[中國制冷網(wǎng)]  伴隨著(zhù)q*臭氧層破壞和氣候變暖問(wèn)題的日益嚴峻，尋找環(huán)境友好的制冷劑成為了擺在制冷行業(yè)面前的一道重要考題。

    制冷劑是制冷系統中的工作介質(zhì)，它在制冷系統中循環(huán)流動(dòng)，通過(guò)自身熱力狀態(tài)的變化與外界發(fā)生能量交換，從而達到制冷的目的。美國杜邦公司上世紀30年代推出的制冷性能優(yōu)良的氟利昂曾是制冷行業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要里程碑。然而，上世紀70年代實(shí)驗證實(shí)，氟利昂中的氯或溴原子會(huì )對臭氧層產(chǎn)生強烈的破壞作用，從而導致對地球環(huán)境有害紫外線(xiàn)的增加。

    氟利昂即鹵代烴，是鏈狀飽和碳氫化合物的氟、氯、溴衍生物的總稱(chēng)。分子中只含有氯、氟、碳原子的鹵代烴制冷劑稱(chēng)為氯氟烴，簡(jiǎn)稱(chēng)CFCs，如R11，R12;如果分子中除了氯、氟、碳原子外，還含有氫原子，則稱(chēng)為氫氯氟烴，簡(jiǎn)稱(chēng)HCFCs，如R22，R141b;只含有氫、氟、碳三種原子的則是氫氟烴，簡(jiǎn)稱(chēng)HFCs，如R134a，R410a，R407C。

    在上述三種制冷劑中，CFCs的ODP值z*大，也就是對臭氧層的破壞作用z*嚴重，我國已經(jīng)于2007年全面停止了CFCs物質(zhì)的使用。歐盟2007年出臺的ROSH指令要求，在歐盟地區銷(xiāo)售的空調制冷劑必須使用R410a(HFCs類(lèi)制冷劑)。雖然HFCs的ODP值為零，但是其GWP值仍非常高，因此從長(cháng)期來(lái)看HFCs只是過(guò)渡性替代品，未來(lái)終究要被淘汰。

    制冷快報記者獲悉，目前我國空調制冷行業(yè)普遍使用的制冷劑是HCFCs，其分子中含有氫原子因而容易在底層大氣中分解，實(shí)驗證明HCFCs的ODP值大約為CFCs物質(zhì)的1/20，但是HCFCs長(cháng)期和過(guò)量使用而對臭氧層產(chǎn)生的危害作用仍不可忽視。此外，HCFCs物質(zhì)的GWP值非常高，對q*氣候變化影響巨大。按照蒙特利爾議定書(shū)相關(guān)協(xié)議，從2010年開(kāi)始我國將履行加速淘汰HCFC的任務(wù)，2030年前停止絕大部分HCFC的使用。

    R290：極具潛力的制冷劑替代品

    隨著(zhù)世界制冷空調技術(shù)的應用和發(fā)展，對制冷劑的需求量也在呈現逐年上升態(tài)勢，每年達到數十萬(wàn)噸的消耗量。因此從長(cháng)遠影響來(lái)看，重新起用自然界本身存在的天然工質(zhì)是實(shí)現環(huán)境與資源可持續發(fā)展的理想選擇。

    制冷劑R290，即丙烷，是一種可以從液化氣中直接獲得的天然碳氫制冷劑。與氟利昂這種人工合成制冷劑相比，天然工質(zhì)R290的分子中不含有氯原子，因而ODP值為零，對臭氧層不具有破壞作用。此外，與同樣對臭氧層無(wú)破壞作用的HFC物質(zhì)相比，R290的GWP值接近0，對溫室效應沒(méi)有影響。目前在德國R290已經(jīng)用于家用熱水器和空調系統中。

    目前我國空調行業(yè)使用較多的制冷劑是HCFC物質(zhì)R22。R290與R22的標準沸點(diǎn)、凝固點(diǎn)、臨界點(diǎn)等基本物理性質(zhì)非常接近，具備替代R22的基本條件。在飽和液態(tài)時(shí)，R290的密度比R22小，因此相同容積下R290的灌注量更小，試驗證明相同系統體積下R290的灌注量是R22的43%左右。另外，由于R290的汽化潛熱大約是R22的2倍左右，因此采用R290的制冷系統制冷劑循環(huán)量更小。R290具有良好的材料相容性，與銅、鋼、鑄鐵、潤滑油等均能良好相容。

    雖然R290具有上述優(yōu)勢，但其“易燃易爆”的缺點(diǎn)是目前限制其大規模推廣的z*大阻礙。R290與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇熱源和明火有燃燒爆炸的危險。提高R290安全性的手段包括減小灌裝量、隔絕著(zhù)火源、防止制冷劑泄露及提高泄漏后的安全防控能力等。

    為減小安全隱患，IEC標準對R290制冷劑的z*大安全灌注量進(jìn)行了限制：10平方米房間內按2.2m的安裝高度時(shí)，其灌注量須低于290g。減小灌注量后在一定程度上可減小制冷劑的泄漏量，從而提高R290使用的安全性。制冷劑灌注量減小是否會(huì )帶來(lái)制冷能力的下降?對此，業(yè)內人士表示，R290的汽化潛熱大約是R22的2倍，這意味著(zhù)單位質(zhì)量R290的制冷能力更高。并且目前試驗已證實(shí)在減少R290制冷劑灌注量的情況下，通過(guò)對制冷系統的結構改造完全可以達到或超過(guò)R22的制冷效果。

    減小泄露量及提高泄露檢測、應對能力是提高R290安全性的一個(gè)重要措施。據了解，目前多數廠(chǎng)家的空調密封性檢測標準要求很高，正?？照{年泄露量可以控制在5g以下，不會(huì )產(chǎn)生任何危險?，F在出現的制冷劑泄露多集中在空調安裝、使用、維修過(guò)程中，而這些過(guò)程中又存在如環(huán)境、使用方式等諸多不可控因素，因此這些過(guò)程中的安全控制措施仍需進(jìn)一步研究與完善。

    另空調制冷大市場(chǎng)專(zhuān)家介紹，通過(guò)提高對制冷劑泄露的檢測能力，以及泄露應對速度和能力，將大大降低R290的危險性。如在空調系統中增設制冷劑泄露濃度檢測裝置，一旦泄露濃度超過(guò)預設值就自動(dòng)執行斷電、通風(fēng)、警報等防范措施從而避免安全隱患。因此，通過(guò)完善嚴密的控制防范措施，R290的“易燃易爆”危險是可以得到有效控制的，在目前來(lái)看其仍是z*具潛力的HCFC替代物質(zhì)。

    我國是世界上z*大的空調生產(chǎn)國，去年國內空調產(chǎn)量已經(jīng)達到8千萬(wàn)臺。完成數量如此巨大的空調產(chǎn)品的HCFC制冷劑替代工作對環(huán)境保護意義重大。據了解，目前國內已經(jīng)上馬了一些碳氫制冷劑R290的示范試點(diǎn)項目，海爾、格力等空調廠(chǎng)家正在進(jìn)行R290空調產(chǎn)線(xiàn)的改造工作，未來(lái)一兩年內應用R290的空調新品將陸續涌現。

    環(huán)保部環(huán)境保護對外合作中心主任溫武瑞近日表示，未來(lái)我國還將進(jìn)一步加大使用R290制冷劑的空調產(chǎn)線(xiàn)改造示范試點(diǎn)力度。隨著(zhù)對R290應用技術(shù)研究的不斷深入、使用經(jīng)驗的不斷積累，環(huán)保型制冷劑R290未來(lái)將擁有廣闊的市場(chǎng)應用前景。