O problema do retorno de óleo em compressores de refrigeração sempre foi um tema importante em sistemas de refrigeração. Hoje, abordarei o problema do retorno de óleo em compressores de parafuso. De modo geral, a principal razão para o baixo retorno de óleo em compressores de parafuso é a mistura gasosa entre o óleo lubrificante e o fluido refrigerante durante a operação. Durante o funcionamento do sistema de refrigeração, o fluido refrigerante e o óleo lubrificante se misturam, fazendo com que o óleo lubrificante seja liberado no condensador na forma de aerossóis e gotículas gasosas, juntamente com o fluido refrigerante. Se o separador de óleo não for eficiente ou o projeto do sistema for inadequado, isso resultará em uma separação deficiente e, consequentemente, em um retorno de óleo insuficiente.
1. Quais problemas ocorrerão devido ao baixo retorno de óleo:
O retorno de óleo deficiente do compressor de parafuso fará com que uma grande quantidade de óleo lubrificante permaneça na tubulação do evaporador. Quando a película de óleo aumenta a um certo ponto, isso afetará diretamente o resfriamento do sistema; levando ao acúmulo de cada vez mais óleo lubrificante no sistema, resultando em um ciclo vicioso, aumentando os custos operacionais e reduzindo a confiabilidade do sistema. Geralmente, menos de 1% do fluxo de gás refrigerante é permitido circular em um sistema com mistura ar-óleo.
2. Soluções para o baixo retorno do petróleo:
Existem duas maneiras de retornar o óleo ao compressor: uma é retornando o óleo para o separador de óleo e a outra é retornando o óleo para o tubo de retorno de ar.
O separador de óleo é instalado no tubo de escape do compressor, sendo capaz de separar geralmente de 50 a 95% do óleo em funcionamento. O retorno do óleo é eficiente e rápido, reduzindo significativamente a quantidade de óleo que entra na tubulação do sistema e, consequentemente, prolongando o tempo de operação sem retorno de óleo.
Em sistemas de refrigeração para armazenamento a frio com tubulações particularmente longas, sistemas de fabricação de gelo inundados e equipamentos de liofilização com temperaturas muito baixas, não é incomum observar a ausência ou redução do retorno de óleo por dez ou até mesmo dezenas de minutos após a partida da máquina. Um sistema com defeito pode causar o desligamento do compressor devido à baixa pressão do óleo. A instalação de um separador de óleo de alta eficiência nesse sistema de refrigeração pode prolongar significativamente o tempo de operação do compressor sem retorno de óleo, permitindo que ele supere com segurança a fase crítica de ausência de retorno de óleo após a partida. O óleo lubrificante não separado entrará no sistema e circulará com o refrigerante na tubulação, formando um circuito de óleo.
Após a entrada do óleo lubrificante no evaporador, devido à baixa temperatura e baixa solubilidade, parte dele se separa do refrigerante. Além disso, como a temperatura é baixa e a viscosidade é alta, o óleo lubrificante separado adere facilmente às paredes internas dos tubos, dificultando seu escoamento. Quanto menor a temperatura de evaporação, mais difícil é o retorno do óleo. Isso exige que o projeto e a construção das tubulações de evaporação e de retorno sejam otimizados para facilitar o retorno do óleo. A prática comum é utilizar tubulações descendentes, garantindo alta velocidade do fluxo de ar. Para sistemas de refrigeração com temperaturas particularmente baixas, além da seleção de separadores de óleo de alta eficiência, solventes especiais são geralmente adicionados para evitar o bloqueio dos tubos capilares e válvulas de expansão pelo óleo lubrificante, auxiliando também no seu retorno.
Em aplicações práticas, problemas de retorno de óleo causados por projeto inadequado do evaporador e da tubulação de retorno de gás são comuns. Para sistemas com R22 e R404A, o retorno de óleo do evaporador inundado é muito difícil, e o projeto da tubulação de retorno de óleo do sistema deve ser extremamente cuidadoso. Para tais sistemas, o uso de separadores de óleo de alta eficiência pode reduzir significativamente a quantidade de óleo que entra na tubulação do sistema, prolongando efetivamente o tempo em que a tubulação de retorno de gás não retorna óleo após a partida da máquina.
Quando o compressor estiver acima do evaporador, é necessário um tubo de retorno de óleo na tubulação vertical. O coletor de óleo deve ser o mais compacto possível para reduzir o armazenamento de óleo. O espaçamento entre os tubos de retorno de óleo deve ser adequado. Quando o número de tubos de retorno de óleo for grande, deve-se adicionar óleo lubrificante. Também é preciso ter cuidado nas linhas de retorno de sistemas com carga variável. Quando a carga é reduzida, a velocidade de retorno do ar diminui e, se for muito baixa, não favorece o retorno do óleo. Para garantir o retorno do óleo sob baixa carga, pode-se utilizar um tubo de sucção vertical com duas colunas.
Além disso, partidas frequentes do compressor não são favoráveis ao retorno do óleo. Como o tempo de operação contínua é muito curto, o compressor para e não há tempo suficiente para se formar um fluxo de ar estável em alta velocidade no tubo de retorno, fazendo com que o óleo lubrificante permaneça apenas na tubulação. Se o nível de óleo de retorno for menor que o nível de óleo de funcionamento, o compressor ficará sem óleo. Quanto menor o tempo de funcionamento, mais longa a tubulação, mais complexo o sistema e mais acentuado o problema de retorno de óleo. Portanto, em circunstâncias normais, o compressor deve ser ligado com pouca frequência.
A falta de óleo causa sérios problemas de lubrificação. A causa principal da falta de óleo não é a quantidade e a velocidade de funcionamento do compressor de parafuso, mas sim o retorno inadequado do óleo no sistema. A instalação de um separador de óleo permite o retorno rápido do óleo e prolonga a vida útil do compressor sem a necessidade de retorno. O projeto do evaporador e da linha de retorno deve levar em consideração o retorno do óleo. Medidas de manutenção como evitar partidas frequentes, realizar o degelo regularmente, repor o fluido refrigerante no prazo e substituir peças de desgaste (como rolamentos) também contribuem para o retorno do óleo.
Ao projetar um sistema de refrigeração, a pesquisa sobre o problema do retorno de óleo é indispensável. Somente considerando todos os aspectos é possível garantir um sistema de refrigeração seguro e confiável.
Data da publicação: 21/02/2022
