CARACTERÍSTICAS DE LOS ACEITES PARA REFRIGERACION

Aceites Lubricantes para Refrigeración

En muchas ocasiones los aceites lubricantes para la refrigeración se toman menos en consideración que otras partes del equipo de refrigeración o el refrigerante mismo, a pesar de que son de gran importancia para su operación adecuada.

Entre las funciones de los aceites lubricantes están las de disminuir la fricción y el desgaste en la operación del compresor, pero también están otras que comúnmente no se tienen presentes como son, por ejemplo, remover el calor producido por el trabajo del compresor. Por ello, deben tener alta conductividad térmica y ser estables a las temperaturas de operación máximas y mínimas, formar un sello cuando no está operando el compresor (en esta condición no deberá fluir libremente), amortiguar el ruido producido por la operación del compresor (relacionado con las propiedades reológicas) y dado que frecuentemente circula dentro del conjunto motor eléctrico-compresor debe ser altamente dieléctrico para actuar como aislante eléctrico.

Además de cumplirse estas funciones en el compresor, también deben ser miscibles con el refrigerante sin producir ninguna reacción química que modifique al refrigerante o al aceite lubricante. Además de todo, es necesario tener una temperatura de congelación mucho más baja que la del evaporador, puesto que la mezcla pasará por él.

En resumen, un aceite lubricante debe cumplir con las propiedades térmicas, reológicas y químicas que no cualquier sustancia puede ofrecer, de hecho debemos tener presente que no existe un aceite lubricante que sea ideal y cumpla al 100% con todos los requisitos, por lo que cuando se habla de un aceite especial por su resistencia térmica se refiere a que éste cumple especialmente con esa característica.

Aceites
Los aceites lubricantes utilizados en refrigeración son de origen mineral (derivados del petróleo) y de origen sintético (elaborados mediante reacciones químicas).

Los aceites lubricantes minerales se pueden clasificar dependiendo de su familia principal de compuestos químicos en:

• Parafínicos
• Nafténicos
• Aromáticos

Los de la familia de los nafténicos son los más utilizados en refrigeración debido principalmente, a que forman una menor cantidad de ceras y tienen un excelente comportamiento dieléctrico. La manera de saber que un aceite pertenece a esta familia, es por medio de un análisis que se llama PONA, (significa parafínicos, nafténicos y aromáticos).

El proceso de elaboración de un aceite lubricante de origen mineral inicia por la destilación primaria del petróleo crudo y pasa por múltiples procesos de purificación donde se eliminan muchos compuestos químicos no deseados.

Es importante eliminar los compuestos químicos que forman las ceras, pues si se presentan dentro de un sistema de refrigeración en las zonas de bajas temperaturas se solidifican y forman tapones en el sistema de refrigeración evitando el paso del refrigerante y la buena operación del sistema.

Los de la familia de las parafínicos no se utilizan en los sistemas de refrigeración porque forman ceras que pueden obstruir al evaporador y los de la familia de los aromáticos se emplean muy poco porque son menos estables y más reactivos, lo que reduce su viscosidad. Los aceites lubricantes de estas familias se utilizan en otras áreas industriales como la automotriz.

Los aceites lubricantes sintéticos tienen algunas ventajas sobre los aceites minerales, una de las mayores es que están formados por un sólo compuesto químico con propiedades definidas, mientras que los aceites lubricante minerales están formados por una mezcla de compuestos químicos, donde cada constituyente tiene propiedades que no siempre se favorecen entre ellas.

Otras ventajas de los aceites lubricantes sintéticos son:

• Totalmente libres de ceras
• Más bajas temperaturas de congelación
• Mayor estabilidad química y térmica
• Miscibilidad con los refrigerantes de nueva generación

Aún con estas ventajas se debe tener presente que no todos los aceites lubricantes sintéticos se pueden utilizar en refrigeración porque algunos producen reacciones químicas con los refrigerantes que se traducen en efectos dañinos en el sistema.

Los aceites lubricantes sintéticos de la familia de los polioilester (POE) son recomendados para el uso en sistemas de refrigeración. Son buenos aceites lubricantes pero se deberá tener presente algunas precauciones para su manejo y uso debido a que reaccionan con el agua del medio ambiente.

Los aceites lubricantes son de origen mineral (derivados del petróleo) y de origen sintético (elaborados mediante reacciones químicas)

Pruebas básicas
A continuación menciono algunas de las pruebas de laboratorio para los aceites lubricantes para refrigeración.

La temperatura de congelación de un aceite lubricante, que debe ser inferior a la que se alcance en el evaporador, se determina colocando la muestra en una probeta de vidrio, que a su vez se coloca en un recipiente de cobre, rodeada de una solución de CO2 y alcohol en un termo (Ver figura 2).

La viscosidad del aceite lubricante es muy importante porque como se mezcla con el refrigerante ambos circulan por todo el sistema, de tal manera que fluirá a baja temperatura en el evaporador y a alta temperatura en el compresor. La viscosidad del aceite lubricante deberá permanecer adecuada aún después de formar la mezcla con el refrigerante. Para determinar la viscosidad cinemática se recomienda el viscosímetro de tubos capilares (Ver figura 3).

Los rangos de valores de esta prueba varían dependiendo el tipo de compresor, el rango de temperaturas y la miscibilidad del aceite lubricante con el refrigerante usado en el sistema de refrigeración.

La rigidez dieléctrica es la medida de un aceite al paso de la corriente eléctrica. Se expresa en Kilovoltios (Kv) y para un aceite lubricante usado en sistemas de refrigeración deberá ser de 25 Kv o mayor. La rigidez dieléctrica se determina pasando una corriente eléctrica a través del aceite lubricante hasta que logra pasar libremente entre dos polos sumergidos en el aceite de prueba (ver tabla 1).

La vida de los componentes mecánicos y eléctricos en su caso depende de la selección adecuada del lubricante que trabajará en conjunto con un refrigerante, y por lo tanto se le debe prestar la misma atención.

Aún cuando no existe un lubricante que tenga todas las características que un sistema refrigerante requiere sí hay medios para saber cuáles son los más importantes y sobre todo para determinar a través de pruebas de laboratorio si un aceite es adecuado para un uso dado o qué tan especial es.

INGLES

Lubricating Oils for Refrigeration

Often lubricating oils for cooling are taken less than other parts of the refrigeration equipment or the refrigerant itself, although they are of great importance for their proper operation.

Among the functions of lubricating oils are those of reducing friction and wear in the operation of the compressor, but there are also others which are not commonly present such as, for example, removing the heat produced by the work of the compressor. Therefore, they must have high thermal conductivity and be stable at the maximum and minimum operating temperatures, form a seal when the compressor is not operating (in this condition it should not flow freely), dampen the noise produced by the operation of the compressor With the rheological properties) and since it frequently circulates inside the electric-compressor motor assembly must be highly dielectric to act as an electrical insulation.

In addition to fulfilling these functions in the compressor, they must also be miscible with the refrigerant without producing any chemical reaction that modifies the refrigerant or lubricating oil. In addition, it is necessary to have a freezing temperature much lower than that of the evaporator, since the mixture will pass through it.

Lubricating oils for refrigeration In summary, a lubricating oil must comply with the thermal, rheological and chemical properties that no substance can offer, in fact we must bear in mind that there is no lubricating oil that is ideal and meets 100% with all requirements, So when speaking of a special oil because of its thermal resistance refers to that it meets especially with that characteristic.

Oils

Lubricating oils used in refrigeration are of mineral origin (derived from petroleum) and of synthetic origin (made by chemical reactions).

Mineral lubricating oils can be classified depending on their main family of chemical compounds in:

• Paraffin

• Naphthenic

• Aromatic

Those of the naphthenic family are the most used in refrigeration mainly because they form a smaller amount of waxes and have an excellent dielectric behavior. The way to know that an oil belongs to this family, is through an analysis that is called PONA, (it means paraffinic, naphthenic and aromatic).

The process of elaboration of a lubricating oil of mineral origin initiates by the primary distillation of crude oil and goes through multiple processes of purification where many unwanted chemical compounds are eliminated.

It is important to eliminate the chemical compounds that form the waxes, because if they are presented inside a refrigeration system in the low temperature areas they solidify and form stoppers in the refrigeration system avoiding the passage of the refrigerant and the good operation of the system.

Those in the paraffinic family are not used in refrigeration systems because they form waxes that can clog the evaporator and those in the family of aromatics are used very little because they are less stable and more reactive, which reduces their viscosity. Lubricating oils from these families are used in other industrial areas such as automotive.

Synthetic lubricating oils have some advantages over mineral oils, one of the major ones being that they consist of a single chemical compound with defined properties, whereas mineral lubricating oils are formed by a mixture of chemical compounds, where each constituent has properties that Not always favor each other.

Other advantages of synthetic lubricating oils are:

• Totally free of waxes

• Lower freezing temperatures

• Greater chemical and thermal stability

• Miscibility with new generation refrigerants

Even with these advantages, it should be kept in mind that not all synthetic lubricating oils can be used in refrigeration because some produce chemical reactions with refrigerants that result in harmful effects on the system.

Synthetic lubricating oils of the polyolether family (POE) are recommended for use in refrigeration systems. They are good lubricating oils but some precautions should be taken into their handling and use because they react with the water of the environment.

Lubricating oils are of mineral origin (derived from petroleum) and of synthetic origin (made by chemical reactions)

Lubricating oils for cooling

Here are some of the laboratory tests for lubricating oils for refrigeration.

The freezing temperature of a lubricating oil, which must be lower than that reached in the evaporator, is determined by placing the sample in a glass cylinder, which is then placed in a copper vessel, surrounded by a solution of CO2 and alcohol in a term (see figure 2).

Lubricating oils for cooling The viscosity of the lubricating oil is very important because as it mixes with the refrigerant both circulate throughout the system, in such a way that it will flow at low temperature in the evaporator and at high temperature in the compressor. The viscosity of the lubricating oil should remain adequate even after forming the mixture with the refrigerant. To determine the kinematic viscosity the capillary tube viscometer is recommended (See Figure 3).

The value ranges of this test vary depending on the type of compressor, temperature range and miscibility of the lubricating oil with the refrigerant used in the refrigeration system.

The dielectric strength is the measurement of an oil to the passage of the electric current. It is expressed in Kilovolts (Kv) and for a lubricating oil used in refrigeration systems must be 25 Kv or greater. The dielectric strength is determined by passing an electric current through the lubricating oil until it passes freely between two poles submerged in the test oil (see Table 1).

Table 1

The life of the mechanical and electrical components in your case depends on the proper selection of the lubricant that will work together with a refrigerant, and therefore you should pay the same attention.

Even if there is no lubricant that has all the characteristics that a refrigerant system requires, there are ways to know which ones are the most important and most importantly to determine through laboratory tests whether an oil is suitable for a given use or how special is.