Öle und deren Einfluss auf die Ausführung der Anlage
Bedingt durch die hohen Druckgastemperaturen gelten besondere Anforderungen an die thermische Stabilität des Öls. BITZER verwendet speziell für den Einsatz mit R717 optimierte Öle.
Gefahr chemischer Zersetzung des Öls!
Nur die von Bitzer zugelassenen Öle verwenden!
Betrieb mit gleichwertigen Mineralölen oder Polyalphaolefin (PAO)-Ölen ist nur nach individueller Abstimmung mit Bitzer und auf eigenes Risiko möglich!
Die für synthetische Kältemittel entwickelten Polyolesteröle sind nicht für den Einsatz mit R717 geeignet!
Die hohe Löslichkeit von R717 in vielen Ölen führt zu hoher Kältemitteleinlagerung (durch Nassbetrieb oder unzureichender Öltemperatur), starker Ausgasung und dadurch starkem Verschleiß an Lagerstellen und Gleitringdichtungen.
Nur die von BITZER zugelassenen Öle verwenden!
Anlagen mit überflutetem Verdampfer
In Ammoniakanlagen mit überflutetem Verdampfer werden Mineralöl, Polyalphaolefin (PAO) und Alkylbenzol eingesetzt:
- Vorteile:
- Diese Öle haben praktisch keine Löslichkeit mit R717.
- Ölverdünnung durch Kältemittelanreicherung ist ausgeschlossen.
- Gute Bedingungen für die Ölabscheidung, daher geringe Ölabwanderung.
- Die niedrige Dichte von R717 begünstigt den Öltransport in der Anlage. Das Öl setzt sich unter dem flüssigen R717 an der niedrigsten Stelle der Flüssigkeitsbehälter ab und kann beispielsweise im überfluteten Verdampfer bzw. Flüssigkeitsabscheider unten abgezogen werden. Je nach Anlage ist eine Wiederaufbereitung und/oder automatische Rückführung in den Verdichter möglich. Es erfolgt jedoch keine Rückführung mit dem Sauggasstrom zum Verdichter!
Anlagen mit "trockenen" und teilüberfluteten Verdampfern
In Ammoniakanlagen mit "trockenen" und teilüberfluteten Verdampfern wird zunehmend in R717 lösliches Polyalkylenglykolöl eingesetzt:
- Vorteile:
- Dieses Öl hat eine gute Löslichkeit mit R717.
- Günstiger Viskositätsverlauf und besonders niedriger Dampfdruck → niedriger Ölwurf und gute Ölrückführung.
- Gute Fließfähigkeit im Verdampfer wirkt sich positiv auf die Wärmeübertragung und die automatische Ölrückführung aus.
- Nachteile:
Polyalkylenglykolöl ist stark hygroskopisch.
Ein hoher Wassergehalt in R717-Anlagen bedingt eine verminderte Schutzwirkung und führt im Verdichter zu erheblicher Korrosion, Beeinträchtigung der Schmierfähigkeit und Minderung der thermischen und chemischen Stabilität des Öls.
Hohen Feuchtigkeitsanteil in der Anlage und im Kältemittel unbedingt vermeiden!
R717 mit max. 400 ppm Wassergehalt verwenden!
Für "trockene" oder teilüberflutete Verdampfer eignen sich aber auch unlösliche Öle. Bedingt durch die hohe Druckgastemperatur und geringe Flüssigkeitsdichte von R717 ist der Öltransport auf der Hochdruckseite unproblematisch. Besondere Anforderungen gelten allerdings für die Ölrückführung aus dem Verdampfer.
Folgende Ausführungskriterien berücksichtigen:
- Trockene Verdampfer:
- Expansionsventil mit besonders stabilem Regelverhalten einsetzen!
- Optimierte Einspritzverteilung und Rohrlänge verwenden!
- Genügend hohe Sauggasgeschwindigkeit und -Turbulenz – ggf. Mehrkreiskühler bei Leistungsregelung einsetzen.
- Öl mit günstigem Viskositätsverlauf für den betreffenden Anwendungsbereich verwenden.
- Teilüberflutete Verdampfer:
- Hochwertiges Einspritzsystem installieren.
- Bei Bedarf nachgeschalteten Flüssigkeitsabscheider einbauen.
- Separate Ölrückführung aus dem unteren Flüssigkeitsniveau des Verdampfers oder Flüssigkeitsabscheiders realisieren, kombiniert mit Ölaustreiber (Wärmeübertrager) → Rückspeisung des Öls in den Sauggasstrom unmittelbar am Schraubenverdichter bzw. ins Kurbelgehäuse bei Hubkolbenverdichtern!
- Öl mit Stockpunkt unterhalb der niedrigsten Verdampfungstemperatur verwenden!
Im weiteren Verlauf des Dokuments werden nur noch Beispiele und Anwendungen mit in R717 unlöslichen Ölen beschrieben.