تعالوا وتعرفوا على هذه المشكلات المتعلقة بعودة الزيت في ضواغط التبريد!

لطالما شكلت مشكلة عودة الزيت في ضواغط التبريد موضوعًا ساخنًا في أنظمة التبريد. سأتحدث اليوم عن مشكلة عودة الزيت في الضواغط اللولبية. بشكل عام، يعود السبب الرئيسي لضعف عودة الزيت في الضواغط اللولبية إلى ظاهرة اختلاط غازات زيت التشحيم والمبرد أثناء التشغيل. أثناء تشغيل نظام التبريد، يذوب كل من المبرد وزيت التشحيم، مما يؤدي إلى تسرب زيت التشحيم إلى المكثف على شكل رذاذ وقطرات غازية مع تشغيل الجهاز والمبرد. إذا لم يكن فاصل الزيت فعالًا أو كان تصميم النظام غير جيد، فسيؤدي ذلك إلى ضعف فصل الزيت وضعف عودة الزيت في النظام.

1. ما المشاكل التي ستحدث نتيجة لضعف عودة النفط؟

يؤدي ضعف عودة الزيت من ضاغط اللولب إلى تراكم كمية كبيرة من زيت التشحيم في أنبوب المبخر. وعندما يزداد سمك طبقة الزيت إلى حد معين، فإنه يؤثر بشكل مباشر على تبريد النظام، مما يؤدي إلى تراكم المزيد من زيت التشحيم فيه، وبالتالي حلقة مفرغة تزيد من تكاليف التشغيل وتقلل من موثوقيته. عمومًا، يُسمح بتدوير أقل من 1% من تدفق غاز التبريد في النظام مع خليط الزيت والهواء.

2. حلول لانخفاض عائدات النفط:

هناك طريقتان لإعادة الزيت إلى الضاغط، إحداهما هي إعادة الزيت إلى فاصل الزيت، والأخرى هي إعادة الزيت إلى أنبوب إعادة الهواء.

يُركّب فاصل الزيت على أنبوب عادم الضاغط، حيث يفصل عادةً ما بين 50% و95% من زيت التشغيل. يتميز هذا الفاصل بكفاءة عالية في إعادة الزيت وسرعة فائقة، مما يقلل بشكل كبير من كمية الزيت الداخلة إلى خط أنابيب النظام، وبالتالي يطيل مدة التشغيل دون الحاجة إلى إعادة الزيت.

في أنظمة التبريد الخاصة بمخازن التبريد ذات الأنابيب الطويلة، وأنظمة صنع الثلج المغمورة، ومعدات التجفيف بالتجميد ذات درجات الحرارة المنخفضة جدًا، من الشائع عدم عودة الزيت أو عودته بكميات ضئيلة جدًا لمدة عشر دقائق أو حتى عشرات الدقائق بعد بدء تشغيل الجهاز. يؤدي خلل النظام إلى توقف الضاغط عن العمل بسبب انخفاض ضغط الزيت. يمكن لتركيب فاصل زيت عالي الكفاءة في نظام التبريد هذا أن يطيل بشكل كبير مدة تشغيل الضاغط دون عودة الزيت، مما يسمح للضاغط بتجاوز مرحلة توقف عودة الزيت بعد بدء التشغيل بأمان. يدخل زيت التشحيم غير المفصول إلى النظام ويتدفق مع غاز التبريد في الأنبوب لتشكيل دورة زيتية.

بعد دخول زيت التشحيم إلى المبخر، ينفصل جزء منه عن المبرد بسبب انخفاض درجة الحرارة وقلة الذوبان. ومن جهة أخرى، ونظرًا لانخفاض درجة الحرارة وارتفاع اللزوجة، يسهل التصاق زيت التشحيم المنفصل بالجدار الداخلي للأنبوب، مما يعيق تدفقه. وكلما انخفضت درجة حرارة التبخر، زادت صعوبة إعادة الزيت. لذا، يجب أن يكون تصميم وبناء خطي التبخر والإرجاع مناسبين لإعادة الزيت. ويتمثل النهج الشائع في استخدام تصميم خط أنابيب تنازلي مع ضمان سرعة تدفق هواء عالية. أما في أنظمة التبريد ذات درجات الحرارة المنخفضة جدًا، فبالإضافة إلى اختيار فواصل زيت عالية الكفاءة، تُضاف عادةً مذيبات خاصة لمنع زيت التشحيم من انسداد الأنابيب الشعرية وصمامات التمدد، ولتسهيل إعادة الزيت.

في التطبيقات العملية، تُعدّ مشاكل عودة الزيت الناتجة عن التصميم غير السليم للمبخر وخط أنابيب عودة الغاز شائعة. في أنظمة R22 وR404A، تُعتبر عودة الزيت من المبخر المغمور بالغة الصعوبة، لذا يجب توخي الحذر الشديد في تصميم خط أنابيب عودة الزيت. في مثل هذه الأنظمة، يُمكن استخدام نظام فصل زيت عالي الكفاءة لتقليل كمية الزيت الداخلة إلى خط الأنابيب بشكل كبير، مما يُطيل بشكل فعّال الفترة التي لا يعود فيها الزيت من خط أنابيب عودة الغاز بعد بدء تشغيل الجهاز.

عندما يكون الضاغط أعلى من المبخر، يصبح من الضروري وجود انحناءة لعودة الزيت على أنبوب الإرجاع الرأسي. يجب أن يكون مصيدة عودة الزيت صغيرة قدر الإمكان لتقليل تراكم الزيت. ينبغي أن تكون المسافة بين انحناءات عودة الزيت مناسبة. عند وجود عدد كبير من انحناءات عودة الزيت، يُنصح بإضافة بعض زيت التشحيم. يجب توخي الحذر أيضًا في خطوط الإرجاع لأنظمة الأحمال المتغيرة. عند انخفاض الحمل، تنخفض سرعة عودة الهواء، وإذا كانت السرعة منخفضة جدًا، فهذا لا يُساعد على عودة الزيت. لضمان عودة الزيت عند الأحمال المنخفضة، يمكن استخدام أنبوب رأسي مزدوج في أنبوب السحب الرأسي.

علاوة على ذلك، فإن التشغيل المتكرر للضاغط لا يُساعد على عودة الزيت. فنظرًا لقصر مدة التشغيل المتواصل، يتوقف الضاغط، ولا يتوفر الوقت الكافي لتكوين تدفق هواء مستقر وعالي السرعة في أنبوب العودة، مما يؤدي إلى بقاء زيت التشحيم في الأنبوب. وإذا كانت كمية الزيت العائد أقل من كمية الزيت المُستخدمة أثناء التشغيل، فسيعاني الضاغط من نقص الزيت. وكلما قصرت مدة التشغيل، وزاد طول الأنبوب، وازداد تعقيد النظام، تفاقمت مشكلة عودة الزيت. لذا، يُنصح بعدم تشغيل الضاغط بشكل متكرر في الظروف العادية.

يؤدي نقص الزيت إلى نقص حاد في التزييت. والسبب الرئيسي لنقص الزيت ليس كمية الزيت أو سرعة تشغيل الضاغط اللولبي، بل ضعف نظام إعادة الزيت. يمكن تركيب فاصل زيت لإعادة الزيت بسرعة وإطالة عمر تشغيل الضاغط الذي لا يحتاج إلى إعادة زيت. يجب مراعاة إعادة الزيت عند تصميم المبخر وخط الإرجاع. كما تساعد إجراءات الصيانة، مثل تجنب التشغيل المتكرر، وإزالة الصقيع بانتظام، وتجديد غاز التبريد في الوقت المناسب، واستبدال الأجزاء المستهلكة (مثل المحامل) في الوقت المناسب، على إعادة الزيت.

عند تصميم نظام تبريد، يُعدّ البحث في مشكلة إعادة الزيت أمرًا لا غنى عنه. فمن خلال مراعاة جميع الجوانب فقط، يمكن ضمان نظام تبريد آمن وموثوق.