Увеличение энергоэффективности холодильных систем за счет улучшения маслоотделения в винтовых компрессорных аг

Одним из основных факторов, влияющих на эффективную работоспособность холодильной системы, являются системы маслоснабжения и маслоотделения холодильных агрегатов (отделения, возврата и дренирования). Более 70% отказов оборудования, использующего различные виды вращения, в том числе компрессоров холодильных винтовых, происходит из-за: - масляного голодания; - примесей в масле; - неконтролируемых изменений в составе масла. Винтовые холодильные компрессоры являются маслозаполненными, что предъявляет повышенные требования к их системе маслоотделения независимо от способа подачи масла, как при помощи насоса, так и за счет перепада давления между сторонами высокого и низкого давлений, или ориентации маслоотделителя: горизонтального или вертикального.
Если в конденсаторах попадание масла может сказаться только на повышении давления конденсации, то в испарительной системе загустевшее масло при низких температурах может не только изменить вязкость, но и переходить из жидкого состояния в твердое, ухудшать теплообмен в испарителях, воздухоохладителях, приводить к поломкам соленоидных и пилотных вентилей и хладагентных насосов в насосно-циркуляционных станциях. Все это влияет на износ элементов и энергоэффективность системы в целом. Так, например, по данным компании Мобил (см. рис. 1,2) хладон R507 полностью смешивается с различными маслами фирмы Мобил в рабочем диапазоне температур от -55 °C до +70 °C при содержании масла от 5 до 60%, а при содержании масла до 86% и температуре нагнетания более +70 °C вязкость масла недостаточна (менее 10 сСт) для нормального функционирования винтового компрессора. Поэтому одна из основных задач после сжатия холодильного агента в компрессорах – это отделение масла от хладагента и возврат его в контур компрессора с минимальным процентным содержанием газа для обеспечения минимального уноса масла в холодильный контур и работоспособности всей системы смазки компрессорного агрегата.
При разработке системы отделения масла принимаются в качестве начальных следующие основные исходные данные: - свойства газа; - смешиваемость хладагентов с маслом.  Например, такие хладагенты, как фреоны, метан, пропан, бутан и пропилен хорошо растворяются в компрессорных маслах, что снижает их вязкость, а такие, как аммиак, углекислота практически не смешиваются с маслами. -массовый расход компрессора. -давление и температура газа на нагнетании компрессора. -применяемые схемы охлаждения (прямой впрыск, насосно-циркуляционная, гравитационная, двухступенчатое сжатие и т.д.). -содержание масла в нагнетаемом газе компрессора. -необходимое время удержания масла в маслоотделителе. -прочие характеристики. В маслозаполненных винтовых агрегатах применяются вертикальные или горизонтальные маслоотделители с несколькими ступенями отделения. Холодильные масла в нагнетаемом газе существуют в форме аэрозолей с величиной частиц от 0,1 до 40 микрон, где большинство в пределах 0,4 - 10 микрон и более 50% из них менее 1 микрона. Поэтому используется многоступенчатая схема маслоотделения на основе создания условий для торможения частиц масла, их столкновения, укрупнения и утяжеления, осаждения их на дне маслосборного сосуда маслоотделителя, удержания частиц в этом сосуде определённое время с последующим отделением «масляного тумана». «Масляный туман» в последней ступени маслоотделителя отделяется посредством коалесцентной фильтрации до уровня 99,999…% (или для холодильных агрегатов 10-15 р.р.m.).
Все перечисленные факторы влияют на общую энергоэффективность и работу холодильной установки в целом и позволяют сэкономить до 30% электроэнергии. Пренебрежение правилами расчета и конструирования маслоотделителей холодильных агрегатов и чиллеров на базе маслонаполненных сальниковых винтовых компрессоров приводит к замасливанию холодильных систем и снижению их энергоэффективности, повышению затрат электроэнергии. Мы столкнулись с проблемой неправильной организации маслоотделения одной российской коммерческой фирмы в насосно-циркуляционных схемах на хладоне R507A, где, несмотря на хорошую смешиваемость данного хладона с маслом Mobil EAL Arctic 100, в циркуляционном ресивере произошла «парафинизация» масла (см. фото 3), приведшая к выходу из строя хладагентных насосов, разрушению золотниковых клапанов регулировки производительности, подшипников и дисковых муфт компрессорных агрегатов, а также и выходу всей холодильной системы из строя.
Компрессорные агрегаты смогли выйти на штатные производительности, только когда с помощью специалистов компании COOLTECH были сделаны новые маслоотделители и система маслоснабжения в целом.  Уместно также отнести к системе маслоотделения и устройства отделения, возврата и дренирования масла с целью предотвращения замасливания теплообменных аппаратов – испарителей промышленных чиллеров.  Поэтому компания COOLTECH разработала отдельные узлы для отвода, возврата и дренирования масла (система COOLTECH CTOR), которые могут быть использованы различными компаниями при производстве чиллеров
За последние годы компания COOLTECH на своих заводах в Финляндии и России разработала ряд холодильных агрегатов и чиллеров с различными моделями систем маслообеспечения и маслоотделения, а также отдельных элементов маслосистем, таких как маслоотделители, ректификаторы масла, маслоохладители, маслонасосы и т.п. для модернизации существующих промышленных холодильных установок любых типов.  По нашему мнению, маслоотделитель - самый важный элемент компрессорного агрегата и от его правильного расчета и конструкции зависит работа всей холодильной системы. Практика последних лет показала, что даже известные и крупные производители, пытаясь сэкономить, упрощают конструкцию своих маслоотделителей, уменьшают их в размерах, нарушают правила их построения для различных задач. Это в ряде случаев приводит к катастрофическим последствиям не только в масштабах холодильной системы, но и всего производства в целом.  С целью улучшения энергоэффективности аммиачных систем компания COOLTECH также предлагает высокоэффективный воздухоотделитель типа «Аргус» со следующими характеристиками:  по типу подключения: - автономное подключение; - неавтономное подключение; по типу поставки: - с автономной холодильной установкой; - с арматурой для неавтономного подключения.
С 2010 года компания COOLTECH самостоятельно производит маслоотделители вертикального и горизонтального исполнения для агрегатов и чиллеров на базе как сальниковых, так и полугерметичных компрессоров, а с конца 2013 года мы предлагаем маслоотделители в качестве самостоятельных изделий для использования в любых холодильных системах, в том числе и существующих. Наши специалисты всегда рады предоставить Вам подробную консультацию по вопросам маслоотделения, а также предложить верное решение для Вашей холодильной системы практически для любых типов хладагентов и условий их компримирования.