De compressor is een complexe machine die op hoge snelheid werkt. Voldoende smering van de krukas, lagers, drijfstangen, zuigers en andere bewegende onderdelen van de compressor is essentieel voor een goede werking. Daarom schrijven compressorfabrikanten het gebruik van specifieke smeeroliesoorten voor en vereisen ze regelmatige controle van het oliepeil en de kleur van de smeerolie. Door nalatigheid in het ontwerp, de constructie en het onderhoud van koelsystemen komen echter vaak problemen voor zoals oliegebrek in de compressor, verkooksing en veroudering van de olie, verdunning van de retourvloeistof, het doorspoelen van koelmiddel en het gebruik van inferieure smeerolie.
1. Onvoldoende smering
De directe oorzaak van slijtage: onvoldoende smering. Een gebrek aan olie leidt ongetwijfeld tot onvoldoende smering, maar onvoldoende smering wordt niet per se veroorzaakt door een gebrek aan olie.
De volgende drie redenen kunnen ook leiden tot onvoldoende smering:
Het smeermiddel kan de lageroppervlakken niet bereiken.
Hoewel de smeerolie het lageroppervlak heeft bereikt, is de viscositeit ervan te laag om een oliefilm van voldoende dikte te vormen.
Hoewel de smeerolie het oppervlak van het lager heeft bereikt, ontleedt deze door oververhitting en kan deze niet langer smeren.
Mogelijke nadelige gevolgen: een verstopping in het olieaanzuignetwerk of de olietoevoerleiding, een defecte oliepomp, enz. beïnvloeden de toevoer van smeerolie, waardoor de smeerolie de wrijvingsvlakken ver van de oliepomp niet kan bereiken. Als het olieaanzuignetwerk en de oliepomp zelf normaal functioneren, maar lagerslijtage, overmatige speling, enz. olielekkage en een lage oliedruk veroorzaken, kan dit ervoor zorgen dat de wrijvingsvlakken ver van de oliepomp geen smeerolie krijgen, met slijtage en krassen tot gevolg.
Door diverse oorzaken (waaronder de opstartfase van de compressor) zal de temperatuur van het wrijvingsoppervlak zonder smeerolie snel oplopen, en zal de smeerolie beginnen te ontbinden zodra de temperatuur boven de 175 °C komt. "Onvoldoende smering - wrijvingsoppervlak - hoge temperatuur - olieontbinding" is een typische vicieuze cirkel, en veel ongelukken, zoals het vastlopen van de drijfstang en het blokkeren van de zuiger, houden verband met deze vicieuze cirkel. Controleer bij het vervangen van de klepplaat de slijtage van de zuigerpen.
2. Olietekort
Een gebrek aan olie is een van de meest gemakkelijk te herkennen compressorstoringen. Wanneer de compressor te weinig olie bevat, is er weinig tot geen smeerolie in het carter aanwezig.
De smeerolie die uit de compressor wordt afgevoerd, stroomt niet terug: de compressor zal te weinig olie hebben als de smeerolie niet terugstroomt.
Er zijn twee manieren om olie uit de compressor terug te voeren:
Een daarvan is de retourolie van de olieafscheider.
De andere is de olieretourleiding.
De olieafscheider wordt op de uitlaatleiding van de compressor geïnstalleerd en kan doorgaans 50-95% van de olie afscheiden. Dankzij een goede olieterugvoer en een hoge snelheid wordt de hoeveelheid olie die in het systeem terechtkomt aanzienlijk verminderd, waardoor de tijd zonder olieterugvoer effectief wordt verlengd. Voor koelinstallaties met bijzonder lange leidingen, ijsmachines met overstroming en vriesdroogapparatuur met zeer lage temperaturen kan de installatie van hoogrenderende olieafscheiders de looptijd van de compressor zonder olieterugvoer aanzienlijk verlengen, zodat de compressor de opstartfase zonder olieterugvoer veilig kan doorstaan.
De smeerolie die niet is afgescheiden, komt in het systeem terecht: deze stroomt samen met het koelmiddel door de leidingen en vormt zo een oliekringloop.
Nadat de smeerolie de verdamper is binnengekomen:
Enerzijds scheidt een deel van de smeerolie zich door de lage temperatuur en de lage oplosbaarheid af van het koelmiddel.
Daarentegen is de temperatuur laag en de viscositeit hoog, waardoor de afgescheiden smeerolie gemakkelijk aan de binnenwand van de pijp blijft kleven en de doorstroming bemoeilijkt wordt.
Hoe lager de verdampingstemperatuur, hoe moeilijker het is om olie terug te winnen. Dit vereist dat het ontwerp en de constructie van de verdampingsleiding en de retourleiding de olieterugwinning bevorderen. De gangbare praktijk is om een aflopend leidingontwerp te kiezen en een hoge luchtsnelheid te garanderen. Voor koelsystemen met extreem lage temperaturen, zoals medische cryogene boxen van -85 °C en -150 °C, worden, naast de keuze voor hoogrenderende olieafscheiders, meestal speciale oplosmiddelen toegevoegd om te voorkomen dat smeerolie de capillaire buizen en expansiekleppen verstopt en om de olieterugwinning te bevorderen.
In de praktijk komen problemen met olieretour als gevolg van een onjuist ontwerp van verdampers en retourluchtleidingen regelmatig voor. Bij R22- en R404A-systemen is de olieretour van de overstroomde verdamper zeer lastig, en het ontwerp van de olieretourleiding vereist grote zorgvuldigheid. Het gebruik van hoogefficiënte olieafscheiding kan de hoeveelheid olie die in de systeemleiding terechtkomt aanzienlijk verminderen, waardoor de tijd zonder olieretour in de retourluchtleiding na het opstarten effectief wordt verlengd.
Wanneer de compressor hoger is geplaatst dan de verdamper, is een olieafscheider op de verticale retourleiding vereist. Om de olieretour bij lage belasting te garanderen, kan de verticale zuigleiding worden voorzien van een dubbele standpijp.
Het frequent opstarten van de compressor is niet bevorderlijk voor de olieterugvoer. Omdat de continue bedrijfstijd kort is, stopt de compressor en is er geen tijd om een stabiele hogesnelheidsluchtstroom in de retourleiding te vormen. Hierdoor blijft de smeerolie in de leiding achter. Als er minder retourolie is dan aangevoerde olie, zal de compressor te weinig olie hebben.
Tijdens het ontdooien stijgt de temperatuur van de verdamper en neemt de viscositeit van de smeerolie af, waardoor deze gemakkelijker kan stromen. Na de ontdooicyclus is de koelmiddelstroom hoog en stroomt de achtergebleven smeerolie terug naar de compressor. Bij een aanzienlijk koelmiddellek neemt de snelheid van de gasretour af. Als de snelheid te laag is, blijft de smeerolie in de retourleiding hangen en kan deze niet snel genoeg naar de compressor terugkeren.
De oliedrukbeveiliging zorgt ervoor dat de compressor automatisch stopt wanneer er geen olie meer is, om schade aan de compressor te voorkomen. Geen kijkglas.
Volledig gesloten compressoren (waaronder rotor- en scrollcompressoren) en luchtgekoelde compressoren met oliedrukbeveiliging vertonen geen duidelijke symptomen bij olietekort, ze zullen niet stoppen en de compressor zal ongemerkt slijten.
Compressorlawaai, trillingen of een te hoge stroomsterkte kunnen wijzen op een gebrek aan olie. Daarom is het van groot belang om de werkingsstatus van de compressor en het systeem nauwkeurig te beoordelen.
3. Conclusie
De hoofdoorzaak van het olietekort is niet de hoeveelheid en snelheid waarmee de compressor zonder olie komt te zitten, maar de slechte olieterugvoer van het systeem. Het installeren van een olieafscheider kan de olie snel terugvoeren en de levensduur van de compressor verlengen, zelfs zonder olieterugvoer. Verdampers en retourleidingen moeten zo ontworpen worden dat er rekening gehouden wordt met olieterugvoer. Onderhoudsmaatregelen zoals het vermijden van frequent starten, het timen van ontdooiing, het tijdig bijvullen van koelmiddel en het tijdig vervangen van versleten zuigeronderdelen dragen ook bij aan een goede olieterugvoer.
Vloeistofretour en koelmiddelmigratie zullen de smeerolie verdunnen, wat niet bevorderlijk is voor de vorming van een oliefilm;
Een defecte oliepomp en een verstopping in het oliecircuit beïnvloeden de olietoevoer en de oliedruk, waardoor er te weinig olie op het wrijvingsoppervlak komt te staan.
De hoge temperatuur van het wrijvingsoppervlak bevordert de ontbinding van de smeerolie, waardoor de smeerolie zijn smerende werking verliest.
Onvoldoende smering, veroorzaakt door deze drie problemen, leidt vaak tot schade aan de compressor. De hoofdoorzaak van het olietekort ligt in het systeem. Het vervangen van alleen de compressor of bepaalde accessoires lost het probleem van het olietekort niet fundamenteel op.
Daarom moet bij het ontwerp en de aanleg van de leidingen rekening worden gehouden met het probleem van de olieretour, anders ontstaan er talloze problemen! Zo wordt bijvoorbeeld tijdens het ontwerp en de constructie de retourleiding van de verdamper voorzien van een olieretourbocht en de uitlaatleiding van een terugslagbocht. Alle leidingen moeten de vloeistofstroom volgen, met een helling van 0,3 tot 0,5%.
Geplaatst op: 26 december 2022
