空調(diào)壓縮機(jī)冷凍機(jī)油應(yīng)用以及發(fā)展（二）
對于一個(gè)環(huán)保制冷劑（HFC）空調(diào)機(jī)的開發(fā)工作，必須結(jié)合系統(tǒng)、壓縮機(jī)、冷媒和冷凍油等制造商共同密切合作配合才能完成。早期開發(fā)HCFC和CFC冷媒的冷凍空調(diào)產(chǎn)品過程中，組件、材質(zhì)和冷凍油等機(jī)構(gòu)對于任何制造商的選用，并無差別而且都能順利搭配使用，可以開發(fā)展出性能優(yōu)異的產(chǎn)品。但是HFC產(chǎn)品的開發(fā)上，不同的制造商在選擇系統(tǒng)組件、材質(zhì)、冷凍油和系統(tǒng)的搭配上，有很大的不同和選擇。制造商在開發(fā)使用HFC冷媒的空調(diào)機(jī)的過程中，面臨了許多的問題，例如新冷媒和冷凍油之間的兼容性和潤滑度；空調(diào)組件的污垢和水份問題；冷凍循環(huán)中冷凍油的流動(dòng)及回油；油脂清洗或移除后管路的清潔情況檢驗(yàn)問題；以及系統(tǒng)管路的改善等問題。新冷凍油的選用，XX重要的考慮就是信賴性(reliability)和穩(wěn)定性(stability)。
二、1）合成冷凍油的應(yīng)用
ＨＦＣ的應(yīng)用上傳統(tǒng)的礦物油無法滿足需求
由于環(huán)保制冷劑（HFC）的開始廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)的礦物潤滑油已無法滿足新壓縮機(jī)設(shè)計(jì)和與新型制冷劑相搭配的需求。在一般操作條件下礦物由與ＨＦＣ制冷劑并不兼容，單XX使用或勉強(qiáng)混摻可能會(huì)有無法預(yù)期的后果。在這些條件下礦物油可能會(huì)熱退化，出現(xiàn)析臘；化學(xué)性退化，酸值偏差；在一些應(yīng)用中可能發(fā)生礦物油被壓縮氣體嚴(yán)重稀釋。這種稀釋將降低潤滑油的粘度，經(jīng)常造成零部件的潤滑不足，粘度下降；在本質(zhì)上冷凍油的使用是為壓縮設(shè)備提供保護(hù)，但在HFC系統(tǒng)上使用礦物油將使設(shè)備因?yàn)闆]有適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)而不具信賴性及穩(wěn)定性。
即便勉強(qiáng)因使用添加劑或配方調(diào)整解決了冷凍油與制冷劑的兼容問題，隨著設(shè)備的使用年數(shù)引起的磨損而導(dǎo)致機(jī)溫的升高，礦物油變質(zhì)的周期會(huì)越來越快，更換潤滑油的周期會(huì)越來越短，除了需繁復(fù)的更換冷凍油外，也會(huì)導(dǎo)致設(shè)備的損壞。
合成冷凍油將會(huì)被大量應(yīng)用
合成潤滑油發(fā)展的目的正是為了滿足新型設(shè)備及制冷劑搭配上復(fù)雜應(yīng)用的需求。它們提供了許多超越傳統(tǒng)礦物油的優(yōu)勢。其中一些包括出色的化學(xué)安定性，高粘度指數(shù)，低傾點(diǎn)，良好的水解穩(wěn)定性和完全反乳化性，XX重要的是提供了更好的兼容性。這些合成冷凍油也提供比礦物油更好的潤滑力，出色的熱穩(wěn)定性，對制冷系統(tǒng)提供更好的保護(hù)，低揮發(fā)性和與高閃點(diǎn)使合成冷凍油的操作更為安全，合適的選用油品也能達(dá)到對彈性材料及金屬的兼容性等優(yōu)點(diǎn)特色。
使用HFC制冷劑的新型制冷設(shè)備可藉由合成冷凍油得到有效的保護(hù)并發(fā)揮效能，即便是使用R22或其它制冷劑的設(shè)備，若適當(dāng)?shù)拇钆涫褂美鋬鲇鸵材苓_(dá)到較好的操作及經(jīng)濟(jì)效益。使用合成油后，制冷設(shè)備因得到了潤滑油的有效保護(hù)，保障了有效的使用壽命。
在正確的操作應(yīng)用下合成油的更換周期約為8000小時(shí)甚至更長（礦物油為4000小時(shí)），有效減少換油的次數(shù)、停機(jī)的時(shí)間及運(yùn)行費(fèi)用；制作精良的合成油不存在析臘現(xiàn)象，能在高低溫的工況下與制冷劑高度親和或分離，提高蒸發(fā)器與冷凝器的熱交換效果，能效大大提高，節(jié)能3%-10%；酯類油還具有良好的生物降解性、低毒性，其 CEC生物降解試驗(yàn)結(jié)果大多在50-100％間、OECD 301B的測試多數(shù)也高于60％（取決于黏度、結(jié)構(gòu)以及添加劑的搭配），由于酯類油的合理選用及操作會(huì)有效降低廢舊油的處理成本，環(huán)境保護(hù)組織極力推薦使用酯類油。
2）合成冷凍油的分類
由于傳統(tǒng)的礦物油不適合用在HFC制冷劑系統(tǒng)中，因此業(yè)界在70-90年代發(fā)展出各種合成的冷凍油如POE(Polyol ester)、PVE(Polyolvinyl Ether)、AB(Alkyl Benzene)和PAG(Polyolalkyl Glycol)等，其它也有些衍生或摻配性的產(chǎn)品。但事實(shí)上這些合成的冷凍油都各有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，并不是完全滿足HFC制冷系統(tǒng)，而且由于對臭氧破壞以及二氧化碳排放的不同影響看待，廠商在選用合成冷凍時(shí)常有不同的考慮，而近年在推展自然生質(zhì)制冷劑時(shí)合成冷凍油-特別是酯類油更有其特殊的應(yīng)用性。以下是這些代表性冷凍油與HFC制冷劑搭配的性能比較:
(1)POE (Polyolester，聚酯類化合物)
接續(xù)簡單的雙酯后，POE冷凍油XX早使用在HFC-134a冰箱系統(tǒng)，后來繼續(xù)發(fā)展使HFC-410A和HFC-407C的空調(diào)機(jī)上，XX近廠商也在大力推介POE在R744（二氧化碳）制冷劑的應(yīng)用。以POE的分子結(jié)構(gòu)來看，可以分為直線型(linear type)、分枝型(branched chain type)以及結(jié)合直線及分支的復(fù)合結(jié)構(gòu)型（Complex type）三種。直線型 POE油有較佳的潤滑性以及生物可分解性，但與制冷劑的相溶性、與水溶合的穩(wěn)定度和抗腐蝕等性能則是分枝型 POE較佳，復(fù)合結(jié)構(gòu)型兼取了前二者都優(yōu)點(diǎn)。這種三型POE油由于成本及效能的差異被不同的制冷制造商所使用，目前主流的POE為復(fù)合結(jié)構(gòu)型因?yàn)樗m合用在較廣泛的應(yīng)用且有較佳的性能，但部分高殼壓(casing pressure)位系統(tǒng)低壓端的的回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)(rotary compressor)系統(tǒng)中，由于需求黏度較低或由于要便于配方化，也有冷凍油制造商傾向推廣使用直線型或混合使用直線及分支結(jié)構(gòu)POE的情形。
POE 油是目前世界上HFC制冷系統(tǒng)壓縮機(jī)使用XX廣泛的冷凍油，目前國內(nèi)外的各大壓縮機(jī)廠家的新制冷劑系列,比如國內(nèi)家用系列：美芝的PG(R407C) 、PA (R410A) 系列;松下萬寶的4 (R407C) 、5 (R410A) 系列;上海日立的CG(R407C) 系列等；汽車空調(diào)壓縮機(jī)廠有；上海松芝、廣州精益、南京奧特佳等。國外品牌有：約克（YORK/FRICK/Sabroe）、特靈（Trane）、開利（Carrier）、頓漢布什（Dunham-Bush）、麥克維爾（McQuay）等都采用了POE 油。
實(shí)務(wù)上目前POE多元醇脂類合成冷凍油被歐美及日本、中國等多數(shù)空調(diào)生產(chǎn)廠家廣泛采用。
(2)PAG (Polyalkyl glycol，烷基乙二醇化合物)
PAG油和HFC制冷劑具有很好的相溶性，而且黏度指數(shù)很高。主要用在早期開發(fā)完成的HFC-134a汽車空調(diào)機(jī)系統(tǒng)。同時(shí)PAG油和氨制冷劑也有很好的相溶性。Idemitsu公司的PAG油用在汽車空調(diào)上，占有主要的市場。PAG油主要缺點(diǎn)為吸濕性太高以及電氣絕緣性不佳，閃點(diǎn)以及安定性也不如 POE，目前有廠商開發(fā)PAG的衍生物作為冷凍油，吸濕以及低溫特性有了一定的改善。
(3) PVE (Polyvinyl ether，聚乙烯的醚類化合物)
PVE油可以提升POE油在HFC制冷劑系統(tǒng)中水溶性的穩(wěn)定度和污垢的相溶性。目前PVE油的發(fā)展相當(dāng)成功，Idemitsu（日本出光）公司占有大部份的PVE市場，主要的日本空調(diào)機(jī)制造商和南韓、美國、歐洲等主要空調(diào)機(jī)制造商，也開始采用PVE油當(dāng)作冷凍油。PVE油的主要缺點(diǎn)為氧化安定性及熱安定性不足，而且吸濕性也很高，但由于沒有專利的考慮及理論上成本較低因此仍然有部分在應(yīng)用。
(4) AB (Alkylbenzene，烷基苯化合物)
AB冷凍油和HFC制冷劑不能相溶，因此其應(yīng)用于冷凍空調(diào)系統(tǒng)中的方法和其它冷凍油不同，主要在循環(huán)回油部分要有特別的考慮。但是AB油有很強(qiáng)的抗腐蝕性，對污垢和水也有很高兼容性，與其它種類的冷凍油比較，價(jià)格上也相對的較便宜。對于轉(zhuǎn)換成HFC制冷劑系統(tǒng)使用的壓縮機(jī)或其它組件的修改費(fèi)用也較為低廉，因此適合小型空調(diào)機(jī)系統(tǒng)上使用。Hard AB油(HAB)具有低黏度及成本的優(yōu)點(diǎn)，目前也應(yīng)用在HFC-134a的冰箱中。主要生產(chǎn)AB油的廠商為Nippon-Mitsubishi Oil。AB冷凍油的低溫特性不算好而且有環(huán)保上的疑慮限制了他的應(yīng)用范圍。
