اویل سپراتور در سیستم تبرید چیست؟

اویل سپراتور یکی از تجهیزات مورد استفاده در مدار تبرید است که برای تفکیک روغن روان‌کننده از جریان مبرد و مدیریت بهتر روغن در سیستم به کار می‌رود.

همان‌طور که می‌دانیم، کمپرسور تبرید، گاز مبرد را در شرایط دما و فشار بالا تخلیه می‌کند. این جریان در واقع مخلوطی از بخار مبرد به همراه مقداری روغن روان‌کننده است. اگر مقدار قابل‌توجهی از روغن همراه مبرد وارد مدار شود، تجمع آن در اواپراتور و کندانسور می‌تواند موجب کاهش راندمان انتقال حرارت شود. از سوی دیگر، اگر روغن در مسیر لوله‌کشی باقی بماند و به‌سرعت به کمپرسور بازنگردد، کاهش سطح روغن کمپرسور می‌تواند موجب افزایش سایش و آسیب به کمپرسور شود.

چه سیستم‌های تبریدی به اویل سپراتور نیاز دارند؟

نیاز به جداکننده روغن (Oil Separator) تنها به ظرفیت کمپرسور وابسته نیست و باید عواملی مانند نوع کمپرسور، میزان روغن خروجی، طول و طراحی لوله‌کشی، اختلاف ارتفاع و شرایط کاری سیستم در نظر گرفته شود. به‌طور معمول، در سیستم‌هایی با مسیرهای لوله‌کشی طولانی، اختلاف ارتفاع زیاد یا کمپرسورهای رفت‌وبرگشتی، مدیریت روغن اهمیت بیشتری پیدا می‌کند.

در مقابل، همه یونیت‌های کندانسینگ الزاماً به جداکننده روغن نیاز ندارند. برای مثال، در برخی کمپرسورهای روتاری به دلیل تفاوت ساختار داخلی و میزان روغن همراه مبرد، ممکن است استفاده از این تجهیز ضروری نباشد. ورود بیش از حد روغن یا مایع به کمپرسور، بسته به نوع و ساختار کمپرسور، می‌تواند عملکرد آن را مختل کرده و به اجزای داخلی آسیب وارد کند.

بنابراین، انتخاب اویل سپراتور باید بر اساس مشخصات کمپرسور و شرایط واقعی مدار تبرید انجام شود و تصمیم‌گیری صرفاً بر مبنای توان یا ظرفیت کمپرسور، معیار دقیقی نخواهد بود.

مکانیزم جداسازی چگونه است؟

عملکرد اویل سپراتور بر پایه تغییر سرعت و جهت جریان، تفاوت چگالی روغن و بخار مبرد و در برخی طراحی‌ها استفاده از نیروی گریز از مرکز است. هنگامی که مخلوط روغن و بخار مبرد از کمپرسور وارد جداکننده می‌شود، شرایط جریان در داخل تجهیز تغییر کرده و قطرات روغن از جریان مبرد جدا می‌شوند.

روغن جداشده در بخش پایینی سپراتور جمع شده و از طریق مکانیزم یا مسیر برگشت روغن، به کمپرسور بازگردانده می‌شود؛ در حالی که بخار مبرد با میزان روغن کمتری از خروجی جداکننده به سمت کندانسور ادامه مسیر می‌دهد. میزان و راندمان جداسازی به طراحی جداکننده، سرعت جریان، اندازه قطرات روغن و شرایط کاری سیستم وابسته است.

محل نصب اویل سپراتور در سیستم تبرید

اویل سپراتور معمولاً در خط دهش کمپرسور و بین کمپرسور و کندانسور نصب می‌شود. محل نصب باید امکان بازگشت مطمئن روغن به کمپرسور را فراهم کند و شرایط دما و فشار مناسبی داشته باشد.

در هنگام نصب اویل سپراتور، نکات زیر را در نظر بگیرید:

• در صورت نیاز به شارژ اولیه، از روغن سازگار با روغن کمپرسور استفاده کنید.
• اویل سپراتور را معمولاً به‌صورت عمودی و تا حد امکان نزدیک کمپرسور نصب کنید. با این حال، دستورالعمل سازنده را در اولویت قرار دهید.
• در برخی مدارها، می‌توان طبق طراحی سیستم و توصیه سازنده، یک شیر یک‌طرفه در مسیر خروجی اویل سپراتور نصب کرد تا از برگشت جریان هنگام خاموش بودن کمپرسور جلوگیری شود.
• نصب اویل سپراتور نزدیک کمپرسور، طول مسیر دهش پیش از جداسازی روغن را کاهش می‌دهد و به عملکرد بهتر مدار بازگشت روغن کمک می‌کند.
• اگر امکان نصب جداکننده نزدیک کمپرسور وجود ندارد، شرایط دمایی آن را بررسی کنید و در صورت نیاز عایق‌کاری حرارتی انجام دهید.

انواع اویل سپراتور در سیستم‌های تبرید

۱. اویل سپراتور ثقلی (Gravity Oil Separator)

با کاهش سرعت جریان مبرد، فرصت بیشتری برای جدا شدن قطرات روغن ایجاد می‌شود. اختلاف چگالی روغن و مبرد باعث حرکت روغن به سمت بخش پایینی جداکننده می‌شود. این روش برای جداسازی قطرات نسبتاً درشت مناسب است، اما در جداسازی قطرات ریز محدودیت دارد.

۲. اویل سپراتور سانتریفیوژی یا سیکلونی (Centrifugal / Cyclonic)

با ایجاد جریان چرخشی، نیروی گریز از مرکز قطرات روغن را به سمت دیواره داخلی هدایت می‌کند. روغن پس از برخورد با دیواره به قسمت پایینی جداکننده منتقل می‌شود. در برخی طراحی‌ها از مسیرهای Helical برای تقویت جریان چرخشی استفاده می‌شود.

۳. اویل سپراتور برخوردی (Impingement)

در این اویل سپراتور، جریان مبرد و روغن با بافل‌ها، صفحات یا سطوح داخلی برخورد می‌کند. تغییر جهت جریان باعث جدا شدن و تجمع قطرات روغن روی این سطوح می‌شود. روغن تجمع‌یافته سپس تحت اثر گرانش به قسمت پایینی جداکننده بازمی‌گردد.

۴. اویل سپراتور کوالِسِنت (Coalescing)

در این نوع، جریان از یک المان کوالِسِنت عبور می‌کند. قطرات ریز روغن درون این المان به یکدیگر می‌پیوندند و قطرات بزرگ‌تری تشکیل می‌دهند که راحت‌تر از جریان مبرد جدا می‌شوند. این روش برای کاهش روغن همراه مبرد و بهبود بازگشت روغن اهمیت ویژه‌ای دارد.

*این دسته‌بندی بر اساس مکانیزم غالب انجام شده و یک تجهیز ممکن است هم‌زمان چند مکانیزم داشته باشد.

مزایا و کاربردهای اویل سپراتور

• کاهش Oil Carryover و انتقال روغن به بخش‌های مختلف مدار
• بهبود Oil Return و کمک به حفظ سطح مناسب روغن کمپرسور
• کاهش احتمال تجمع روغن در اواپراتور و کندانسور و اثر منفی آن بر انتقال حرارت
• مناسب برای سیستم‌های چندکمپرسوره و مدارهای با مسیرهای پیچیده
• کاهش ریسک مشکلات ناشی از توزیع نامناسب روغن و کمبود روغن کمپرسور