روغن پلیالاستر (POE) و سازگاری آن با مبردهای HFC
روغن پلیالاستر یا POE که مخفف Polyol Ester است، یکی از مهمترین روغنهای سنتتیک مورد استفاده در کمپرسورهای برودتی و سیستمهای تهویه مطبوع مدرن محسوب میشود. این روغن بهطور گسترده در تجهیزاتی که با مبردهای خانواده HFC کار میکنند استفاده میشود؛ زیرا روغنهای معدنی معمولی در بسیاری از این سیستمها قابلیت امتزاج و برگشت روغن مناسبی ندارند.
انتخاب صحیح روغن در سیستم تبرید به اندازه انتخاب مبرد اهمیت دارد. روغن نامناسب میتواند باعث برگشتنکردن روغن به کمپرسور، کاهش روانکاری، افت راندمان، افزایش دمای دهش، تشکیل اسید، خرابی عایق الکتریکی موتور و در نهایت سوختن کمپرسور شود.
مهمترین دلیل استفاده از روغن POE ، توانایی آن در ایجاد تعادل مناسب میان روانکاری کمپرسور و بازگشت روغن در مدار تبرید است. در یک سیستم برودتی، مقدار کمی روغن همواره همراه مبرد از کمپرسور خارج میشود. اگر این روغن در لولهها، اواپراتور یا کندانسور جمع شود و به کارتل کمپرسور بازنگردد، سطح روغن کم شده و خطر آسیب شدید به قطعات داخلی افزایش مییابد.
وظایف روغن POE در سیستمهای برودتی
روغن پلیالاستر در کمپرسورهای برودتی فقط نقش روانکاری ندارد و وظایف مهم دیگری نیز انجام میدهد:
روانکاری یاتاقانها، شفت، پیستون، روتور، پرهها یا قطعات اسکرول
کاهش اصطکاک و سایش قطعات متحرک
کمک به آببندی داخلی در بخش تراکم کمپرسور
انتقال بخشی از گرمای تولیدشده در کمپرسور
کمک به بازگشت روغن از مدار تبرید به کمپرسور
جلوگیری از زنگزدگی و خوردگی قطعات داخلی
حفظ پایداری عملکرد در دماهای کاری سیستم
کمک به کاهش تشکیل رسوب و لجن، در صورت کنترل مناسب دما و آلودگی
مبردهای HFC چه هستند؟
HFC مخفف Hydrofluorocarbon است. این مبردها فاقد کلر هستند و از نظر تخریب لایه اوزون، نسبت به مبردهای قدیمی CFC و HCFC وضعیت مطلوبتری دارند. بسیاری از تجهیزات برودتی و تهویه مطبوع جدید یا نسلهای پیشین از مبردهای HFC استفاده کردهاند.
نمونههای شناختهشده مبردهای HFC یا مخلوطهای مبتنی بر HFC عبارتاند از:
R134a
R404A
R407C
R407F
R410A
R507A
R32
هرچند مبرد R32 از نظر ساختار یک HFC است، در طبقهبندی ایمنی A2L قرار میگیرد؛ یعنی قابلیت اشتعالپذیری ملایم دارد. به همین دلیل، علاوه بر انتخاب روغن صحیح، رعایت الزامات ایمنی هنگام سرویس و تعمیر سیستم ضروری است.
چرا روغن معدنی با بسیاری از مبردهای HFC مناسب نیست؟
روغنهای معدنی، بهخصوص انواع پارافینیک و نفتنیک، سالها در سیستمهای دارای مبردهای قدیمی مانند R12 و R22 استفاده میشدند. اما در بسیاری از سیستمهای HFC، این روغنها امتزاجپذیری محدودی با مبرد دارند.
این محدودیت میتواند باعث شود روغن پس از خروج از کمپرسور، در بخشهای سرد مدار مانند اواپراتور یا لوله مکش باقی بماند. در نتیجه، روغن بهدرستی به کمپرسور بازنمیگردد و مشکلات زیر ایجاد میشود:
کاهش سطح روغن داخل کمپرسور
افت کیفیت روانکاری
افزایش دمای قطعات متحرک
افزایش سایش یاتاقانها و اجزای داخلی
کاهش ظرفیت سرمایش
افزایش احتمال خرابی یا قفلکردن کمپرسور
روغن POE در بسیاری از طراحیهای HFC به دلیل رفتار بهتر در مدار و قابلیت امتزاج مناسبتر با مبرد، انتخاب رایجتری است.
سازگاری روغن POE با مبردهای HFC
سازگاری روغن و مبرد فقط به معنای مخلوطشدن آنها نیست. یک روغن مناسب باید علاوه بر امتزاجپذیری، ویژگیهای زیر را نیز حفظ کند:
روانکاری مناسب در دمای کارکرد کمپرسور
سیالیت کافی در دماهای پایین
برگشت روغن مناسب از مدار
پایداری حرارتی در دمای دهش
عدم تشکیل رسوب، لجن یا مواد اسیدی
سازگاری با آببندها، فلزات و عایق الکتریکی موتور
کنترل کف و رهایش هوای مناسب
سازگاری با طراحی و تأییدیه سازنده کمپرسور
روغن POE و مبرد R134a
مبرد R134a در تجهیزات برودتی ثابت، چیلرها، یخچالهای تجاری و برخی سامانههای تهویه مطبوع کاربرد داشته است. در این تجهیزات، روغن POE معمولاً انتخاب متداولی محسوب میشود.
اما باید میان سیستمهای ثابت و تهویه خودرو تفاوت قائل شد. در بسیاری از سامانههای تهویه مطبوع خودرو که با R134a کار میکنند، روغن PAG رایج است؛ در حالی که در تجهیزات برودتی ثابت، غالباً POE استفاده میشود.
روغن POE و مبرد R404A
R404A در گذشته و همچنان در بخشی از تجهیزات سردخانهای، فریزرها و سیستمهای دمای پایین کاربرد داشته است. در این سیستمها، روغن POE به دلیل امکان بازگشت مناسبتر روغن در مدار، گزینه متداولی است.
انتخاب گرید ویسکوزیته در R404A اهمیت ویژه دارد؛ زیرا دمای پایین اواپراتور، طراحی لولهکشی، طول مسیر و نحوه اجرای تلههای روغن همگی میتوانند بر بازگشت روغن اثر بگذارند. روغنی که بیش از حد غلیظ باشد ممکن است در بخشهای سرد مدار باقی بماند و روغن خیلی سبک نیز ممکن است فیلم روانکاری کافی ایجاد نکند.
روغن POE و مبرد R410A
R410A در بسیاری از کولرهای گازی، اسپلیتها و تجهیزات HVAC استفاده شده است. فشار کاری آن نسبت به برخی مبردهای قدیمی بالاتر است و کمپرسورهای مربوط به آن با مشخصات خاص طراحی میشوند.
روغن POE مورد استفاده در سیستم R410A باید دقیقاً با توصیه سازنده کمپرسور هماهنگ باشد. در بسیاری از کمپرسورهای روتاری و اسکرال، نوع روغن اولیه کارخانهای دارای گرید و مشخصات اختصاصی است. جایگزینی آن با روغن POE نامشخص یا گرید نامناسب، حتی اگر از نظر نام پایه روغن مشابه باشد، میتواند عملکرد تجهیز را مختل کند.
روغن POE و مبرد R32
مبرد R32 در بسیاری از تجهیزات جدید تهویه مطبوع، اسپلیتها و سیستمهای VRF استفاده میشود. روغن POE انتخاب متداول برای این مبرد است، اما انتخاب محصول باید بسیار دقیق انجام شود.
در تجهیزات R32، روغن باید علاوه بر خواص روانکاری و سازگاری با مبرد، از نظر پایداری حرارتی، رفتار در برابر رطوبت، سازگاری با عایق الکتریکی موتور و تأییدیه OEM مناسب باشد. به دلیل اشتعالپذیری ملایم R32، هرگونه عملیات تعمیر، شارژ یا تخلیه نیز باید با تجهیزات و روشهای ایمن انجام شود.
رطوبتپذیری؛ مهمترین نکته در استفاده از روغن POE
یکی از ویژگیهای مهم و در عین حال حساس روغن POE، رطوبتپذیری بالای آن است. روغن POE میتواند رطوبت محیط را جذب کند؛ به همین دلیل، نگهداری و مصرف نادرست آن ممکن است باعث ورود آب به سیستم برودتی شود.
رطوبت در حضور روغن POE و شرایط حرارتی میتواند به تشکیل ترکیبات اسیدی کمک کند.
جمعبندی
روغن پلیالاستر یا POE یکی از روانکارهای اصلی در بسیاری از سیستمهای برودتی و تهویه مطبوع دارای مبردهای HFC است. این روغن در سیستمهای دارای مبردهایی مانند R134a، R404A، R407C، R410A، R507A و R32، بهطور گسترده استفاده میشود؛ زیرا در بسیاری از این کاربردها به بازگشت مناسب روغن و حفظ روانکاری کمپرسور کمک میکند.
با این حال، عبارت «روغن POE» بهتنهایی برای انتخاب کافی نیست. نوع مبرد، مدل کمپرسور، گرید ویسکوزیته، طراحی مدار، شرایط دمایی، سطح رطوبت و دستورالعمل سازنده باید همزمان بررسی شوند. کنترل رطوبت و جلوگیری از اختلاط روغنها نیز برای حفظ عمر روغن و جلوگیری از خرابی کمپرسور ضروری است.
