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Regolazione dell’olio in un circuito frigorifero

La regolazione dell’olio

1) L’olio in un circuito frigorifero

a : Funzione dell’olio

L’olio ha una funzione importante perché assicura:

  • La lubrificazione delle parti in movimento di un compressore
  • La riduzione del calore dovuto all’attrito delle parti in movimento
  • La tenuta stagna tra gli stadi di compressione in un compressore rotativo.

b : Conseguenze della presenza dell’olio in un circuito frigorifero

L’olio non rimane tutto nel carter del compressore, una parte é trascinato nel circuito frigorifero:

  • Nelle fase di messa in funzione del compressore a causa dell’evaporazione rapida del fluido frigorigeno presente nell’olio
  • Per la segmentazione nei compressori a pistoni
  • Dal stretto contatto con il fluido frigorigeno nei compressori rotativi.

L’olio espulso dal compressore circola con il fluido frigorigeno e provoca i seguenti effetti:

  • Riduzione del livello dell’olio nel carter, con possibili danni meccanici
  • Alterazione della qualità, delle proprietà fisiche e termodinamiche del fluido frigorigeno
  • Riduzione delle prestazioni degli scambiatori (evaporatori e condensatori), la perdità può raggiungere il 30% con evaporatori ad alettati
  • L’olio trattenuto nelle trappole e nelle zone a bassa velocità può ritornare bruscamente e provocare un colpo di liquido
  • I danni provocati nei compressori a pistoni sono spesso irreversibili.

 

2) Le diverse tecniche di separazione dell’olio

Per permettere all’olio espulso dal compressore di ritornare nel carter é necessario:

  • Rispettare le velocità nelle tubazioni in modo che l’olio circola correttamente. Specialmente quando il refrigerante é in fase gassosa perché la miscibilità con l’olio è debole.

 

  • Utilizzare un separatore olio che permette di recuperare un’importante quantità d’olio e di reintegrarlo il più velocemente possibile nel carter.

Le quattro principale tecniche adottate nella progettazione e nella produzione dei separatori olio:

  • La coalescenza: fenomeno che permette a due sostanze identiche, ma disperse di riunirsi
  • La centrifugazione: questa tecnica utilizza la forza centrifuga per separare dei fluidi che hanno densità diversa
  • Il cambiamento di velocità: questa tecnica pemette alle molecole più pesanti di proseguire, grazie alla loro inerzia, nella loro traettoria e alle molecole più leggere di andare all’interno del separatore
  • Cambiamento di direzione: questa tecnica combinata con la precedente permette una migliore separazione dell’olio. Le goccioline conservono la loro traiettoria iniziale, sotto l’effetto della loro massa e della loro velocità iniziale, mentre il vapore si dirige verso l’uscita del separatore.

I produttori di separatori d’olio utilizzano una o più tecniche di separazione secondo il grado di prestazioni richiesto.

La coalesenza: tramite una cartuccia mettalica o una cartuccia coalesente.

 

 

La centrifugazione può essere realizzata con l’ausilio di generatori di turbolenze, di sistemi elicoidali o particolari sistemi di separazione (ciclone).

Il sistema brevettato di separazione dell’olio adottato dalla CARLY per i suoi separatori dell’olio TURBOIL presenta il vantaggio di associare contemporaneamente:

  • La coalescenza tramite aghi mettaliche a spirali
  • La centrifugazione con il sistema dei generatori di turbolenze
  • Il cambiamento di velocità
  • Il cambiamento di direzione.

La progettazione interna dei separatori di livello dell’olio TURBOIL permette di differenziare i piani di separazione e di riserva dell’olio per ridurre i rischi di reinserimento dell’olio stoccato. 

 

3) Conclusione

Per un’ottima regolazione dell’olio occorre rispettare le seguente condizioni:

  • Rispetto delle regole in materia di misura delle tubazioni per garantire un ritorno dell’olio a velocità sufficiente
  • La scelta di un separatore d’olio che offra più tecniche di separazione
  • Scelta corretta del separatore.

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La regolazione dell’olio - seguito

4) Regolazione del ritorno dell’olio

Il separatore d’olio garantisce la separazione dell’olio dal fuido frigorigeno.
L’olio recuperato nel separatore è reintegrato nel/i carter del/i compressore/i tramite vari sistemi di ritorno dell’olio. 
 
a : Circuito mono-compressore
b : Circuito multi-compressori
c : Ritorno dell’olio alta pressione

a : Circuito mono-compressore

In un sistema termodinamico con un solo compressore, la separazione dell’olio é generalmente ignorata.
E’ necessaria quando ci siano lunghe distanze tra le camere fredde (vetrine refrigerate ) e il compressore.
In tale caso il separatore d’olio deve essere collegato alla tubazione della mandata del compressore e l’olio separato, reintegrato direttamente nel carter del compressore.

Questo tipo di montaggio é molto efficace
Per le piccole potenze (< o = 80kW), l’ampia gamma dei separatori d’olio CARLY TURBOIL permette un’ottima selezione.

b : Circuiti multi-compressori

In un circuito con più compressori montati in parallelo (montaggio in centrale), il sistema di regolazione dell’olio deve essere studiato in funzione dell’applicazione.
Ad esempio, un’ installazione multi-compressori una per un supermercato e l’altra per un deposito frigorifero non funzionano nello stesso modo.
E’ importante considerare ogni parametro di funzionamento dell’installazione frigorifera per selezionare il/i separtore/i più adatti.

Alcuni principi di regolazione dell’olio sono indicati qui di seguito.

b-1 : Ritorno dell’olio all’aspirazione

Un separatore d’olio, comune a più compressori é collegato al collettore di mandata della centrale.
Il ritorno dell’olio avviene nel collettore di aspirazione.

L’olio presente nel collettore di aspirazione é aspirato dai compressori
Le perdite di carico delle tubazioni di aspirazione, tra i compresori e i collettori non sono tutte uguali.
Cosi, le quantità d’olio aspirate dai compressori possono essere diverse da quelle espulse, e provocare delle differenze di livello tra i carter dei compressori.
Livelli d’olio troppo alti o bassi possono danneggiare o rompere i compresssori.
Il mantenimento dell’olio allo stesso livello tra i carter dei compressori può essere realizzata grazie all’installazione di una tubazione di equilibratura.
Questa tubazione deve avere una sezione sufficiente in modo da:

  • Evitare gli effetti di sifone nei carter
  • Garantire l’equilibrio dei livelli dell’olio tra i carter
  • Garantire l’equilibrio delle pressioni tra i carter.
    (Riportarsi alle prescrizioni dei costruttori di compressori frigoriferi)

b-2 : Ritorno dell’olio ai carter

Per minimizzare le differenze di livelli d’olio nei carter dei compressori, il ritorno dell’olio puo essere realizzato direttamente nei compressori tramite una tubazione di equalizzazione.


b-3: Ritorno dell’olio centralizzato

E’ la tecnica più diffusa quando una centrale frigorifera:

  • Alimenta un gran numero di camere fredde o vetrine refrigerate
  • E’situata da lunga distanza dal/i compressore/i ed evaporatore/i.

In fase di messa in funzione dell’installazione è necessario riempire le trappole d’olio e i sifoni.
E’ allora indispensabile una riserva d’olio.
L’olio separato ritorna nel ricevitore dell’olio.
Il ricevitore permette l’alimentazione dei regolatori di livello dell’olio, il cui il ruolo é di mantenere i livelli dell’olio costante nei carter dei compressori.

La riserva dell’olio é mantenuta in sovrappressione rispetto ai carter dell’olio dei compressori in modo a permettere una buona alimentazione in olio dei regolatori di livello.
La valvole tarata garantisce che i ricevitori dell’olio siano in sovrappressione.

b-4 : Uno separatore per compressore

Il separatore d’olio é spesso selezionato in funzione della potenza massima della centrale frigorifera.
Quando la centrale é composta da più di 3 compressori e un solo compressore é in funzione, la mancanza di fluido frigorigeno può provocare una diminuzione dell’efficienza del separatore d’olio.
Si consiglia quindi di posizionare un separatore per compressore.
Questa tecnica permette di non limitare il numero di compressori installati in parallelo, anziche adattarsi ad ogni tipo di applicazione.
L’abbinamento compressore/separatore d’olio é spesso più agevole e l’efficienza del separatore sempre ottimale.
In funzione del’installazione i ritorni dell’olio dei separatori avverranno direttamente verso i compressori corrispondenti o verso un ricevitore olio.



c : Ritorno dell’olio alta pressione

Questa tecnica richiede dei separatori d’olio senza galleggiante.
L’olio separato é stoccato nella parte inferiore del separatore e costituisce la riserva d’olio.
L’olio reintegra i carter dei compressori tramite dei regolatori elettronici di livello.
Infatti, l’olio é mantenuto ad alta pressione e non può ritornare nei carter, né direttamente, né tramite i regolatori di livello dell’olio meccanici.
Questi ultimi non possono funzionare in un sistema di ritorno dell’olio in alta pressione perché il loro principio di funzionamento si basa sull’equilibrio delle forze che agiscono sul galleggiante.

Secondo la complessità dell’installazione, può essere necessario utilizzare riserve d’olio supplementari.
Il ricevitore permette di stoccare l’olio necessario al riempimento dei sifoni e delle trappole installate.

 

Nota

L’efficienza di un separatore d’olio o non é mai garantita al 100%.
L’utilizzazione di un separatore d’olio in una centrale frigorifera non dispensa il progettista e/o l’installatore di rispettare l’esecuzione a regola d’arte.
La selezione di un separatore d’olio e la scelta di un circuito di ritorno dell’olio devono essere realizzati prendendo in considerazione ogni parametro dell’installazione frigorifera, e del suo funzionamento.

 

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La regolazione dell’olio - seguito e fine

5) I componenti del circuito dell’olio

a : I separatori d’olio TURBOIL

I separatori d’olio devono essere installati sulla tubazione di mandata il più vicino al compressore.
Essi assicurano la separazione dell’olio dal fluido frigorigeno.
L’olio recuperato dal separatore é stoccato nella parte inferiore composto da un sistema galleggiante/valvola/spina.
Quando il livello dell’olio é sufficiente per sollevare il galleggiante, il meccanismo valvola/spina si apre e garantisce il ritorno dell’olio ai carter dei compressori.
Il ritorno dell’olio é garantito dalla differenza di pressione tra il separatore dell’olio (alta pressione alla mandata) e i carter (bassa pressione all’aspirazione). 

Proponiamo diverse gamme di separatori d’olio: 

  • TURBOIL « ermetici », destinati alle installazioni mono compressori o di bassa potenza frigorifera.

  • TURBOIL-F « ispezionabili » destinati ad ogni tipo di installazione sono consigliati con le centrali frigorifere multi compressori.
    La parte ispezionabile riguarda il meccanismo galleggiante/valvola/spina. é l’organo più delicato perché é sottoposto alle vibrazioni ed alle impurità.
    Può così essere pulito e sostituito.

  • TURBOIL-R « ricevitori », assenza del sistema galleggiante /valvola/spina ma con una riserva olio.
    Il ritorno dell’olio è realizzato in alta pressione:
    • Direttamente verso i regolatori di livello dell’olio elettronici
    • Tramite un regolatore di pressione, nel caso in cui si utilizzino regolatori di livello dell’olio meccanici.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 

 

 

 

 

 

b : Le riserve olio HCYR

Le installazioni frigorifere complesse necessitano un sistema di variazione della produzione frigorifera (variazione di velocità, booster)
Per intrappolare l’olio presente nel fluido frigorigeno possono essere richiesti sifoni e trappole olio.
La riserva olio garantisce l’alimentazione dell’olio ai compressori, durante la messa in funzione e/o durante il funzionamento a potenza ridotta dell’installazione frigorifera.
Il volume della riserva olio é in funzione del numero dei compressori posizionati in parallelo e dei loro volumi spostati. 

c : Il regolatore di livello dell’olio meccanico LEVOIL

Il regolatore di livello dell’olio deve essere installato in sostituzione del vetro spia del compressore frigorifero.
Esso permette:

  • Di controllare il livello dell’olio presente nel carter del compressore
  • Di mantenere il livello dell’olio nel carter del compressore.

Il regolatore di livello dell’olio é composta da un sistema interno galleggiante/valvola/spia che garantisce il ritorno dell’olio nel carter del compressore.
La stabilità del livello dell’olio nel carter del compressore é garantito da un differenziale di pressione tra il regolatore e il carter del compressore.
La differenza di pressione deve essere compatibile con l’uso del regolatore di livello, ad esempio tra 1 e 4,5 bar per la gamma LEVOIL.
L’ampia gamma di adattatori (HCYN 1A) permette il montaggio del LEVOIL sulla maggior parte dei compressori in commercio (si rinvia alla pagina 51.6 del catalogo tecnico)
I regolatori LEVOIL sono sottodivisi in 3 grande famiglie:

  • LEVOIL 22 e LEVOIL 23, regolatori universali
  • LEVOIL 23 BO e 23 SC, regolatori specifici
  • LEVOIL 33 RE, regolatori universali regolabili.

 

d : Valvole tarate HCYCT / HCYCTR

Le valvole tarate mantengono una pressione costante all’interno delle riserve olio per garantire una buona distribuzione d’olio nei regolatori di livello.
E’ installata sulla riserva olio con un raccordo sulla tubazione d’aspirazione.
La taratura della valvola permette di scaricare l’eccedenza di pressione della riserva olio nel collettore di aspirazione e di mantenere una differenza di pressione costante tra l’alimentazione dell’olio, i regolatori di livello e i carter dei compressori.
Taratura fissa (HCYCT 1 = 0.35bar, HCYCT 3 = 1.4bar e HCYCT 4 = 3.5bar) o regolabile (HCYCTR : 0.35 bar P 3.5 bar)

e : Filtri olio HCYF / HYDROIL 163 / HCYBF

Il filtro olio permette la filtrazione dell’olio, prima che l’olio ritorni nei carter dei compressori.
Il filtro olio si monta tra il separatore dell’olio e il compressore o tra la riserva olio e il regolatore di livello
L’uso di un filtro olio é consigliato in caso di utilizzo di un regolatore di livello
Il filtro olio può essere composto da una rete in acciaio (HCYF), da una fibra sintetica associata ad agenti chimici (HYDROIL 163) o da una cartuccia sostituibile (HCYBF).
Il filtro olio HYDROIL 163 é particolarmente raccomandato con l’utilizzo di refrigeranti HFC associati a oli POE.
L’aggiunta di setaccio molecolare permette di assorbire l’umidità presente nell’olio e di ridurre la formazione di acidità.

f : L’indicatore di passaggio d’olio HCYVP

L’indicatore di passaggio d’olio permette il controllo visivo del passaggio d’olio.
Può essere montato:

  • Sulla tubazione di ritorno del separatore. Permette così il controllo del buon funzionamento del separatore d’olio.
  • O sull’alimentazione del regolatore di livello olio. In questo caso, permette il controllo della presenza dell’olio.

g : Valvole d’isolamento per i regolatori di livello olio HCYVI

La valvole d’isolamento sono a servizio dei regolatori di livello meccanici.
Permette l’isolamento dei regolatori per facilitare le operazioni di manutenzione della linea olio.

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Siamo a vostra disposizione per ulteriori chiarimenti : info@carly-sa.com.

 

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