在目前的制冷系统中，来自压缩机的少部分润滑油被载带经由系统的其他 部分进行循环。该润滑油的一部分通常会留在热交换器(一个或多个)内，形成 妨碍热交换的薄层。因此，过多留下的润滑油会损害系统的性能。为了减少留 存的润滑油至最少限度，而且从热交换器和连通管道内分离出润滑油，润滑油 必须可与制冷剂完全混溶。另外，氢氟烃(HFC)制冷剂例如1，1，1，2-四氟乙烷 (134a)要求使用可混溶的多醇酯(POE)润滑油，因为常规的矿物油(MO)或烷基 苯(AB)润滑油不能与HFC混溶。但POE润滑油除了比MO或AB润滑油昂贵，还 要求更洁净的压缩机，因为它们是本性吸湿的。因此，找到一种能够使用不与 HFC制冷剂混合的润滑油的方法，而且不管其特性如何，能够提高润滑油返回 压缩机的返回率，是很有用的。

本发明提供一种提高非挥发性液体在管道(例如热交换器形式)内的可输 送性的方法，该方法包括为管道内表面提供低于非挥发性液体的表面能。一 送性的方法，该方法包括为管道内表面提供低于非挥发性液体的表面能。一种 优选的实施方式包括提高润滑油在制冷系统(具有压缩机、蒸发式热交换器、 冷凝式热交换器以及液体与蒸汽管道的制冷系统，润滑油和制冷剂经由系统输 送)中可输送性的方法，该方法包括为蒸发式热交换器的内表面提供低于润滑 油的表面能。虽然不是必需的，但是也能够为冷凝式热交换器以及液体与蒸汽 管道的内表面提供低于润滑油的表面能。在一个实施方式中，系统的热交换器 的内表面(可能包括其他系统部件的内表面)具有高于制冷剂的表面能，使制冷 剂能够湿润表面，使制冷剂更容易流动，以推动润滑油沿着热交换器的内表面 流动。然而，在另一个实施方式中，能够为冷凝式热交换器提供低于制冷剂的 表面能，以促进滴状冷凝，由此提高热交换。
在制冷系统中，非挥发性液体(一种或多种)包括常规使用的润滑油，例如 MO、AB、POE、聚烷基二醇和聚乙烯基醚，也包括用来提高系统性能的添加剂， 例如四甘醇二甲醚。制冷剂包括氟烃、氨、二氧化碳和烃。代表性的制冷剂是 134a。

目前发现，为管道内表面提供低于非挥发性液体的表面能，就能够提高该 非挥发性液体在管道内的可输送性。
用几种改变固体表面能已知方法中的任一方法，都能够获得所要求的表面 能。其例子是化学表面改性(例如金属表面的直接氟化)，或者施涂薄的有机的 或含有添加剂的复合涂层。复合涂料的一个例子是含有购自Atotech Inc.的聚 四氟乙烯颗粒的Ni-氟、镍-磷基质。有机涂料包括聚合物，例如聚乙烯、聚 丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙6、聚甲 基硅氧烷、双酚A的聚碳酸酯、聚丙烯酸七氟异丙酯、聚四氟乙烯、聚氟乙烯、 聚氯三氟乙烯和聚偏二氟乙烯，发现后一聚合物尤其对表面通常为铜、铝或钢 的情形的制冷剂用途有用。本文使用的聚偏二氟乙烯(PVDF)不仅指1，1-二氟乙 烯(VDF)的均聚物，也指由至少约85％(重量)VDF单体和高达约15％(重量)六氟 丙烯(HFP)制备的共聚物。这些聚合物的例子包括Kynar741(聚偏二氟乙烯)、 Kynar Flex2801(含有约10％HFP的VDF/HFP共聚物)和Kynar Flex 2751(含 有约14％HFP的VDF/HFP共聚物)，均购自宾夕法尼亚州Philadephia的Elf Atochem North America Inc.。在PVDF中含有一些HFP(高达约15％(重量))是 有用的，因为单体混合物中含有HFP能使涂料更容易进行溶液流延，并赋予 聚合物以柔性和弹性，由此使该涂层在温度循环期间伸长或紧缩时一直粘 合在管道内表面上。由于HFP还具有比VDF低的表面能(约16达因/厘米)， 它也能够用来获得聚合物的适合表面能。另一方面，为了将与制冷剂和润滑 油接触时的质量增加减到最小，HFP的含量又不宜高于15％。
在《聚合物手册》(第三版，1989，Wiley)的普通聚合物表面能表中能够 找到上述类型有机聚合物的表面能。例如，优选的聚偏二乙烯聚合物在20℃ 一般具有25-32达因/厘米的表面能；而制冷剂例如134a在约80--50℃的 温度范围内具有约1.5-19达因/厘米的表面能；用于制冷的一般MO在室温 具有约47达因/厘米的表面能；AB油在室温具有典型的35-45达因/厘米的 表面能。因此，在制冷系统内表面上使用PVDF涂层对润滑油湿润内表面会产 生抑制作用，但能被制冷剂湿润。对Ni-氟复合物涂层所作的测试表明，它也 具有处于要求范围内的表面能，约15-30达因/厘米。
为了使系统的热性能(热交换)波动减到最小，并提高粘合性，涂层以较 薄为宜，要求不厚于约2微米。涂布金属表面的方法是众所周知的，例如喷 涂、浸涂或幕帘淋涂。
在下面一些非限制性实施例中，将更详细地说明本发明的实施情况。
实施例1
本实施例使用有涂层和无涂层的热交换器螺管，所述螺管由铜管或铝管 制成，外径为0.25英寸，长60英寸，内径为0.167英寸(铝线圈)或0.163 英寸(铜线圈)。施加Kynar Flex 2801在丙酮中含量为5％固体的溶液，制成 有涂层的线圈，将其在烘箱内165℃烘烤约30分钟。每根线圈装入10克润滑 油(MO，粘度为150 SUS(赛氏通用粘度秒))，并置于保持在60°F(16℃)的恒温 浴中。在螺管中保持流量约15克/分钟的液体134a稳态流。冲洗6分钟后， 测量线圈内留下的油量，结果如下所述：
(A)铝管：冲洗后，仅有7％的油留在有涂层的管子内，而约40％的油留 在无涂层的管子内。
(B)铜管：仅有20％的油留在有涂层的管子内，而约40％的油留在无涂 层的管子内。
实施例2
采用具有涂层和无涂层的热交换器的制冷回路实施本实施例。这种制冷 系统的蒸发式热交换器位于绝缘箱的内部，而冷凝式热交换器和压缩机位于 绝缘箱外部的蒸发器上方。使用与起始热交换器相同的另两个热交换器，一 个是蒸发式的，一个是冷凝式的，其中采用Kynar Flex 2801的1％(重量)N- 甲基-2-吡咯烷酮(NMP)溶液为内表面提供薄涂层。回路的构造迫使润滑 油反抗重力流动，返回压缩机，这加剧了油返回过程中，可混合与不可混合 润滑油之间的差异。膨胀装置是与毛细管串联的一个针阀，这样就可在蒸发 器内实现宽范围的压力控制。有两个加热器电热丝位于制冷箱内部，一个加 热器具有固定的功率约900瓦，另一个用变阻器控制，在0-900瓦之间变化。 测量并记录蒸发器入口和出口的制冷剂侧的温度和压力、压缩机的抽吸量和 排出量、箱内的空气温度、压缩机的功率消耗和加热器的功率消耗。
在两种不同的条件下进行测试。第一种，表示空气调节应用，箱的空气 温度保持于45°F(7℃)，蒸发式热交换器出口的制冷剂过热保持10°F(6℃)。 第二种，表示制冷应用，箱的空气温度保持于12°F(-11℃)，蒸发式热交换器 出口的制冷剂过热保持8°F(4℃)。对于第二种测试条件，一旦运行约10-12 小时之后，系统就除霜。对于所有的测试，环境温度都保持于85°F(29℃)。 对于低温测试，室内相对湿度保持于15-25％。对于上述两种测试条件，系 统都运行两个不同的时间(约25小时和约50小时)。每次测试结束时，将热 交换器隔离，测量冷凝式热交换器和蒸发式热交换器内的制冷剂量和润滑油 量。
制冷剂是134a。
留存油的结果-蒸发式热交换器和冷凝式热交换器内留下的油
蒸发式热交换器的结果是，在-11℃或7℃，有涂层的热交换器留下的润 滑油(矿物油)显著少于无涂层的热交换器(在-11℃和7℃下留在有涂层的蒸发 式热交换器内的矿物油量分别比无涂层蒸发式热交换器少约80％和50％)， 这也证实了实施例1的结果。然而，正如预计的那样，由于冷凝式热交换器 内温度较高(冷凝温度约为32℃)，发现留下的润滑油(矿物油)量对无涂层和 有涂层的冷凝式热交换器没有明显差异，都很低。这些结果证实了这样的结 论，对蒸发式热交换器进行涂层可获得非常有利的效果，但是对冷凝式热交 换器涂层，仅获得很有限的好处。
系统性能：在-11℃下，采用134a/MO时，具有涂层的热交换器的系统性 能，在蒸发能力和COP两方面，都显著好于采用134a/MO的无涂层热交换器 的系统(提高约15-25％)，也好于采用134a与可混合POE润滑油的无涂层热 交换器的常规系统(至少提高约5％)。
在7℃下，采用134a/MO时具有涂层的热交换器的系统性能，在蒸发能力 方面，又显著好于采用134a/MO的无涂层热交换器的系统(提高约5％)，略微 好于或至少等于采用134a与可混合POE润滑油的无涂层热交换器的常规系 统。
在7℃下，采用134a/MO时，具有涂层的热交换器的系统性能，在COP方 面，显著好于采用134a与可混合POE润滑油的无涂层热交换器的常规系统(提 高约5％)，约等于采用134a/MO的无涂层热交换器的系统。