矿物油替代R410A制冷剂用POE润滑油的可行性研究

　　1 前言

　　随着一系列旨在控制臭氧层消耗物的国际公约的签订和推进，CFC类制冷剂被完全禁用，而HCFC类制冷剂的禁用在发展中国家可能还需要一段时间，但对于发达国家，已经迫在眉睫。虽然HFC型制冷剂的GWP比较高,但在家用空调方面HFC型制冷剂是目前为止比较理想的替代物。制冷剂的改变与之相混合使用的润滑油也在变化。R22冷媒的润滑油为矿物油，随着冷媒R410A的应用，矿物油已被酯类油所取代，POE VG68润滑油已被广泛的应用在空调机组中[1]。但对于在新冷媒R410A的空调系统中，矿物油为什么不被使用没有相应详尽的理论解释，业内人士只是从润滑油与制冷剂的相溶性方面给出了解释。本次研究的重点内容是通过空调的实际运转实验，测试矿物油在新冷媒空调系统中的效果，并通过实验研究矿物油替代的可能性。

　　2 润滑油及POE油的分析

　　2.1 润滑油的功效

　　保证压缩机正常运转，对压缩机的各运动部件起润滑和冷却作用：①在摩擦面形成油膜，降低摩擦功和带走摩擦热;②防止运动部件由于发热而卡死;③对于开启式压缩机，还可以起到密闭作用;④形成油膜，防止生锈;⑤带走杂质和油污，清洁润滑面。

　　2.2 润滑油的要求

　　在运行状态下，润滑油要有适当的粘度;凝固点要低，低温时要有良好的流动性;不含水分、不凝性气体和石蜡;与制冷剂有良好的兼容性，本身有较好的热稳定性和化学稳定性;绝缘、耐电压要求;价格低廉，容易获得。制冷系统各部件对润滑油的性能要求见表1[2]。

　　2.3 润滑油的选择

　　润滑油的选择主要取决于制冷剂的种类、压缩机的形式和运转工况(蒸发温度、冷凝温度)等，一般使用制冷剂制造厂推荐的牌号;从传热的角度出发，应选用与制冷剂互溶性好的润滑油;吸水性;粘度。

　　2.4 POE油的分析

　　对于HFC制冷剂来说，还没有哪种润滑油可以比得上POE润滑油的效果。POE不仅与HFC互溶，还因为有优异的润滑特性以及高的热力学稳定性和化学稳定性，所以通常可以不用添加剂，且无添加剂的POE油与大部分金属的相容性比传统油和CFC更好。但POE润滑油最致命的弱点是易于水解，具有吸湿性，受湿度影响大，而空调机组尤其是分体机空调在维修时易混入空气和水，水分的除去相对空气更困难。酯的合成及水解反应见图1。

　　与其他润滑油相比较，POE油的另一个最重要的限制因素就是价格比较贵，大概为矿物油的两倍，这就为POE油的矿物油替代找到了一个很好的理由。

　　2.5 矿物油与POE油的物性比较