Publié par Les compresseurs sont des composants très sensibles qui doivent être lubrifiés de façon appropriée afin d’assurer une longue durée de vie. Le lubrifiant ne doit pas seulement être capable de lubrifier toutes les pièces à l’intérieur du compresseur, mais également le fluide frigorigène avec lequel il est en contact (dans le cas des compresseurs de réfrigération et de climatisation). Certains lubrifiants fonctionnent mieux avec certains réfrigérants, ce qui doit être équilibré avec les besoins du compresseur afin de sélectionner l’huile de base et les propriétés additif appropriées. En comprenant comment les lubrifiants s’écoulent avec les réfrigérants, ainsi que les exigences du lubrifiant, vous pouvez vous assurer que vos compresseurs fonctionneront aussi efficacement et efficacement que possible.
La fonction d’un compresseur est assez simple.
Un gaz entre dans le compresseur à basse pression, où il est comprimé, puis se laisse à une pression plus élevée. Il existe plusieurs sous-produits à cette compression, la plus courante étant la chaleur et l’humidité. Ces sous-produits sont très préjudiciables non seulement à la santé de la machine mais aussi à la santé du lubrifiant.
Bien que les compresseurs puissent être utilisés dans un certain nombre d’applications différentes, cet article se concentrera principalement sur les compresseurs dans les systèmes de réfrigération ou de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVCA). Dans ces applications, le système de réfrigérant est généralement scellé et en boucle fermée. La majorité de ces systèmes nécessitent que la boucle soit aspirée avant d’être chargée avec un réfrigérant. En tirant ces lignes dans un vide profond, l’humidité à l’intérieur des lignes est bouillie et enlevée, en maintenant le système aussi sec que possible. Cela permet de réduire la quantité d’eau produite à la suite du processus de compression.
Types de compresseurs
Comme pour la plupart des machines, les compresseurs viennent dans une variété de types basés sur l’application. Généralement, le réfrigérant ou le volume de refroidissement requis déterminera le type de compresseur nécessaire. Il existe trois principaux types de compresseurs utilisés avec les réfrigérants: alternatifs, rotatifs et centrifuges.
Les compresseurs alternatifs fonctionnent de la même manière qu’un moteur de voiture. Un piston se glisse en va-et-vient dans un cylindre, qui attire et comprime le fluide frigorigène à basse pression, l’envoyant en aval à une pression plus élevée. Souvent, les compresseurs alternatifs sont des systèmes à plusieurs étages, ce qui signifie que la décharge d’un cylindre conduira dans le côté d’entrée du cylindre suivant. Cela permet une plus grande compression qu’un seul étage. Ces compresseurs ont de nombreuses pièces lubrifiées, telles que des cylindres, des soupapes et des paliers.
Les compresseurs rotatifs utilisent normalement un ensemble de vis ou d’ailettes pour aspirer le gaz et le comprimer dans la chambre de compression. Cela pourrait être comparé à la fonction d’une pompe à palettes. Comme les compresseurs alternatifs, ces systèmes possèdent une variété de composants lubrifiés, y compris les engrenages, les paliers, les soupapes, etc.
Les compresseurs centrifuges utilisent le mouvement de rotation du variateur pour faire tourner une série de roues, ce qui assurera l’action de compression. Ces systèmes tournent souvent à plusieurs milliers de tours par minute. Le lubrifiant doit être suffisamment mince pour se lubrifier correctement à ces vitesses, mais aussi assez épais pour supporter la chaleur et la contamination du frigorigène qui peuvent survenir.
Avec tous ces systèmes de compresseurs, l’huile de base, les additifs et la qualité de viscosité du lubrifiant doivent être soigneusement sélectionnés. La compatibilité avec le fluide frigorigène comprimé est peut-être le facteur le plus important dans le choix d’une huile de base, car tous les lubrifiants ne peuvent pas gérer ce type de contamination. Le paquet d’additifs doit généralement avoir des propriétés anti-usure ainsi que la démultiplication en cas de contamination par l’humidité. La viscosité est variable en fonction de la charge, de la vitesse et de la température à laquelle le compresseur fonctionnera.
Comprendre la réfrigération.
La réfrigération a révolutionné de nombreuses industries. Presque chaque usine utilise une sorte de réfrigération, qu’il s’agisse d’aider à éliminer la chaleur ou tout simplement pour le confort des employés. La façon dont fonctionne le cycle de refroidissement est assez simple. Cela implique la loi idéale sur le gaz et la façon dont les gaz subissent une variation de température lorsqu’ils sont soumis à un changement de pression. Le compresseur agit comme une pompe pour faire circuler le fluide frigorigène. Le réfrigérant quitte le compresseur en tant que gaz à haute pression et se déplace dans un condenseur. Ici, le gaz est condensé dans un liquide qui s’écoulera à travers un tuyau jusqu’à ce qu’il atteigne un dispositif de mesure. Ce dispositif de mesure est souvent désigné sous le nom de détendeur, de piston ou d’orifice. Fondamentalement, il pénètre dans l’ouverture de la ligne et provoque une forte chute de pression sur le côté arrière. Au fur et à mesure que la pression diminue, la température du fluide frigorigène aussi.
Immédiatement après que le dispositif de mesure est l’évaporateur. C’est là que se produit le transfert de chaleur. L’air passant par l’évaporateur est plus chaud que prévu. La chaleur dans l’air est absorbée par le fluide frigorigène dans l’évaporateur et ensuite transportée vers le condenseur où elle est enlevée. Le compresseur cause ce mouvement.
Peut-être que vous avez entendu l’expression que les climatiseurs ou les réfrigérateurs ne refroidissent pas, mais déplacent la chaleur. C’est exactement ce que fonctionne le cycle. La chaleur est déplacée d’une zone où elle n’est pas souhaitée dans une zone où elle peut être diffusée. Vous pouvez expérimenter cet effet lors d’une journée chaude d’été en vous promenant dans votre climatiseur extérieur (le condenseur). L’air sortant du dessus du condenseur sera plus chaud que l’air ambiant.
Types de réfrigérants
Les fluides frigorigènes doivent pouvoir absorber et transférer la chaleur. Il existe plusieurs types de réfrigérants, qui sont sélectionnés en fonction de la température souhaitée. Les fluides frigorigènes doivent être en mesure de changer facilement les états d’un liquide à un gaz. Ce changement d’état est ce qui permet la chute brusque de la température après avoir traversé le dispositif de mesure. En fonction du fluide frigorigène utilisé, vous pouvez obtenir une réfrigération à très basse température ou simplement une capacité de refroidissement de base.
Peut-être les types de réfrigérants les plus importants sont les séries à base d’hydrocarbures. Ceux-ci sont semblables à ce que vous achetez pour votre maison ou votre voiture. Ils sont souvent désignés par des noms tels que R-22, R-134a, etc. L’ammoniac est un autre fluide frigorigène commun utilisé principalement dans les installations industrielles. Il fonctionne bien et peut atteindre de basses températures pour le refroidissement ou le gel. Tout à fait indiqué, il existe des dizaines de réfrigérants différents composés de chlorofluorocarbures (CFC), de CFC contenant de l’hydrogène (HCFC) et de composés du fluor et de l’hydrogène fluoré (HFC), ainsi que des combinaisons de chacun.
Lubrifiants pour compresseurs
Les lubrifiants remplissent plusieurs fonctions dans un système de compresseur. Bien sûr, ils doivent pouvoir lubrifier la machine. Dans certains systèmes, le lubrifiant est nécessaire pour agir comme un fluide de refroidissement ainsi qu’un scellant. C’est pourquoi il est important de choisir le lubrifiant approprié pour votre compresseur. En cas de doute, vérifiez auprès du fabricant l’huile correcte pour le système.
Les lubrifiants pour compresseurs sont souvent un mélange spécialisé d’additifs et d’huiles de base afin de fournir les propriétés lubrifiantes nécessaires tout en étant toujours compatibles avec le fluide frigorigène. Toute incompatibilité de l’huile de base et du réfrigérant pourrait avoir des résultats désastreux pour l’équipement.
La majorité des lubrifiants pour compresseurs sont synthétiques. Cela leur permet d’avoir une durée de vie plus longue et de mieux gérer les rigueurs du système que les fluides minéraux. La plupart des climatiseurs domestiques utilisent maintenant un réfrigérant mélangé connu sous le nom de R-410a. Une huile de base de polyolsters (POE) est utilisée pour aider à lubrifier le système, mais cette huile peut également se séparer du fluide frigorigène.
Bien que la compatibilité entre le fluide frigorigène et le lubrifiant soit peut-être le problème le plus pressant en termes de lubrification, il en existe bien d’autres. Par exemple, la contamination par l’humidité peut être très préjudiciable à certaines huiles de base synthétiques qui sont hydrolytiquement instables. L’humidité réagit avec l’huile de base pour former des acides, modifie la viscosité et altère les propriétés lubrifiantes de l’huile. Cela peut entraîner une panne prématurée du compresseur ainsi qu’un refroidissement inadéquat du système.
Les problèmes de lubrifiant sont fréquents dans tout système. Une façon d’éviter d’avoir des problèmes avec les gaz comprimés consiste à enlever simplement le lubrifiant de l’équation. Ceci est fréquent, les compresseurs «secs» étant de plus en plus utilisés. « Dry » désigne le manque d’huile dans la chambre de compression. Si le lubrifiant n’est pas dans la chambre de compression, il est beaucoup moins susceptible de se mélanger avec le fluide frigorigène et de causer des problèmes. Cependant, dans les compresseurs humides ou inondés, l’huile est présente dans la chambre de compression et se mélange intimement avec le réfrigérant. Dans ces systèmes, la compatibilité du lubrifiant avec le réfrigérant est primordiale.
L’histoire de la réfrigération
Le processus de réfrigération remonte au milieu des années 1700 lorsque des expériences ont été menées sur la façon dont la glace pourrait être produite. La technologie a été perfectionnée dans les années 1800, et la réfrigération moderne est née. Cela a permis de refroidir ou de congeler des liquides et des aliments, ce qui leur a permis de conserver plus longtemps. Avec une certaine adaptation, ces petits systèmes de réfrigération pourraient être utilisés pour refroidir les chambres dans les hôpitaux et les maisons pour aider les malades à être plus à l’aise. Cela a également eu un impact énorme sur les entreprises de restauration et de boissons, qui avaient déjà compté sur des tonnes de glace pour fournir la même fonction de refroidissement.
Beaucoup de grands compresseurs utilisent un système de lubrification forcée, qui comporte un réservoir d’huile, une tuyauterie et une pompe. La pompe force l’huile à travers la canalisation et dans le compresseur où elle se lubrifie et refroidit, puis retourne dans le réservoir. Ces systèmes vous permettent de filtrer, refroidir et séparer les gaz et l’eau de l’huile pendant le service.
Les compresseurs plus petits sont généralement des systèmes de lubrification statiques dans lesquels le compresseur maintient l’huile et le système est totalement scellé. Pourvu qu’il soit nettoyé et scellé avant d’être mis en service, ce type de système a une faible probabilité de défaillance de lubrifiant. Le plus souvent, ces systèmes fonctionneront pendant des années sans avoir besoin d’un changement d’huile. L’huile se trouve dans le compresseur pour le lubrifier, mais une partie de l’huile s’écoulera à travers les conduites de réfrigérant. Dans certains cas, un piège à huile ou un knock-out doit être utilisé pour empêcher l’huile de colmatage des lignes et de réduire la capacité de refroidissement du système.
Échantillonnage d’huile
Dans les installations industrielles, les systèmes de compresseurs sont parmi les machines les plus critiques. Par conséquent, il est important d’obtenir périodiquement des échantillons d’huile pour vérifier la santé du lubrifiant et de la machine. Parmi les tests d’analyse d’huile effectués sur ces fluides, on peut citer l’analyse élémentaire, l’analyse de viscosité et l’analyse des débris d’usure. La viscosité doit être surveillée car la dilution du réfrigérant peut entraîner une diminution de la viscosité et une augmentation de l’usure de la machine.
Dans certains cas, les échantillons d’huile doivent être dégazés avant d’être expédiés au laboratoire ou analysés. Puisque le gaz se dilate avec la température, il peut entraîner une augmentation de pression dans la bouteille, provoquer une fuite ou l’irrégularité lors de l’ouverture de la bouteille. Alors que les bouchons de soulagement de pression peuvent être utilisés avec ces bouteilles, rappelez-vous que chaque fois que vous ouvrez la bouteille, vous l’exposez à la contamination, ce qui peut affecter vos résultats de comptage de particules.
Avec un soin et une attention appropriés, les compresseurs de vos systèmes de réfrigération peuvent fournir des années de service sans problème. Lors de la modification de l’huile dans ces systèmes, gardez à l’esprit qu’il doit être compatible avec le fluide frigorigène et le fluide précédemment utilisé dans le système. Enfin, essayez de garder chaque compresseur scellé, propre, frais et sec. Si vous êtes en mesure d’atteindre cet objectif, vous resterez silencieux même si la température à l’extérieur devient chaude.
67% des professionnels de la lubrification disent que les échantillons d’huile sont prélevés périodiquement sur les compresseurs de leur usine, selon un sondage récent chez MachineryLubrication.com
Wes Cash, Noria Corporation
Wes Cash
Wes Cash est le directeur des services techniques de Noria Corporation. Il sert de consultant technique senior pour les projets de développement de lubrification et en tant que moniteur principal pour …Read More
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