润滑油的选用--冷冻机油的选用

陈大威

润滑油的选用--冷冻机油的选用

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一、 冷冻机的工作特点
冷冻机按其结构可分为活塞式(或往复式)、回转式(包括螺杆式、转子式及滑片式等)以及离心式(或透平式)等3类。在活塞式制冷机中需要润滑的部位有活塞与汽缸壁、连杆轴瓦与活塞销或曲柄销、主轴颈与前后轴承轴瓦、曲轴箱、轴封及阀门等。而螺杆式制冷机中需要润滑的部位则有凸凹螺杆的转动啮合部分、螺杆前后的滑动轴承、主动螺杆的平衡活塞等。离心式制冷机中需要润滑的部位有增速齿轮、主轴承、轴端密封面等。由于活塞往复运动可能有部分润滑油进入气缸并随高速气体带入系统中，同时由于润滑油蒸发也可能进入系统中与制冷剂混合，混合后的润滑油经过分离器大部分可以分离，也有少量仍随制冷剂进入冷却器等设备内。温度降低，润滑油冷凝，附着在冷却器和系统的管壁形成油膜，使传热效果降低，冷藏室的温度增高。另一方面，高压制冷剂气体也可能渗漏到润滑油中，使润滑油稀释。

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二、从以上冷冻机的工作特点看出，对冷冻机油的性能要求主要是以下几个方面
⑴合适的粘度 冷冻机油的粘度除了要保证各运动部件的磨擦面有良好润滑性以外，还要从制冷机中带走部分热量，以及起到密封作用。如果制冷机所使用的制冷剂对冷冻机油互溶性较大时，应考虑使用粘度较大的油品，以克服润滑油被制冷剂稀释后的影响。
⑵较低的倾点、絮凝点和R12的不溶物含量
由于制冷机的工作温度变化范围较大，如氨制冷剂在压缩时可高至160℃，而膨胀又下降至-10℃。因此冷冻机油的倾点要低，一般约低于冷冻温度10℃，而且油的粘温特性要好。以保证冷冻机油在低温下能从蒸发器返回压缩机。
卤化烃类R12制冷剂和冷冻机油混合会产生石蜡等沉淀，即石蜡和石油树脂在高于油的浊点前就会凝结。它会堵塞冷却系统的调节机构与制冷设备的管线，影响设备的热交换，因此应检验冷冻机油中的R12不溶物的含量，含量越低越好。这种检验方法可检验油中不同熔点石蜡和可能含有树脂物质的含量是否符合要求。
絮凝点也是检验冷冻机油与制冷剂混合液在一定温度下析出石蜡可能沉淀出不溶性极性物质的一种使用性能指标，冷冻机油的絮凝点一定不能高于蒸发器的蒸发温度。
⑶挥发性小，闪点高
冷冻机油的挥发量愈大，随制冷剂循环的油量也愈多，因此要求冷冻机油的馏份范围愈窄愈好，闪点亦应高于制冷机排气温度25～30℃以上。
⑷良好的化学稳定性和热氧化稳定性
制冷机工作中的最后压缩温度可达130℃～160℃，在此温度下冷冻机油会受热而不断分解变质，生成积炭而导致制冷机产生故障与磨损。另一方面油的分解产物会与制冷剂发生化学反应，使制冷效果变坏，生成的酸性物质又会强烈腐蚀制冷机部件。因此要求冷冻机油有良好的热氧化稳定性，在出口阀的高温下不结焦、不炭化，同时要求冷冻机油具有良好的化学稳定性，避免与制冷剂，如卤化烃(RCI、RF)类作用生成酸性腐蚀物质。
⑸不含水和杂质
因为水在蒸发器结冰会影响供热效率，与制冷剂接触会加速制冷剂分解并腐蚀设备，所以冷冻机油不能含水和杂质。
⑹其他
冷冻机油还应有良好的抗泡性，对橡胶、漆包线等材料不溶解、不膨胀。在封闭式制冷机中使用时应有良好的电绝缘性。

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三、 冷冻机油的粗略分类

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表1冷冻机润滑油的分类

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备注	应用范围	特殊应用	* S' _( S {' n/ s' |; b& z9 d 更具体应用	$ w* L& |$ j3 i3 }7 x5 z- ~ 产品类型和/或性能要求	' ?+ g" Y0 E: y. x0 w! Z ISO-L的符号	典型应用	备注
			/ p' Z7 b# t; V' d7 [& q 操作温度制冷剂类型
& A' U, d( x9 U D	制冷压缩机(冷冻机)	) z1 F) a6 Q- o% V! Z# b4 l 活塞式和回转式的窖型压缩机(封闭，半封闭或开放式)	; [1 l" X1 \$ f% z4 W >-40℃(蒸发器)氨或卤代烷	# s# { m& B, v5 g/ c5 E 深度精制矿油，(环烷基油，石蜡基油或白油)和合成烃油	* F. m: A5 G1 N2 z7 X- M# U DRA	- a, ^6 c* k- J# O 普通冷冻机空调
			& ]$ g5 A% v! ^; R; u' |1 c <-40℃(蒸发器)氨或卤代烷	2 _& c4 o! `; v 合成烃油，允许烃/制冷剂混合物有适当相容性控制。这些合成烃必须互相相容	DRB	普通冷冻机	装有干蒸发器时，相容性就不重要了。在某些情况下，根据制冷剂的类型可使用深度精制矿油(考虑低温和相容性)
			/ P5 k0 v% y6 ^, o& Z; j >0℃(蒸发器或冷凝器)和/或高排气压力或温度卤化烷	+ r( }* L' H% i 深度精制矿油或具有良好热/化学稳定性的合成烃油	DRC	4 H4 W+ I- I* L. y 热泵空调普通冷冻机	" r, h, A' D1 c9 b S9 k: d 合成烃油，允许烃/制冷剂或烃/矿油混合物有适当相容性控制
			4 m5 K) W9 `+ J0 l, W: _4 h 所有蒸发温度(蒸发器)烃类	合成润滑剂(与制冷剂、矿油或合成油无相容性的)	DRD	润滑剂和制冷剂必须不互溶，并能迅速分离	通常用于开放式压缩机

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四、冷冻机油的选用原则
1、 根据压缩类型选用润滑油
冷冻机的压缩机有活塞式、螺杆式和离心式三种，前两种的润滑油与被压缩的制冷剂直接接触，要考虑到润滑油和制冷剂之间的相互影响问题。离心式所用的润滑油只是用来润滑转子轴承，也可根据负荷及转速的大小选用N32或N46汽轮机油。
2、 根据制冷剂的类型选用润滑油
与制冷剂直接接触的润滑油，要考虑二者之间的相互影响。如氟里昂一类的制冷剂能溶于矿物油，因而选用的润滑油粘度等级，应比使用不溶性制冷剂的高一个等级，以防止润滑油被稀释后不能保证润滑。另外，还应注意混入制冷剂中的少量润滑油会不会影响制冷系统的工作。冷冻机油的絮凝点便是检查混入制冷剂中的润滑油是否析出蜡结晶而使制冷系统堵塞的质量指标。
3、 根据制冷剂的蒸发温度选用润滑油
一般来说，制冷剂蒸发温度低的冷冻机，应选用凝点低的冷冻机油，以免被制冷剂携带到制冷系统中的润滑油凝结在节流阀和蒸发器上，影响制冷效率。用氨作制冷剂的冷冻机，所用润滑油的凝点应低于蒸发温度。用氟里昂作制冷剂的，润滑油的凝点可稍高于蒸发温度。
4、根据冷冻机的工作条件选用润滑油
大、中型的多缸、高速(活塞平均线速度3m/s以上)、负荷较大的冷冻机应选用粘度较大的VG46或VG68或VG100冷冻机油。排气温度在145℃左右的高负荷冷冻机用VG68或VG100冷冻机油。小型、微型或低速(活塞平均线速度不高于2m/s) 的冷冻机可用VG22或VG32冷冻机油。

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表2冷冻机润滑油的选用[atdz1]

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冷机类型		蒸发温度，℃	制冷剂类型	8 |: w, ]; A% O8 g, T; e! q/ V& \ 冷冻机油粘度特级	用油部位
活塞式	* x1 F- t) F- M Q 小型低速(小于2m/s)	大于-40	1 e( x: q9 \! Z1 P 氨或卤代烷	DRA 15,22	! d# t0 d: Y, N" x* S 气缸、轴承
	大中型多缸式高速(大于3 m/s)	# e1 k2 F# I( i, M0 E( W 大于-40	8 |! }& h( t& V 氨或卤代烷	DRA 32,46	i# S: q8 @7 j) L$ c" l0 { 气缸、轴承
	- m: S! t8 \( j$ [9 ]) L" \1 Y" K 排气温度高，负荷重，使用条件恶劣	大于-40	( c, s+ ]) z. X 氨或卤代烷	DRA 46,68	- r9 P! Q3 d2 h( X$ c* z$ w 气缸、轴承
	普通制冷机	. H6 C4 F- L" N2 d( I3 R. _ 小于-40	9 `" X5 ]4 x7 _; l& c2 ^4 x 氨或卤代烷	DRB 15,22	0 f) ~$ E! D. x 气缸、轴承
1 ^2 }* P4 L( Y% a4 X+ O# x2 l# z 回转式		/ M7 @$ u+ m$ @/ Z8 f 大于-40	) E1 h" ~& W9 c8 I 氨	" v, d# e7 C5 ~ DRA 22,32	) n6 I5 l. H- B' T3 T8 l 转子、轴承
		大于-40	卤代烷	6 K: Q, J2 ^- A' n. Y5 g DRA 32,46	转子、轴承
		小于-40	卤代烷	. P8 [- |, y2 r6 L3 @ DRB 15	转子、轴承
; k, d7 P# g4 A* ]" [ 螺杆式(喷油式)		$ |) v' t8 V/ N8 c! E5 t 大于-40	8 x% y2 Y+ F( ?3 ~+ X% A 氨	DRA 32,46,68	转子、轴承
		+ X: ]6 y& k/ A" g 大于-40	3 e- X+ M- K8 ~7 B 卤代烷	DRA 46,68,100	" y4 o# }, y' J 转子、轴承
		小于-40	氨或卤代烷	DRB 32,46	转子、轴承
0 q* F' ?: M* G0 r" x( m 离心式，小型干式螺杆式		大于-40	& d- I. O/ o& W& x4 A* v4 g 卤代烷	) U& |" x! v! ?3 Z" A+ ` DRA 32,46	+ r0 S' f) ^+ e4 v 轴承

五、注意事项
① 选油时，冷冻机油的闪点应比冷冻机的排气温度高25～30℃为宜。
② 冷冻机油中不得掺入动植物油。因动植物油易与冷冻剂生成沉淀物，堵塞循环管路。
③ 使用中，当冷冻机油的粘度下降15%，颜色显著变样时，应及时更换。或者以工作时间和酸值变化为界限：一般压缩机或冷冻机轴承采用系统润滑时，年工作1000～2000小时换油，换油界限为酸值到0.3～0.45毫克KOH/克。
④ 换新油前，应将冷冻机中的旧油放净，仔细清除集油箱内的油污和杂质，清理干净后，再加入新油。

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