www.apuntesdeclima.com

LUBRIFICACIO I REFRIGERACIO

Un compressor en funcionament implica una gran quantitat de fricció entre els seus components mòbils i una elevada temperatura a causa de la pròpia fricció. La fricció, juntament amb la calor produïda per la mateixa, pot provocar el agarrament dels components i un ràpid desgast dels mateixos, mentre que la calor residual de la combustió pot elevar tant la temperatura que produeixi la fusió de les peces metàl·liques. En ambdós casos, l'efecte és la inutilització del motor. Per a mantenir fricció i calor en uns valors raonables, els motors disposen de sistemes de lubricació i de refrigeració.
Rep aquest nom el mètode utilitzat per a evitar en tant que sigui possible el contacte directe entre dues peces que es mouen una respecte a l'altra, reduint la fricció, la qual cosa s'aconsegueix interposant una fina pel·lícula de lubrificant entre aquestes peces. El sistema de lubricació té com funció mantenir i renovar de forma contínua aquesta pel·lícula, i a més refrigerar mitjançant el propi lubrificant les parts del motor a les quals no pot accedir el sistema de refrigeració. Els lubrificants comunament emprats són olis que provenen del refinament del petroli, havent de complir una sèrie de requisits, principalment relatius a la seva viscositat, d'acord amb la severitat de les condicions d'operació del motor.
Per a determinar la viscositat de l'oli, s'utilitzen diversos sistemes de nombres, de manera que quant menor sigui el nombre més lleuger és l'oli. La majoria dels olis conté additius per a reduir l'oxidació i inhibir la corrosió, i els cal abasten diferents graus de viscositat (multigrau). En qualsevol cas l'oli utilitzat ha de correspondre sempre al grau i tipus determinat pel fabricant.


Lubricació de compressors

L'oli dels compressors lubrica les parts mòbils i tanca l'espai entre el cilindre i el pistó. El compressor bomba l'oli per tota la instal·lació, aquest circula per la part baixa de la canonada i és retornat altra vegada al compressor.
El dipòsit o albelló de l'oli, el càrter està localitzat en la part baixa del compressor.
L'oli només és útil en el compressor, fora d'aquest és més perjudicial que beneficiós. S'empren dos sistemes de lubricació; el barboteig o per bomba d'oli. Fins a 4 o 5 CV s'empra el sistema per barboteig, el qual funciona de la següent manera:

Dintre del nivell d'oli que existeix en el compressor s’introdueix una de les parts mòbils del compressor, com pot ser una peça de la biela, un eix del cigonyal buit, etc.
Aquesta part mòbil esquitxa o condueix l'oli cap a altres parts del compressor.

Parts interiors d’un compressor alternatiu

A partir de 5 CV és necessari una bomba d'oli que injecti aquest a una pressió constant. Per a això s'utilitza una bomba formada per dos pinyons que és accionada pel mateix eix del cigonyal. En ocasions la lubricació es produeix per borbollejo, en unes altres una bomba, accionada pel motor, la presa del qual d'entrada està submergida en el càrter, pren l'oli i ho envia a pressió, passant per un filtre, als elements a lubrificar mitjançant una sèrie de conductes interns del motor. Aquests conductes, a més de dipositar l'oli en els llocs necessaris, es comuniquen amb la majoria dels eixos giratoris (cigonyal, arbre de lleves, etc.) i altres elements (bieles, bolons de pistó, etc.) permetent la seva lubricació. Una vegada complerta la seva funció, l'oli torna al dipòsit o albelló pel seu propi pes.
Tots els compressors amb bomba d'oli han de dur un pressòstat diferencial d'oli.

L'oli refrigerant compleix les missions següent:

Redueix el fregament entre les parts del compressor en moviment

Absorbeix la calor despresa pel fregament

Evacuar els possibles encenalls metàl·liques produïdes pel fregament

Evitar la corrosió en el circuit

Reduir el soroll del compressor

Evitar en el compressor la comunicació de la part d'alta amb la de baixa pressió

Com hem dit el lloc d'allotjament de l'oli és el carter del compressor, però sempre a través de les vàlvules i barrejat amb el gas surt per la descàrrega cap al circuit frigorífic. L'aspecte negatiu d'aquesta situació és que l'oli no torni al compressor. On hi ha oli no hi ha refrigerant, pel que disminueix la capacitat de refrigeració del sistema, a més el compressor perd poder de lubricació. És per això que col·locarem en la sortida del compressor un separador d'oli i/o a més les canonades haurien d'estar bé dissenyades. En trams horitzontals aquests haurien de tenir pendent cap a la circulació del refrigerant. En els trams verticals hauríem de col·locar sifons.

En definitiva direm que els problemes de lubricació es presenten:

Quan l'oli no és miscible amb el refrigerant (si és miscible també es presenten problemes en la línia de circulació de gas).

El disseny de les canonades no és correcte.

No disposa de separador d'oli.

Altre problema que es pot originar és el cridat cop de líquid per oli en el compressor. En el cas d'una instal·lació parada per llarg temps, el refrigerant es barreja amb l'oli en el carter. A l’engegar-ne la instal·lació es produeix o n buit en el carter, el que origina una evaporació del refrigerant, arrossegant gotes de l'oli i produint-se un cop de líquid. Per a evitar això s'instal·len resistències elèctriques en el carter, que s'activen quan el compressor per a, i la seva intensitat de corrent dependrà de la temperatura que vagi adquirint l'oli. La necessitat d'aquestes resistències s'acreix quan la temperatura ambient és molt baixa.

CARACTERISTIQUES


Els olis per a refrigeració han de tenir diverses característiques però les més importants són tres, en primer lloc han d'estar deshidratats, aquesta és una propietat molt important en la qual es determinés d'alguna la probabilitat en avaries per deterioracions en debanaments de motors que està en contacte amb fluids refrigerants, d'aquesta forma establim que l'oli refrigerant com menys giroscòpic millor.

Per altra banda haurien de suportar temperatures fredes ja que a pesar que en aspiracions del compressor ens arribi refrigerant recalentat serà a temperatures baixes o molt baixes. Finalment no han de descompondre's ha de resistir la possible reacció amb el refrigerant o qualsevol altre material present en el sistema.

Altres característiques serien:

La viscositat, quan es dilueix amb refrigerant s’ha d'assegurar una pel·lícula de gran espessor, per a refrigeració s'empra olis amb poca viscositat.

El punt de congelació, per a evitar la separació, els olis minerals deixen de fluir a 50 ºC i per als olis alquibencénios i de base ester es solidifiquen a 100 ºC

. El punt de carbonització, al suportar temperatures elevades l'oli s'ennegreix i es carbonitza, la temperatura de carbonització és entre 120 ºC i 130 ºC

. El punt de floculació, és la temperatura a la qual en l'oli, barrejat amb

refrigerant, apareixen grans de cera, aquesta temperatura és més baixa que la de congelació. Al pujar la temperatura l'oli ja no es pot reutilitzar.

L'índex de neutralització, quan els olis es barregen amb aigua o oxigen solen crear àcids, aquest índex ens indica la quantitat d'àcid que és capaç de crear, és millor quan menor és aquest índex.

La rigidesa dielèctrica, per a assegurar unes bones propietats aïllants ja que en compressors hermètics i semihermétics realitza la funció d'aïllant entre motor i cos del compressor, aquesta és la resistència elèctrica de l'oli, sol ser de 25 Kv.

Resumint les característiques més importants:

Ser miscibles amb el refrigerant utilitzat

Estabilitat amb les baixes temperatures d'evaporació

Estabilitat amb les altes temperatures de descàrrega

Nul·la absorció d'aigua, no higroscòpic

Viscositat estable tant en la baixa pressió com en l'alta

Alta estabilitat química al circular pel circuit

TIPUS D'OLIS REFRIGERANTS

Oli mineral

S'empren amb els CFC, HCFC i ja amb algun HFC com el R 417A, són molt miscibles i poc higroscòpics amb la qual cosa del tres grans tipus d'olis refrigerants és el millor.


Alquibencénic

S'empra amb els HFC, és molt higroscòpic, s’oxida en exposició amb l'aire, no es pot barrejar amb mineral i s'ha de mantenir en recipients hermètics. S'usa gairebé exclusivament en automoció.


Polialquilglicols PAG

Olis utilitzats en sistemes amb R 134a en automoció ja que no reacciona negativament amb elastòmers. És molt higroscòpic, s’oxida en exposició amb l'aire, es pot barrejar amb mineral i s'ha de mantenir en recipients hermètics. S'usa gairebé exclusivament en automoció.

Són miscibles amb amoníac

Poliol ester

És miscible amb tots els refrigerants CFC, HCFC i HFC, és miscible amb l'oli mineral si no supera el 1% d'aquest en la instal·lació si s'empra HFC. Si s'empra HCFC es pot barrejar mineral i base Ester al 50%. No és tan higroscòpic com el alquibencénic, però ho és més que el mineral.

És miscible amb CFC, HCFC i HFC

Si es barreja amb CFC o HCFC que són refrigerants clorats, reacciona químicament amb aquests de forma negativa, pel que no és aconsellable la seva utilització amb aquests refrigerants.

Evitarem la seva inhalació i el seu contacte amb la pell, doncs pot provocar irritacions. 

RELACIO ENTRE REFRIGERANTS I LUBRIFICANTS


S'estableixen unes compatibilitats per a refrigerants i lubrificants de manera que no tots els gasos refrigerants poden utilitzar qualsevol tipus d'oli. Per als refrigerants més usuals establim que:


R 22          Olis mineral, alquibencénic i poliol ester.
R 134a      Oli poli éster.
R 404A      Oli poli ester.
R 407C      Oli poli ester.
R 410A      Oli poli ester.
R 417A      Olis mineral, alquibencénic i poliol ester.

Generalment podem aplicar en quant a compatibilitat la taula següent:

Específicament la compatibilitat entre olis i refrigerants és la següent:

NO C = No compatible
SI C = Si compatible
AB = Alquilbencenic
(1) = CFC (prohibit)
(2) = HCFC (alternatiu)
(3) = HFC (definitiu)

MESURES PER A GARANTIR LA TORNADA DE L'OLI


La instal·lació d'un separador d'oli resulta necessària en els casos següents:
Quan l'evaporador es troba instal·lat a un nivell superior de l'altura de l'evaporador.
Quan el compressor aquest a gran distància de l'evaporador
Quan la disposició no permeti una fàcil tornada de l'oli, per exemple. En línea d'aspiració l'existència de borses, espires…
En instal·lacions amb T d'evaporació molt baixes.
El funcionament d'un separador d'oli és el següent. El refrigerant que conté en forma de boirina partícules d'oli passa per una placa deflectora, el refrigerant redueix la seva velocitat. Les partícules d'oli xoquen contra la superfície de les plaques deflectors i s'escorren cap al fons. Quan el nivell puja prou, actua la vàlvula de flotador obrint-se el pas de l'oli cap al carter del compressor.
Els sifons els emprarem en la línia d'aspiració, que és on es produeixen els problemes de tornada d'oli. El sifó és un recurs senzill i de baix cost que ens garantirà l'arrossegament de l'oli cap al compressor. Aquesta funció l'aconsegueix el sifó quan es va acumulant de manera progressiva oli en la seva base reduint-se la seva secció de passada, aquesta reducció origina un augment de la velocitat, que al seu torn origina l'arrossegament de l'oli. La dimensió del sifó haurà de ser el més petita possible. La seva ocupació és imprescindible quan el tub d'aspiració és ascendent.
Si l'evaporador es troba situat per sobre del compressor, la gravetat serà la causa que contribuirà a la tornada d'oli, No obstant això, hauríem de col·locar un sifó a la sortida de l'evaporador amb la finalitat d'evitar la migració de refrigerant des de l'evaporador al compressor en les desocupades.
En el supòsit de parar el sistema per baixa, és a dir mitjançant vàlvula solenoide recollint el gas, aquest sifó no serà necessari.
Si l'evaporador es troba situat al mateix nivell que el compressor, hauríem de tendir la canonada amb pendent cap al compressor, i es recomana col·locar un sifó a la sortida de l'evaporador.
Amb l'evaporador per sota del compressor, és difícil garantir una bona tornada de l'oli, pel que hauríem d'instal·lar un sifó a la sortida de l'evaporador. Si la diferència de nivell és notable, hauríem d'instal·lar un sifó cada 3 metres.
Quan la capacitat frigorífica del sistema és variable, el cabal de refrigerant en la canonada d'aspiració dependrà de la demanda de potència. AL funcionar el sistema a la seva màxima potència, el refrigerant que circularà serà el màxim. A mesura que la potència demandada disminueix, es va reduint de forma continuada la quantitat de refrigerant en circulació. AL circular poc refrigerant i ser la secció de la canonades fixes, la seva velocitat disminuirà ( V=Q/Sec.). Aquesta circumstància origina que els vapors del refrigerant no puguin arrossegar a l'oli. La solució a aquest problema serà l'utilitzar la instal·lació de doble tub. Quan el sistema funcioni a plena capacitat el refrigerant circularà sobretot pel tub de major diàmetre. AL reduir-se la capacitat i circular menys refrigerant, la velocitat disminuirà, començant-ne a acumular oli en el sifó, al quedar el sifó segellat, obligant al refrigerant a circular pel tub més prim. Això origina un increment de la velocitat i un arrossegament de l'oli contingut en el sifó. La canonada de major diàmetre es connectés a l'aspiració per la part superior, amb la finalitat d'evitar que quan el sistema treballi amb capacitat reduïda, l'oli per gravetat s'acumuli en aquest tub. 

Referent a les canonades de líquid (uneixen el condensador amb l'evaporador), no existeixen problemes d'arrossegament d'oli, ja que l'oli i el refrigerant formen una única substància.
En les canonades de descàrrega (uneixen el compressor amb el condensador), el problema està en les desocupades, quan aquesta el compressor aquesta per sota del condensador.
L'oli que cobreix les parets pot descendir per gravetat al compressor, afectant a les vàlvules de descàrrega i disminuint el rendiment del compressor.
En el cas que en les desocupades la temperatura del compressor fos inferior a la del condensador, podria descendir refrigerant líquid al compressor.

La solució a aquests problemes ho tenim col·locant un vàlvula de retenció, i/o una vàlvula solenoide que talli el pas quan pari el sistema, i/o col·locant un sifó en la descàrrega del compressor.

La solució general per a garantir la tornada d'oli en qualsevol cas exposat anteriorment, està en la col·locació d'un separador d'oli a la sortida del compressor (no és possible en compressors hermètics), d'aquesta manera evitem la sortida de l'oli del carter, pel que evitem el problema. De totes maneres l'eficiència dels separadors no és del 100%, pel que hauríem de tenir en compte a més les altres solucions. En els sistemes amb amoníac la utilització del separador és obligatori ja que aquest no miscible amb el lubrificant.

     
EXTRACCIÓ I INTRODUCCION D'OLI EN EL SISTEMA

Extracció d'oli

Mètode de buit

En casos que el carter del compressor no posseeixi orifici de purga, llavors hauríem d'aspirar l'oli del mateix. Realitzarem els passos següents:

Es connecta la bomba de buit a un recipient

Des del recipient introduirem una mànega (preferiblement transparent) a través d'un orifici fins a la part baixa del compressor.

Les entrades de la mànega al compressor i al recipient haurien d'estar segellades per a evitar l'entrada d'aire

Engeguem la bomba de buit

L'oli circularà per diferència de pressió des del carter fins al dipòsit

Quan hàgim extret l'oli del carter tanquem la clau de cort de la mànega, vam tancar la clau del manòmetre i parem la bomba. La mànega d'extracció es queda en la instal·lació

Mètode usant la pressió del refrigerant

Es tanca la vàlvula d'aspiració del compressor, s'engega aquest.

Quan el manòmetre connectat en l'aspiració marqui una mica superior a 1 bars, es para el compressor i es tanca la vàlvula de descàrrega.
Es connecta mitjançant un tub transparent amb preferència el compressor amb un recipient.
Segellem l'orifici del compressor
Obrim la vàlvula d'aspiració
A l'estar la línia d'aspiració a una pressió superior a l'atmosfèrica i estar la vàlvula de descàrrega tancada entra l'oli de l'evaporador, de la línia i del carter al dipòsit.
Introducció d'oli


Mètode usant una bomba manual

Es connecta mitjançant una mànega la descàrrega de la bomba manual a l'orifici del compressor
L'extrem de la bomba manual s'introduirà en el dipòsit d'oli

Manipularem la bomba manual fins que mitjançant el visor del compressor comprovem el nivell.


Mètode usant una bomba de buit

Connectarem la bomba de buit a la vàlvula d'aspiració del compressor, estant les vàlvules d'aspiració i descàrrega tancades.

A través del pont de manòmetres vam buidar el compressor de gas refrigerant.

Connectem una mànega des del dipòsit d'oli fins al carter del compressor.

Segellem ambdós orificis.

Engeguem la bomba de buit, pel que es comença a produir el buit en el compressor.

S'obre la vàlvula de cort, començat a fluir oli des del dipòsit al carter.

Una vegada es té el nivell d'oli adequat, es tanca la vàlvula de cort, es tanca la clau del manòmetre, es para la bomba, es tanca la vàlvula d'aspiració del compressor, es desconnecta la bomba a la vàlvula d'aspiració. La mànega d’ omplert es queda instal·lada.

CONTROL D'ACIDESA DE L'OLI



Els lubrificants refrigerants haurien d'estar exempts d'acidesa, els àcids poden destruir l'aïllament de les bobines dels motors.
Els àcids es poden produir per:

Presència d'humitat en el sistema. La barreja d'humitat, refrigerant, oli, altes temperatures pot provocar una reacció química que genera àcids corrosius.

Cremada del motor. Al cremar-se les bobines es produeixen àcids
Presència prèvia d'àcids. Es produeix al cremar-se un compressor, canviar-se però no tenir en compte l'estat de l'oli.

L'acidesa es pot detectar mitjançant reactius en la línia de líquids.
Com més fosc sigui el color de l'oli, mes possibilitats té de tenir acidesa.

RED TUBERIAS

EXTRACCIÓ E INTRODUCCIO D’OLI

www.apuntesdeclima.com | contactar