[發明專利]高效能冷凍潤滑油組成物

在審

• 申請號: 201410390065.1
• 申請日: 2014-08-08
• 公開（公告）號: CN105331422A
• 公開（公告）日: 2016-02-17
• 發明（設計）人: 蔡禎祥;唐旭華;洪榮宗;吳致維;蔡泰和;黃信歷;李信恒
• 申請（專利權）人: 百達精密化學股份有限公司
• 主分類號: C10M105/38
• 分類號: C10M105/38;C10M169/04;C10N40/30;C10N30/02;C10N30/10;C10N30/06
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 彭茜茜

技術領域

本發明涉及一種冷凍潤滑油組成物，其包含由三季戊四醇(TriPE)、二季戊四醇(DiPE)、季戊四醇(PE)或其混合物與一或多種的直鏈或支鏈的飽和或不飽和C_4-20脂肪酸反應而得的多元醇酯類產物(polyol-ester(POE))，或由三季戊四醇(TriPE)與一或多種的直鏈或支鏈的飽和或不飽和C_4-20脂肪酸反應而得的多元醇酯類產物、由二季戊四醇(DiPE)與一或多種的直鏈或支鏈的飽和或不飽和C_4-20脂肪酸反應而得的多元醇酯類產物或季戊四醇(PE)與一或多種的直鏈或支鏈的飽和或不飽和C_4-20脂肪酸反應而得的多元醇酯類產物的混合物，該多元醇酯類產物(POE)具有下述性質：與冷媒(例如氫氟碳化物(HFC)冷媒、氫氟烯烴(HFO)冷媒等等)的互溶溫度低于-25℃(20％的多元醇酯類在冷媒中)，及在40℃的運動黏度(kinematicviscosity)介于46～460cSt，且其在經相關壓縮機標準條件下測試的后顯示出較高工作黏度。

背景技術

近年來為因應全球暖化的威脅，從京都議定書到哥本哈根協議，各國紛紛著手開始進行相關的減碳工作，因此碳排放法規日益嚴格。在制冷空調產業方面，除了須因應相關新型環保冷媒的使用規范與時程外，各壓縮機廠隨著能源短缺議題發酵及環保意識抬頭，也對于制冷系統效率的提升有與日俱增的需求。

評估制冷系統效率主要為能效比(COP：每1kW的電力，每小時能產出多少的冷凍能力kW)。COP值愈高表示以同樣的冷凍能力而言，所需要的電力愈少，運行成本也就愈低。

欲提高制冷設備的COP，主要可從兩個方向改善：

(1)改善壓縮機設計：

1.變頻操作；

2.搭配合適馬達；

3.改良轉子齒型(提高面積利用系數、減少泄漏面積)；

4.采用高精度的加工設備、減少壓縮機的振動及噪音、提高壓縮機壽命；

5.使用高精度的機油過濾器、控制壓縮機的排氣間隙、提高容積效率；

6.精準控制壓縮比、減少壓縮不足或壓縮過量的不當耗功；

7.提高油分離器攔油效率，將拋油量(oilcarryover)控制在2％以內，能防止過量的冷凍油進入蒸發器(Evaporator)，進而增加熱傳效率，提高冷凍能力；和

8.改善壓縮機主要組件及閥類的壓力降(減少壓縮機所需的輸入功)；及

(2)選用高效能冷凍潤滑油：

冷凍潤滑油藉由增加氣密、潤滑軸承、減少噪音、帶走壓縮熱(冷卻)、降低油膜的摩擦系數、減少馬達耗功及清潔(溶解雜質及副產物，避免阻塞)而達成高效能。

通過選用高效能冷凍潤滑油以提高COP，不論就成本考慮或操作便利性考慮，均較改善壓縮機設計更為方便簡單。

然而，冷凍潤滑油影響制冷系統的效率的最主要關鍵來自兩個部分：

(1)蒸發器中的冷凍潤滑油與冷媒的互溶性

(miscibility)及冷媒熱傳效率，和

(2)壓縮機內部潤滑及密封效果。

選擇冷凍潤滑油的最優先考慮為其與冷媒的互溶性(miscibility)，其所影響分成兩個層面：壓縮機回油考慮及蒸發器熱傳效率。雖然通常在壓縮機出口設有油分離器(Oilseparator)，以防止冷凍潤滑油因拋油現象(Oilcarryover)而導致過多冷凍潤滑油隨冷媒離開壓縮機而導致壓縮機內部冷凍潤滑油不足，進而發生壓縮機故障。但是，無可避免地，仍將有少許冷凍潤滑油離開壓縮機，最終隨冷媒進入蒸發器中。在蒸發器的低溫環境下，冷凍潤滑油與冷媒的互溶性將變差，若此時因互溶性不足而發生相分離狀況，將會導致冷凍潤滑油累積在蒸發器表面而無法回到壓縮機中，因而不但會影響蒸發器中的冷媒熱傳效率，更嚴重的是將導致壓縮機中冷凍潤滑油的量不足，導致壓縮機故障。

冷凍潤滑油的選擇除了上述的在蒸發器中與冷媒的互溶性外，也需考慮冷凍潤滑油在壓縮機內部潤滑性及密封性。然而，影響潤滑性及密封性的最重要因素，便是冷凍潤滑油在壓縮機運轉條件下所具備的工作黏度。

從潤滑性考慮：在高溫運轉時，當工作黏度過低，容易造成機械部件在運轉時潤滑不足而致輸入的電能及機械功增加，降低COP；適度提高工作黏度，將提高機械部件的潤滑性，進而增加COP。