Endüstriyel Soğutma Sistemleri için Yağlama Yağı Seçimi

Çeviri: Hüseyin Bulgurcu

Endüstriyel Soğuma Sistemleri

Günümüzün endüstriyel soğutma sistemlerinin birçoğu, soğutmanın, freon, amonyak veya karbondioksit (CO₂) gibi bir soğutucu akışkanın buharlaşmasına bağlı olarak üretildiği sıkıştırma tipi sistemlerdir (absorpsiyon tipi sistemlerin aksine). Aşağıda gösterildiği gibi, bu soğutma birimlerinin temel elemanları kompresörü, yoğuşturucuyu, genleşme valfini ve buharlaştırıcıyı içerir. Soğutucu akışkan, genleşme vanasından buharlaştırıcıya doğru basınç altında akar, burada soğutma etkisini üretmek için sıvıdan buhara durum değiştirir. Düşük basınçta olan soğuk soğutucu akışkan, daha sonra sıkıştırılır, sıcaklığını ve basıncını artırır. Daha sonra, soğutucu akışkanın soğutulduğu ve yoğunlaştığı yoğuşturucu (kondenser) içinden akar. Soğutulan soğutucu akışkan daha sonra, bir sonraki devir için genleşme vanasından yüksek basınç altında tekrar akar (Şekil-1).

Şekil-1 Temel soğutma işlemleri (kompresör uygulaması)

Soğutucu Akışkanlar

Soğutucu akışkan teknolojileri genellikle ASHRAE sınıflandırması ile anılmaktadır (ANSI-ASHRAE Standardı 34-2001):

• R717 — Amonyak
• R12 — Kloro Floro Karbon (CFC)
• R22 — Hidro Kloro Floro Karbon (HCFC)
• R600a — İzobütan
• R744 — Karbon dioksit (CO₂)
• R134a, R404a, R507 — Hidro Floro Karbonlar (HFC)

Belirli bir uygulama için soğutucu akışkan aşağıdaki kriterlere göre seçilir:

• Uygulama gereksinimleri - doğanın ve soğutma miktarının, evaporatör sıcaklık aralığının vb.
• Soğutucu termodinamik özellikler
• Yanıcılık ve zehirlilik gibi güvenlik hususları
• Maliyet - Soğutucu akışkan ve çalışma şartları
• Mevzuata uygunluk

CFC’ler Ozon Tüketimi Potansiyeli (ODP) nedeniyle Montreal Protokolü (1989) altında yasaklandı. HCFC'ler Küresel Isınma Potansiyeli (GWP) nedeniyle iptal edilmekte. Soğutucu ODP ve GWP değerleri için Şekil-2’deki grafiğe bakınız.

Şekil-2 Ozon tükenme potansiyeli (ODP), tek bileşenli soğutucu akışkanlar için küresel ısınma potansiyeline (GWP) zıttır. CFC'ler genellikle yüksek ODP ve GWP'ye sahiptir. HCFC'ler genellikle daha düşük ODP ve GWP'ye sahiptir. HFC'ler sıfıra yakın ODP sunar, ancak bazıları nispeten yüksek GWP'lere sahiptir.

Soğutma Yağları Seçimi

Teknik açıdan bakıldığında, bir soğutma sistemi için seçilen yağlayıcı

• Soğutma sisteminde kullanılan kompresör tipini yağlamak için uygun
• Soğutucu akışkan ile uygun karışabilirlik ve çözünürlük özelliklerine sahip olmalı

Soğutma Kompresörü Yağlaması

Endüstriyel soğutma sistemlerinde üç tip kompresör kullanılmaktadır:

• Pistonlu kompresörler - Yağ, silindirleri, bağlantı çubuklarını ve keçe ve baskı yataklarını yağlar; Soğutucu akışkanın sıkıştırılmasında iyi sızdırmazlık sağlar
• Vidalı kompresörler - Yağ vida (lar) ını (kuru vidalı üniteler hariç) ve kaymalı ve baskı yataklarını yağlar; iyi sızdırmazlık sağlar ve sıkıştırılmış gazları soğutur.
• Santrifüjlü kompresörler - Yağ, salmastra, anti-sürtünme ve itme yataklarının yanı sıra mil salmastra ve çarpan dişlilerini yağlar; uygun sızdırmazlık sağlar ve çoğu durumda kompresör parçalarını soğutur.

Bazı soğutma sistemlerinde sarmal (scroll) veya döner kanatlı (paletli) kompresörler de kullanılır.

Yağlayıcı Sıvı ile Yağlayıcının Uyumluluğu

• Karışabilirlik (soğutma devresinin evaporatör bölümünde önemlidir):

Genellikle büyük soğutucu akışkan sistemleri, özellikle bir soğutucu olarak amonyak kullananlar, yağ ayırıcıları ile donatılmıştır. Bu sistemlerde, karışmayan veya soğutucu akışkanı ile düşük karışabilirliğe sahip bir yağlayıcı kullanmak tercih edilir. Yağ ayırma özelliğine sahip olmayan sistemlerde, kompresörden buharlaştırıcıya taşınan yağlama yağı, evaporatör sıcaklığındaki soğutucu akışkan ile yeterince karışabilir olmalıdır. Böylece soğutucu akışkan-yağlayıcı karışımı, evaporatörde genişlemeden sonra bir fazda kalır ve kompresöre ilerlemek için yeterince düşük bir viskozitede olur. Yağlama yağı, soğutucu akışkanın sıvı karışabilirliğinden dolayı buharlaştırıcıda ayrılırsa ya da karışım viskozitesi yüksekse, buharlaştırıcıda kalabilir ve sistemin soğutma kapasitesini ve verimini olumsuz yönde etkileyebilir.

Karışabilirlik eğrileri (Şekil-3), seçilen yağlama yağının uygulama için karışabilirlik gereklilikleriyle eşleştiğinden emin olmak için kullanılır. Karışabilirlik çizelgeleri, yağ-soğutucu akışkan kombinasyonlarına özgüdür ve buharlaştırıcı sıcaklığına ve söz konusu uygulama için buharlaştırıcıya taşınan yağ yüzdesine dayalı olarak okunur. Tipik endüstriyel sistemler için, yağ taşıması % 15 veya daha azdır. Buharlaştırıcı sıcaklığında ve uygulama için beklenen yağ taşıma yüzdesinde, yağ-soğutucu akışkan karışımı tek fazda kalmalıdır. Örneğin, Şekil-3’te gösterildiği gibi, Mobil EAL Arctic 46, -40⁰C ile + 57⁰C arasındaki evaporatör sıcaklıklarında R-410A soğutucu ile% 15'lik beklenen yağ transferinde kullanılmak üzere uygundu

• Çözünürlük (soğutma devresinin kompresör kısmında önemlidir): Doğru yağlayıcı seçimi için bir diğer önemli husus, kompresörün etkili bir şekilde yağlanması için, yüksek kompresör sıcaklığındaki gaz soğutucusunun emildikten sonra, yağlayıcının viskozitesinin yeterli olmasını sağlamaktır.

Şekil-3

Şekil-4’te gösterilen Viskozite / Basınç / Sıcaklık eğrileri (VPT eğrileri) bu amaçla kullanılır ve yağlayıcı-soğutucu kombinasyonlarına özgüdür. Yağlama maddesi-soğutucu karışımının kompresör çıkışının sıcaklığı ve basıncı üzerindeki viskozitesi grafikten okunur ve kompresörü yağlamak için üretici tarafından önerilen optimum viskoziteye karşı onaylanır.

Şekil-4

• Yağlayıcı Teknolojileri

Aşağıdaki Tablo-1 her soğutucu akışkan tipi için, uyumlu yağlama teknolojisi seçimlerini ve mevcut mobil markalı soğutma ürün serilerini göstermektedir.

TABLO-1 Mobil Soğutucu Yağları

Mobil Endüstriyel Yağlar Uygulamalar Uzmanlığı

Mobil markalı soğutma sıvıları ve çeşitli soğutucu akışkanlar için karışabilirlik ve VPT eğrilerinin kopyaları Teknik Yardım Masamızdan temin edilebilir. Size ve satış temsilcinize özel uygulamalarınız için doğru yağlama seçeneklerini seçmenize yardımcı olacak bir seçim kılavuzu da mevcuttur.

Sonuç

Yüksek kaliteli bir soğutucu yağlayıcı seçimi, kompresör tipi, uygulama parametreleri ve en önemlisi soğutucu akışkan tarafından yönlendirilir. Ekipman üreticisi tarafından onaylanmış ve çok çeşitli endüstriyel soğutma uygulamalarına uygun geniş bir yelpazede sentetik ve madeni yağ bazlı soğutma yağları sunuyoruz.

Endüstriyel Sistemler için Mobil Soğutma Yağ Seçimi Kılavuzunu Kullanma

Sisteminiz için gerekli olan uygun soğutma yağının belirlenmesine yardımcı olmak için, mobil markalı soğutma yağlama seçim kılavuzumuzu kullanın ve aşağıdaki adımları izleyin:

Adım 1. Uygulama hakkında aşağıdaki bilgileri edinin veya onaylayın:

a) Kullanılan soğutucu akışkan tipi

b) Evaporatör kuru tiptedir (yağ taşıma oranı <% 15) ve evaporatör sıcaklığıdır.

c) Kompresör tipi ve çıkış sıcaklığı

Evaporatörün taşmalı tipte olması halinde (evaporatöre giden yağ miktarı>% 15), lütfen yardım almak için yerel temsilcinizle veya Teknik Yardım Masasına başvurun. Buharlaştırıcıya giden yağın oranı <% 15 ise, lütfen 2. Adım'a geçin.

Adım 2. Adım 1'de belirtilen uygulama bilgileri için mobil markalı soğutma yağlayıcılarını tanımlamak için soğutma yağı seçim kılavuzu'nu kullanın. Ürün seçme aracı, hem madeni hem de sentetik yağlayıcıların uygulama için kabul edilebilir olduğunu gösterirse, sentetik yağlar genellikle ekipman koruması, kompresör verimliliği ve yağ ömrü açısından madeni yağlardan daha yüksek bir performans seviyesi sunacaktır.

Adım 3. Eğer ekipman garanti kapsamındaysa, ürün seçicinin belirttiği mobil markalı yağlayıcıların üretici tarafından kullanılmak üzere onaylandığını/uygunluğunu denetleyin.

Adım 4. Soğutma sıvıları, su kirlenmesine karşı hassas olduğundan, yağları kullanılmış kaplar yerine küçük boyutlu tanklarda muhafaza edin.

Adım 5. Soğutma yağı teknolojisini veya markalarını değiştirirken, ürün kirlenmesini en aza indirmek için sistemin tam olarak kullanılmasını sağlayın.

Kaynak: Mobil Technical Topic-Refrigeration Lubricant Selection for Industrial Systems, https://www.mobil.com/industrial/.../industrial/tech-topics/tt_...(20.05.2018 tarihinde erişildi)