[发明专利]高效能冷冻润滑油组成物

说明书

技术领域

本发明涉及一种冷冻润滑油组成物，其包含由三季戊四醇(TriPE)、二季戊四醇(DiPE)、季戊四醇(PE)或其混合物与一或多种的直链或支链的饱和或不饱和C_4-20脂肪酸反应而得的多元醇酯类产物(polyol-ester(POE))，或由三季戊四醇(TriPE)与一或多种的直链或支链的饱和或不饱和C_4-20脂肪酸反应而得的多元醇酯类产物、由二季戊四醇(DiPE)与一或多种的直链或支链的饱和或不饱和C_4-20脂肪酸反应而得的多元醇酯类产物或季戊四醇(PE)与一或多种的直链或支链的饱和或不饱和C_4-20脂肪酸反应而得的多元醇酯类产物的混合物，该多元醇酯类产物(POE)具有下述性质：与冷媒(例如氢氟碳化物(HFC)冷媒、氢氟烯烃(HFO)冷媒等等)的互溶温度低于-25℃(20％的多元醇酯类在冷媒中)，及在40℃的运动黏度(kinematicviscosity)介于46～460cSt，且其在经相关压缩机标准条件下测试的后显示出较高工作黏度。

背景技术

近年来为因应全球暖化的威胁，从京都议定书到哥本哈根协议，各国纷纷着手开始进行相关的减碳工作，因此碳排放法规日益严格。在制冷空调产业方面，除了须因应相关新型环保冷媒的使用规范与时程外，各压缩机厂随着能源短缺议题发酵及环保意识抬头，也对于制冷系统效率的提升有与日俱增的需求。

评估制冷系统效率主要为能效比(COP：每1kW的电力，每小时能产出多少的冷冻能力kW)。COP值愈高表示以同样的冷冻能力而言，所需要的电力愈少，运行成本也就愈低。

欲提高制冷设备的COP，主要可从两个方向改善：

(1)改善压缩机设计：

1.变频操作；

2.搭配合适马达；

3.改良转子齿型(提高面积利用系数、减少泄漏面积)；

4.采用高精度的加工设备、减少压缩机的振动及噪音、提高压缩机寿命；

5.使用高精度的机油过滤器、控制压缩机的排气间隙、提高容积效率；

6.精准控制压缩比、减少压缩不足或压缩过量的不当耗功；

7.提高油分离器拦油效率，将抛油量(oilcarryover)控制在2％以内，能防止过量的冷冻油进入蒸发器(Evaporator)，进而增加热传效率，提高冷冻能力；和

8.改善压缩机主要组件及阀类的压力降(减少压缩机所需的输入功)；及

(2)选用高效能冷冻润滑油：

冷冻润滑油藉由增加气密、润滑轴承、减少噪音、带走压缩热(冷却)、降低油膜的摩擦系数、减少马达耗功及清洁(溶解杂质及副产物，避免阻塞)而达成高效能。

通过选用高效能冷冻润滑油以提高COP，不论就成本考虑或操作便利性考虑，均较改善压缩机设计更为方便简单。

然而，冷冻润滑油影响制冷系统的效率的最主要关键来自两个部分：

(1)蒸发器中的冷冻润滑油与冷媒的互溶性

(miscibility)及冷媒热传效率，和

(2)压缩机内部润滑及密封效果。

选择冷冻润滑油的最优先考虑为其与冷媒的互溶性(miscibility)，其所影响分成两个层面：压缩机回油考虑及蒸发器热传效率。虽然通常在压缩机出口设有油分离器(Oilseparator)，以防止冷冻润滑油因抛油现象(Oilcarryover)而导致过多冷冻润滑油随冷媒离开压缩机而导致压缩机内部冷冻润滑油不足，进而发生压缩机故障。但是，无可避免地，仍将有少许冷冻润滑油离开压缩机，最终随冷媒进入蒸发器中。在蒸发器的低温环境下，冷冻润滑油与冷媒的互溶性将变差，若此时因互溶性不足而发生相分离状况，将会导致冷冻润滑油累积在蒸发器表面而无法回到压缩机中，因而不但会影响蒸发器中的冷媒热传效率，更严重的是将导致压缩机中冷冻润滑油的量不足，导致压缩机故障。

冷冻润滑油的选择除了上述的在蒸发器中与冷媒的互溶性外，也需考虑冷冻润滑油在压缩机内部润滑性及密封性。然而，影响润滑性及密封性的最重要因素，便是冷冻润滑油在压缩机运转条件下所具备的工作黏度。

从润滑性考虑：在高温运转时，当工作黏度过低，容易造成机械部件在运转时润滑不足而致输入的电能及机械功增加，降低COP；适度提高工作黏度，将提高机械部件的润滑性，进而增加COP。