4) Ölrückführung

Der Ölabscheider gewährleistet die Trennung / Abscheidung des im Kältemittel befindlichen Öles.
Das Öl, das im Abscheider separiert wird, wird durch eines der nachfolgenden Ölrückführungssysteme zum Kurbelgehäuse des Kompressors zurückgeführt. 
 
a : Mono-Verdichter System
b : Multi-Verdichter System
c : Hochdrucksystem

a : Mono Verdichter System

In einem thermodynamischen System mit einem Kompressor wird die Ölabscheidung meistens vernachlässigt.
Aber oftmals, besonders bei großen Entfernungen zwischen Kühlraum und Verdichter, ist die Ölabscheidung notwendig.
Der Ölabscheider sollte in der Druckleitung montiert und das Öl direkt in das Kurbelgehäuse zurückgeführt werden.

Diese Art dieser Installation ist sehr einfach.
Die große Produktpalette der CARLY TURBOIL erlaubt eine optimale Auswahl im Verhältnis zur Leistung (< oder = 80kW).

b : Multi-Verdichter Systeme

In einem Kreislauf mit mehreren parallelen Verdichtern muß das Ölmanagement System in Abhängigkeit zur Anwendung ausgelegt werden.
Z.B.: eine Verbundanlage für einen Supermarkt wird nicht wie die für ein Kühlhaus arbeiten.
Es ist sehr wichtig alle Betriebsparameter der Kälteanlage zu kennen um eine möglichst genaue Auslegung des Ölabscheiders zu kalkulieren.

Einige Grundsätze des Ölmanagementes sind nachfolgend beschrieben.

b-1 : Ölrückführung Saugleitung

Ein gemeinsamer Ölabscheider für alle Verdichter ist in der Drucksammelleitung des Verbundes montiert.
Die Ölrückführung wird in den Saugleitungskollektor geführt.

Das Öl im Saugsammelkollektor wird vom Kompressor angesaugt.
Die Druckunterschiede der Saugleitungen zwishcen den Kompressoren und dem Kollektor sind nicht exakt gleich.
Darum kann die Menge des angesaugten Öls unterschiedlich zu der ausgestoßenen Menge sein und zu unterschiedlichen Ölständen in den Kurbelgehäusen führen.
Einige Ölstände sind abnormal hoch oder niedrig und können zu Schäden, schlimmstenfalls zur kompletten Zerstörung des Verdichters führen.
Es ist möglich mittels einer Ausgleichsleitung zwischen den Kurbelgehäusen den Ölstand annähernd auf gleichem Niveau zu halten.
Diese Leitung muß groß genug ausgelegt sein um:

• Ein Aussaugen des Öls zwischen den Verdichtern zu verhindern
• Einen gleichmäßigen Ölstand zischen den Kurbelgehäusen zu gewährleisten
• Einen gleichmäßigen Druck zischen den Kurbelgehäusen zu gewährleisten.
  (Bitte beachten Sie die Hinweise der Verdichterhersteller)

b-2 : Ölrückführung zum Kurbelgehäuse

Um Unterschiede im Ölniveau zu vermeiden kann die Ölrückführung durch die Ausgleichsleitung direkt zu den Kompressoren gemacht werden.

 b-3: Zentrale Ölrückführung

Dies ist der meistgenutzte Anwendungsfall bei Verbundanlagen für:

• Systeme mit einer Vielzahl von Kühl- oder Gefrierräumen
• Große Distanzen zwischen Verdampfer und Kondensator.

Bei der Inbetriebnahme einer Anlage kann es notwendig vorhandene Ölsäcke und Ölausgleichsleitungen vorzubefüllen.
Eine ausreichende Ölmenge ist äußerst wichtig.
Die separierte Ölmenge fließt in einen Ölsammler.
Der Ölsammler ermöglicht einen ausreichenden Nachschub an Öl zu den Ölspiegelregulatoren zum Erhalt eines gleichmäßigen Ölniveaus in den Kurbelgehäusen. 

Ein Überdruck im Ölsammler gegenüber den Kurbelgehäusen sorgt für den Ölzufluß zu den Ölspiegelregulatoren.
Ein Differenzdruckventil sorgt für einen anhaltend gleichmäßigen Überdruck im Ölsammler, sowie dem Abführen von Überdruck in Richtung Saugsammelleitung.

b-4 : Ein Ölabscheider pro Verdichter

Der Ölabscheider wir normalerweise für die Gesamtleistung des Verbundes ausgelegt.
Wenn ein Verbund mehr wie 3 Verdichter hat, und nur 1 Verdichter arbeitet, kann die unterschiedliche Gasgeschwindigkeit die Effizienz des Ölabscheiders beeinträchtigen.
Dann ist es notwendig 1 Abscheider pro Verdichter zu verwenden.
Diese Installationsart ermöglicht einerseits eine unbegrenzte Anzahl von parallel montierten Verdichtern und andererseits die Möglichkeit alle auch vorher beschriebenen Arten von Installationen.
Die Verbindung Verdichter / Ölabscheider ist viel einfacher und die Effizienz optimal.
Die Ölrückführung der einzelnen Ölabscheider erfolgt entweder direkt zum zugeörigen Verdichter oder zum Ölsammler.

 

c : Hochdrucksystem

Diese Technologie verwendet Ölabscheider ohne Schwimmersystem.
Das abgeschiedene Öl wird im unteren Teil des Abscheiders gesammelt und bildet hier die Ölreserve.
Das Öl wir mittels elektronischer Ölspiegelregulatoren zum Kurbelgehäuse des Verdichters zurückgeführt.
Üblicherweise ist das Öl unter Hochdruck gesammelt und kann weder direkt noch mittels mechanischer Ölspiegelregulatoren zurückgeführt werden.
Mechanische Ölspiegelregulatoren können nicht in einem Hochdrucksystem verwandt werden, da Ihre Funktionsweise auf einem Gleichgewicht der einwirkenden Drücke auf das Schwimmersystem basiert.

Je nach Anlage kann es notwendig sein einen zusätzlichen Ölsammler zu verwenden.
Der Sammler ermöglicht die Bevorratung der benötigten Ölmenge zur Füllung evtl. vorhandener Ölsäcke und Ausgleichsleitungen.

Anmerkung

Egal welche Technologie genutzt wird, die Effizienz eines Ölabscheiders wird nie 100% erreichen.
Die Verwendung eines Ölabscheiders in einem Verbund entbindet den Techniker oder Installateur nicht von der Beachtung der allgemeinen technischen Vorschriften. (z.B.: Ölsäcke).
Bei der Auslegung eines Ölseparators bzw. der Komponenten für einen Ölkreislauf sind alle Parameter und evtl. Betriebszustände zu berücksichtigen.

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In der 4. Ausgabe der CARLYNEWS warden wir Ihnen die einzelnen Ölkomponenten, deren Besonderheiten und Arbeitsweise vorstellen.

Wenn Sie an diesem Artikel interessiert sind, und Fragen oder Anregungen haben, können Sie uns gerne unter info@carly-sa.com kontaktieren.

1) Öl im Kältekreislauf

a : Was ist die Funktion von Öl im Kältekreislauf ?

Dem Öl in einer Kälteanlage kommt eine Schlüsselfunktion zu weil es verantwortlich ist für:

• Die Schmierung der beweglichen Teile des Kompressors
• Reduzierung der Reibungshitze zwischen den beweglichen Teilen

• Luftdichtheit zwischen den einzelnen Kompressionsstufen eines Rotationskolbenkompressor.

b : Welche Konsequenzen hat Öl im Kältekreislauf?

Das Öl bleibt nicht alles im Kurbelgehäuse des Verdichters sondern ein Teil davon gelangt in den Kältekreislauf:

• Während des Anlaufens des Kompressors durch die Vermischung mit 
• Durch die Kolbenringe bei Kolbenkompressoren
• Durch den direkten Kontakt mit Kältemittel bei Rotationskolbenkompressoren.

Der Ölauswurf eines Kompressors zirkuliert mit dem Kältemittel und hat folgende Effekte:

• Reduktion des Ölstandes im Kurbelgehäuse was zu einem mechanischen Schaden führen kann
• Veränderung der Qualität, physikalische und thermodynamische Einschränkungen des Kältemittels
• Reduzierung der Wärmetauschereffizienz (Verdampfer wie Kondensatoren); Decrease in the efficiency of exchangers (evaporators and condensers); der Verlust kann z.B. bei Kondensatoren mit Lamellenpaketen bis zu 30% betragen
• Ölansammlungen in “Ölsaäcken” und Bereichen mit niedriger Strömungsgeschwindigkeit. Dieses Öl kann schlagartig mitgerissen werden was zu Flüssigkeitsschlägen auf Grund Ölstandsüberfüllung führen kann.
• Die dadurch entstehenden Kompressorschäden sind in der Regel irreversibel.

2) Was sind die verschiedenen Möglichkeiten der Ölabscheidung?

Um eine Rückführung des ausgeworfenen Öls in das Kurbelgehäuse zu gewährleisten ist es notwendig:

• Beachtung der Strömungsgeschwindigkeit in den Rohren um eine gleichmäßige Ölzirkulation zu. Besonders in Gasform ist die Mischbarkeit des Kältemittels mit Öl gering.

• Anwendung eines Ölabscheiders mit der Funktion einen Großteil des Öles abzuscheiden und zur Rückführung zum Kompressor zur Verfügung zu stellen.

Die 4 Haupttechnologien von Ölabscheidern für Kälteanlagen sind:

• Koaleszens: Trennung zweier vermischter Substanzen durch Filtration.
• Zentrifugation: diese Technik gebraucht die Zentrifugalkraft zum separieren von Kältemitteln mit verschiedenen Dichten.
• Geschwindigkeitsreduzierung: diese Technik ermöglicht den schwersten Molekularteilchen, bedingt durch ihre Trägheit, ihrer Flugbahn zu folgen, während die leichteren Teilchen sich im Ölabscheider verteilen.
• Richtungsänderung: diese Technik vereint mit der vorherigen verstärkt den Effekt der Tropfenabscheidung (schwere Teilchen) die im Gas (leichte Teilchen) vorhanden sind. Die Tröpfchen behalten ihre anfängliche Richtung während das Gas in richtung Auslass des Ölabscheiders strömt.

Die Hersteller von Ölabscheider nutzen eine oder mehrere Abscheidetechniken zur Erreichung eines hohen Abscheidegrades.

Koaleszens kann mittels metallischen Sieben oder Koaleszenseinsätzen erreicht werden. Diese (Einsätze) müssen regelmäßig ersetzt werden.

Zentrifugation kann durch Einsatz von Turbulatoren (Verwirbler), spiralförmigen Systemen oder speziellen Einsätzen im Abscheider erreicht werden. (Zyklone).

Das von CARLY Ölabscheidern benutzte und patentierte Abscheideverfahren hat den Vorteil der Vereinigung mehrerer Techniken:

• Filterung durch Metallbürsten 
• Zentrifugation durch Einsatz von Turbulatoren
• Geschwindigkeitsreduktion
• Richtungsänderung.

Die interne Bauweise der TURBOIL´s ermöglichen verschiedene Abscheidungsweisen und verhindern das Überfluten des Abscheiders. 

3) Zusammenfassung

Eine Optimierung des Ölmanagements ist unter Beachtung der nachfolgenden 3 Regeln möglich:

• Beachtung bei der Auslegung und Dimensionierung der Rohrleitungen damit durch ausreichende Strömungsgeschwindigkeit das Öl zurückgelangen kann
• Auswahl eines qualitativ hochwertigen Ölabscheiders der auf Grund seiner Bauweise verschiedene Abscheidetechnologien vereint
• Korrekte Auswahl der Größe des Abscheiders.

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 In der nächsten CARLYNEWS: 

• Die unterschiedlichen Konfigurationen von Ölsystemen
• Die Auswahl von Ölabscheidern.

 
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