آشنایی با انواع روغن POE، MO و AB انتخاب بهینه روغن

انواع روغن تبرید در صنعت تبرید و تهویه مطبوع، انتخاب روغن همواره یکی از موضوعات اساسی و تعیین‌کننده در عملکرد پایدار سیستم‌ها بوده است. با تغییر نسل مبردها و توسعه فناوری کمپرسورها، انواع روغن‌ تبرید با ساختارها و ویژگی‌های متفاوت معرفی شدند تا پاسخگوی شرایط متنوع کاری باشند. بررسی این روغن‌ها و شناخت تفاوت‌های آن‌ها، زمینه‌ساز درک بهتر نقش حیاتی روغن در حفظ راندمان، طول عمر و ایمنی تجهیزات سرمایشی است.

اهمیت انتخاب روغن مناسب

در سیستم‌های تبرید و سرمایشی، کمپرسور نه‌تنها وظیفه گردش مبرد را بر دوش دارد، بلکه مسئول روانکاری داخلی قطعات نیز هست. اگر روغن مناسب در آن استفاده نشود، هزینه‌های تعمیرات زودرس، کاهش راندمان و حتی آسیب‌های جدی مانند سوختن سیم‌پیچ و پدیده‌هایی مثل گرفتگی اوریفیس رخ خواهد داد. روغن‌های معمول شامل انواعی چون روغن معدنی (MO)، پلی‌اُلی‌استر (POE) و آلکیل‌بنزن (AB) هستند، که هرکدام مزایا، معایب و دامنه کاربرد خاص خود را دارند.

تعریف و تاریخچه انواع روغن‌

در سیستم‌های تبرید و تهویه مطبوع، روغن‌ها تنها یک روانکار ساده نیستند، بلکه نقشی حیاتی در روانکاری قطعات متحرک، انتقال حرارت، کاهش اصطکاک و افزایش طول عمر کمپرسور ایفا می‌کنند. با تغییر نسل مبردها و نیاز به بهبود راندمان و سازگاری شیمیایی، توسعه و استفاده از انواع روغن‌ تبرید اجتناب‌ناپذیر شد. هر یک از این روغن‌ها با توجه به ساختار شیمیایی و ویژگی‌های فیزیکی خود، کاربردها و محدودیت‌های متفاوتی دارند و انتخاب صحیح آن‌ها می‌تواند به طور مستقیم بر کارایی و پایداری سیستم اثر بگذارد. در ادامه، به معرفی مهم‌ترین انواع روغن‌ تبرید مورد استفاده در تبرید شامل روغن معدنی (MO)، روغن آلکیل‌بنزن (AB) و روغن پلی‌اُلی‌استر (POE) پرداخته می‌شود.

روغن معدنی (MO)

• استخراج از پالایش نفت خام
• اولین روغن‌ مصرف‌شده در تبرید، سازگار با CFC/HCFC مانند R12، R22
• ویسکوزیته بالا و ساختار غیرقطبی، که باعث ایجاد مشکلات برگشت روغن در مبردهای جدید شد

روغن پُلی‌اُلی‌استر (POE)

• ظهور در سال‌های ۱۹۹۰–۲۰۰۰ با گسترش مبردهای HFC
• ساختار قطبی قوی، قابلیت حل‌شدن بالا در مبردها
• حساسیت بسیار بالا به رطوبت → نیاز به فیلتر درایر قوی
• مناسب برای مبردهای R134a، R404A، R410A و نسل جدید HFO

روغن آلکیل‌بنزن (AB)

• ترکیبی آروماتیک‌تر، میانگینی از مزایای MO و POE
• مناسب برای کمپرسورهای بازسازی‌شده یا سیستم‌ انتقالی
• در شرایطی که نیاز به برگشت بهتر روغن در R22 وجود دارد

بررسی تخصصی روغن MO

روغن معدنی (Mineral Oil – MO) از نخستین روانکارهایی است که در سیستم‌های تبرید مورد استفاده قرار گرفته است. این روغن دارای حلالیت کم در مبردهای جدید است و به دلیل ویسکوزیته نسبتاً بالا در دماهای پایین و پایداری حرارتی متوسط، عملکرد آن بیشتر متناسب با سیستم‌های قدیمی بوده است. MO به طور عمده در سیستم‌هایی به‌کار می‌رفت که با مبردهای R22 و R12 کار می‌کردند. همچنین در شرایط محیطی خشک که حساسیت چندانی نسبت به رطوبت وجود ندارد، استفاده از این روغن رایج بود. در چنین مدارهایی نیازی به فیلترهای قوی رطوبت‌گیر احساس نمی‌شد و عملکرد روغن رضایت‌بخش باقی می‌ماند.

مشکلات روغن MO

با وجود این، استفاده از MO محدودیت‌ها و چالش‌هایی را به همراه داشت. مهم‌ترین مشکل، برگشت ضعیف روغن در مدار بود که می‌توانست باعث کاهش روانکاری کمپرسور شود. علاوه بر این، احتمال تشکیل یخ و ایجاد گرفتگی در مدار وجود داشت. یکی دیگر از ضعف‌های عمده این روغن، عدم سازگاری با مبردهای جدید و از کار افتادن سریع در صورت تغییر نوع مبرد بود. برای رفع این چالش‌ها، استفاده از روغن آلکیلبنزن (AB) به‌عنوان جایگزین MO توصیه می‌شود، زیرا بازگشت روغن در مدار را بهبود می‌بخشد. همچنین، پایش منظم رنگ و ویسکوزیته روغن می‌تواند به تشخیص به‌موقع آلودگی یا افت کیفیت آن کمک کند. در شرایطی که سیستم نیازمند تغییر مبرد باشد، بهترین راهکار جایگزینی کامل MO با روغن POE است تا عملکرد و سازگاری مناسب با مبردهای جدید تضمین شود.

بررسی دقیق و تخصصی روغن POE

روغن POE (Polyolester) یکی از پیشرفته‌ترین انواع روانکار در صنعت تبرید و تهویه مطبوع است که به‌طور خاص برای سازگاری با مبردهای HFC مانند R134a، R404A، R410A و R407C توسعه یافته است. ساختار شیمیایی این روغن بر پایه استرهای سنتزی طراحی شده که دارای قطبیت بالایی هستند. این ویژگی باعث می‌شود POE به‌راحتی در مبرد حل شده و در کل مدار تبرید پخش شود.

مزایای روغن POE

یکی از بزرگ‌ترین مزایای POE، قابلیت فوق‌العاده آن در برگشت روغن به کمپرسور است، حتی در سیستم‌هایی با طول لوله‌کشی زیاد یا اختلاف ارتفاع بالا. این ویژگی به‌ویژه در سیستم‌های سردخانه‌ای و چیلرهای صنعتی بسیار حیاتی است، چرا که در صورت عدم بازگشت روغن، کمپرسور دچار خشکی شده و اصطکاک داخلی باعث تخریب سریع قطعات مکانیکی می‌شود.

معایب روغن POE

اما در کنار این مزایا، یک نکته حیاتی درباره روغن POE باید در نظر گرفته شود: این روغن بسیار رطوبت‌دوست (Hygroscopic) است. تنها در عرض چند دقیقه تماس با هوای آزاد، می‌تواند مقادیر قابل‌توجهی رطوبت جذب کند. این رطوبت در حضور مبرد، وارد واکنش شیمیایی شده و منجر به تولید اسیدهای خطرناک می‌شود که سیم‌پیچ کمپرسور را تخریب کرده و باعث خوردگی لوله‌ها می‌گردد. به همین دلیل، هرگونه سرویس، شارژ یا تخلیه سیستم‌هایی با روغن POE باید در شرایط خشک و با ابزارهای ایزوله انجام گیرد.

دیگر نکات روغن POE

همچنین استفاده از فیلتر درایر با ظرفیت بالا و مناسب نوع مبرد برای جذب رطوبت و اسیدهای احتمالی در این سیستم‌ها کاملاً الزامی است. عدم توجه به این موضوع، یکی از اصلی‌ترین دلایل سوختن کمپرسورهایی است که با POE کار می‌کنند. از دیگر ویژگی‌های روغن POE، می‌توان به پایداری حرارتی بالا، کاهش احتمال کف‌کردگی در دمای پایین و سازگاری با تجهیزات نسل جدید اشاره کرد. این روغن همچنین با توجه به سیاست‌های زیست‌محیطی و فنی، انتخاب پیش‌فرض سازندگان کمپرسورهای مدرن محسوب می‌شود.

ویژگی‌های تخصصی روغن آلکیل‌بنزن

روغن آلکیل‌بنزن (AB – Alkyl Benzene) یک روغن مصنوعی است که ترکیب شیمیایی آن به گونه‌ای طراحی شده تا مابین ویژگی‌های روغن معدنی و روغن POE قرار گیرد. این روغن عمدتاً برای استفاده در سیستم‌هایی پیشنهاد می‌شود که هنوز با مبردهای HCFC مانند R22 کار می‌کنند اما نیاز به برگشت بهتر روغن یا افزایش پایداری حرارتی دارند. یکی از ویژگی‌های کلیدی روغن AB، قدرت حل‌شوندگی بهتر نسبت به MO در مبردهایی نظیر R22 و برخی مبردهای ترکیبی است. همین ویژگی باعث می‌شود برگشت روغن به کمپرسور آسان‌تر انجام گیرد، به‌ویژه در سیستم‌هایی که طراحی اواپراتور یا لوله‌کشی آن‌ها شرایط ایده‌آل ندارد.

تفاوت روغن POE و روغن AB

برخلاف POE، روغن AB به‌اندازه زیاد رطوبت جذب نمی‌کند و در نتیجه احتمال اسیدی شدن در اثر تماس کوتاه‌مدت با هوا کمتر است. این موضوع باعث می‌شود کار با این روغن در هنگام سرویس و نگهداری، کم‌ریسک‌تر از POE باشد. روغن AB همچنین در موارد خاصی مانند بازسازی کمپرسورهای R22، سرویس در محیط‌های گرم و خشک، و سیستم‌های انتقالی بین دو نوع مبرد کاربرد دارد. از آنجا که این روغن با هر نوع مبردی سازگاری کامل ندارد، پیش از استفاده باید مشخصات دقیق مبرد و کمپرسور بررسی شود.

مقایسه فنی و شیمیایی بین انواع روغن

در بررسی تخصصی، چند ویژگی مهم بین این سه نوع روغن قابل مقایسه است:

• قطبیت شیمیایی: POE دارای بیشترین قطبیت و حل‌شوندگی در مبرد است؛ MO کاملاً غیرقطبی و AB در سطح میانی قرار دارد.
• توانایی جذب رطوبت: POE بسیار حساس است، MO کمترین حساسیت را دارد، و AB وضعیت متوسطی دارد.
• برگشت روغن: در سیستم‌هایی با لوله‌کشی پیچیده، فقط POE می‌تواند روانکاری مطمئن و سریع ایجاد کند.
• سازگاری زیست‌محیطی: روغن POE به‌طور کامل با مبردهای نسل جدید و الزامات استانداردهای بین‌المللی مطابقت دارد.

در نتیجه، انتخاب هرکدام از این روغن‌ها باید نه‌تنها بر اساس نوع مبرد، بلکه با در نظر گرفتن طراحی مدار تبرید، شرایط محیطی، نوع کمپرسور و دفعات سرویس انجام شود

راهنمای انتخاب روغن بر اساس نوع گاز مبرد

بعد از آشنایی با انواع روغن، انتخاب نوع روغن بر اساس نوع مبرد، مهم‌ترین بخش از طراحی یا بازسازی یک سیستم تبرید است. هر مبرد دارای ویژگی‌های شیمیایی خاصی است که نوع روغن مناسب برای آن را مشخص می‌کند. در این بخش، مهم‌ترین مبردهای رایج به همراه روغن سازگار با آن‌ها بررسی می‌شوند:

مبرد R22 (HCFC)

گاز R22 یکی از پرکاربردترین مبردهای نسل قبل است که به‌دلیل تأثیر مخرب بر لایه اوزون به تدریج از چرخه مصرف خارج می‌شود. این مبرد با روغن معدنی (MO) سازگار است، اما در سیستم‌هایی که به برگشت سریع‌تر روغن نیاز دارند یا مسیر برگشت پیچیده‌تر است، استفاده از روغن آلکیل‌بنزن (AB) توصیه می‌شود. POE نیز می‌تواند در برخی موارد جایگزین شود، به‌ویژه اگر سیستم به گاز جایگزین مثل R417A ارتقا یابد.

مبرد R134a (HFC)

روغن توصیه‌شده برای گاز R134a بدون استثناء، POE است. این مبرد هیچ‌گونه سازگاری با روغن MO ندارد و استفاده از روغن‌های غیرقطبی در سیستم‌هایی با R134a باعث کاهش راندمان و خوردگی داخلی می‌شود.

مبرد R404A و R507

مبرد R404A و مبرد R507 برای کاربردهای دمای پایین مانند سردخانه‌های زیر صفر و فریزرهای صنعتی استفاده می‌شوند. ماهیت شیمیایی آن‌ها نیازمند روغن POE با گرانروی مشخص و قدرت روانکاری بالا است. استفاده از روغن‌های دیگر در این سیستم‌ها خطرناک بوده و برگشت روغن را با اختلال مواجه می‌کند.

مبرد R410A و R32

مبرد R410A و مبرد R32 بسیار پرفشار هستند و طراحی سیستم‌های کار با آن‌ها بسیار حساس است. روغن POE تنها گزینه قابل اعتماد برای کمپرسورهای این مبردهاست. استفاده از POE با خلوص بالا و رطوبت بسیار پایین، همراه با فیلتر درایر مخصوص مبردهای فشار بالا توصیه می‌شود.

مبرد R1234yf و سایر HFOها

مبرد R1234yf و سایر HFOها که در نسل جدید سیستم‌های تبرید با اثر گلخانه‌ای کم استفاده می‌شوند، به روغن POE ویژه نیاز دارند که توسط سازنده کمپرسور مشخص شده است. برخی کمپرسورها نیز از روغن‌های نسل جدید (PVE یا PAG) استفاده می‌کنند که خارج از حوزه این مقاله هستند و نیاز به راهنمای تخصصی‌تر دارند.

نکات مهم در زمان تعویض روغن یا تغییر مبرد

اگر قصد تعویض مبرد سیستم یا ارتقاء به مبرد جدیدتر را دارید، باید توجه داشته باشید که روغن قبلی به‌طور کامل باید تخلیه و جایگزین شود. باقی‌ماندن حتی درصد کمی از روغن ناسازگار می‌تواند باعث ایجاد واکنش شیمیایی، تشکیل اسید، افت راندمان و خرابی کمپرسور شود.

مراحل پیشنهادی تعویض روغن:

1. تخلیه کامل روغن از کمپرسور با استفاده از شیر تخلیه
2. استفاده از دستگاه فلاشینگ برای پاکسازی خطوط مبرد از روغن قدیمی
3. نصب فیلتر درایر جدید با ظرفیت بالا
4. شارژ مجدد روغن توصیه‌شده با دقت بالا در مقدار و نوع
5. اندازه‌گیری ویسکوزیته، رنگ و مقدار رطوبت باقی‌مانده در روغن با کیت‌های تشخیصی یا تست آزمایشگاهی

در پروژه‌هایی که از کمپرسورهای بازسازی‌شده استفاده می‌شود، حتی در صورت عدم تغییر مبرد، تعویض کامل روغن توصیه می‌شود تا از ورود ذرات معلق، اسید و آلودگی‌های باقی‌مانده جلوگیری شود.

تأثیر روغن بر عملکرد کمپرسور و طول عمر سیستم تبرید

روغن کمپرسور نه‌تنها برای روانکاری اجزای متحرک حیاتی است، بلکه نقش مهمی در انتقال حرارت، دفع اصطکاک، آب‌بندی داخلی، جذب ضربات مکانیکی و جلوگیری از خوردگی ایفا می‌کند. در کمپرسورهای تبرید، کیفیت و نوع روغن انتخابی می‌تواند تفاوت میان یک سیستم پایدار با طول عمر بالا و سیستمی پرهزینه و مستعد خرابی‌های پیاپی باشد.

در کمپرسورهایی که با روغن ناسازگار با مبرد کار می‌کنند، علائم متداولی مانند افزایش آمپر مصرفی، دمای غیرعادی پوسته کمپرسور، کاهش راندمان سرمایش، نشت روغن از اتصالات و سوختن موتور مشاهده می‌شود. این علائم می‌توانند تنها در اثر انتخاب اشتباه روغن رخ دهند؛ حتی اگر سایر اجزای سیستم کاملاً سالم باشند.

یکی از مهم‌ترین اثرات انتخاب روغن مناسب، بهبود برگشت روغن از اواپراتور به کمپرسور است. اگر برگشت روغن به‌درستی انجام نشود، نه‌تنها کمپرسور بدون روانکاری مناسب کار می‌کند، بلکه روغن در مدار تبرید گردش می‌کند و موجب کاهش انتقال حرارت در اواپراتور و کندانسور می‌شود. این موضوع به‌ویژه در مبردهای HFC و HFO که فشار کاری بالایی دارند، بحرانی‌تر است.

بنابراین، انتخاب روغن باید با دقت و بر اساس نوع مبرد، طراحی سیستم، دمای کاری، فشار عملکردی و توصیه کارخانه سازنده کمپرسور انجام شود. در کمپرسورهای اسکرال و اسکرو، حساسیت به نوع روغن حتی بیشتر از کمپرسورهای رفت و برگشتی است و باید از روغن با ویسکوزیته دقیق و مقاومت شیمیایی بالا استفاده شود.

نگهداری، کنترل کیفیت و پایش وضعیت انواع روغن در سیستم تبرید

پایش مداوم کیفیت روغن در سیستم‌های تبرید، یکی از مؤثرترین راه‌های جلوگیری از خرابی‌های پرهزینه است. برای این منظور، روش‌ها و ابزارهای مختلفی وجود دارد:

روش‌های آزمایش و کنترل کیفیت انواع روغن

1. بررسی رنگ روغن: تغییر رنگ به قهوه‌ای یا سیاه نشان‌دهنده اکسیداسیون، آلودگی یا تشکیل اسید است.
2. اندازه‌گیری ویسکوزیته: کاهش یا افزایش بیش‌ازحد ویسکوزیته می‌تواند نشانه آلودگی یا تخریب ساختار روغن باشد.
3. تست وجود اسید: با کیت‌های تست pH یا نوارهای مخصوص می‌توان وجود اسید در روغن را مشخص کرد.
4. آزمایش محتوای رطوبت: تجهیزات دیجیتال خاصی برای تعیین مقدار رطوبت موجود در روغن طراحی شده‌اند.
5. آنالیز آزمایشگاهی: در پروژه‌های حساس، نمونه‌گیری و ارسال به آزمایشگاه‌های تخصصی پیشنهاد می‌شود.

چک‌لیست نگهداری انواع روغن کمپرسور

جمع‌بندی نهایی و توصیه‌های اجرایی متخصصان تبرید

در سیستم‌های سردخانه‌ای و تبرید، نوع روغن کمپرسور به‌اندازه طراحی و انتخاب مبرد اهمیت دارد. روغن POE انتخاب حرفه‌ای برای مبردهای نسل جدید است ولی نیازمند مراقبت ویژه در برابر رطوبت است. روغن MO برای سیستم‌های قدیمی کاربرد دارد، اما محدودیت‌های زیادی در کارکرد با مبردهای جدید دارد. روغن AB می‌تواند یک جایگزین مناسب در پروژه‌های انتقالی یا بازسازی‌شده باشد. همواره پیش از انتخاب یا تعویض روغن، مشخصات مبرد، طراحی کمپرسور، نوع کاربری و توصیه کارخانه سازنده را بررسی کنید. از استفاده از روغن‌های متفرقه و بدون شناسنامه پرهیز کرده و شرایط نگهداری و تعویض روغن را جدی بگیرید.