Οι κατασκευαστές συμπιεστών ψυκτικών συγκροτημάτων σ’ ολόκληρη την Υφήλιο, υιοθετούν κατά βούληση το σύστημα που θα εφαρμόσουν για τη λίπανση των κινούμενων εξαρτημάτων του συμπιεστή.
Γράφει ο Δημήτρης Μενεγάκης, Μηχανολόγος Μηχανικός
Εμείς θα ενημερωθούμε σωστά και υπεύθυνα από τα τεχνικά εγχειρίδια του κάθε κατασκευαστή, σχετικά με τον τρόπο που εκείνος επέλεξε για την εσωτερική λίπανση του συμπιεστή, με δικά του κριτήρια. Τα ίδια τεχνικά εγχειρίδια θα μας ενημερώσουν για την ακριβή προδιαγραφή του λιπαντέλαιου, που προτείνει, ώστε να εξασφαλίζεται αυξημένη προστασία και αποδοτικότητα σε ολόκληρο το φάσμα των θερμοκρασιών λειτουργίας, αλλά και την ανθεκτικότητα του λιπαντελαίου στη διάσπαση και τη μεγάλη αντίσταση στο σχηματισμό οξέων, λάσπης, κεριού και άλλων ακαθαρσιών, που όλα αυτά είναι παράγοντες κακής λίπανσης και συνεπώς γρήγορης φθοράς των εξαρτημάτων του συμπιεστή.
Στο σημερινό μου άρθρο δεν θα ασχοληθώ με τη λεπτομερή περιγραφή αυτών των συστημάτων εσωτερικής λίπανσης των συμπιεστών, που είναι της αρμοδιότητας του κατασκευαστή. Θα ασχοληθούμε όμως με τα δίκτυα του λιπαντέλαιου, που σίγουρα είναι της αρμοδιότητας του Ψυκτικού, που θα κάνει τη ψυκτική εγκατάσταση. Πάντως σαν μια γενική αρχή μπορούμε να δεχτούμε, ότι στους συμπιεστές μικρής ισχύος, καθώς και στους συμπιεστές κλειστού τύπου, οι κατασκευαστές χρησιμοποιούν το σύστημα SPLASH. Στους συμπιεστές μεγάλης ισχύος χρησιμοποιούν το σύστημα βεβιασμένης κυκλοφορίας (πίεσης) ελαίου. Δεν είναι όμως λίγες οι περιπτώσεις, που εφαρμόζονται και τα δύο αυτά συστήματα, ταυτόχρονα, σε ένα και τον αυτό συμπιεστή.
Σε γενικές μόνο γραμμές θα αναφέρουμε, πάρα πολύ συνοπτικά πως δουλεύει το καθένα απ’ αυτά τα συστήματα, μια και το λιπαντέλαιο τοποθετείται και στα τρία αυτά συστήματα στον στροφαλοθάλαμο του συμπιεστή, που είναι ταυτόχρονα και δοχείο ελαίου (κάρτερ). Στο σύστημα SPLASH που κατά λέξη σημαίνει πιτσίλισμα η στάθμη του ψυκτελαίου μέσα στον στροφαλοθάλαμο είναι σε τέτοιο ύψος, ώστε ο στροφαλοφόρος άξονας, η κεφαλή των διωστήρων και τα αντίβαρα βυθίζονται βίαια κατά την περιστροφή τους μέσα στη μάζα του ελαίου. Προκαλείται έτσι μια ανατάραξη και ένας διασκορπισμός πολύ μικρών σταγονιδίων ελαίου (πιτσίλισμα), που μοιάζει πιο πολύ με πυκνή ομίχλη. Αυτή η ομίχλη ελαίου λιπαίνει όλα τα εξαρτήματα του συμπιεστή που χρειάζονται λίπανση.
Γίνεται εύκολα κατανοητό ότι στο σύστημα βεβιασμένης κυκλοφορίας χρησιμοποιείται μια αντλία, που είναι συνήθως γραναζωτή και παίρνει κίνηση από τον στροφαλοφόρο άξονα του συμπιεστή. Η αντλία αυτή αναρροφά λιπαντέλαιο από τον στροφαλοθάλαμο και με συγκεκριμένη και προκαθορισμένη πίεση το καταθλίβει μέσω εσωτερικών διαμορφώσεων στα σημεία εκείνα που χρειάζονται λίπανση, ύστερα από την οποία το λιπαντέλαιο ξαναγυρίζει στον στροφαλοθάλαμο. Το σύστημα αυτό συμπληρώνεται με φίλτρα, σύστημα θέρμανσης, σύστημα ψύξης, καθώς και σύστημα ασφάλειας. Όπως είναι φανερό, το λιπαντέλαιο βρίσκεται μέσα στον στροφαλοθάλαμο, σε μια προκαθορισμένη στάθμη που πρέπει να διατηρείται σίγουρα και συνέχεια, ώστε να πραγματοποιείται η απαιτούμενη και σωστή λίπανση, άσχετα με το σύστημα που έχει επιλέξει ο κατασκευαστής του συμπιεστή.
Τα πράγματα θα ήταν πολύ – πολύ απλά αν το λιπαντέλαιο παρέμενε μέσα στον στροφαλοθάλαμο, χωρίς να δημιουργούνται καταστάσεις, που βίαια το αναγκάζουν να φύγει. Ο ίδιος ο συμπιεστής, που τόσο πολύ το χρειάζεται για την ίδια την ύπαρξή του, το διώχνει αφού όπως είναι σε όλους μας γνωστό, μαζί με τους ατμούς του ψυκτικού υγρού καταθλίβει συνέχεια και μια ποσότητα λιπαντελαίου (της ομίχλης) προς το δίκτυο. Έτσι η στάθμη στο στροφαλοθάλαμο πέφτει συνέχεια και αν δεν αποκατασταθεί σε σύντομο χρονικό διάστημα ο συμπιεστής θα αυτοκαταστραφεί από ελλειπή λίπανση, μέσα σε διάστημα λίγων ωρών. Εκείνος που θα φροντίσει για την επιστροφή του ψυκτελαίου στο στροφαλοθάλαμο του συμπιεστή και την εξασφάλιση της απαιτούμενης στάθμης είναι ο τεχνικός που θα μελετήσει και θα πραγματοποιήσει την ψυκτική εγκατάσταση.
Στο σημερινό μου άρθρο λοιπόν θα ασχοληθούμε με τα μέτρα που θα πάρει ο ψυκτικός για την επαναφορά του ψυκτελαίου από το δίκτυο στο στροφαλοθάλαμο του συμπιεστή. Τα μέτρα αυτά είναι:
- Ο ελαιοδιαχωριστής και το δίκτυό του
- Η επιλογή σωστής διαμέτρου του σωλήνα αναρόφησης
- Η ειδική διαμόρφωση της σωλήνωσης αναρρόφησης
- Η χρησιμοποίηση και σωστή εγκατάσταση των απαιτούμενων βαλβίδων του δικτύου λίπανσης, όπως φλωτεροβαλβίδες, ηλεκτρομαγνητικές, βαλβίδες αντεπιστροφής, βαλβίδες ασφάλειας, διακόπτες προστασίας κ.α.
Παρακάτω θα εξετάσουμε με λεπτομέρεια αυτά τα μέτρα της σωστής και σίγουρης λίπανσης και όπου χρειάζεται θα αναφέρουμε τα απαραίτητα σκαριφήματα για την πλήρη κατανόηση του θέματος.
Μέτρο πρώτο: ο ελαιοδιαχωριστής
Τοποθετημένος πάνω στον σωλήνα κατάθλιψης του συμπιεστή δέχεται το καταθλιβόμενο μίγμα ατμών του ψυκτικού υγρού και σταγονιδίων του ψυκτελαίου σε υψηλή θερμοκρασία και πίεση. Μόλις αυτό το καταθλιβόμενο μίγμα μπει μέσα στον ελαιοδιαχωριστή, αναγκάζεται να αλλάξει διεύθυνση ροής και η αλλαγή αυτή έχει σαν αποτέλεσμα την ελάττωση της ταχύτητάς του. Η ελάττωση της ταχύτητας προκαλεί μια διύλιση, που ξεχωρίζει τα σταγονίδια του ψυκτελαίου από τους ατμούς, οπότε οι μεν ατμοί βγαίνουν από τον ελαιοδιαχωριστή οδηγούμενοι προς τον συμπυκνωτή, το δε ψυκτέλαιο μαζεύεται στο κάτω μέρος, σε υψηλή θερμοκρασία. Όταν αυτή η ποσότητα του ψυκτελαίου αυξηθεί, τότε το ψυκτέλαιο επιστρέφει στο στροφαλοθάλαμο του συμπιεστή, βοηθούμενο από την πίεση κατάθλιψης και με κάποιες προϋποθέσεις, που θα αναφέρουμε παρακάτω.
Εύκολα γίνεται κατανοητό, ότι η προσφορά του ελαιοδιαχωριστή είναι μεγάλη και πολλαπλή στην όλη υπόθεση για τρείς κύρια λόγους. Ο πρώτος είναι ότι επιστρέφει στο συμπιεστή μια ποσότητα ψυκτελαίου που διέφυγε από τον στροφαλοθάλαμο κατά την άντληση, προφυλάσσοντας έτσι τον συμπιεστή από ελλιπή λίπανση. Ο δεύτερος είναι, ότι χωρίς τον ελαιοδιαχωριστή, θα περνούσε η προαναφερθείσα ποσότητα του ψυκτελαίου προς τον συμπυκνωτή και στη συνέχεια στον αεροψυκτήρα – εξατμιστή, καλύπτοντας ένα μέρος της εσωτερικής επιφάνειας των αυλών. Αυτό το ″πασάλειμμα″ είναι στρώμα δυσθερμαγωγό, που εμποδίζει κατά κάποιο τρόπο τη γρήγορη μετάδοση της θερμότητας από τους αυλούς και τις πτερυγώσεις προς τον αέρα του ψυκτικού θαλάμου.
Καταλήγουμε δηλαδή στο συμπέρασμα ότι το λιπαντέλαιο που κατάφερε να φθάσει στον αεροψυκτήρα μας θεωρείται ένας ρυπογόνος παράγοντας, που προκαλεί μείωση της απόδοσης. Εδώ που τα λέμε και για να ακριβολογήσουμε, η ποσότητα του λιπαντελαίου, που τελικά κατάφερε να φθάσει στους αυλούς του αεροψυκτήρα, προσφέρει και κάτι ωφέλιμο, που είναι η λίπανση των εσωτερικών εξαρτημάτων της εκτονωτικής βαλβίδας, από την οποία πέρασε, λίγο πριν μπει στους αυλούς του αεροψυκτήρα. Υπάρχει όμως και ένας τρίτος λόγος που πρέπει να αναφέρουμε για να υπογραμμίσουμε την προσφορά του ελαιοδιαχωριστή. Ο ελαιοδιαχωριστής βοηθά στα ξεκινήματα ύστερα από περιόδους μακροήμερων διακοπών της λειτουργίας, γιατί εμποδίζεται ο έντονος αφρισμός του λιπαντελαίου, μέσα στο στροφαλοθάλαμο του συμπιεστή.
Στο σημερινό αυτό θα κάνω μια σύντομη αναφορά στη μέθοδο επιλογής του απαιτούμενου μεγέθους του ελαιοδιαχωριστή. Το μέγεθός του προσδιορίζεται με τη διάμετρο του σωλήνα κατάθλιψης του συμπιεστή σε συνδυασμό με τη ψυκτική ισχύ και εκφράζεται σε λίτρα (d m³). Για κάθε 1000 kcal/hr ψυκτική ισχύ του συμπιεστή χρησιμοποιούμε ελαιοδιαχωριστή όγκου 0,3dm³, ή για κάθε 1000 watt ψυκτική ισχύ του συμπιεστή χρησιμοποιούμε ελαιοδιαχωριστή όγκου 0,26 dm³. Αν ζητάτε λοιπόν το μέγεθος του ελαιοδιαχωριστή που θα χρησιμοποιήσετε πολλαπλασιάσετε τη ψυκτική ισχύ του συμπιεστή σας σε kcal επί 0,3 και διαιρέσετε δια 1000.
Αυτό που βρήκατε είναι το μέγεθος του ελαιοδιαχωριστή σας σε λίτρα (dm³). Αν η ψυκτική ισχύς του συμπιεστή σας είναι γνωστή σε W, τότε πολλαπλασιάσετε επί 0,26 και διαιρέσετε διά 1000. Αυτό που βρήκατε πάλι είναι ο όγκος του ελαιοδιαχωριστή σας σε λίτρα. Ύστερα από τη χρήσιμη παραπάνω αναφορά μας στη χρησιμότητα και στον προσδιορισμό του μεγέθους του απαιτούμενου ελαιοδιαχωριστή, ας ξαναγυρίσουμε στο σημείο εκείνο που το λιπαντέλαιο διαχωρίζεται από τους ατμούς του ψυκτικού υγρού και οι μεν ατμοί διοχετεύονται στο συμπυκνωτή, το δε λιπαντέλαιο μαζεύεται στο κάτω μέρος του δοχείου του ελαιοδιαχωριστή. Όταν αυτή η ποσότητα λιπαντελαίου αυξηθεί, αυτό θα οδηγηθεί στο στροφαλοθάλαμο του συμπιεστή, μέσω ενός φίλτρου και μιας φλωτεροβαλβίδας του ελαιοδιαχωριστή ή του στροφαλοθαλάμου, πολύ – πολύ απλά, όπως στο Σχ.1
Σχήμα 1
Η επιστροφή του λιπαντελαίου από τους ελαιοδιαχωριστές στους στροφολοθαλάμους των συμπιεστών στα πολλαπλά συστήματα (Units).
Όταν δύο ή περισσότεροι συμπιεστές συνδέονται παράλληλα στο ίδιο δίκτυο σωληνώσεων, όπως γίνεται στα πολλαπλά ψυκτικά κυκλώματα (Units), τότε το λιπαντέλαιο δεν πρέπει να διοχετεύεται από τον ελαιοδιαχωριστή κάθε συμπιεστή στον αντίστοιχο στροφαλοθάλαμο. Είναι εύκολο να καταλάβει κανείς ότι η διατήρηση της σωστής στάθμης λιπαντελαίου σε όλους τους στροφαλοθαλάμους των συμπιεστών του συστήματος, θα ήταν κάτι απόλυτα αδύνατο. Στο σημείο αυτό πρέπει να σας θυμίσω ότι μια ποσότητα λιπαντελαίου ξεφεύγει από τους ελαιοδιαχωριστές και μαζί με τους καταθλιβόμενους ατμούς του ψυκτικού υγρού έρχεται στο συμπυκνωτή και από εκεί σ’ ολόκληρο το δίκτυο και τους αεροψυκτήρες. Σ’ αυτά λοιπόν τα πολλαπλά ψυκτικά κυκλώματα (Units), όταν η στάθμη του λιπαντελαίου μέσα στον ελαιοδιαχωριστή φθάσει στο προκαθορισμένο επίπεδο τότε ανοίγει η φλωτεροβαλβίδα του ελαιοδιαχωριστή και το λιπαντέλαιο διοχετεύεται σε μια κοινή δεξαμενή, όπως φαίνεται στο Σχ.2.
Σχήμα 2
Με τον τρόπο αυτό το λαπαντέλαιο όλων των ελαιοδιαχωριστών του συστήματος διοχετεύεται σε μια κοινή δεξαμενή – την ΑΝΩ -. Το λιπαντέλαιο κατεβαίνει από την ΑΝΩ σε μια δεύτερη δεξαμενή την ΚΑΤΩ και απ’ αυτήν διοχετεύεται στο στροφαλοθάλαμο του κάθε συμπιεστή του συστήματος μέσω της φλωτεροβαλβίδας του στροφαλοθαλάμου, όταν πέσει η στάθμη του λιπαντελαίου στον αντίστοιχο στροφαλοθάλαμο. Αυτή η φλωτεροβαλβίδα πρέπει πάντα να συνοδεύεται από μια αντεπιστροφή βαλβίδα, για να αποκλείεται η αντίστροφη ροή του λιπαντελαίου.
Οι δύο δεξαμενές ελαίου κρίνονται απαραίτητες αντί της μιας, επειδή όταν ανοίγει η φλωτεροβαλβίδα ενός ελαιοδιαχωριστή, η υψηλή πίεση κατάθλιψης του αντίστοιχου συμπιεστή δημιουργεί ανατάραξη και αφρισμό στο λιπαντέλαιο της δεξαμενής. Το λιπαντέλαιο της κάτω δεξαμενής, παραμένει σχετικά ήρεμο. Παρά ταύτα, κάποιοι κατασκευαστές ψυκτικών έργων, τοποθετούν μια ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα στον σωλήνα που συνδέει τις δύο δεξαμενές, για να αποφεύγεται τελείως ο αφρισμός του λιπαντελαίου της ΚΑΤΩ δεξαμενής. Έτσι όταν ανοίγει η φλωτεροβαλβίδα – ηλεκτρομαγνητική του συμπιεστή για να τροφοδοτήσει με λιπαντέλαιο τον αντίστοιχο στροφαλοθάλαμο, τότε ταυτόχρονα κλείνει η ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα του σωλήνα που συνδέει τις δύο δεξαμενές.
Η ηλεκτρομαγνητική αυτή θα ξανανοίξει, όταν κλείσει εκείνη του στροφαλοθαλάμου. Πρέπει να σημειώσετε ότι αυτό γίνεται πάρα πολύ εύκολα αν η ηλεκτρομαγνητική των δεξαμενών είναι N.O.(normally open, ενώ οι ηλεκτρομαγνητικές των στροφαλοθαλάμων είναι N.C.(normally closed). Έτσι η εντολή που ανοίγει τη μια, η ίδια εντολή ταυτόχρονα κλείνει την άλλη. Οι ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες των στροφαλοθαλάμων ενεργοποιούνται από πλωτήρα που υπάρχει μέσα στο στροφαλοθάλαμο του συμπιεστή. Στο σημείο αυτό πρέπει να σημειωθεί ότι υπάρχουν συμπιεστές που δεν έχουν πλωτήρα στο στροφαλοθάλαμό τους, τότε αντί της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας χρησιμοποιείται φλωτεροβαλβίδα. Οι δύο δεξαμενές λιπαντελαίου πρέπει να έχουν ηλεκτρική αντίσταση θέρμανσης και θερμοστάτη. Η ηλεκτρική αντίσταση της ΚΑΤΩ δεξαμενής εξασφαλίζει τη σωστή θερμοκρασία του λιπαντελαίου στα ξεκινήματα, ύστερα από περιόδους αργίας.
Η ηλεκτρική αντίσταση της ΑΝΩ δεξαμενής χρειάζεται για να εξατμίζει το ψυκτικό υγρό που είναι μέσα στη δεξαμενή ανακατεμένο με το λιπαντέλαιο, ύστερα από περιόδους παρατεταμένης ακινησίας. Οι ατμοί του ψυκτικού υγρού που δημιουργούνται απ’ αυτή τη θέρμανση πρέπει να διοχετεύονται στην παγίδα υγρών (accumulator), οπότε από εκεί αναρροφώνται από τον συμπιεστή. Όταν δύο ή περισσότεροι συμπιεστές συνδέονται παράλληλα σε ένα κοινό δίκτυο σωληνώσεων, όπως γίνεται στα πολλαπλά ψυκτικά κυκλώματα (units) είναι σκόπιμο να παίρνονται κάποιες προφυλάξεις που κρίνονται απαραίτητες, για να πετύχουμε την επιδιωκόμενη σωστή λειτουργία. Οι προφυλάξεις αυτές είναι:
1.Η εξισορρόπηση της πίεσης του λιπαντελαίου σε όλους τους στροφαλοθαλάμους των συμπιεστών του συστήματος, ώστε τόσο η στάθμη όσο και η πίεση του ελαίου να είναι ίδια σε όλους. Αυτό μπορούμε να το πετύχουμε τοποθετώντας όλους τους συμπιεστές σε τέτοιες βάσεις ώστε όλες οι οπές εισόδου του λιπαντελαίου στους στροφαλοθαλάμους να είναι στο ίδιο επίπεδο. Η κεντρική σωλήνωση παροχής λιπαντελαίου από την ΚΑΤΩ δεξαμενή πρέπει να εγκατασταθεί χαμηλά, ας πούμε στο δάπεδο, πάντοτε κάτω από τις οπές εισόδου και ουδέποτε πάνω από αυτές.
2. Η εξισορρόπηση της πίεσης όλων των στροφαλοθαλάμων του συστήματος. Αυτό μπορούμε να το πετύχουμε με μια σωλήνωση που θα συνδέει όλους τους στροφαλοθαλάμους. Η σωλήνωση αυτή τοποθετείται πάνω από τις οπές εισόδου του ελαίου και συνδέεται στις προβλεπόμενες θέσεις στους στροφαλοθαλάμους. Κατά την εγκατάσταση αυτών των δύο σωληνώσεων εξισορρόπησης των πιέσεων του λιπαντελαίου και των στροφαλοθαλάμων που αναφέρθηκαν παραπάνω, απαιτείται μεγάλη προσοχή να μη δημιουργούνται σ’ αυτές παγίδες ελαίου ή συμπυκνωμάτων.
Η διάμετρος των σωλήνων πρέπει να είναι ίδια σε όλους τους συμπιεστές και ίση με τη διάμετρο της οπής του μεγαλύτερου συμπιεστή. Αυτό πρέπει να σημειωθεί σαν ιδιαίτερα σημαντική παρατήρηση. Οι σωληνώσεις εξισορρόπησης των πιέσεων πρέπει να έχουν βάνα κοντά στο συμπιεστή. Και ακόμη μια σημαντική παρατήρηση. Τα τμήματα των σωλήνων ανάμεσα σε δύο συμπιεστές πρέπει να μην είναι σκέτα ευθύγραμμα κομμάτια, αλλά να έχουν «U» διαστολών.
3. Μια μικρή ποσότητα λιπαντελαίου καταφέρνει να φθάσει στους αεροψυκτήρες, όπως έχουμε ήδη αναφέρει παραπάνω, οπότε μαζί με τους ατμούς του ψυκτικού υγρού αναρροφάται από το συμπιεστή. Πριν όμως από αυτόν υπάρχει η παγίδα υγρών (accumulator) της σωλήνωσης αναρρόφησης. Η παγίδα των υγρών κατακρατά αυτή την ποσότητα του λιπαντελαίου στο κάτω μέρος του κελύφους της. Όταν η στάθμη του λιπαντελαίου ανεβεί σε ένα προκαθορισμένο επίπεδο, μια φλωτεροβαλβίδα ανοίγει και διοχετεύει το λάδι στην ΑΝΩ δεξαμενή, για να επιστρέψει στο στροφαλοθάλαμο. Η σωλήνωση που συνδέει την παγίδα υγρών με την δεξαμενή του λιπαντελαίου πρέπει να είναι εξοπλισμένη και με βάνα, όπως φαίνεται στο ΣΧ.3
Σχήμα 3
