압축기는 고속으로 작동하는 복잡한 기계입니다. 압축기 크랭크축, 베어링, 커넥팅 로드, 피스톤 및 기타 움직이는 부품에 충분한 윤활유를 공급하는 것은 기계의 정상적인 작동을 유지하는 데 필수적인 요소입니다. 이러한 이유로 압축기 제조업체는 특정 등급의 윤활유 사용을 권장하고, 윤활유의 양과 색깔을 정기적으로 점검하도록 요구합니다. 그러나 냉동 시스템의 설계, 시공 및 유지 관리 소홀로 인해 압축기 내 윤활유 부족, 윤활유의 코킹 및 열화, 액체 회수 희석, 냉매 플러싱, 저급 윤활유 사용 등의 문제가 흔히 발생합니다.
1. 윤활 부족
마모의 직접적인 원인은 윤활 부족입니다. 오일 부족은 확실히 윤활 부족을 초래하지만, 윤활 부족이 반드시 오일 부족으로 인해 발생하는 것은 아닙니다.
윤활 부족의 원인은 다음과 같은 세 가지가 있을 수 있습니다.
윤활유가 베어링 표면에 도달하지 못합니다.
윤활유가 베어링 표면에 도달했지만 점도가 너무 낮아 충분한 두께의 유막을 형성하지 못하고 있습니다.
윤활유가 베어링 표면에 도달했더라도 과열로 인해 분해되어 윤활 기능을 제대로 수행하지 못합니다.
발생 가능한 부작용: 오일 흡입망 또는 오일 공급 파이프라인 막힘, 오일 펌프 고장 등은 윤활유 공급에 영향을 미쳐 오일 펌프에서 멀리 떨어진 마찰면에 윤활유가 도달하지 못하게 합니다. 오일 흡입망과 오일 펌프 자체는 정상이지만 베어링 마모, 과도한 간극 등으로 인해 오일 누출 및 오일 압력 저하가 발생하면 오일 펌프에서 멀리 떨어진 마찰면에 윤활유가 공급되지 않아 마모 및 긁힘이 발생할 수 있습니다.
압축기 시동 단계를 포함한 여러 가지 이유로 윤활유가 없는 마찰면의 온도가 급격히 상승하고, 175°C를 초과하면 윤활유가 분해되기 시작합니다. "윤활 부족-마찰면 고온-윤활유 분해"는 전형적인 악순환이며, 커넥팅 로드 샤프트 잠김이나 피스톤 걸림과 같은 많은 악순환 사고가 이와 관련되어 있습니다. 밸브 플레이트를 교체할 때는 피스톤 핀의 마모 상태도 점검하십시오.
2. 석유 부족
오일 부족은 압축기 고장 중 가장 쉽게 발견할 수 있는 증상 중 하나입니다. 압축기에 오일이 부족하면 크랭크케이스에 윤활유가 거의 없거나 전혀 없게 됩니다.
압축기에서 배출된 윤활유는 다시 돌아오지 않습니다. 윤활유가 돌아오지 않으면 압축기는 오일 부족 상태가 됩니다.
컴프레서에서 오일을 회수하는 방법에는 두 가지가 있습니다.
하나는 오일 분리기의 리턴 오일입니다.
다른 하나는 오일 회수 파이프입니다.
오일 분리기는 압축기 배기 배관에 설치되며, 일반적으로 50~95%의 오일을 분리할 수 있습니다. 오일 회수 효과가 우수하고 분리 속도가 빠르기 때문에 시스템 배관으로 유입되는 오일량을 크게 줄여 오일 회수 없이 운전할 수 있는 시간을 효과적으로 연장시켜 줍니다. 특히 배관 길이가 긴 냉동 창고 시스템, 침수식 제빙 시스템, 극저온 동결 건조 장비의 경우, 고효율 오일 분리기를 설치하면 압축기의 오일 회수 없이 운전할 수 있는 시간을 크게 늘려 압축기가 시동 후 오일 회수 위기 단계를 안전하게 통과할 수 있도록 합니다.
분리되지 않은 윤활유는 시스템으로 유입되어 배관을 통해 냉매와 함께 흐르면서 오일 순환을 형성하게 됩니다.
윤활유가 증발기로 들어간 후:
한편, 낮은 온도와 낮은 용해도 때문에 윤활유의 일부가 냉매와 분리됩니다.
반면, 온도가 낮고 점도가 높으면 분리된 윤활유가 파이프 내벽에 쉽게 달라붙어 흐름이 원활하지 못하게 됩니다.
증발 온도가 낮을수록 오일 회수가 어려워집니다. 따라서 증발 배관과 회수 배관의 설계 및 시공은 오일 회수에 유리하도록 해야 합니다. 일반적으로는 하강형 배관 설계를 채택하고 높은 공기 유속을 확보합니다. -85°C 및 -150°C의 의료용 극저온 보관함과 같은 극저온 냉동 시스템의 경우, 고효율 오일 분리기를 사용하는 것 외에도 윤활유가 모세관 및 팽창 밸브를 막는 것을 방지하고 오일 회수를 돕기 위해 특수 용제를 첨가하는 것이 일반적입니다.
실제 적용 사례에서 증발기 및 리턴 공기 라인의 부적절한 설계로 인한 오일 리턴 문제는 드물지 않습니다. R22 및 R404A 시스템의 경우, 침수형 증발기의 오일 리턴은 매우 어렵기 때문에 시스템 오일 리턴 배관 설계에 각별한 주의를 기울여야 합니다. 고효율 오일 분리 장치를 사용하면 시스템 배관으로 유입되는 오일의 양을 크게 줄일 수 있으며, 시동 후 리턴 공기 배관에서 오일 리턴이 발생하지 않는 시간을 효과적으로 연장할 수 있습니다.
압축기가 증발기보다 높은 위치에 있는 경우, 수직 리턴 라인에 리턴 오일 트랩이 필요합니다. 저부하 시 오일 리턴을 보장하기 위해 수직 흡입 배관에 이중 스탠드파이프를 적용할 수 있습니다.
압축기를 자주 가동하는 것은 오일 회수에 좋지 않습니다. 연속 작동 시간이 짧고 압축기가 정지하는 경우가 많아 회수 배관에 안정적인 고속 기류가 형성될 시간이 부족하기 때문에 윤활유가 배관 내에만 남아 있게 됩니다. 만약 회수되는 오일량이 유입되는 오일량보다 적으면 압축기에 오일 부족 현상이 발생할 수 있습니다.
제상 과정에서 증발기의 온도가 상승하고 윤활유의 점도가 낮아져 유동성이 좋아집니다. 제상 사이클이 끝나면 냉매 유량이 증가하고, 잔류 윤활유는 컴프레서로 되돌아갑니다. 냉매 누출량이 많으면 가스 회수 속도가 감소합니다. 속도가 너무 낮으면 윤활유가 회수 가스 배관에 남아 컴프레서로 빠르게 되돌아가지 못하게 됩니다.
오일 압력 안전 보호 장치는 오일이 부족할 경우 자동으로 정지하여 압축기 손상을 방지합니다. (오일 레벨 확인창 없음)
완전 밀폐형 압축기(로터 압축기 및 스크롤 압축기 포함)와 유압 안전 장치가 있는 공랭식 압축기는 오일이 부족해도 뚜렷한 증상이 나타나지 않고 작동이 멈추지 않아 압축기가 무의식적으로 마모됩니다.
압축기 소음, 진동 또는 과전류는 오일 부족과 관련될 수 있으므로 압축기 및 시스템의 작동 상태를 정확하게 판단하는 것이 매우 중요합니다.
3. 결론
오일 부족의 근본 원인은 컴프레서의 오일 소모량과 속도 때문이 아니라, 시스템의 오일 회수 기능이 제대로 작동하지 않기 때문입니다. 오일 분리기를 설치하면 오일 회수 속도를 높여 오일 회수 없이도 컴프레서의 가동 시간을 연장할 수 있습니다. 증발기와 회수 라인은 오일 회수를 고려하여 설계해야 합니다. 잦은 시동을 피하고, 제상 시간을 적절히 조정하고, 냉매를 제때 보충하고, 마모된 피스톤 부품을 적시에 교체하는 등의 유지 관리 조치 또한 오일 회수에 도움이 됩니다.
액체 회수 및 냉매 이동은 윤활유를 희석시켜 유막 형성에 불리하게 작용합니다.
오일 펌프 고장 및 오일 회로 막힘은 오일 공급 및 오일 압력에 영향을 미쳐 마찰면에 오일이 부족해지는 결과를 초래합니다.
마찰면의 높은 온도는 윤활유의 분해를 촉진하고 윤활유의 윤활 능력을 저하시킵니다.
이 세 가지 문제로 인한 윤활 부족은 종종 컴프레서 손상을 초래합니다. 오일 부족의 근본 원인은 시스템 자체에 있습니다. 컴프레서나 일부 부품만 교체하는 것으로는 오일 부족 문제를 근본적으로 해결할 수 없습니다.
따라서 시스템 설계 및 배관 시공 시 시스템의 오일 회수 문제를 반드시 고려해야 하며, 그렇지 않으면 끝없는 문제가 발생할 수 있습니다! 예를 들어, 설계 및 시공 과정에서 증발기 공기 회수 배관에는 오일 회수 벤드를, 배기 배관에는 체크 벤드를 설치해야 합니다. 모든 배관은 유체의 흐름을 따라 아래쪽으로 향하게 하고, 0.3~0.5%의 경사를 유지해야 합니다.
게시 시간: 2022년 12월 26일
