7.4. Смазочное масло в системе хладоновой установки

Свойство хладонов растворять смазочное масло приводит к значительному его уносу из компрессора в систему. В испарителе при кипении маслохладонового раствора выделяется наиболее летучий компонент — хладагент, поэтому концентрация масла непрерывно увеличивается. Это вызывает повышение температуры кипения раствора по сравнению с температурой кипения чистого хладагента при том же давлении. С увеличением вязкости раствора коэффициент теплоотдачи уменьшается. Скопление масла в испарителе приводит к понижению количества смазочного масла в компрессоре, что может вывести его из строя.
    В хладоновых установках, где отсутствует маслоотделитель, необходима циркуляция масла в системе, обеспечивающая непрерывный его возврат в картер компрессора. При остановке компрессора и его длительном простое давление хладона в картере повышается и происходит абсорбция (поглощение) парообразного хладона маслом. При этом объем раствора в картере увеличивается, создавая ложное впечатление о большом количестве масла. В процессе последующего пуска происходит интенсивное испарение хладона, масло вспенивается, что может привести к срыву насоса.
    Организация возврата масла в компрессор. Устойчивую циркуляцию масла в системе с целью постоянного возврата масла в картер компрессора обеспечивают следующие мероприятия:
     установка испарителя выше компрессора;
     верхняя подача жидкого хладагента в испаритель;
     уклон всех трубопроводов 1—2 % в сторону движения хладагента;
     превышение скорости движения хладагента над скоростью витания масляных капель;
     наличие теплообменника;
     правильное присоединение компрессоров и аппаратов к магистральным трубопроводам;
     перепуск масла из теплообменника в картер;
     отбор маслохладоновой смеси из испарителя и направление ее в теплообменник.

Возврат масла выполняется различно в зависимости от конструкции испарителя. Проще всего это решается в незатопленных испарителях змеевикового типа с верхней подачей. Испаритель располагают выше компрессора, всасывающий трубопровод имеет уклон в сторону компрессора. При последовательной установке нескольких хладоновых батарей целесообразно подтапливать все батареи, кроме последней (рис. 88).

Схема возврата масла из змеевиковых батарей

При прохождении пара через теплообменник происходит дальнейшее отделение масла. Масло выкипает из раствора и, попадая в компрессор, стекает в картер. В некоторых установках предусматривают специальную линию перепуска масла, оседающего в теплообменнике, в картер.
    При необходимости установки испарителя ниже компрессора устраиваются маслоподъемные петли, в которых масло накапливается и пульсирующим потоком подается в компрессор.
    Несколько сложнее происходит возврат масла из кожухотрубных затопленных испарителей. После монтажа масло заправляют до заполнения системы хладоном в количестве, предусмотренном заводской инструкцией, а при ее отсутствии — 8—12 % к массе заправляемого хладона. В компрессор масло заправляют до 2/3 высоты смотрового стекла, остальное масло через манометровый штуцер засасывается в испаритель. В процессе заполнения системы хладоном и при дальнейшей работе установки масло из испарителя поступает в компрессор, налаживается циркуляция масла в системе. Из кожухотрубного испарителя капли масла выносятся вместе с парообразным хладагентом. На некоторых крупных хладо-новых установках применяют отбор масла из верхнего слоя кипящей жидкости. Вместе с жидким хладагентом масло направляется в теплообменник, где масло отделяется от пара (рис. 89).

Схема возврата масла из кожухотрубного испарителя

Для того чтобы не допустить скопления масла в трубопроводах неработающих компрессоров и неработающих аппаратов, присоединение их к магистральным трубопроводам производится сверху с загибом труб по ходу движения хладона.
    Для равномерной раздачи масла, возвращающегося в картеры компрессоров, предусматривают объединение всех картеров уравнительным трубопроводом. Однако современной тенденцией является переход к автономным хладоновым агрегатам, обслуживающим отдельные испарительные системы.
    В процессе эксплуатации хладоновой установки недостаток масла в компрессоре может быть при недостатке хладона в испарительной системе и закупорке или малом открытии регулирующего вентиля. Низкий уровень масла в картере компрессора чаще всего свидетельствует об уносе масла в систему и нарушении возврата масла в картер. Серьезной ошибкой при эксплуатации холодильных установок является периодическое пополнение картера хладонового компрессора маслом при отсутствии заметных утечек масла из системы.
    Утечки масла в виде подтеков на трубопроводах свидетельствуют о значительных потерях хладона, масла при этом уходит крайне незначительное количество. Периодическое пополнение установки маслом приводит, в конечном счете, к переполнению им испарительного узла. При замеченном уменьшении уровня масла в картере компрессора следует искать причину этого в невозврате масла в картер.
    Надежный возврат масла происходит при выходе из испарителя влажного пара, а подсушивание и перегрев пара — в теплообменнике. При неправильном регулировании ТРВ, пропускающем малое количество хладона в испаритель, засорении или замерзании влаги в ТРВ нарушается возврат масла в компрессор вследствие выхода из испарителя перегретого пара. Для бесперебойного возврата масла скорость хладагента в трубопроводах должна быть не ниже 4—5 м/с.
    Применение маслоотделителей. Маслоотделители устанавливают в хладоновых установках, когда нормальная циркуляция масла в них затруднена.
    Это может быть связано с тем, что испаритель располагается значительно ниже компрессора и возврат масла в картер затруднен из-за большой высоты всасывающего трубопровода.
    При большой протяженности хладоновых трубопроводов во избежание больших гидравлических потерь скорость хладагента уменьшают (ниже 4—5 м/с) путем увеличения диаметра трубопровода. К уменьшению скорости движения хладагента может привести также отключение части работающих компрессоров или уменьшение их производительности. В этих случаях целесообразна установка маслоотделителя с автоматизированным возвратом масла в компрессор.
    В двухступенчатых хладоновых компрессорах целесообразно устанавливать маслоотделители после каждой ступени с целью возврата масла именно в данную ступень.
    Взаимная растворимость хладона и масла. Присутствие хладона в масле уменьшает его вязкость. Так, при О °С при наличии в масле 10 % растворенного хладона-12 вязкость масла уменьшается на 25 %, что может нарушить смазку трущихся частей компрессора. С учетом растворимости хладонов в масле применяют масла с повышенной вязкостью.
    В картерах крупных хладоновых компрессоров устанавливаются нагреватели для подогрева масла перед пуском компрессора. При повышении температуры хладон выпаривается из масла. Это делает пуск компрессора значительно более надежным и безопасным.