El problema del retorno de aceite en los compresores de refrigeración siempre ha sido un tema candente en los sistemas de refrigeración. Hoy hablaré sobre el problema del retorno de aceite en los compresores de tornillo. En general, la razón del bajo retorno de aceite en estos compresores se debe principalmente a la mezcla de gases entre el aceite lubricante y el refrigerante durante su funcionamiento. Durante el funcionamiento del sistema de refrigeración, el refrigerante y el aceite lubricante son solubles entre sí, lo que provoca que el aceite lubricante se descargue en el condensador en forma de aerosol y gotas de gas junto con el refrigerante. Si el separador de aceite no es eficaz o el diseño del sistema es deficiente, se producirá una separación inadecuada y un retorno de aceite deficiente.
1. ¿Qué problemas surgirán debido a la baja rentabilidad del petróleo?
El deficiente retorno de aceite del compresor de tornillo provoca que una gran cantidad de aceite lubricante permanezca en la tubería del evaporador. Cuando la película de aceite aumenta, afecta directamente la refrigeración del sistema, lo que conlleva una acumulación cada vez mayor de aceite lubricante, creando un círculo vicioso que incrementa los costos operativos y reduce la fiabilidad del sistema. Generalmente, se permite que menos del 1 % del flujo de gas refrigerante circule en el sistema con una mezcla de aceite y aire.
2. Soluciones para un bajo retorno de petróleo:
Existen dos maneras de devolver el aceite al compresor: una es devolverlo al separador de aceite y la otra es devolverlo al tubo de retorno de aire.
El separador de aceite se instala en el tubo de escape del compresor y, por lo general, separa entre el 50 % y el 95 % del aceite de funcionamiento. El retorno de aceite es eficaz y rápido, lo que reduce considerablemente la cantidad de aceite que ingresa a la tubería del sistema, prolongando así el tiempo de funcionamiento sin retorno de aceite.
En sistemas de refrigeración para cámaras frigoríficas con tuberías particularmente largas, sistemas de fabricación de hielo inundados y equipos de liofilización con temperaturas muy bajas, es frecuente observar una ausencia total o mínima de retorno de aceite durante diez o incluso decenas de minutos tras el arranque. Un sistema defectuoso provocará la parada del compresor debido a la baja presión de aceite. La instalación de un separador de aceite de alta eficiencia en este sistema de refrigeración puede prolongar considerablemente el tiempo de funcionamiento del compresor sin retorno de aceite, permitiendo así que el compresor supere con seguridad la fase crítica de ausencia de retorno tras el arranque. El aceite lubricante que no se separa entrará en el sistema y circulará con el refrigerante por la tubería, generando una circulación de aceite.
Una vez que el aceite lubricante ingresa al evaporador, debido a la baja temperatura y solubilidad, parte de este se separa del refrigerante. Además, debido a la baja temperatura y la alta viscosidad, el aceite separado tiende a adherirse a la pared interna del tubo, dificultando su flujo. Cuanto menor sea la temperatura de evaporación, más difícil será el retorno del aceite. Por ello, es fundamental que el diseño y la construcción de las tuberías de evaporación y retorno faciliten dicho retorno. Generalmente, se utiliza un diseño de tubería descendente que garantiza una alta velocidad de flujo de aire. En sistemas de refrigeración con temperaturas particularmente bajas, además de la selección de separadores de aceite de alta eficiencia, se suelen añadir disolventes especiales para evitar que el aceite lubricante obstruya los tubos capilares y las válvulas de expansión, y para facilitar su retorno.
En aplicaciones prácticas, los problemas de retorno de aceite causados por un diseño inadecuado del evaporador y la tubería de retorno de gas son frecuentes. En los sistemas con R22 y R404A, el retorno de aceite del evaporador inundado es muy difícil, y el diseño de la tubería de retorno de aceite del sistema debe ser muy cuidadoso. Para este tipo de sistema, el uso de un separador de aceite de alta eficiencia puede reducir considerablemente la cantidad de aceite que ingresa a la tubería del sistema, prolongando así el tiempo durante el cual la tubería de retorno de gas no devuelve aceite después de la puesta en marcha de la máquina.
Cuando el compresor está más alto que el evaporador, es necesario un codo de retorno de aceite en la tubería de retorno vertical. La trampa de retorno de aceite debe ser lo más compacta posible para reducir el almacenamiento de aceite. El espaciado entre los codos de retorno de aceite debe ser el adecuado. Cuando el número de codos de retorno de aceite es elevado, se debe añadir aceite lubricante. También se debe tener cuidado en las líneas de retorno de los sistemas de carga variable. Cuando la carga disminuye, la velocidad de retorno del aire se reduce, y una velocidad demasiado baja no favorece el retorno del aceite. Para garantizar el retorno del aceite con carga baja, la tubería de succión vertical puede utilizar un elevador doble.
Además, el arranque frecuente del compresor no favorece el retorno del aceite. Debido a que el tiempo de funcionamiento continuo es muy corto, el compresor se detiene y no hay tiempo para que se forme un flujo de aire estable y de alta velocidad en la tubería de retorno, por lo que el aceite lubricante permanece en la tubería. Si el aceite de retorno es menor que el aceite de funcionamiento, el compresor se quedará sin aceite. Cuanto menor sea el tiempo de funcionamiento, más larga sea la tubería y más complejo el sistema, más evidente será el problema del retorno de aceite. Por lo tanto, en circunstancias normales, no se debe arrancar el compresor con frecuencia.
La falta de aceite provocará una grave deficiencia en la lubricación. La causa principal de la escasez de aceite no reside en la velocidad ni en la cantidad de funcionamiento del compresor de tornillo, sino en el deficiente retorno de aceite del sistema. La instalación de un separador de aceite permite un retorno rápido del mismo y prolonga el tiempo de funcionamiento del compresor sin necesidad de retorno. El diseño del evaporador y de la línea de retorno debe tener en cuenta el retorno de aceite. Medidas de mantenimiento como evitar arranques frecuentes, descongelar periódicamente, reponer el refrigerante a tiempo y sustituir las piezas de desgaste (como los cojinetes) también contribuyen al retorno de aceite.
Al diseñar un sistema de refrigeración, es indispensable investigar el problema del retorno de aceite. Solo considerando todos los aspectos se puede garantizar un sistema de refrigeración seguro y fiable.
Fecha de publicación: 21 de febrero de 2022
