全面分析R22和R134a：制冷劑將改變未來(lái)之路

時(shí)間：2020-01-08作者：山東粵安化工有限公司瀏覽：953

 制冷劑又稱(chēng)制冷工質(zhì)，在南方一些地區(qū)俗稱(chēng)雪種。它是在制冷系統(tǒng)中不斷循環(huán)并通過(guò)其本身的狀態(tài)變化以實(shí)現(xiàn)

制冷的工作物質(zhì)。制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)吸收被冷卻介質(zhì)（水或空氣等）的熱量而汽化，在冷凝器中將熱量傳遞給

周?chē)諝饣蛩淠?，現(xiàn)在環(huán)保問(wèn)題越來(lái)越受到大家的重視，部分地區(qū)**也發(fā)出了全面禁氟的政策法令，

但禁氟不僅是錯(cuò)誤的概念，也導(dǎo)致了廣大用戶(hù)和生產(chǎn)廠家的應(yīng)用困惑。本文從概念、**公約、國(guó)家政策、

應(yīng)用特性入手對(duì)常用制冷劑R22和4a做全面分析。

    一、的概念


    氟里昂是飽和烴類(lèi)（碳化合物）的鹵族衍生物的總稱(chēng)。目前，國(guó)內(nèi)很多用戶(hù)都要求生產(chǎn)采用4a等環(huán)保

冷媒，理由是響應(yīng)國(guó)家號(hào)召保護(hù)環(huán)境。其實(shí)R22和4a都是家族的成員，屬于氯氟烴類(lèi)。從氟里昂

的定義可以看出，現(xiàn)在人們所謂的環(huán)保冷媒4a、0A及7C等其實(shí)都屬于氟里昂家族。所以禁氟

這一概念把該禁不該禁的內(nèi)容混為一談。

    氟里昂之所以能夠破壞臭氧層是因?yàn)橹评鋭┲泻蠧L元素，而且隨著CL原子數(shù)量的增加對(duì)臭氧層破壞能力

也增加，隨著H元素含量的增加對(duì)臭氧層破壞能力降低；造成溫室效應(yīng)主要是因?yàn)橹评鋭┰诰徛趸纸膺^(guò)程中，

生成大量的溫室氣體，如CO2等。

根據(jù)分子結(jié)構(gòu)的不同，氟里昂制冷劑大致可以分為以下三大類(lèi)：1.氯氟烴類(lèi)：簡(jiǎn)稱(chēng)CFC，主要包括、、3、

4、5、、等，

由于其對(duì)臭氧層的破壞作用*，被《蒙特利爾議定書(shū)》列為一類(lèi)受控物質(zhì)。此類(lèi)物質(zhì)目前已被我國(guó)逐步禁止使用。

2.氯氟烴：簡(jiǎn)稱(chēng)HCFC，主要包括R22、

3、1b、2b等，臭氧層破壞系數(shù)僅僅是的百分之幾，因此，《中國(guó)消耗臭氧層物質(zhì)逐步淘汰國(guó)家方案》

將HCFC類(lèi)物質(zhì)視為CFC類(lèi)物質(zhì)的*重要的過(guò)渡性替代物質(zhì)。

    3.氟烴類(lèi)：簡(jiǎn)稱(chēng)HFC，主要包括4a，5，，7C，0A、R152等，臭氧層破壞系數(shù)為0，

但是氣候變暖潛能值較高。

    我國(guó)目前所使用的所有制冷劑（包括環(huán)保冷媒）全部都是氟里昂制品，理想的非氟里昂制冷劑到目前為止

還沒(méi)有研發(fā)出來(lái)。在新的制冷劑研發(fā)出來(lái)之前，我們所要解決的是空調(diào)機(jī)組選用那種制冷劑，對(duì)我們賴(lài)以生存的

環(huán)境造成的破壞力相對(duì)小一些。

    二、**公約和《國(guó)家方案》


    保護(hù)臭氧層的**合作行動(dòng)始于1985年保護(hù)臭氧層維也納公約的協(xié)商與締結(jié)。在聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署的倡議下，

1987年簽署了關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的《蒙特利爾議定書(shū)》，該議定書(shū)于1989年1月1日生效，之后還實(shí)施

了倫敦修正案（1990年）、哥本哈根修正案（1992年）、維也納調(diào)正案（

    1995年）和北京修正案（1999年）。為防止氣候變暖，聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署在1988年設(shè)立了**間有關(guān)氣候

變化**協(xié)商組織，并于1997年12月在日本召開(kāi)了*三屆締約國(guó)京都會(huì)議，形成了消減溫室氣體的決議案。

    發(fā)達(dá)國(guó)家從2004年就要開(kāi)始消減R22的生產(chǎn)和消費(fèi)量，我國(guó)的任務(wù)是在2016年將消費(fèi)凍結(jié)在2015年水平上。

所以在2015年以前不但可以繼續(xù)消費(fèi)HCFCs（包括R22、3和1b等），而且還可以擴(kuò)大HCFCs的生產(chǎn)

和消費(fèi)，直到2040年才禁止消費(fèi)包括R22在內(nèi)的HCFCs。在這里應(yīng)該搞清楚發(fā)達(dá)國(guó)家與發(fā)展中國(guó)家淘汰和限制

R22、3和1b等HCFCs制冷劑的時(shí)間表是不同的。

    中國(guó)**1993年1月批準(zhǔn)實(shí)施《中國(guó)消耗臭氧層物質(zhì)逐步淘汰國(guó)家方案》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《國(guó)家方案》),通過(guò)

實(shí)施《國(guó)家方案》，有效地控制了中國(guó)消耗臭氧層物質(zhì)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)ODS)生產(chǎn)和消費(fèi)的增長(zhǎng)勢(shì)頭,建立了實(shí)施

《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書(shū)》多邊基金項(xiàng)目管理體制，并實(shí)現(xiàn)了在氣霧劑行業(yè)(尚無(wú)替代技術(shù)的

產(chǎn)品除外)禁止使用氯氟化碳物質(zhì)(亦稱(chēng)全氯氟烴類(lèi)物質(zhì)，以下簡(jiǎn)稱(chēng)CFCs)，為中國(guó)進(jìn)一步的履約工作奠定了基礎(chǔ)。

根據(jù)中國(guó)ODS替代品的需求應(yīng)逐步由國(guó)內(nèi)生產(chǎn)滿(mǎn)足的戰(zhàn)略,對(duì)中國(guó)未來(lái)所需的主要替代品HCFC-22、HCFC-141b、HFC-134a、

和等的消費(fèi)需求進(jìn)行了估算，并據(jù)此制定了替代品生產(chǎn)計(jì)劃，在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，

HCFC-22（R22）在空調(diào)、制冷行業(yè)仍將扮演十分重要的角色，各種媒體所謂的禁氟是指禁止使用氯氟化碳CFCs物質(zhì)，

而非HCFCs、HFCs物質(zhì)。

    三、R22與4a的應(yīng)用特性差別


    選擇一種合適的制冷劑替代物是十分困難的，必須考慮許多因素和進(jìn)行全面評(píng)價(jià)，既要符合消耗臭氧潛能值(ODP)、

**變暖潛能值(GWP)等方面的要求，同時(shí)還應(yīng)考慮熱工性能、毒性、可燃性、相容性、投資和運(yùn)行成本等。

    下面將R22與4a的應(yīng)用特性分析如下
    1、4a的**變暖潛能值(GWP)為0.25，R22為0.36，同屬于溫室氣體。
    2、4a的消耗臭氧潛能值(ODP)為0，R22為0.06，這是4a成為環(huán)保型制冷劑的理由。


    3、4a的比容是R22的1.47倍，且蒸發(fā)潛熱小，因此4a機(jī)組的冷凍能力僅為R22機(jī)組的60%。

按單位制冷量?jī)r(jià)格計(jì)算，R22機(jī)組的價(jià)格約為4a機(jī)組的60%左右。

    4、4a的熱傳導(dǎo)率比R22下降10%，因此4a機(jī)組的換熱器的換熱面積需要較大。
    5、4a的吸水性很強(qiáng)，是R22的20倍，因此對(duì)機(jī)組系統(tǒng)中干燥器的要求較高，以避免發(fā)生冰堵現(xiàn)象。


    6、4a比R22對(duì)橡膠類(lèi)物質(zhì)的膨潤(rùn)作用較強(qiáng)，在實(shí)際運(yùn)行中冷媒泄漏率較高。另外對(duì)銅的腐蝕性較強(qiáng)，

使用過(guò)程中會(huì)發(fā)生“鍍銅現(xiàn)象”，因此系統(tǒng)中必須增加添加劑。

    7、4a系統(tǒng)需要**的壓縮機(jī)及**的脂類(lèi)潤(rùn)滑油，脂類(lèi)潤(rùn)滑油由于具有高吸水性、

高起泡性及高擴(kuò)散性，

在系統(tǒng)性能的穩(wěn)定性上劣于R22系統(tǒng)所使用的礦物油。

    8、4a等HFCs類(lèi)冷媒及其**脂類(lèi)油的價(jià)格**R22，設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)成本較高。


    被稱(chēng)為環(huán)保制冷劑的HFCs類(lèi)的其他制冷劑如0A、R440A、7C，雖然在效率方面**4a，

但同樣存在工作壓力太高、對(duì)管道部件*適化和耐壓要求高、須改進(jìn)換熱器和機(jī)組設(shè)計(jì)、

投資運(yùn)行維護(hù)成本高等缺點(diǎn)，在大型制冷機(jī)組的應(yīng)用方面現(xiàn)階段還不適應(yīng)我國(guó)的基本國(guó)情，

這就是**公約中對(duì)發(fā)展中國(guó)家放寬使用HCFCs年限的原因，也是發(fā)展中國(guó)家集體努力爭(zhēng)取的結(jié)果。

    綜上所述，在短期內(nèi)理想的制冷劑是不存在的，在我國(guó)現(xiàn)階段R22制冷劑與4a類(lèi)環(huán)保制冷劑相比，

仍然具有高效、穩(wěn)定、**的優(yōu)點(diǎn)，在大型制冷機(jī)組的應(yīng)用方面還將處于優(yōu)勢(shì)地位，在理想的制冷劑出世之前，R22制冷劑還可以被消費(fèi)到2040年。

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