¡Conocimiento!¿Por qué un compresor de refrigeración semihermético carece de aceite?

Un compresor es una máquina compleja que funciona a altas velocidades. Garantizar una lubricación suficiente de las piezas móviles como el cigüeñal, cojinetes, bielas y pistones es un requisito básico para mantener el correcto funcionamiento de la máquina. Por lo tanto, los fabricantes de compresores especifican el uso de un grado específico de aceite lubricante y una inspección periódica del nivel y color del aceite.

La falta de aceite es una de las averías del compresor fácilmente identificables. Cuando a un compresor le falta aceite, hay muy poco o incluso nada de aceite lubricante en el cárter.

Un compresor es un tipo especial de bomba de gas y una pequeña cantidad de aceite lubricante (denominado aceite remanente o aceite remanente) se transporta junto con el gas refrigerante descargado. El arrastre de aceite en los compresores es inevitable, aunque la velocidad a la que se produce puede variar.

Para un compresor de pistón semihermético, el gas de descarga normalmente contiene aproximadamente entre un 2 y un 3% de aceite lubricante, mientras que para un compresor scroll es alrededor de un 0,5-1%. Para un compresor de 6 cilindros con un desplazamiento de 100 m3/h y una capacidad de aceite del cárter de 6 litros, un arrastre de aceite del 3% significaría una tasa de arrastre de aceite de aproximadamente 0,3 a 0,8 litros por minuto o un tiempo de funcionamiento sin retorno para el compresor durante unos diez minutos. Si el aceite lubricante descargado del compresor no regresa, el compresor carecerá de aceite.

Hay dos formas para que un compresor devuelva aceite: a través de un separador de aceite o a través de una tubería de succión.
Se instala un separador de aceite en la línea de descarga del compresor y generalmente puede separar entre el 50 y el 95 % del aceite remanente. Este método proporciona un retorno de aceite bueno y rápido, lo que reduce significativamente la cantidad de aceite que ingresa al sistema y extiende efectivamente el tiempo de operación sin retorno.

En sistemas de refrigeración con tuberías largas, sistemas de fabricación de hielo llenos de líquido y equipos de liofilización que funcionan a temperaturas muy bajas, no es raro que el compresor funcione durante varios minutos o incluso decenas de minutos sin retorno de aceite o con muy poco retorno de aceite. Los sistemas mal diseñados pueden enfrentar problemas de baja presión de aceite en el compresor, lo que provoca su apagado. La instalación de un separador de aceite eficiente en dichos sistemas de refrigeración puede extender en gran medida el tiempo de operación sin retorno y garantizar que el compresor pase de manera segura por el período crítico después del arranque sin retorno de aceite.

El aceite que no se separa entrará al sistema y circulará con el refrigerante en las tuberías, formando una circulación de aceite. Por un lado, debido a la baja temperatura y la baja solubilidad, una parte del aceite lubricante se separa del refrigerante. Por otro lado, a bajas temperaturas, la viscosidad del aceite separado aumenta, dificultando el flujo del aceite y provocando que se adhiera a las paredes internas de las tuberías. Cuanto más baja es la temperatura de evaporación, más difícil resulta el retorno del aceite. Esto requiere un diseño y construcción adecuados del evaporador y del tubo de succión para facilitar el retorno del aceite. Una práctica común es utilizar un diseño de tubería descendente y garantizar una alta velocidad del flujo de aire.

En aplicaciones prácticas, los problemas de retorno de aceite causados por un diseño inadecuado del evaporador y la tubería de succión no son infrecuentes. Para los sistemas R22 y R404A, el retorno de aceite en un evaporador inundado es relativamente difícil y el diseño de la tubería de retorno de aceite del sistema debe considerarse cuidadosamente. El uso de un separador de aceite de alta eficiencia puede reducir significativamente la cantidad de petróleo que ingresa a la tubería del sistema y extender efectivamente el tiempo sin retorno de petróleo después del arranque.

Cuando el compresor está ubicado más alto que el evaporador, es necesario un codo vertical en el tubo de succión para el retorno de aceite. El codo de retorno de aceite debe ser lo más compacto posible para minimizar la retención de aceite. El espacio entre los codos de retorno de aceite debe ser apropiado y, si hay muchos codos de retorno de aceite, se debe complementar un poco de aceite lubricante.

La tubería de retorno de petróleo en un sistema de carga variable también debe diseñarse cuidadosamente. Cuando la carga disminuye, la velocidad de succión disminuye, lo que no favorece el retorno de aceite. Para garantizar el retorno de aceite con cargas bajas, se puede utilizar un tubo doble vertical.

Los arranques frecuentes del compresor no favorecen el retorno del aceite. Debido al corto tiempo de funcionamiento continuo del compresor, no hay tiempo suficiente para que se forme un flujo de aire estable de alta velocidad en la tubería de succión y el aceite lubricante solo puede dejarse en la tubería. Si el retorno de aceite es menor que el aceite remanente, el compresor se quedará sin aceite. Cuanto más corto sea el tiempo de operación, más largo sea el oleoducto y más complejo sea el sistema, más prominente será el problema del retorno de petróleo.

Durante el descongelamiento, la temperatura del evaporador aumenta y la viscosidad del aceite lubricante disminuye, lo que facilita su flujo. Después del ciclo de descongelación, el caudal de refrigerante es alto y el aceite lubricante retenido se concentrará y regresará al compresor. Por lo tanto, la frecuencia y duración del ciclo de descongelación deben establecerse cuidadosamente para evitar grandes fluctuaciones e incluso choques de aceite. Cuando hay una fuga importante de refrigerante, la velocidad de succión disminuirá y, si la velocidad es demasiado baja, el aceite lubricante permanecerá en la tubería de succión y no podrá regresar rápidamente al compresor. El arranque de líquido provocado por la migración de refrigerante también puede provocar dificultades para el retorno interno del aceite, pero normalmente durante un breve periodo de tiempo, como máximo unas pocas decenas de minutos.