冷凍油的秘密
冷凍機(jī)油主要用于潤滑冰箱需要潤滑的部位,與壓縮機(jī)的運行性能和使用壽命密切相關(guān),因此其選擇和應(yīng)用非常重要。
一、冰箱的工作特點
根據(jù)其結(jié)構(gòu),冰箱可分為三種類型:活塞式(或往復(fù)式)、旋轉(zhuǎn)式(包括螺旋式、轉(zhuǎn)子式和滑動式)和離心式(或渦輪式)?;钊街评錂C(jī)中需要潤滑的部件包括活塞和氣缸壁、連桿軸瓦和活塞銷或曲柄銷、主軸頸和前后軸瓦、曲軸箱、軸封和閥門等。螺桿制冷機(jī)中,有公、母螺桿的旋轉(zhuǎn)嚙合部件、螺桿前后的滑動軸承、傳動螺桿的平衡活塞等。離心式冰箱中需要潤滑的部件包括增速齒輪、主軸承、軸端密封面等。由于活塞的往復(fù)運動,一些潤滑油可能會進(jìn)入氣缸,并與高速氣體一起進(jìn)入系統(tǒng)。同時,由于潤滑油的蒸發(fā),也可能進(jìn)入系統(tǒng)與制冷劑混合?;旌虾蟮臐櫥痛蟛糠挚梢酝ㄟ^分離器分離,少量仍隨制冷劑進(jìn)入冷卻器等設(shè)備。隨著溫度的降低,潤滑油冷凝并粘附在冷卻器和系統(tǒng)的管壁上,形成油膜,降低了傳熱效果,提高了冷藏室的溫度。另一方面,高壓制冷劑氣體也可能泄漏到潤滑油中,稀釋潤滑油。
二、冷凍機(jī)油的主要功能
1.潤滑摩擦表面,使其完全被油膜隔開,從而減少摩擦功、摩擦熱和磨損;
2.制冷機(jī)油的流動帶走摩擦熱,使摩擦部件的溫度保持在允許范圍內(nèi);
3.向密封部分注油,保證密封性能,防止制冷劑泄漏;
4.油的運動帶走金屬摩擦產(chǎn)生的磨損碎屑,起到清潔摩擦面的作用;
5.為卸載機(jī)構(gòu)提供液壓動力。
三、冷凍機(jī)油的分類
一種是傳統(tǒng)礦物油;另一種是合成多元醇酯油,如POE(聚烯烴酯),通常被稱為PAG(聚亞烷基二醇1),也是合成聚乙二醇潤滑油。他們的中文名字不太統(tǒng)一。POE油不僅可以用于HFC制冷系統(tǒng),還可以用于烴類制冷劑。PAG油可用于氫氟碳化合物、碳?xì)浠衔锖桶敝评湎到y(tǒng)。
四.冷凍機(jī)油的性能要求
1.合適的粘度
制冷機(jī)油的粘度除了保證運動部件摩擦面的良好潤滑性外,還需要帶走冰箱的部分熱量,起到密封作用。如果冰箱中使用的制冷劑與制冷機(jī)油有很大的混溶性,應(yīng)考慮高粘度的油,以克服潤滑油被制冷劑稀釋的影響。
2.R12的傾點、絮凝點和不溶物含量較低
因為冰箱的工作溫度變化很大,比如氨制冷劑壓縮時可以高達(dá)160,膨脹降到-10。因此,冷凍機(jī)油的傾點較低,一般比冷凍溫度低10左右,油的粘溫特性較好。從而保證制冷機(jī)油能夠在低溫下從蒸發(fā)器返回壓縮機(jī)。鹵代烴R12制冷劑和制冷機(jī)油的混合物會產(chǎn)生石蠟等沉淀物,即石蠟和石油樹脂在高于油的濁點之前會冷凝。會堵塞冷卻系統(tǒng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與制冷設(shè)備之間的管道,影響設(shè)備的換熱。因此,應(yīng)檢查不溶于冷凍機(jī)油的R12含量,含量越低越好。這種檢查方法可以檢查油中不同熔點石蠟和可能的樹脂物質(zhì)的含量是否符合要求。絮凝點也是一個使用性能指標(biāo),用來檢查在一定溫度下,冷凍機(jī)油和制冷劑的混合液中沉淀的石蠟可能會析出不溶性極性物質(zhì)。冷凍機(jī)油的絮凝點不得高于蒸發(fā)器的蒸發(fā)溫度。3.低揮發(fā)性和高閃點
制冷機(jī)油揮發(fā)量越大,與制冷劑循環(huán)的油越多,因此制冷機(jī)油的餾分范圍越窄越好,閃點應(yīng)比冰箱排氣溫度高25 ~ 30。
4.良好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱氧化穩(wěn)定性
冰箱運行中的最終壓縮溫度可達(dá)130 ~ 160,在此溫度下,冰箱油會不斷受熱分解變質(zhì),導(dǎo)致積碳,導(dǎo)致冰箱失效磨損。另一方面,油的分解產(chǎn)物會與制冷劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng),使制冷效果變差,產(chǎn)生的酸性物質(zhì)會強(qiáng)烈腐蝕冰箱的部件。因此,要求制冷機(jī)油具有良好的熱氧化穩(wěn)定性,在出口閥的高溫下不會結(jié)焦或碳化,具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性,以避免與制冷劑相互作用而產(chǎn)生酸性腐蝕性物質(zhì),如鹵代烴(RCI和射頻)。
5.沒有水和雜質(zhì)
由于蒸發(fā)器中水的凍結(jié)會影響加熱效率,與制冷劑的接觸會加速制冷劑的分解,腐蝕設(shè)備,所以制冷機(jī)油中不應(yīng)含有水和雜質(zhì)。
6.其他
冷凍機(jī)油還應(yīng)具有良好的抗泡沫性能,不能溶解或膨脹橡膠、漆包線等材料。在密閉冰箱中使用時,應(yīng)具有良好的電絕緣性。
V.選擇冷凍機(jī)油應(yīng)考慮的因素
1.粘性
壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速越高,所用冷凍機(jī)油的粘度應(yīng)該越高。實際使用中,低速立式雙缸壓縮機(jī)可以使用Solest系列:Solest 31-HE,Solest LT-32,Solest 46,Solest 68,Solest 70,Solest 120,Solest 170,Solest 220,Solest 370,中速和高速多缸壓縮機(jī)應(yīng)使用CPI-4214系列:CPI-4214-85,CPI-4214-150,CPI-4214-320。冷凍機(jī)油。有些高速重載壓縮機(jī)發(fā)熱量大,油溫高,空氣溫度高,最好使用冷凍機(jī)油。
2.耐熱性
熱穩(wěn)定性一般用冷凍機(jī)油的閃點來來衡量。閃點是指冷凍機(jī)油遇到火后蒸汽閃蒸的溫度。冷凍機(jī)油的閃點必須高于壓縮機(jī)的排氣溫度。比如R717、R12、R22壓縮機(jī)使用的制冷機(jī)油閃點要在160以上。
3.流動性
冷凍機(jī)油在低溫下應(yīng)具有良好的流動性。在蒸發(fā)器中,由于溫度低,油的粘度增加,流動性變差。當(dāng)達(dá)到一定溫度時,冷凍機(jī)油停止流動,此時的溫度稱為油的冰點。冷凍機(jī)油的凝固點要求很低,特別是低溫冰箱。否則,流動性會降低,這將影響蒸發(fā)器的傳熱和機(jī)器的潤滑。各種冷凍機(jī)油的冰點都在-40以下,可以滿足通用冰箱的使用需求。當(dāng)蒸發(fā)溫度較低時,可以使用精密儀表油,其凝固點一般不高于-60。
4.溶解度
各種制冷劑與制冷機(jī)油的混溶性不同,大致可分為三類:一類互不溶,一類互無限溶,一類介于兩者之間。溶解度的優(yōu)點和缺點已在制冷劑部分討論過,這里不再重復(fù)。5.濁點
石蠟開始沉淀(油變渾濁)的溫度稱為濁點。制冷劑存在時,冷凍機(jī)油的濁點會降低。
6.另外,全封閉和半封閉冰箱對制冷機(jī)油的擊穿電壓有一定的要求,一般在25kV以上。
不及物動詞冷凍機(jī)油變質(zhì)的主要原因
1、與水混合
由于空氣滲入制冷系統(tǒng),空氣中的水分接觸后與制冷機(jī)油混合;當(dāng)制冷劑中有大量的水時,水也會混入制冷機(jī)油中。當(dāng)冷凍機(jī)油中混入水時,粘度降低,對金屬造成腐蝕。在氟利昂,的制冷系統(tǒng)中也會造成“冰塞”現(xiàn)象;
2.氧化
當(dāng)壓縮機(jī)排氣溫度高時,制冷機(jī)油可能會引起氧化變質(zhì),尤其是化學(xué)穩(wěn)定性差的制冷機(jī)油更容易變質(zhì)。一段時間后,制冷機(jī)油中會形成殘留物,會使軸承潤滑變差?;旌嫌袡C(jī)填料、機(jī)械雜質(zhì)等。變成冷凍機(jī)油也會加速其老化或氧化;
3.冷凍機(jī)油的混合使用
當(dāng)幾種不同品牌的制冷機(jī)油混合時,會導(dǎo)致制冷機(jī)油的粘度降低,甚至破壞油膜的形成,損壞軸承;如果兩種冷凍機(jī)油含有不同性質(zhì)的抗氧化添加劑,混合在一起可能會產(chǎn)生化學(xué)變化,形成沉淀,影響壓縮機(jī)的潤滑。所以使用時要注意。
4.冷凍機(jī)油中有雜質(zhì)。
七.冷凍機(jī)油的選擇標(biāo)準(zhǔn)
冷凍機(jī)油有多種規(guī)格。為了保證制冷壓縮機(jī)的正常運行,必須了解制冷機(jī)油的性能并正確選擇。制冷機(jī)油的性能由多項指標(biāo)決定,下面簡要介紹其主要質(zhì)量指標(biāo)。
粘度是潤滑油最重要的性能參數(shù)之一,它決定了滑動軸承中油膜的承載能力、摩擦功耗和密封面的密封能力。粘度通常用運動粘度表示,法定單位為m2/s,常用單位為斯(ST)和斯(CST)。1st=10-4m2/s=25px2/s,1cst=10-6m2/s=1mm2/s .
制冷壓縮機(jī)的潤滑油粘度必須合適,粘度過大,油膜承載能力大,容易維持液體潤滑,但流動阻力大,壓縮機(jī)的摩擦功耗和啟動阻力會增加;粘度太小,流動阻力小,摩擦熱小,但不容易形成潤滑油膜,也影響密封性能。由于制冷壓縮機(jī)運行過程中高壓側(cè)制冷劑的排氣溫度較高,希望潤滑油的粘度不要太小。而且由于低壓側(cè)吸入的低溫氣體,此時潤滑油的粘度不宜過大。各種潤滑油的粘度隨著溫度的升高而降低。制冷壓縮機(jī)應(yīng)選用粘度隨溫度變化盡可能小的潤滑油,即專用制冷機(jī)油。潤滑油的粘度也與制冷劑在潤滑油中的互溶性有關(guān)。如果氨與潤滑油不相容,應(yīng)選擇粘度較低的潤滑油。冷凍油可根據(jù)以下幾個方面進(jìn)行選擇:
1.根據(jù)壓縮類型選擇潤滑油
冰箱中的壓縮機(jī)有三種:活塞式、螺桿式和離心式。前兩種類型的潤滑油與被壓縮的制冷劑直接接觸,應(yīng)考慮潤滑油與制冷劑的相互作用。離心式使用的潤滑油僅用于潤滑轉(zhuǎn)子軸承,也可根據(jù)負(fù)載和速度進(jìn)行選擇。
2.根據(jù)制冷劑的類型選擇潤滑油
對于與制冷劑直接接觸的潤滑油,應(yīng)考慮它們之間的相互影響。氟利昂等制冷劑可以溶解在礦物油中,因此潤滑油的粘度等級應(yīng)高于不溶性制冷劑,以防止?jié)櫥捅幌♂尪鵁o法保證潤滑。此外,應(yīng)注意少量潤滑油與制冷劑混合是否會影響制冷系統(tǒng)的運行。冷凍機(jī)油的絮凝點是檢查混入制冷劑的潤滑油是否析出蠟晶、堵塞制冷系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)。
3.根據(jù)制冷劑的蒸發(fā)溫度選擇潤滑油
一般來說,制冷劑蒸發(fā)溫度低的冰箱應(yīng)選擇低凝固點的制冷機(jī)油,以避免制冷系統(tǒng)中制冷劑攜帶的潤滑油凝結(jié)在節(jié)流閥和蒸發(fā)器上,影響制冷效率。以氨為制冷劑的冰箱所用潤滑油的凝固點應(yīng)低于蒸發(fā)溫度。如果使用氟利昂作為制冷劑,潤滑油的凝點可以略高于蒸發(fā)溫度。
CPI合成冷凍機(jī)油系列:
Solest系列:Solest 31-HE,Solest LT-32,Solest 46,Solest 68,Solest 70,Solest 120,Solest 170,Solest 220,Solest 370。
CPI-4214系列:CPI-4214-85,CPI-4214-150,CPI-4214-320。
CPI-4700系列:CPI-4700-32, CPI-4700-68,CPI-4700-100。
CPI-4600系列:CPI-4600-68,CPI-4600-100。
CPI-1009系列:CPI-1009-32,CPI-1009-68,CPI-1009-100。
CPI1507系列:CPI-1507-32,CPI-1507-68,CPI-1507-100.
CPI-1515系列:CPI-1515-68,CPI-1515-100,CPI-1515-150,CPI-1515-220,CPI-1515-320,。
CPI-1516系列:CPI-1516-68,CP-1516-85,CP-1516-100,CPI-1516-150,CPI-1516-220。
RPAG系列:CP-RPAG-68,CP-RPAG-100,CP-RPAG-125。
CPI-2932AH等:CPI-2931A,CPI-2922E,CP-2932AH,CPI-2910E,CPI-2915AS,CPI-2915E。