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制冷压缩机的润滑油选用分析

2020-06-29 08:20:03


制冷压缩机的润滑油选用分析


引言
在实际的制冷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,人员对此类制冷设备更换润滑油时更感到茫然,有的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。
1 制冷系统中润滑油的具体作用

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。
2 制冷系统中润滑油的要求

2.1 制冷系统中润滑油的一般要求

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,这些理化性能可以说明润滑油的内在质量。

2.2 制冷系统中润滑油的特殊要求

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,

(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。

(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。

(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。

(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。

(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
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
低起动电压,提高系统的制冷性能。

主流制冷剂系统的常用冷冻油

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。

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;PAO (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。

4 结论

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
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
剂,建议按照压缩机生产商或润滑油生产商的资料进行。

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。


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