第6章 ブラインと潤滑油
顕熱で熱を運ぶブライン（無機・有機）の凍結温度と腐食の管理、冷凍機油の役割・求められる性質と冷媒との関係。
1. ブラインとは
冷凍装置の冷媒で直接物を冷やすのではなく、冷媒でいったん液体を冷やし、その冷えた液体をポンプで送って物や空気を冷やす方法があります（間接冷却）。このとき熱を運ぶ液体をブライン（二次冷媒）といいます。
・ブラインは、凍らない範囲の低い温度で使い、状態を変えず（蒸発も凝縮もせず）に顕熱で熱を運ぶ
・冷媒が通る範囲を機械室などに限られるので、冷媒の量を少なくでき、冷媒が漏れたときの影響も小さくしやすい
冷媒（一次冷媒）が潜熱で熱を運ぶのに対し、ブラインは顕熱で運ぶ、という違いが大事です。
2. ブラインの種類と凍結温度
・無機ブライン … 塩化カルシウムや塩化ナトリウムの水溶液。安価だが、金属を腐食させやすい
・有機ブライン … エチレングリコールやプロピレングリコールの水溶液など。無機ブラインより腐食性は小さい。プロピレングリコールは毒性が小さく、食品関係でも使われる
水に塩などを溶かすと、凍る温度（凍結温度）が下がります。ただし、濃度を上げるほどいくらでも下がるわけではなく、ある濃度で凍結温度がいちばん低くなります。この点を共晶点といい、それより濃くすると逆に凍結温度は上がります。
ブラインの濃度は、使う温度より凍結温度が十分低くなるように決めます。濃度が足りないと、蒸発器の中でブラインが凍り、管を破るおそれがあります。
3. ブラインの管理
・空気にふれると酸素を取り込み、金属を腐食させやすくなる。できるだけ空気にふれない密閉した回路で使う
・無機ブラインは空気中の水分を吸収して濃度が下がり、凍結温度が上がることがあるので、ときどき濃度（比重）を測って調整する
・腐食を防ぐために、防食剤を加えたり、pH（酸性・アルカリ性の度合い）を適正な範囲に保ったりする
4. 冷凍機油の役割と求められる性質
圧縮機に使う潤滑油を冷凍機油といいます。役割は次の3つです。
・潤滑 … 摺動部（こすれ合う部分）の摩擦と摩耗を減らす
・密封（気密） … ピストンリングなどのすき間を油の膜でふさぎ、ガスが漏れるのを防ぐ
・冷却 … 摩擦熱などを運び去って摺動部を冷やす
冷凍機油は低い温度の冷媒とふれるので、一般に次の性質が求められます。
・流動点（凝固点）が低い（低温でも固まらない）
・引火点が高い
・水分を含まない、化学的に安定で冷媒と反応しにくい
・温度による粘度の変化が小さい
・密閉形圧縮機（電動機が冷媒の中にある）では、電気絶縁性がよい
5. 冷媒と冷凍機油の関係
冷凍機油の一部は、冷媒といっしょに圧縮機から吐き出され、装置の中を循環します。油を圧縮機に戻す工夫（配管のこう配や油分離器）が必要なのはこのためです。
・フルオロカーボン … 一般に冷凍機油とよく溶け合う。油に冷媒が多く溶け込むと、油の粘度が下がり、潤滑が悪くなる
・アンモニア … 鉱油をほとんど溶かさない。油はアンモニア液より重いので、受液器や蒸発器などの底にたまる。たまった油は底から抜き取る
・HFC … 従来の鉱油とは溶け合いにくいので、HFCと溶け合う合成油が使われることが多い。合成油の中には吸湿性が大きいものがあるので、容器は使う直前まで密閉しておく
・冷媒や装置に合わない油を使うと不具合の原因になるので、機器メーカーが指定する油を使う
オイルフォーミング
停止中にクランクケース内の油へ冷媒が多く溶け込んでいると、起動して圧力が急に下がったとき、冷媒が一気に蒸発して油が泡立つことがあります。これをオイルフォーミングといい、潤滑不良や、油が大量に吐き出される油上がりの原因になります。防ぐために、停止中にクランクケースヒータで油を温め、冷媒が溶け込むのを減らします。
HFO冷媒と冷凍機油
R1234yfなどのHFO冷媒も、HFCと同じく合成油と組み合わせて使います。冷媒メーカーの技術資料では、R1234yfはPOE（ポリオールエステル油）やPAG（ポリアルキレングリコール油）と溶け合うので、これらの油と組み合わせて使うとされています。同じ種類の油でも冷媒や装置ごとに合う・合わないがあるので、実際には機器メーカーが指定する油を使います。
POINT
6. ここだけは覚える
・ブライン＝二次冷媒。蒸発も凝縮もせず顕熱で運ぶ
・無機＝塩化カルシウム・塩化ナトリウム（腐食性大）、有機＝エチレングリコール・プロピレングリコール
・濃度を上げると凍結温度は下がるが、共晶点より濃いと逆に上がる
・ブラインは空気にふれさせない（酸素で腐食、水分吸収で濃度低下）
・冷凍機油の役割＝潤滑・密封・冷却
・流動点は低く、引火点は高く、水分なし、粘度変化小、（密閉形は）絶縁性よく
・フルオロカーボンは油と溶け合う（溶けると粘度↓）。アンモニアは鉱油を溶かさず、油は底にたまる
・HFCは合成油。吸湿性に注意。メーカー指定の油を使う
・オイルフォーミング→クランクケースヒータで防ぐ