冷凍機(jī)油組合物和應(yīng)用該冷凍機(jī)油組合物的壓縮機(jī)和制冷設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了冷凍機(jī)油組合物及其設(shè)備，包括烴類制冷劑和氫氟碳類制冷劑中的至少一種，以及含氧類合成冷凍機(jī)油，其中，含氧類合成冷凍機(jī)油中的碳原子與氧原子質(zhì)量比不大于5。利用該組合物和設(shè)備可以有效改善壓縮機(jī)可靠性和系統(tǒng)性能的制冷裝置。
【專利說明】冷凍機(jī)油組合物和應(yīng)用該冷凍機(jī)油組合物的壓縮機(jī)和制冷設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及材料領(lǐng)域，具體而言，本發(fā)明涉及冷凍機(jī)油組合物和應(yīng)用該冷凍機(jī)油組合物的壓縮機(jī)和制冷設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，由于傳統(tǒng)的氟利昂R22冷媒對臭氧層有破壞作用，經(jīng)由蒙特利爾國際條約規(guī)定對R22的使用量進(jìn)行限制并于將來停止使用。另外，隨著全球氣溫變暖，從地球變暖系數(shù)GWP考慮，高GWP的R410A冷媒等最終也會被低GWP冷媒所替代。目前業(yè)界正在尋找一種環(huán)保冷媒進(jìn)行開發(fā)。R32作為不含氯的氟化烴類以及全球變暖指數(shù)(GWP)較低的候補(bǔ)制冷劑之一，以其環(huán)保、能效高、成本低等特點(diǎn)受到行業(yè)界的關(guān)注，以及以R32為主體的合成制冷劑均被行業(yè)界所關(guān)注。
[0003]但是R290和R32用于壓縮冷凍機(jī)時，采用現(xiàn)行冷凍機(jī)油如礦物油、烷基苯、合成POE油等作為潤滑油時，均不太理想。R290制冷劑由于與油品完全溶解，因此降低了基礎(chǔ)油粘度，降低了潤滑效果，從而導(dǎo)致壓縮機(jī)耐磨性和密封性下降，壓縮機(jī)性能和壽命大大減少。
[0004]R32制冷劑則相反，與油品相溶性較差，在_20°C~50°C范圍內(nèi)出現(xiàn)油和冷媒分離的現(xiàn)象。如果制冷系統(tǒng)中采用與冷媒不相溶的潤滑油，在系統(tǒng)中蒸發(fā)器上容易造成油和冷媒的分層，潤滑油不容易回到壓縮機(jī)內(nèi)，造成壓縮機(jī)運(yùn)動部件缺油，影響壓縮機(jī)的可靠性。同時滯留在蒸發(fā)器上的油品又會影響蒸發(fā)器的熱交換效率，造成系統(tǒng)效率下降。
[0005]因此，需要研究得到一種具有適當(dāng)相容性的冷凍機(jī)油和制冷劑的組合物，以待進(jìn)一步提高壓縮機(jī)的工作性能。`

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問題之一或至少提供一種有用的商業(yè)選擇。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種冷凍機(jī)油組合物和應(yīng)用該冷凍機(jī)油組合物的壓縮機(jī)和制冷設(shè)備，利用該冷凍機(jī)油組合物可以有效提高壓縮機(jī)的可靠性和系統(tǒng)性能。
[0007]在本發(fā)明的第一個方面，本發(fā)明提出了一種冷凍機(jī)油組合物，所述冷凍機(jī)油組合物包括烴類制冷劑和氫氟碳類制冷劑中的至少一種，以及含氧類合成冷凍機(jī)油。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述含氧類合成冷凍機(jī)油中的碳原子與氧原子質(zhì)量比不大于5。采用該冷凍機(jī)油組合物可以有效改善壓縮機(jī)的可靠性，提高蒸發(fā)器的熱交換效率和系統(tǒng)效率。
[0008]另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的冷凍機(jī)油組合物還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0009]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述含氧類合成冷凍機(jī)油中氧原子的含量不小于10重量％。氧原子含量過低的話，冷凍機(jī)油的極性過小，與冷媒的相溶性變差，因此要求冷凍機(jī)油具有一定的極性，提出氧原子含量不小于10重量％。[0010]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述含氧類合成冷凍機(jī)油在40攝氏度時的運(yùn)動粘度為2~200mm2/s。由此可以進(jìn)一步提高含氧類冷凍機(jī)油的潤滑作用，以便進(jìn)一步提高壓縮機(jī)的耐磨性能和密封性能。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述含氧類合成冷凍機(jī)油為聚鏈烷二醇醚(PAG)、聚乙烯醚(PVE)、多元醇酯(POE)和聚碳酸酯的至少一種。由此可以進(jìn)一步提高潤滑作用。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述含氧類合成冷凍機(jī)油含有:0.1~5.0重量％的極壓添加劑；0.01~2重量％的抗氧化劑；0.01~2.0重量％的酸清除劑；以及Ippm~IOOppm的金屬鈍化劑。由此可以進(jìn)一步提高冷凍機(jī)油的潤滑性、穩(wěn)定性以及耐久性能。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述冷凍機(jī)油組合物中，所述氫氟碳制冷劑為R32。由此使得冷凍機(jī)油與該制冷劑配合使用達(dá)到良好的潤滑作用，以便更好的支持壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述冷凍機(jī)油組合物中所述烴類制冷劑為選自乙烷、丙烷、丁烷和異丁烷的至少一種。由此使得冷凍機(jī)油與該制冷劑配合使用達(dá)到良好的潤滑作用，以便更好的支持壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述冷凍機(jī)油組合物包含:5~95重量份的所述含氧類合成冷凍機(jī)油；以及5~95重量份的所述烴類制冷劑或者氫氟碳類制冷劑。以便能夠顯著提高潤滑劑的綜合性能。
[0016]在本發(fā)明的第二個方面，本發(fā)明提出了一種壓縮機(jī)，所述壓縮機(jī)采用上述實(shí)施例的所述冷凍機(jī)油組合物。由此能夠顯著提高壓縮機(jī)的工作效率以及性能，以便最大限度的延長壓縮機(jī)使用壽命。
[0017]在本發(fā)明的第三個方面，本發(fā)明提出了一種制冷設(shè)備，所述制冷設(shè)備包括上述實(shí)施例所述壓縮機(jī)。由此能夠顯`著提高制冷設(shè)備的綜合制冷性能，以便有效提高制冷設(shè)備的使用壽命。
[0018]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，下面描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0020]本發(fā)明的是基于發(fā)明人的下列發(fā)現(xiàn)完成的:
[0021]發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的制冷劑和潤滑油組合物多存在潤滑油與制冷劑的完全溶解和分層較嚴(yán)重的現(xiàn)象，導(dǎo)致潤滑油過多溶解在制冷劑中無法達(dá)到潤滑的作用，使得壓縮機(jī)耐磨性和密封性下降，壓縮機(jī)性能降低、壽命減少，或者殘留在蒸發(fā)器內(nèi)，影響蒸發(fā)器的熱交換效率，造成系統(tǒng)效率下降。本發(fā)明的發(fā)明人著重解決潤滑油與制冷劑的相容性，通過調(diào)節(jié)潤滑油中的碳氧含量比值進(jìn)而對潤滑油的極性進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而得到具有更加合適冷媒溶解度的潤滑油和制冷劑組合物，使得潤滑劑發(fā)揮較好的潤滑作用，進(jìn)而完成本發(fā)明。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，本發(fā)明中提到的“溶解度”是指在一定溫度和壓力下，溶解在潤滑油中液體制冷劑的質(zhì)量占潤滑油和制冷劑混合物總質(zhì)量的百分含量。
[0023]為此，在本發(fā)明的第一個方面，本發(fā)明提出了一種冷凍機(jī)油組合物。根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例，該組合物包括:烴類制冷劑和氫氟碳類制冷劑中的至少一種，以及含氧類合成冷凍機(jī)油。其中，含氧類合成冷凍機(jī)油中的碳原子與氧原子質(zhì)量比不大于5。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，上述冷凍機(jī)油組合物中，潤滑油與制冷劑之間具有適當(dāng)?shù)娜芙舛龋沟迷摻M合物能夠很好的發(fā)揮潤滑劑的潤滑作用。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，由于含氧類合成冷凍機(jī)油中的碳原子與氧原子質(zhì)量比不大于5，進(jìn)而使得該潤滑油具有適當(dāng)?shù)臉O性，與烴類制冷劑和氫氟碳類制冷劑之間能夠保持適當(dāng)?shù)南嗳苄裕摵躅惡铣衫鋬鰴C(jī)油在烴類制冷劑和氫氟碳類制冷劑中具有適當(dāng)?shù)娜芙舛?，進(jìn)而能夠更好的發(fā)揮含氧類合成冷凍機(jī)油的潤滑作用。
[0024]根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例，含氧類合成冷凍機(jī)油中氧原子的含量不小于10重量％。由此具有該氧原子含量的含氧類合成冷凍機(jī)油具有適當(dāng)?shù)臉O性，具有該極性的含氧類合成冷凍機(jī)油能夠保持其與烴類制冷劑和氫氟碳類制冷劑之間具有適當(dāng)?shù)南嗳苄浴＿M(jìn)而可以使得含氧類合成冷凍機(jī)油返回其潤滑作用。由此可以進(jìn)一步提高壓縮機(jī)的耐磨性和密封性，進(jìn)而提高壓縮機(jī)的可靠性和壽命。
[0025]根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例，含氧類合成冷凍機(jī)油在40攝氏度時的運(yùn)動粘度為2~200mm2/s。以便使得該冷凍機(jī)油能夠有效的發(fā)揮較佳的潤滑作用。同時可以更加確信的保證該含氧類合成冷凍機(jī)油與烴類制冷劑和氫氟碳類制冷劑之間具有適當(dāng)?shù)南嗳苄?，更好地發(fā)揮其潤滑作用，保證壓縮機(jī)和換熱器優(yōu)質(zhì)運(yùn)行，提高系統(tǒng)效率。
[0026]根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例，含氧類合成冷凍機(jī)油的類型并不受特別限制，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，含氧類合成冷凍機(jī)油可以為聚鏈烷二醇醚(PAG)、聚乙烯醚(PVE)、多元醇酯(POE)和聚碳酸酯的至少一種。由此可以使得其與烴類制冷劑和氫氟碳類制冷劑配合使用發(fā)揮良好的潤滑作用，提高壓縮機(jī)性能和系統(tǒng)效率。
[0027]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，含氧類合成冷凍機(jī)油含有:0.1~5.0重量％的極壓添加劑；
0.01~2重量％的抗氧化劑；0.01~2.0重量％的酸清除劑；以及Ippm~IOOppm的金屬鈍化劑。由此提高冷凍機(jī)油的潤滑性、穩(wěn)定性以及耐久性能，以便使得該冷凍機(jī)油能夠發(fā)揮較佳的潤滑作用。根據(jù)本發(fā)明 的具體實(shí)施例，極壓添加劑的類型并不受特別限制，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，極壓添加劑可以為磷酸的一個以上的羥基被酯化而得的磷酸酯。由此可以達(dá)到在運(yùn)動部件表面形成一層保護(hù)膜，有利于減輕運(yùn)動部件的磨損，由此可以進(jìn)一步提高冷凍機(jī)油的潤滑性能。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，抗氧化劑可以與油中酸性物質(zhì)和金屬碎屑等氧化因子進(jìn)行反應(yīng)，減少這些氧化因子對油品的劣化作用，延長油品的使用壽命。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，添加適量的酸清除劑可以將油中生成的酸性物質(zhì)進(jìn)行捕捉、中和，降低油品劣化，延長油品壽命，由此可以對含氧類合成冷凍機(jī)油的極性進(jìn)行調(diào)節(jié)，由此可以使得含氧類合成冷凍機(jī)油與制冷劑能夠適當(dāng)混合，以便進(jìn)一步提冷凍機(jī)油組合物的潤滑性能以及制冷性能。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，上述冷凍機(jī)油組合物中含有極微量的金屬鈍化劑，由此可以進(jìn)一步減少運(yùn)動部件鍍銅的發(fā)生。
[0028]根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例，氫氟碳制冷劑的類型并不受特別限制，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，氫氟碳制冷劑可以為R32。R32制冷劑作為不含氯的氟化烴類以及全球變暖指數(shù)(GffP)較低的制冷劑，因此具有環(huán)保、能效高和成本低等優(yōu)異特點(diǎn)。同時采用R32制冷劑與含氧類合成冷凍機(jī)油配合使用，可以使含氧類合成冷凍機(jī)油具有適當(dāng)?shù)娜芙舛龋员愀玫陌l(fā)揮潤滑油的潤滑作用，由此可以進(jìn)一步提高壓縮機(jī)的性能，延長使用壽命。
[0029]根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例，烴類制冷劑的類型并不受特別限制，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，烴類制冷劑可以為選自乙烷、丙烷、丁烷和異丁烷的至少一種。由此采用該制冷劑能夠使得含氧類合成冷凍機(jī)油具有適當(dāng)?shù)娜芙舛?，由此可以進(jìn)一步提高壓縮機(jī)的性能，延長使用壽命。[0030]根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例，冷凍機(jī)油組合物包含:5~95重量份的所述含氧類合成冷凍機(jī)油；以及5~95重量份的所述烴類制冷劑或者氫氟碳類制冷劑。以便能夠最大限度提高潤滑劑的綜合性能。
[0031]在本發(fā)明的第二個方面，本發(fā)明提出了一種壓縮機(jī)，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，該壓縮機(jī)采用上述任一實(shí)施例的冷凍機(jī)油組合物。由于該冷凍機(jī)油組合物中含氧類合成冷凍機(jī)油具有適當(dāng)?shù)臉O性，使其在烴類制冷劑和氫氟碳類制冷劑中具有適當(dāng)?shù)娜芙舛?，進(jìn)而使得該冷凍機(jī)油組合物具有良好的潤滑性能。本發(fā)明的壓縮機(jī)由于采用該冷凍機(jī)油組合物，因此該壓縮機(jī)具有良好的耐磨性和密封性。前面關(guān)于冷凍機(jī)油組合物的特征和優(yōu)點(diǎn)所進(jìn)行的描述，仍適用于該制冷設(shè)備，在此不再贅述。
[0032]在本發(fā)明的第三個方面，本發(fā)明提出了一種制冷設(shè)備，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，該制冷設(shè)備包括上述實(shí)施例的壓縮機(jī)。由于上述壓縮機(jī)具有性能較佳的冷凍機(jī)油組合物使得壓縮機(jī)的綜合性能得到顯著提高，因此，采用上述具有高性能的壓縮機(jī)，能夠顯著提高制冷設(shè)備的綜合制冷性能，以便進(jìn)一步提高制冷設(shè)備的制冷效率以及制冷設(shè)備的使用壽命。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，制冷設(shè)備的例子可以包括空調(diào)、冰箱、冷凍機(jī)等。前面關(guān)于冷凍機(jī)油組合物的特征和優(yōu)點(diǎn)所進(jìn)行的描述，仍適用于該制冷設(shè)備，在此不再贅述。
[0033]下面參考具體實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行描述，需要說明的是，這些實(shí)施例僅僅是描述性的，而不以任何方式限制本發(fā)明。
[0034]實(shí)施例1
[0035]冷凍機(jī)油組合物:制冷劑為R32，潤滑油為新多元醇酯(POE) (C/0=4.5/1)。
[0036]實(shí)施例2
[0037]冷凍機(jī)油組合物:制冷劑為R290，潤滑油為聚鏈烷二醇醚(PAG) (C/0=3.1/1)。
[0038]實(shí)施例3
[0039]冷凍機(jī)油組合物:制冷劑為R290，潤滑油為聚鏈烷二醇醚(PAG) (C/0=2.6/1)。
[0040]對比例I
[0041]冷凍機(jī)油組合物:制冷劑為R410A，潤滑油為多元醇酯(POE) (C/0=5/l)。
[0042]對比例2
[0043]冷凍機(jī)油組合物:制冷劑為R32，潤滑油為多元醇酯(POE) (C/0=5/l)。
[0044]對比例3
[0045]冷凍機(jī)油組合物:制冷劑為R410A，潤滑油為多元醇酯(POE) (C/0=5/l)。
[0046]對比例4
[0047]冷凍機(jī)油組合物:制冷劑為R290，潤滑油為多元醇酯(POE) (C/0=5/l)。
[0048]評價:
[0049]1、對實(shí)施例1和對比例1-2的冷凍機(jī)油組合物的二層分離溫度進(jìn)行測定。
[0050]2、對實(shí)施例2-3和對比例3-4的冷凍機(jī)油組合物的溶解度進(jìn)行測定。
[0051]“溶解度”是指在一定溫度和壓力下，溶解在潤滑油中液體制冷劑的質(zhì)量占潤滑油和制冷劑混合物總質(zhì)量的百分含量。
[0052]3、二層分離溫度進(jìn)行測定方法:將制冷劑和潤滑油按一定比率混合，封入玻璃壓力容器中，將容器放入到恒溫箱中，混合物從室溫逐漸冷卻，冷卻到一定溫度時，混合物從單一混合的溶液開始出現(xiàn)兩相分層，將出現(xiàn)兩相分層的溫度記為該比率下的二層分離溫度，通過測定不同的混合比率，就可以得到一條二層分離溫度曲線，在這里將最高的分離溫度點(diǎn)記為油和冷媒的二層分離溫度。
[0053]測定結(jié)果見表1-2。
【權(quán)利要求】
1.一種冷凍機(jī)油組合物，包括烴類制冷劑和氫氟碳類制冷劑中的至少一種，以及含氧類合成冷凍機(jī)油，其特征在于，所述含氧類合成冷凍機(jī)油中的碳原子與氧原子質(zhì)量比不大于5。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷凍機(jī)油組合物，其特征在于，所述含氧類合成冷凍機(jī)油中氧原子的含量不小于10重量％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷凍機(jī)油組合物，其特征在于，所述含氧類合成冷凍機(jī)油在40攝氏度時的運(yùn)動粘度為2~200mm2/s。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷凍機(jī)油組合物，其特征在于，所述含氧類合成冷凍機(jī)油為聚鏈烷二醇醚(PAG)、聚乙烯醚(PVE)、多元醇酯(POE)和聚碳酸酯的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷凍機(jī)油組合物，其特征在于，所述含氧類合成冷凍機(jī)油含有: 0.1~5.0重量％的極壓添加劑； 0.01~2重量％的抗氧化劑； 0.01~2.0重量％的酸清除劑；以及 Ippm~IOOppm的金屬鈍化劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述 的冷凍機(jī)油組合物，其特征在于，所述氫氟碳制冷劑為R32。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷凍機(jī)油組合物，其特征在于，所述烴類制冷劑為選自乙烷、丙烷、丁烷和異丁烷的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷凍機(jī)油組合物，其特征在于，包含: 5~95重量份的所述含氧類合成冷凍機(jī)油；以及 5~95重量份的所述烴類制冷劑或者氫氟碳類制冷劑。
9.一種壓縮機(jī)，其特征在于，采用權(quán)利要求1~8任一項(xiàng)所述的冷凍機(jī)油組合物。
10.一種制冷設(shè)備，其特征在于，所述制冷設(shè)備包括權(quán)利要求9所述的壓縮機(jī)。
【文檔編號】C10N30/06GK103509638SQ201310331850
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月1日
【發(fā)明者】龍春仙, 江波 申請人:廣東美芝制冷設(shè)備有限公司