nel compressore, la formazione di depositi carboniosi e il deterioramento dell'olio, la diluizione del liquido di ritorno, il lavaggio del refrigerante e l'utilizzo di oli lubrificanti di qualità inferiore.
1. Lubrificazione insufficiente
La causa diretta dell'usura: lubrificazione insufficiente. La mancanza di olio provoca sicuramente una lubrificazione insufficiente, ma la lubrificazione insufficiente non è necessariamente causata dalla mancanza di olio.
Anche le seguenti tre cause possono provocare una lubrificazione insufficiente:
Il lubrificante non può raggiungere le superfici dei cuscinetti.
Sebbene l'olio lubrificante abbia raggiunto la superficie del cuscinetto, la sua viscosità è troppo bassa per formare una pellicola d'olio di spessore sufficiente.
Sebbene l'olio lubrificante abbia raggiunto la superficie del cuscinetto, si decompone a causa del surriscaldamento e non è più in grado di lubrificare.
Cause di effetti negativi: ostruzione della rete di aspirazione dell'olio o della tubazione di alimentazione dell'olio, guasto della pompa dell'olio, ecc. influiranno sull'erogazione dell'olio lubrificante, impedendo all'olio di raggiungere le superfici di attrito lontane dalla pompa dell'olio. La rete di aspirazione dell'olio e la pompa dell'olio funzionano correttamente, ma l'usura dei cuscinetti, il gioco eccessivo, ecc. causano perdite d'olio e bassa pressione dell'olio, impedendo alle superfici di attrito lontane dalla pompa dell'olio di ricevere olio lubrificante, con conseguente usura e graffi.
Per vari motivi (inclusa la fase di avviamento del compressore), la temperatura della superficie di attrito in assenza di olio lubrificante aumenta rapidamente e l'olio lubrificante inizia a decomporsi dopo aver superato i 175 °C. Il ciclo "lubrificazione insufficiente-attrito-alta temperatura della superficie-decomposizione dell'olio" è un tipico circolo vizioso, al quale sono correlati molti incidenti gravi, tra cui il bloccaggio dell'albero della biella e il grippaggio del pistone. Quando si sostituisce la piastra delle valvole, controllare l'usura del perno del pistone.
2. Mancanza di petrolio
La mancanza di olio è uno dei guasti più facilmente identificabili nei compressori. Quando il compressore è a corto di olio, nella coppa dell'olio c'è poco o niente olio lubrificante.
L'olio lubrificante scaricato dal compressore non ritorna: se l'olio lubrificante non ritorna, il compressore rimarrà senza olio.
Esistono due modi per far tornare l'olio dal compressore:
Uno di questi è l'olio di ritorno del separatore d'olio.
L'altro è il tubo di ritorno dell'olio.
Il separatore d'olio è installato sulla tubazione di scarico del compressore e può generalmente separare dal 50% al 95% dell'olio, con un buon effetto di ricircolo e una velocità elevata, riducendo notevolmente la quantità di olio che entra nella tubazione del sistema e prolungando di conseguenza il tempo di funzionamento senza ricircolo. Per i sistemi di refrigerazione a celle frigorifere con tubazioni particolarmente lunghe, i sistemi di produzione di ghiaccio a saturazione e le apparecchiature di liofilizzazione a temperature molto basse, l'installazione di separatori d'olio ad alta efficienza può prolungare notevolmente il tempo di funzionamento del compressore senza ricircolo, consentendo al compressore di superare in sicurezza la fase critica di funzionamento dopo l'avvio.
L'olio lubrificante non separato entrerà nel sistema: scorrerà con il refrigerante nel tubo, formando un ciclo dell'olio.
Dopo che l'olio lubrificante entra nell'evaporatore:
Da un lato, a causa della bassa temperatura e della bassa solubilità, parte dell'olio lubrificante si separa dal refrigerante.
D'altra parte, la temperatura è bassa e la viscosità è elevata, e l'olio lubrificante separato tende ad aderire alla parete interna del tubo, rendendone difficile il flusso.
Quanto più bassa è la temperatura di evaporazione, tanto più difficile è il recupero dell'olio. Ciò richiede che la progettazione e la costruzione della tubazione di evaporazione e di quella di recupero siano favorevoli al ritorno dell'olio. La prassi comune è quella di adottare una configurazione discendente della tubazione e garantire un'elevata velocità dell'aria. Per i sistemi di refrigerazione con temperature estremamente basse, come quelle delle camere criogeniche medicali a -85 °C e -150 °C, oltre alla scelta di separatori d'olio ad alta efficienza, vengono solitamente aggiunti solventi speciali per impedire che l'olio lubrificante ostruisca i tubi capillari e le valvole di espansione e per facilitare il recupero dell'olio.
Nelle applicazioni pratiche, i problemi di ritorno dell'olio causati da una progettazione inadeguata degli evaporatori e delle linee di ritorno dell'aria non sono rari. Nei sistemi R22 e R404A, il ritorno dell'olio dall'evaporatore allagato è molto difficile e la progettazione della tubazione di ritorno dell'olio del sistema deve essere estremamente accurata. L'utilizzo di un sistema di separazione dell'olio ad alta efficienza può ridurre notevolmente la quantità di olio che entra nella tubazione del sistema, prolungando efficacemente il tempo in cui non si verifica il ritorno dell'olio nella tubazione di ritorno dell'aria dopo l'avvio.
Quando il compressore è posizionato più in alto rispetto all'evaporatore, è necessario un separatore d'olio di ritorno sulla linea di ritorno verticale. Per garantire il ritorno dell'olio anche a basso carico, il tubo di aspirazione verticale può essere dotato di un doppio tubo verticale.
L'avvio frequente del compressore non favorisce il ritorno dell'olio. Poiché il tempo di funzionamento continuo è breve, il compressore si arresta e non c'è tempo per creare un flusso d'aria stabile ad alta velocità nel tubo di ritorno dell'aria, quindi l'olio lubrificante rimane solo nel tubo. Se l'olio di ritorno è inferiore all'olio di avviamento, il compressore si troverà a corto di olio.
Durante lo sbrinamento, la temperatura dell'evaporatore aumenta e la viscosità dell'olio lubrificante diminuisce, facilitandone il flusso. Dopo il ciclo di sbrinamento, la portata del refrigerante è elevata e l'olio lubrificante intrappolato ritorna al compressore. In presenza di una notevole perdita di refrigerante, la velocità di ritorno del gas diminuisce. Se la velocità è troppo bassa, l'olio lubrificante rimane bloccato nella tubazione di ritorno del gas e non riesce a tornare rapidamente al compressore.
Il dispositivo di protezione di sicurezza della pressione dell'olio si arresta automaticamente in caso di mancanza di olio per proteggere il compressore da eventuali danni. Nessun indicatore di livello.
I compressori completamente chiusi (inclusi i compressori a rotore e a spirale) e i compressori raffreddati ad aria con dispositivi di sicurezza per la pressione dell'olio non presentano sintomi evidenti in caso di mancanza d'olio, non si arrestano e il compressore si usura in modo impercettibile.
Rumori, vibrazioni o correnti eccessive del compressore possono essere correlati alla mancanza di olio, quindi è molto importante valutare con precisione lo stato di funzionamento del compressore e dell'intero sistema.
3. Conclusion
La causa principale della mancanza di olio non risiede nella quantità e nella velocità con cui il compressore si esaurisce, bensì nello scarso ritorno dell'olio dal sistema. L'installazione di un separatore d'olio può accelerare il ritorno dell'olio e prolungare il tempo di funzionamento del compressore senza necessità di tale sistema. Gli evaporatori e le linee di ritorno devono essere progettati tenendo conto del ritorno dell'olio. Anche interventi di manutenzione come evitare avviamenti frequenti, programmare lo sbrinamento, rabboccare il refrigerante nei tempi previsti e sostituire tempestivamente i componenti usurati del pistone contribuiscono al ritorno dell'olio.
Il ritorno del liquido e la migrazione del refrigerante diluiranno l'olio lubrificante, il che non favorisce la formazione del film d'olio;
Il guasto della pompa dell'olio e il blocco del circuito dell'olio influiranno sull'alimentazione e sulla pressione dell'olio, provocando una mancanza di olio sulla superficie di attrito;
L'elevata temperatura della superficie di attrito favorirà la decomposizione dell'olio lubrificante, facendogli perdere le sue proprietà lubrificanti;
La lubrificazione insufficiente causata da questi tre problemi spesso provoca danni al compressore. La causa principale della mancanza di olio risiede nel sistema. La semplice sostituzione del compressore o di alcuni accessori non risolve in modo definitivo il problema della carenza di olio.
Pertanto, la progettazione del sistema e la costruzione delle tubazioni devono tenere conto del problema del ritorno dell'olio, altrimenti si verificheranno infiniti problemi! Ad esempio, durante la progettazione e la costruzione, il tubo di ritorno dell'aria dell'evaporatore viene dotato di una curva di ritorno dell'olio e il tubo di scarico di una curva di ritegno. Tutte le tubazioni devono seguire la direzione del fluido, sempre in discesa, con una pendenza dello 0,3-0,5%.
Data di pubblicazione: 26 dicembre 2022
