Trong nhiều phòng máy, dầu thủy lực và dầu hộp số được chăm chút, còn can dầu cho máy nén lạnh thường bị đối xử như thứ tiêu hao ai cũng thay được, miễn rẻ. Với hệ thống lạnh, đó là cách chọn sai tốn kém nhất — dầu máy nén lạnh không nằm yên trong các-te mà chạy vòng quanh hệ thống cùng môi chất lạnh.

Bài này nói về nguyên tắc chọn dầu: vì sao môi chất lạnh quyết định loại dầu trước cả độ nhớt, và khi nào buộc phải dùng dầu gốc polyolester.

Dầu máy nén lạnh khác dầu bôi trơn thông thường ở điểm nào

Ở phần lớn thiết bị, dầu chạy trong một vòng khép kín: bơm đẩy tới ổ trục, bánh răng rồi quay về các-te. Dầu máy nén lạnh thì trộn vào dòng môi chất lạnh, đi qua máy nén, dàn ngưng, van tiết lưu, dàn bay hơi rồi mới về máy nén — tiếp xúc liên tục với môi chất ở mọi trạng thái nhiệt độ, áp suất.

Vì vậy dầu không chỉ phải bôi trơn tốt mà còn phải cùng môi chất "đi về được" tới máy nén, không đóng cặn, không tạo acid và không phá cách điện cuộn dây ở máy nén kín. Thứ quyết định là cặp dầu — môi chất, không phải cái nhãn trên can hay mức giá.

Sai lầm: chọn dầu theo giá và theo cấp độ nhớt

Với dầu thủy lực, chọn đúng ISO VG là xong phần lớn công việc. Nhiều người mang thói quen đó sang máy nén lạnh và chỉ hỏi "có dầu 46 hay 68 không". Độ nhớt thật ra là thông số thứ hai; thứ nhất là họ dầu gốc phải khớp với môi chất lạnh.

Dùng nhầm họ dầu, hệ thống không hỏng ngay nên rất dễ bị bỏ qua. Dầu không hồi về được đóng lại trong dàn bay hơi, giảm trao đổi nhiệt, rồi tới lúc máy nén thiếu dầu và bó máy.

Hòa trộn hay tách dầu: nguyên tắc số một

"Hòa trộn" (miscibility) không phải lúc nào cũng là điều mong muốn. Có hai trường phái thiết kế trái ngược và cả hai đều đúng trong hệ thống sinh ra chúng.

Kiểu thứ nhất: dầu hòa tan hoàn toàn vào môi chất, đi theo dòng lạnh và tự về máy nén — cách của hệ HFC với dầu POE. Kiểu thứ hai: dầu cố tình KHÔNG hòa tan, tách ra ở bình tách dầu rồi hồi trực tiếp về máy nén, để không tồn lại trong dàn bay hơi — cách của hệ amoniac cổ điển.

Câu hỏi đúng không phải "dầu nào tốt nhất" mà là "hệ thống thiết kế để dầu hòa trộn hay tách dầu".

Hệ amoniac (R717) và hydrocarbon: cần dầu khoáng hòa trộn thấp

Amoniac (R717) không hòa tan dầu khoáng. Đó không phải nhược điểm mà là cơ sở thiết kế: nhờ nó, người ta đặt bình tách dầu để giữ dầu khỏi các dàn trao đổi nhiệt. Với hệ như vậy, dầu đúng là nhóm khoáng hòa trộn thấp, tách dầu tốt và chống đặc dầu ở nhiệt độ thấp.

Shell Refrigeration Oil S2 FR-A được thiết kế đúng cho nhóm này. TDS ghi rõ dầu khuyến nghị cho hệ làm lạnh dùng amoniac (R717), duy trì tính năng ngay cả khi nhiệt độ khí xả máy nén cao hoặc nhiệt độ bay hơi hạ xuống khoảng -30°C; dầu cũng dùng được cho hệ dùng hydrocarbon như propane (R290).

Điểm cần nhấn mạnh, cũng nằm trong TDS: dầu này KHÔNG dùng với môi chất CFC, HCFC hoặc HFC như R12, R22 hay R134a. S2 FR-A giảm hiện tượng phân đoạn nhẹ bị cuốn đi, giảm dầu bị đặc trong máy nén và giảm váng dầu đóng trên dàn bay hơi; dầu được pha để kiểm soát cặn dầu và cặn bùn, nhờ đó kéo dài chu kỳ thay dầu so với dầu khoáng thông dụng.

Lưu ý thực tế: hệ amoniac có thiết kế dùng dầu không hòa trộn (nhóm DIN 51503 KAA) và thiết kế dùng PAG hòa trộn với amoniac (nhóm KAB); cả hai đều hợp lệ. Không nên tự đoán mà hãy đối chiếu tài liệu thiết bị hoặc xác nhận với nhà sản xuất máy nén. Điều tối kỵ là đổ dầu POE tổng hợp vào hệ amoniac, vì POE tạo xà phòng không tan, bám vào bề mặt trao đổi nhiệt và làm giảm năng suất dàn ngưng.

Hệ HFC (R134a, R404A, R410A): buộc phải là dầu gốc polyolester

Với môi chất HFC, dầu khoáng gần như không hòa tan. Dầu không theo môi chất về được máy nén, đọng lại trong dàn bay hơi và làm máy nén thiếu dầu — hư hỏng thường đến trong vài tuần. Đây là lỗi phổ biến nhất khi chuyển đổi hoặc nạp bổ sung dầu cho hệ cũ.

Nhóm dầu đúng cho HFC là polyolester (POE), thuộc nhóm DIN 51503 KD; Shell có dòng Refrigeration Oil S4 FR-F cho R134a và các môi chất HFC. Đổi từ dầu khoáng sang POE không phải "thay dầu" mà là một ca retrofit: xả và sục rửa nhiều lần để loại phần lớn dầu khoáng cũ, thay phin lọc hút mới rồi mới nạp POE.

POE hút ẩm rất mạnh; một can mở nắp để ngoài không khí có thể hấp thụ đủ ẩm vượt ngưỡng chỉ trong thời gian ngắn. Ẩm trong POE thủy phân thành acid; acid ăn mòn kim loại và làm suy giảm cách điện cuộn dây động cơ ở máy nén kín.

Chọn độ nhớt ISO VG 46 hay 68

Sau khi đã chốt đúng họ dầu mới đến độ nhớt. Nguyên tắc: nhiệt độ bay hơi càng thấp, máy nén càng lớn hoặc tốc độ càng chậm thì cần cấp nhớt cao hơn để duy trì màng dầu; máy nén nhỏ, hành trình nhanh dùng cấp nhớt thấp hơn để giảm tổn thất ma sát.

Với hệ amoniac công nghiệp, dải phổ biến là ISO VG 46 và 68. S2 FR-A 46 có độ nhớt 46 mm²/s ở 40°C và 6,7 mm²/s ở 100°C, điểm chớp cháy 218°C, điểm đông đặc -39°C; bản 68 có 68 mm²/s ở 40°C và 9 mm²/s ở 100°C, điểm chớp cháy 232°C. Cả hai đáp ứng DIN 51503 KAA và KE.

Trong máy nén, nhiệt độ đầu đẩy còn chịu ảnh hưởng mạnh của tỷ số nén; nên lấy cấp nhớt trên tem thiết bị làm mốc và chỉ chỉnh khi có căn cứ từ nhiệt độ vận hành thực tế.

Ẩm và dầu lạnh: kẻ thù thầm lặng

Nước lọt vào hệ lạnh gây chuỗi sự cố đặc trưng: đóng băng ở van tiết lưu làm tắc đường lạnh, thủy phân dầu tạo acid, acid tạo cặn và ăn mòn linh kiện. Với máy nén kín, acid còn tấn công trực tiếp lớp cách điện cuộn dây — hệ thống hỏng vì điện chứ không phải vì cơ.

POE nhạy ẩm hơn dầu khoáng nhiều lần nên ngưỡng ẩm cho phép cũng chặt hơn. Trước khi nạp dầu cần hút chân không đúng cách, dùng nitơ khô khi cắt ống và thay phin lọc hút cùng lúc với thay dầu, tránh để ẩm từ phin lọc cũ quay lại hệ thống.

Bốn bước kiểm tra trước khi thay hoặc nạp dầu

Đọc tem máy nén trước, mua dầu sau. Xác định môi chất lạnh và cấp nhớt nhà sản xuất khuyến nghị; không suy từ tên máy hay loại dầu đang có.
Xác định họ dầu hiện tại. Hệ amoniac/hydrocarbon dùng khoáng hòa trộn thấp; hệ HFC dùng POE. Không nạp bổ sung chéo hai họ dầu.
Nếu đổi họ dầu, làm bài bản. Xả dầu cũ, sục rửa và thay phin lọc hút, coi như một ca chuyển đổi chứ không phải một lần nạp đơn thuần.
Kiểm dầu và mức dầu. Kiểm chỉ số acid, độ ẩm, mức dầu trong mắt kính và khả năng hồi dầu của bình tách dầu trước khi cho máy chạy lại.

Xác định đúng môi chất lạnh trước đã loại được phần lớn rủi ro; dầu máy nén lạnh nên chọn theo tài liệu thiết bị, không theo giá của can dầu.

Nguồn tham khảo

Shell Refrigeration Oil S2 FR-A 46 và 68, Tờ giới thiệu sản phẩm, v1.1/v1.2, 04.08.2016.
Shell Refrigeration Oil S4 FR-F 68, Tờ giới thiệu sản phẩm, v1.1, 04.08.2016.
Altonex Global, Refrigeration Compressor Oil: A B2B Buyer's Guide (phân nhóm DIN 51503-1 KAA–KE).
Flow Machinery, Refrigeration Compressor Lubrication Guide.
Dầu Nhớt Hoàng Gia Petro, Cách chọn dầu lạnh theo môi chất.

Dầu máy nén lạnh: chọn theo môi chất lạnh, không theo giá