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[产品讨论] 制冷压缩机的润滑油选用分析

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发表于 2013-8-27 13:23 |只看该作者 |正序浏览
  引言2 J* V3 k+ `  Z3 @1 t

% x1 z2 n0 F# V4 \  在实际的制冷维修和制冷运行维护工作中,很多工作人员在更换冷冻油时,往往对冷冻油的种类、型号模糊不清,只知道照“吩咐”和以往经验办事;更有甚者只看外包装“差不多”就加以使用。随着新型环保制冷剂,如:R134a、R600a、R407C、R417、R410A等在制冷设备中的大量使用,维修人员对此类制冷设备更换润滑油时更感到茫然,有的维修人员甚至不管原制冷系统用的是哪种制冷剂,便随意添加一种冷冻油,给制冷系统带来了严重的故障隐患。$ B3 R% L* O/ z2 Y

" r& X% P! H9 V. f  1 制冷系统中润滑油的具体作用1 F5 r6 s! N  P) s- V5 R
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  冷冻油是制冷压缩机的润滑油,在制冷压缩机中主要起润滑、密封(控制容积的间隙)、防锈、清洗和冷却等作用,当然有的制冷系统中也用冷冻油作为能力卸载压力用油如,螺杆机组的滑阀驱动等。冷冻油在制冷系统中,也是不断循环的,通常称之为油路。不同压缩机类型、机组规模,制冷系统的冷冻油的循环方式不同。在活塞式和螺杆式压缩机的制冷系统中,冷冻油分别对轴承、压缩机控制容积(气缸或啮合齿轮、螺杆)摩擦副和控制系统执行机构产生作用;其中在压缩机控制容积中,冷冻油与制冷剂直接接触、发生混合。在大型系统(冷水机组、中央空调制冷机组等)一般设有油分离器,由压缩机排出的制冷剂一油混合物在油分离器中被分出大部分的油,分出的油经冷却器冷却、油过滤器回到压缩机的曲轴箱,经油泵加压后进行下次的循环;少量分不出的油则随制冷剂在制冷系统内循环或之类在相关设备内,难以回到曲轴箱。而小型系统(例如冰箱、家用空调等)则是油则随制冷剂在制冷系统内循环,从吸气管回到压缩机,经飞溅装置重新进入油路循环。而离心制冷系统,制冷剂不与润滑系统用油直接接触,所以可根据轴承润滑理论来选用合适的工业润滑油;当气体泄漏而影响润滑系统中用油时,也应选用压缩机专用润滑油;当附带有增速齿轮时,则齿轮箱用油应逸用具有一定抗磨性的润滑油。7 n  F& O% L: S& d! _1 r6 P
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  2 制冷系统中润滑油的要求2 x, Z" C: ~0 V4 X6 ?; E

  l0 F2 u% b+ z0 ~2 N2 d" s  2.1 制冷系统中润滑油的一般要求
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; Q7 T+ ?( k- Y) ]3 q! U; J. _/ d  冷冻油是制冷压缩机的润滑油,也具备润滑油的基本理化性能,见表1,这些理化性能可以说明润滑油的内在质量。: P/ @* m, x, ^) t- M' [* s
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! g6 U% |$ M9 i2 V) f: J$ H6 J( v  2.2 制冷系统中润滑油的特殊要求; p& c. `' ?; e- i  x' l

( t) h( E; F! E! i9 g  冷冻油是在制系统内部工作时会遇到一些特殊的工作环境如,冷冻油与制冷剂直接接触,少量冷冻机油会随制冷剂参与冷冻循环,在全封闭压缩机中,冷冻油与电机的线圈及密封件等材料密切接触,冷冻机油处于压缩机排气阀的高温和膨胀阀、蒸发器的低温等极端的温度条件下工作等等。因此,制冷系统对冷冻油也有一些特殊要求,见表2
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3 `' ?; o3 x3 i4 P7 y. h4 T  (1)良好的热化学稳定性。在制冷剂、油、金属共存的系统中,高温会促使润滑油发生化学反应,导致油的分解、劣化,生成沉积物和焦炭,润滑油分解后产生的酸还会腐蚀电气绝缘材料。
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" J+ s$ a" ]7 e$ V- D  `& E  (2)吸水性。若润滑油具有较强的亲水性,会带人一定量的水分进入系统,在毛细管中水形成冰晶而堵塞系统,从而形成“冰堵”现象。尤其在小型氟利昂系统中(家用冰箱、空调)应该注意。# A7 Z& ~; L9 Z' ~& ?7 @

+ Q6 j) X% _1 z4 F  (3)良好的低温流动性。从制冷循环系统的蒸发器出口到压缩机的人口,很容易发生因油的低温流动性差而发生的一系列问题。特别是11502、R503、R13和氨的制冷系统,冷冻油可能会在蒸发器盘管等低温部位滞留、“池积”,影响系统的运转。
2 y2 g  @1 y1 L, ?$ V
# i& g6 [6 U6 m7 `  (4)与制冷剂的互溶性良好。互溶性好,在换热器传热管内表面不易形成油膜,对换热有利;否则会影响冷凝器和蒸发器的换热效率。另外,互溶性较好,在蒸发器和低温设备内不会发生“池积”,有利于压缩机回油。
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3 i9 B) x$ h- Z. p: k  (5)黏度。冷冻油黏度是一个重要参数,考核该参数取决于润滑油与制冷剂混合物的黏度,而不仅仅是润滑油本身的黏度。冷冻油黏度过大,会使机械摩擦功率、摩擦热量和启动电流增大,高粘度
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  润滑油也可能在毛细管内形成“蜡堵或“油弹”。黏度过小,不能形成所需的油膜,无法达到应有的润滑效果。研究表明,在条件允许的情况下尽量选用粘度低的冷冻油,可提高压缩机的机械效率,降) t" K% Q1 R, X8 W. b# t. |

& }, P- L$ j( _  低起动电压,提高系统的制冷性能。
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  3.主流制冷剂系统的常用冷冻油
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  冷冻油要求低中和值和皂化值,非常低的灰尘和水份含量,以及适当的粘度。对于碳氢制冷剂,最多使用主要成分为矿物油。而HCFCs制冷剂,则使用的是烷基苯油类(AB),汽车空调系统,使用的是聚亚烷基二醇润滑油(PAG)。中期制冷剂替代品,如HFCs(R134a)和混合制冷剂(如R410A)可用POE。聚a一烯烃润滑油(PAO)在低温下具有较高的流动性,通常应用于氨系统中;它和氨并不相溶,但是氨系统中使用满液式蒸发器,不相溶的润滑油可以通过从蒸发器的底部排出,也能较容易地回到压缩机中。主流制冷剂系统的常用冷冻油见表3。' F" O- {# x/ V$ z

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  总体上来说,PAG (多元烷基醇类润滑油),吸湿性强与氯不相容;它不适合使用在容易进入水蒸汽的制冷系统。POE(多元醇醋润滑油),高温热稳定性好,有很好的清洁效应,应用广泛。AB油(烷基苯润滑油),低温流动性好,但其与HFC制冷剂相溶有限,影响了其应用AO (聚a一烯烃润滑油),在低温下具有较高的流动性,它们通常应用于氨系统中。矿物油通常具有较小的极性,它们只能溶解极性较弱或非极性的制冷工质中,如R600a,R12等。
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5 y4 v2 B- F5 _  A7 ]$ d  4 结论
3 m1 ^1 P1 y+ S6 p
' k. [5 ^( a9 D! s1 V4 X$ ^5 q  制冷压缩机的种类很多,对冷冻机油的性能要求不尽相同。即使是同一种制冷压缩机,由于所用的制冷剂不同,工作状态不同,对冷冻机油的性能要求也存在着很大差异。因此,只有根据制冷压缩, M% U  b9 a; N/ [$ J$ ~
' Y# `) C7 s7 K2 t# F4 Y1 s
  机的种类和工作状况以及制冷剂的类型正确选择冷冻机油,才能保证制冷设备安全、可靠地运转,确保制冷压缩机的寿命,提高制冷系统的效率和降低设备的电力消耗。有关为制冷剂选择适当的润滑' k3 E  d5 j* y
2 f& d6 p0 J5 T7 Q( D% W5 {
  剂,建议按照压缩机生产商或润滑油生产商的资料进行。
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0 t: x0 |/ i+ e  若缺乏相应资料,应跟据本所述的情况仔细分析选用,再通过测定系统的制冷量、COP、压缩机的机壳温度、启动电压、噪声等参数来衡量。! |+ ]0 D6 t/ u
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