冷冻油的发展与使用

   矿物油(mineral oil)由于具有优益的润滑效果和稳定性，因此从很早以前就被当作空调机用的冷冻油(润滑油)。而POE多元醇酯合成油则是**个被选用在HFC冷媒系统中的冷冻油，主要用在冰箱系统中。但是POE油在正常状态下会溶解于水(hydrolyzation)和造成毛细管的阻塞现象，特别是在高压R410A系统中。对于使用回转式压缩机的R410A小型空调机，它的壳压(casing pressure)是位在高压端，为改进这种效应而发展出新型的POE油，如由不同比例POE油组成的高稳度POE，或混合型式的POE等。除此之戊，AB类烷基苯合成冷冻油也常用于冰箱中当作润滑油，和PVE油等都是目前用于HFC系统中的已商业化的冷冻油。
　　目前日本主要冷冻油制造商发展的冷冻油是HSPOE油(highlystable POE)，但是由于许多HFC系统使用往复式(recipro)或涡卷式(scroll)压缩机，它们的壳压(casing pressure)是位于系统的低压端，因此可以使用linear POE或者表mixed POE油来当作冷冻油。尤其linear POE或者mixed POE油不仅容易制作而且价格较低廉，目前美国和欧洲国家偏好使用mixed POE油，对于HSPOE油较则不感兴趣。
　　由于HFC冷媒的"地球暖化指数"(global warming potential)仍然很高，因此**冷媒如CO2或氨(ammonia)，也是被列为作冷媒用途。但以氨冷媒为例，由于它具有毒性和爆炸性，因此使用上须特别小心，发展上也相对的受到限制，PAG醚类合成冷冻油是可以和氨冷媒搭配的冷冻油。
由于传统的矿物油不适合用在HFC冷媒系统中，因此发展出合成的冷冻油如POE、PVE和PAG等。但是，事实上这些合成的冷冻油都各有优点和缺点，并不是完全满足HFC冷媒系统，以下是这些代表性冷冻油与HFC冷媒搭配的性能比较：
 
1. 混合冷媒和冷冻油
　　(1)POE (Polyol ester)
　　POE冷冻油较早使用在R134a冰箱系统，后来继续发展使用在R410A和R407C的空调机上。以POE的分子结构来看，可以分为直线性(linear type)和炼状型(branched chain type)两种。linear type POE油有较佳的润滑性，但与冷媒的相溶性、与水溶合的稳定度和抗腐蚀等性能则是branched chain type POE较佳。这种branched chaintype POE油广泛被日本空调机制造商所使用，因为它适合用在有高壳压(casing pressure)的回转式压缩机(rotary compressor)系统中。为了区分和linear type POE油的差别，日本制造商称这种branched chain type POE油为HSPOE油(highly stable POE)。至于美国和欧洲制造商则多采用ordinaryPOE或mixed POE油。
　　(2)PAG (Polyalky benzene)
　　PAG油和HFC冷媒有很好的相溶性，但却不溶于水。主要用在早期开发完成的R134a汽车空调机系统。同时PAG油和氨冷媒也有很好的相溶性。日本出光公司的PAG油用在汽车空调上，占有主要的市场。
　　(3)PVE (Polyvinyl ether)
　　如同PAG油可以提升电子隔热性能(electric insulatingperformance)一样，PVE油可以提升POE油在HFC冷媒系统中与水溶解的稳定度和污垢的相溶性。目前PVE油的发展相当成功，出光公司占有大部份的PVE市场，主要的日本空调机制造商和南韩、美国、欧洲等主要空调机制造商，也开始采用PVE油当作冷冻油。
　　(4)AB (Alkyl benzene)
　　这种冷冻油和冷媒不能相溶，因此其应用于系统中的方法和其它冷冻油不同。AB油有很强的抗腐蚀性，对污垢和水也有很高兼容性，与其它种类的冷冻油比较，价格上也相对的较便宜，适合小型空调机系统上使用。主要生产AB油的厂商为Nippon-Mitsubishi Oil。
　　2. **冷媒和其所用之冷冻油
　　(1)碳氢化合物(Hydrocarbon refrigerants)为冷媒
　　以isobutane(异丁烷)作为冷媒冷冻空调产品，通常使用矿物油(mineral oil)作为冷冻油，这是因为矿物油具有很强的润滑效果，而且和冷媒有很高的相溶性。虽然空调机曾经考虑使用propane (丙烷) 为冷媒，这种冷媒和isobutane一样都具有易燃性，而且和冷冻油相溶而降低了润滑效果。
　　(2)氨(ammonia)
　　在过去氨和isobutane(异丁烷)一样，采用同样的矿物油作为冷冻油，但是目前开发出新的PAG油(改变原来PAG油的分子结构)可以和氨冷媒有更好的兼容性。目前使用氨冷媒的冰水机系统设计，采用直膨式来取代传统的满溢式，可以使用较少的冷媒量和较佳的热传效果，这种新型的设计目前正在发展中。