Aktualności

Syntetyczne i mineralne oleje dla współczesnego chłodnictwa

23-03-2017

Zwrot branży chłodniczej przyspieszyły przepisy środowiskowe w kierunku naturalnych czynników chłodniczych takich jak amoniak, CO2 oraz do pewnego stopnia węglowodory (HC). Zastosowanie tych ostatnich ograniczy się raczej do sprzętu dla gospodarstw domowych, chociaż zwolennicy węglowodorów nadal popularyzują ich obecność w większych urządzeniach chłodniczych, takich jak maszyny do produkcji lodu oraz w dalszej kolejności zamrażarki i chłodnie reach-in/walk-in. Czynniki chłodnicze HFC wciąż odgrywają istotną rolę, ale stopniowo ustępują miejsca produktom bezpieczniejszym dla środowiska (o niskim ODP i GWP). Z kolei dwutlenek węgla oraz HFO-1234yf (Tetrafluoropropen) są promowane w Europie jako czynniki chłodnicze do samochodowych systemów klimatyzacji. W 2012 roku jeden z wiodących na świecie producentów napojów ogłosił, że do 2015 roku zrezygnuje z czynnika HFC w nowym sprzęcie. Zaczęły pojawiać się także pierwsze sklepy wielkopowierzchniowe, które całkowicie odeszły od tego czynnika. Jak widać, względy ochrony środowiska napędzają zmiany w technologiach chłodniczych a jednocześnie mają wpływ na wybór środków smarnych.

Mieszalność i lepkość olejów chłodniczych

Wiele współczesnych układów chłodniczych to systemy sprężarkowe, których działanie opiera się na parowaniu czynnika HFC, HFO, HC, amoniaku lub dwutlenku węgla. Rodzaj czynnika chłodniczego sprężarki oraz temperatura parownika warunkują zarówno technologię smarowania oraz lepkość środka smarnego. Mieszalność i rozpuszczalność mieszaniny czynnika chłodniczego oraz oleju smarnego są kluczowymi parametrami, które należy wziąć pod uwagę.

Mieszalność oleju smarnego z czynnikiem chłodniczym w temperaturze parownika jest cechą kluczową w układach bez separatora oleju. Mieszanina czynnika chłodniczego i oleju musi zachować trwałość po rozprężeniu w parowniku i przejściu do sprężarki. Jeżeli składniki mieszaniny rozdzielą się wskutek niewłaściwej mieszalności, czynnik chłodniczy może zostać uwięziony w parowniku i poważnie ograniczyć wydajność układu chłodniczego oraz zakłócić pracę sprężarki.

Wysokie ciśnienie i temperatura w sprężarce zmniejszają lepkość oleju (powiązane z rozpuszczalnością czynnika chłodniczego w oleju smarnym), co może wpłynąć na skuteczność ochrony przeciwzużyciowej w sytuacji, gdy lepkość nie jest wystarczająco wysoka. Negatywne skutki spadku lepkości można ograniczać przez dobór odpowiedniej technologii smarnej i lepkości.

Szeroki wachlarz produktów

Nasza Firma stara się odpowiadać na wymogi środowiskowe poprzez oferowanie wysokowydajnych olejów smarnych do układów chłodniczych zawierających amoniak, HFO oraz dwutlenek węgla. W tabeli zamieszczono przykładowe oleje mineralne i syntetyczne dla chłodnictwa oferowane przez naszą firmę. Tabela może być pomocna również przy dobieraniu odpowiedników:

Rodzaj

Klasa lepkości

Fuchs

Mobil

Castrol

Sunoco

Emkarate

Bitzer

 

 

 

 

 

 

 

 

syntetyczne

22

RENISO TRITON SEZ 22

 

EAL ARCTIC 22

 

ICEMATIC SW 22

 

SUNISO SL-S22

 

 

32

RENISO TRITON SEZ 32

 

EAL ARCTIC 32

 

ICEMATIC SW 32

 

SUNISO SL-S32

EMKARATE  RL 32 S

EMKARATE RL 32 CF

 

BITZER BSE 32

46

RENISO SE 55

 

EAL ARCTIC 46

ICEMATIC SW 46

 

 

EMKARATE RL 46 S

 

BITZER BSE 55

68

 

EAL ARCTIC 68

ICEMATIC SW 68

 

SUNICE  T 68

 

 

100

RENISO  TRITON SEZ 80

EAL ARCTIC 100

ICEMATIC SW 100

 

 

 

 

150

RENISO SE 170

 

EAL ARCTIC 150

ICEMATIC SW 150

 

 

 

BITZER BSE 170

 

220

 

EAL ARCTIC  220

ICEMATIC SW 220

 

 

 

 

Polialkilenoglikolowe

RENISO PAG 46

 

 

 

 

 

Poliglikolowe PAG

RENISO PAG 100

 

 

 

 

 

Alkilobenzenowe

 

RENISO SP 46

 

 

 

 

 

BITZER B 5.2 (pólsyntetyczny alkilobenzenowy

Duże układy chłodnicze zawierające amoniak (niemieszalny lub słabo mieszalny z węglowodorami) są wyposażone w separatory oleju. W tym przypadku pożądane jest stosowanie olejów charakteryzujących się niepełną mieszalnością z czynnikiem chłodniczym oraz niskim ciśnieniem pary, co zapobiega lub minimalizuje przenoszenie oleju w układzie. Seria w pełni syntetycznych olejów jest zalecana do smarowania sprężarek chłodniczych pracujących w wysokich temperaturach oraz do układów chłodniczych o bardzo niskiej temperaturze parownika. Ich rozpuszczalność i mieszalność z powszechnie stosowanymi czynnikami chłodniczymi jest niska, co prowadzi do zwiększenia grubości filmu olejowego w czynniku pod ciśnieniem. To z kolei może ograniczyć wycieki przez uszczelnienie wału. Dzięki naturalnie wysokiemu wskaźnikowi lepkości i płynności w niskich temperaturach, oleje syntetyczne zachowują swoją wydajność nawet w najtrudniejszych warunkach eksploatacyjnych w układach chłodniczych zawierających amoniak. Oleje te nadają się również do układów wykorzystujących CO2 oraz do innych nisko lub słabo mieszalnych aplikacji. Co więcej, oleje syntetyczne są zarejestrowane przez NSF jako produkty klasy H1 czyli środki smarne dopuszczone do incydentalnego kontaktu z żywnością.

Lepsza wydajność
Wiele sprężarkowych systemów chłodniczych używa amoniaku jako czynnika. Dwoma głównymi technologiami smarnymi do aplikacji z amoniakiem są:

  • Mineralne Naftenowe (MN) i Mineralne Parafinowe (MP) oleje smarne, rafinowane z naftenowych lub parafinowych baz olejowych;
  • Syntetyczne oleje polialfaolefinowe (PAO) lub oleje mieszane PAO/AB (alkilobenzenowe).

Wnioski
Układy chłodnicze w zakładach przemysłowych wymagają odpowiedniego utrzymania i zapobiegania awariom. Przerwy w działaniu lub ograniczona wydajność systemu mogą powodować istotne straty w produkcji lub magazynowaniu produktów. Wraz z rosnącym trendem w kierunku naturalnych czynników chłodniczych (amoniak, CO2 i węglowodory) oraz stopniowym przejściem z czynnika HFC na HFO o niskich ODP i GWP, na znaczeniu zyskały wysokowydajne oleje smarne spełniające przepisy środowiskowe. Staramy się odpowiedzieć na te wymagania i trendy, oferując szeroki wachlarz produktów. Kontynuujemy rozwój swojego portfolio w odpowiedzi na nowe wyzwania i przy jednoczesnym zapewnieniu swoim klientom fachowego wsparcia technicznego.

Podstawowe pojęcia dotyczące olejów chłodniczych

Temperatura płynięcia jest to orientacyjna miara niskiej temperatury pracy – w przypadku gdy olej jest mieszalny z czynnikiem chłodniczym, jego temperatura płynięcia (w zależności od stopnia rozcieńczenia) ulega znacznemu obniżeniu.

Czynnik chłodniczy przy olejach chłodniczych zawsze jest podane z jakimi czynnikami chłodniczymi dany olej może współpracować. Nazewnictwo czynników chłodniczych R opisuje norma ASHRAE Standard 34.

Czynniki freonowe o skrótach typu CFC lub HCFC, zawierające węgiel, wodór, chlor, fluor lub brom mają symbole R12, R22, R134a, R125 itp.

Czynniki serii 400 są to mieszanki azeotropowe tj. mieszanki kilku składników, zachowujące właściwości poszczególnych składników, a skład par jest inny od składu mieszaniny np, R401A jest mieszaniną R22/R152/R14.

Czynniki serii 500 są to mieszanki azeotropowe, zachowują się one jak czynniki jednoskładnikowe, a

skład par jest taki sam jak mieszanki (cieczy) np. R507 jest mieszaniną R125/R143a.

Czynniki serii 600 to różne związki organiczne np. butan R600.

Czynniki serii 700 to związki nieorganiczne np. amoniak (R717). Obecnie na rynku występuje duży wybór mieszanek zeotropowych i azeotropowych.

Temperatura flokulacji jest to najwyższa temperatura, przy której z jednorodnej mieszaniny oleju i

czynnika chłodniczego, w stosunku 1:9 (v/v), podczas oziębiania w znormalizowanych warunkach wydzielają się pierwsze kryształki parafiny lub powstanie zmętnienie. Temperatura flokulacji dotyczy jedynie olejów węglowodorowych, jest to najniższa temperatura w jakiej olej może pracować z danym czynnikiem chłodniczym.

Miedziowanie zjawisko to polega na rozpuszczaniu w oleju miedzi, obecnej w systemie chłodniczym, przenoszeniu jej przez olej w inne miejsca układu chłodzenia na gorące powierzchnie stalowe lub żelazne. Miedziowanie jest zjawiskiem niekorzystnym, prowadzi do uszkodzenia systemów chłodniczych. Wpływ na nasilenie tego zjawiska mają: obecność powietrza w

układzie, wysoka zawartość wody w oleju, wysoka liczba kwasowa oleju, obecność pewnego typu związków chlorowych (np. pozostałości czynnika CFC) lub siarkowych (z dodatków). Zjawisku przeciwdziała się odwadniając olej, chroniąc przed kontaktem z powietrzem, stosując dodatki oraz unikając mieszania olejów, szczególnie estrowych i poliglikolowych, z czynnikami typu CFC.

Mieszalność olej–czynnik chłodniczy jest to bardzo ważny parametr pozwalający ocenić zakres pracy w danym układzie olej–czynnik chłodniczy. Krzywe mieszalności olejów są dostępne na życzenie klienta. Zalecany zakres pracy, to ten gdzie występuje jedna faza. Przy obecności dwóch faz olej znajduje się na powierzchni czynnika chłodniczego utrudniając jego odparowanie, a tym samym pogarszając wydajność chłodzenia układu.

Kompatybilność oleju w pojęciu tym chodzi o kompatybilność oleju z uszczelnieniami (często uszczelnienia starego typu nie nadają się do olejów estrowych lub poliglikolowych), materiałami konstrukcyjnymi i brak reaktywności czynnika chłodniczego z olejem.

Klasy jakościowe (wg ISO 6743–3)

DRA – oleje mineralne,

DRB – syntetyczne węglowodorowe,

DRC – syntetyczne węglowodorowe i głęboko rafinowane mineralne,

DRD – oleje mineralne i syntetyczne nie mieszalne z czynnikiem chłodniczym,

DRE – oleje syntetyczne typu estrów poliolowych i poliglikoli, mieszalne z czynnikiem chłodniczym.

Klasy jakościowe (wg DIN 51 503–1)

KAA – oleje nierozpuszczalne w amoniaku,

KAB – Oleje rozpuszczalne w amoniaku,

KC – oleje do czynników typu CFC i HCFC,

KD – oleje do czynników fluorowych typu FC, HFC,

KE – oleje do czynników typu węglowodorów.

Klasy jakościowe ułatwiają dobór oleju do układu.

W przypadku zapytań dotyczących doboru olejów dla chłodnictwa prosimy o kontakt z Działem Technicznym Tel.+48 81 820 07 88 lub e-mail: biuro@gorner.pl