In questo periodo di grande dinamismo per il forte cambiamento in essere, che deve portare ad una decisa riduzione del GWP, si affacciano alla nostra attenzione problematiche fondamentali di compatibilita' degli oli con i refrigeranti. E non solo.

Le macchine frigorifere hanno prestazioni che dipendono fortemente dall'oilo raccomandato dai costruttori dei compressori, e, naturalmente, dal refrigerante. Il connubio, realizzato in fase di progettazione, tra compressore, refrigerante ed olio, determina le prestazioni (quindi l'adeguata lubrificazione) e la tenuta del circuito frigorifero.

Di solito, il costruttore del compressore raccomanda un olio testato e autorizzato secondo norme quali la DIN 51503 "Requisiti minimi degli oli per compressori frigoriferi".

Da qualche anno vediamo sempre piu' frequentemente svolgersi attivita' di retrofit che, in qualche caso, determinano problematiche che possono finire anche in Tribunale. Ecco quindi che abbiamo ritenuto di presentare alcune questioni che possono essere di aiuto spicciolo.

Nel retrofit, la verifica della compatibilita' degli oli e' una delle attivita' fondamentali per evitare problemi. Il caricamento di un olio non corretto puo' portare a rotture dell'impianto con le inevitabili conseguenze con il Cliente. Situazioni che richiedono attenzione sono sicuramente quelle che comportano il passaggio da un tipo di refrigerante (ad esempio, HCFC, R22), ad un altro (HFC, come R422D, sino a qualche tempo fa, o R427A). Qui puo' capitare di avere da parte del produttore di oli o da parte del costruttore di compressori suggerimenti contrastanti. In questi casi si consiglia di raccogliere informazioni da entrrambe le parti e decidere sulla base delle reali caratteristiche dei prodotti.

I problemi piu' frequenti che si possono presentare a causa della lubrificazione fanno riferimento principalmente a:

• stabilita' dell'olio sotto l'influenza del refrigerante nel funzionamento dell'impianto (diagrammi di miscibilita', temperatura/concentrazione);
• ritorno dell'olio attraverso il circuito frigorifero fino al compressore (analisi del circuito);
• assottigliamento dell'olio per trascinamento da parte del refrigerante (verifica velocita' del refrigerante).

In prima battuta sara' utile analizzare il rapporto tra refrigerante ed olio. Poi si potra' cercare di risolvere i problemi.

Intanto, classifichiamo gli oli sulla base della loro composizione chimica. Le principali famiglie sono:

• oli minerali
• oli sintetici alchil-benzenici (AB)
• oli sintetici POE (poliestere)
• oli PAO (poli alfa olefinici)
• oli PAG (poli alcheni glicolici)

e sono tipicamente associati a specifiche famiglie di refrigeranti (ogni famiglia di olio puo' esser costituito da diverse tipologie a seconda del refrigerante).

Esistono 4 grandi famiglie di incidenti che permettono di classificare e identificare i deterioramenti constatati su un compressore, tenendo a mente che questi possono a loro volta risultare da altri incidenti:

• Presenza di contaminanti nel circuito frigorifero.
• Surriscaldamento compressore.
• Rottura meccniche per colpo d'olio.
• Incidenti elettrici.

Le aziende che si occupano di riparazione e rigenerazione compressori stimano dal 70% al 75% i danni derivati da problemi di lubrificazione.

I problemi di lubrificazione si manifestano come mancanza di olio, una temperatura dell’olio eccessiva, una diminuzione della viscosità, o la migrazione di fluido refrigerante nell’olio.

Dato che l’olio è indispensabile per il corretto ingrassaggio e raffreddamento dei pezzi in movimento del compressore, è necessario che il suo livello nel carter resti quanto piu' possibile invariato. Un abbassamento o un suo mancato ritorno al compressore potrà comportare un surriscaldamento dei suoi componenti e quindi il loro deterioramento.

Anche la perdita di refrigerante dovuta ad una rottura puo' determinare problemi. Infatti una minor quantita' di refrigerante porta ad una riduzione del carico meccanico, che provocherà un surriscaldamento del compressore e la diminuzione della viscosità dell’olio; questo determina una rottura del film di olio che assicura la lubrificazione dei pezzi in movimento.

Altre problematiche possono essere deerminate da fenomeni legati alla migrazione del fluido refrigerante nell’olio che, tornando al compressore in fase liquida, pulisce e asciuga le parti in movimento del compressore che dovrebbero restare grasse.  

Approfondiamo le famiglie di guasti di cui abbiamo parlato piu' nel dettaglio.

Presenza di contaminanti: il vapore acqueo è il nemico N°1 del circuito frigorifero. Provoca una contaminazione diretta attraverso la formazione di fanghi e ossidi. L’acqua scompone il fluido refrigerante per reazione chimica, con la formazione di acidità che indebolisce rapidamente l’isolante dello statore. Con elevate temperature di mandata, la reazione tra gli ossidi dell’olio e il fluido refrigerante provocherà una ramatura. Con il vapore acqueo, si creerà la formazione di un tappo di ghiaccio sui filtri di aspirazione del compressore. Può anche esserci una contaminazione attraverso l’aria o le impurità che avrà ripercussioni negative ma meno rapide del vapore acqueo.

Surriscaldamento: i problemi di eccessivo riscaldamento del compressore provengono, come accennato, generalmente da una bassa portata di massa all’aspirazione del compressore. Questo può derivare da un surriscaldamento anomalo all’aspirazione, o da una mancanza di carico del fluido refrigerante ma anche da un tasso di compressione molto importante o da un funzionamento prolungato per più del 50% in riduzione di potenza della capacità del compressore. In caso di riscaldamento eccessivo, il potere lubrificante dell’olio sarà fortemente alterato con il rischio di grippatura delle bielle e degli anelli del cuscinetto.

Colpi di liquido o di olio: provengono principalmente da un malfunzionamento dei riduttori di pressione. I colpi di olio possono essere conseguenti a un funzionamento prolungato a potenza ridotta di oltre il 50% della capacità del compressore. Dato che la velocità dei gas aspirati non è sufficiente, l’olio resterà "incastrato" nell’evaporatore per tornare bruscamente non appena il compressore ripartirà al 100%. Si verifica allora una rottura che potrà essere improvvisa, a livello di guarnizioni dei cilindri, valvole di aspirazione e/o mandata, rottura di bielle e di pistoni, ecc…

Incidenti elettrici: l’esame dello statore permetterà di individuare l’origine del deterioramento. Si può tradurre in perforazioni localizzate, difetti di alimentazione su un motore trifase per esempio, bruciatura totale della bobina all’avvio del compressore, riscaldamento dello statore in seguito a una mancanza di carico o cortocircuiti per attrito del rotore sullo statore, comportando un riscaldamento localizzato.

Insomma, stante tutti i possibili guasti e problemi che l'errata scelta dell'olio puo' comportare, una accuarata valutazione preventiva e' degna di attenzione, al fine di non ritrovarsi a gestire una grana con un cliente insoddisfatto del blocco del suo impianto....

CSIM offre servizi di valutazione tecnica pre e post intervento di retrofit e Consulenza Tecnica di Parte (CTP) per eventuali disfide in sede giudiziaria (Contatti).

La Redazione