R134a制冷剂及润滑油等材料.doc

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1、R134a制冷剂及润滑油等材料对压缩机质量的影响曾强1R134a制冷剂和压缩机1.1R134a制冷剂R134a制冷剂是近年来兴起的中长期替代制冷剂。它采用R134a(l,1,1,2-四氟代乙烷)做制冷剂,取代了传统的CFC类制冷剂。其结构式如下:FF11F—C—C—H11FH它对大气层屮的臭氧破坏力(ODP)低,温室效应(GWP)也较低。而且有低毒、不易燃等特点。对于欧美、1_

2、本等对安全性要求较高的国家比较适用。表1列出一些制冷剂的性能比较。表1产品在人气层中的寿命ODPGWPCFC-11601.01.0CFC-121201.03.0CFC-1139

3、00.91.3CFC-1142000.83.8CFC-1154000.47.5CFC-1232().020.02CFC-12470.020.1HCFC-141B12]0.110.15HCFC-142B190.060.36HCFC-221510.050.341.2R134a压缩机采用R134a制冷剂的压缩机由于其制冷剂的特性,要求R134a的纯度高,以免性能发生变化。同时,由于R134a的分子呈现一定的化学极性,与许多化学物质不相容,因此需要对压缩机内部的各种化学物质进行控制。而R134a压缩机所能采用的压缩机油为酯类油,此种油极易吸水,不但会使压缩机油

4、分解加速,而且会使大量水分进入压缩机,发生“冰塞,现彖,压缩机不能制冷。因此,要严格限制压缩机内部的含水最。R134a的分了肓径约为4.2埃,比水分了(3埃)大而比R12(4.4埃)小。所以R134a制冷剂比R12制冷剂有更强的渗透趋势和亲水性。有鉴于此,在密封(焊接)过稈屮,必须加以注意,以免造成泄漏。2R134a压缩机的要求众所周知,密封式斥缩机在运行过程屮,压缩机油是与制冷剂直接接触的,这就意味着在制冷过程屮不可避免地有少量压缩机油与制冷剂一起参与制冷循环。这一部分油要随制冷剂一起经历排气阀的高温和蒸发器的低温两种极端的条件。如果有任何不相容物质

5、溶解在床缩机油里参与循环,就会在毛细管与蒸发器的接口的低温条件下析出,不再与R134a和压缩机油相容,从而堵塞毛细管。H前已知的不和容物质大致有如下儿种:①矿物油;②石蜡及长链脂烷炷;③聚硅氧烷;④酰胺类化合物;⑤磷酸酯类化合物。还须控制的其它物质有:①氯化物;②强酸、强碱;③水分。3控制重点3.1压缩机油制冷压缩机的冷冻机油对轴承、压缩机主体和控制系统进行润滑后冋到压缩机。由压缩机排出的制冷剂-油混合物在油分离器屮分离出大部分油,分出的油再冋流压缩机。少量分不出的油与制冷剂一起进入制冷剂管线。活塞式、螺杆式丿玄缩机在运转过程屮排气温度可达90〜140

6、°C,于是会有部分润滑油气化成5〜50nm的微粒进入系统。另一方而,当床缩机排气速度达到24〜30m7h,也容易把部分润滑油带入系统,其后果是使冷凝温度升高,和应地冷凝斥力也升高,这是由于冷凝器内部产生油膜使热阻增大、传热系数减小的结果。半冷凝器热负荷一定吋,随着传热系数减小,冷凝温度升高。蒸发器内部产生油膜会使蒸发温度降低,札I应地蒸发丿*力也降低。在蒸发器表面有0.1mm油膜时,将使蒸发温度降低2.5°C,耗电增加11〜12%。由于冷冻机油是在制冷剂的特殊环境下工作,因此具有如下特性:%1冷冻机油与制冷剂在制冷压缩系统屮直接接触;%1有少量冷冻机油

7、被携入制冷管线内参与冷冻循环;%1在全封闭丿衣缩机屮,冷冻机油与电机的线圈及密封件等有机材料密切接触;%1冷冻机油随制冷剂一起经历排气阀的高温和蒸发器的低温两种极端的温度条件。因此,制冷循环小对冷冻机油的性能有如表2要求。表2循环系统压缩机①与制冷剂共存时有优良的化学稳定性②有良好的润滑性③有极好的与制冷剂的相容性④对绝缘材料和密封材料有优良的适应性⑤有良好的消泡性冷凝器有优良的与制冷剂的相容性毛细管①无蜡状物的絮状分离②不含水蒸发器%1有优良的低温流动性%1无蜡状物的絮状分离③不含水④有优良的与制冷剂的相容性由于新型制冷剂R134a不能与传统的冷冻机

8、油相容,同时对于传统的各种添加剂的适应性也行限。针对这种情况,开发了合成酯类油作为R134a压缩机的冷冻机油,它能够与R134a完全互容,并且可以满足以上对冷冻机油的各项要求。自70年代以来,美国就开始采用长链脂肪酸双酯作为润滑剂。近年来,又相继开发出了多种的聚氟酯、多元醉酯等新型合成酯类油。通过对价格、性能的综合比较,现在一般都使用季戊四醉酯做R134a压缩机的冷冻机油Q结构式如下:OCII,II/C―

9、Et—0一C—ll

10、n_«季戊四醇酯,门二4,R部分为商业秘密这种季戊四醇酯油分子里有长链正构或杲构烷桂作为粘度调节部分,因为酯基的化学键能较小,所

11、以容易分解成高级脂肪酸和多元醇。这就使得油的吸水性加强。一旦分子屮有醇轻基暴露出來(由于合成不

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