制冷空调行业制冷剂现状和发展趋势

制冷空调行业制冷剂现状和发展趋势

黎轩

西安咸阳国际机场股份有限公司陕西省西安市712035

摘要：近年来，随着制冷空调行业的不断发展，制冷剂的使用引起了人们的普遍重视。我国在此方面虽然取得了一定的成绩，但在实际的生产过程中仍然存在较大的发展空间。在环保占主导地位的新时期，我们必须加大对制冷空调行业制冷剂现状和发展趋势的研究。本文主要探讨了制冷空调行业制冷剂的使用问题，针对制冷剂的使用现状进行了分析，并讨论了制冷剂的发展趋势，及提高制冷空调行业制冷剂的使用效果。

关键词：制冷空调行业；制冷剂现状；发展趋势

1、制冷空调行业制冷剂发展现状

为了保护臭氧层的需要，近10年来制冷空调行业已作出了积极的响应，采取了许多的措施和行动。发达国家在1996已经全面淘汰了CFCs的生产和消费，HCFCs也随着时间的推移在加速淘汰。2007年9月，《蒙特利尔议定书》第19次缔约方会议通过了加速淘汰HCFCs的调整方案。方案规定发达国家2010年削减75%，2015年削减90%，2020-2030年允许保留0.5%；发展中国家2015年要完成削减基线水平10%的任务，2020年削减35%，2020年削减67.5%，到2030-2040年也仅允许保留2.5%的维修用量。

1.1合成制冷剂

（1）R134a（ODP=0，GWP=420）不可燃，无毒，无味，使用安全，其热物性质与R12十分接近，可用来替代R12，用于汽车空调和家用冰箱等领域。但使用R134a，会使能耗增大，且与CFC-12用的润滑油不相溶，与材料的兼容性方面也不同CFC-12。另外它还是一种温室效应气体，所以仍然存在一定的缺陷。

（2）R152a（ODP=0），用R152a替代R12后能耗可降低3%~7%，但其在空气中含量达4.8%~16.8%时具有可燃性，因此推广受到一定的限制。

（3）R410A，R410A是近共沸混合制冷剂，是由质量分数为50%R32和50%R125组成，为R410制冷剂ODP值为零，不会对大气臭氧层造成破坏，从此不会因为氟里昂泄漏而威胁人类健康。所以目前很多厂商普遍采用R410新冷媒替代R22，并将其产品统称为“无氟空调”真正原因。410A单位容积制冷量较大，传热性能及流动性能较好，但同温度下压力值比R22高约60%。

（4）R407C，R407C是非共沸混合制冷剂，是由质量分数为23%的R32、25%的R125和52%的R134a组成，ODP=0，单位容积制冷量大，但传热性能较差。R410A是近共沸混合制冷剂，是由质量分数为50%R32和50%R125组成。

1.2天然制冷剂

（1）碳氢化合物。目前作为制冷剂应用的碳氢化合物主要是丙烷（R290）丁烷（R600）和异丁烷（R600a）等，其中R600a已在欧洲和一些发展中国家广泛用于冰箱中，并且它符合《京都议定书》的要求，ODP=0，GWP=15，环保性能好，成本低，运行压力低，噪声小，但其易燃，易爆。其中丙烷有着和R22（HCFC）同样水平的性能，而一种碳氢化合物制冷剂的异丁烷已经被采用于冰箱中。但是丙烷是一种高度可燃性质的物质，如果泄漏至大气中会有火灾的危险。如果将它用作空调器的制冷剂，必须大大减少其容积。空调器中使用的丙烷的容积比冰箱约大10倍。此外，空调的管道是安装在现场的，然而至今尚未建立安全保证的技术。目前，围绕着丙烷的使用尚有几个问题需要解决。此外R290和R600a组成的混合制冷剂也有一定的发展使用。

（2）氨（R717）。氨已被使用达120年之久而至今仍在使用。其ODP=0、GWP=0，具有优良的热力性质，价格廉且容易检漏。不过氨有毒性而且可燃，应当引起注意，不过一百多年的使用记录表明，氨的事故率是很低的，今后必须找到更好的安全办法，如减少充灌量，采用螺杆式压缩机，引入板式换热器等等。

（3）二氧化碳（R744）。CO2：是自然界天然存在的物质，ODP=0，GWP=1。来源广泛、成本低廉，CO2安全无毒，不可燃，适应各种润滑油常用机械零部件材料，即便在高温下也不分解产生有害气体。CO2的蒸发潜热较大，单位容积制冷量相当高，故压缩机及部件尺寸较小；绝热指数较高K=1.30，压缩机压比约为2.5~3.0，比其他制冷系统低，容积效率相对较大，接近于最佳经济水平，有很大的发展潜力。它在加热水的应用中具有和常规制冷剂同一等级的效率水平，所以在日本它被用于热泵热水器中。但是在空调应用中，CO2的效率是低的，因而当包括耗电量等所有因素都考虑进去时，则关于其减少全球温室气体排放就仍是一个问题。此外，根据欧洲的HVAC展览会上一家制造商的介绍，已经有采用CO2的变制冷剂流量机组（VRE）开发成功。

2、制冷剂的未来发展趋势

2.1制冷剂的替代中的可持续发展观

当前环境变暖引起的气候变化，臭氧层空洞等已成为全球性的环境问题，如果任其发展下去将对人类的生存和发展构成严峻的挑战。因此在制冷剂的替代研究过程中应该加强对生态环境的保护意识，不能只看到眼前的利益，而同时要注重生态环境与人类的协调的，可持续的发展。

在制冷剂的研究替代中首先考虑到的是减小制冷剂对臭氧的破坏作用，比如HCFC系列的R22仍对臭氧有破坏作用比R11和R12小的多。而HFC制冷剂如R134a已对臭氧没有任何破坏作用。1997年签订的《京都议定书》对于制冷剂的替代提出了很高的要求，也更加顺应了环境的可持续发展的要求，其不但要求替代制冷剂要有较低的ODP，而且具有较低的GWP，这样HFCs也面临淘汰的危险。综上所述，在制冷剂的替代中是环境的可持续发展这只无形的大手在起作用，它不但推动制冷剂的替代研究工作的发展，而且也为制冷剂的发展指明了方向。

2.2制冷剂的发展趋势

制冷剂的发展趋势应该满足生态环境可持续发展的要求，并推动其进一步发展。根据可持续发展中经济发展与保护资源、保护生态环境的协调一致的核心要求，制冷剂的发展方向有两个：

一是环保，使用绿色环保的制冷剂已经是大势所趋，绿色环保制冷剂可以是合成的，也可以是天然的，虽然合成的环保制冷剂也对臭氧不会造成破坏，但从地球生态的可持续发展来看天然制冷剂是最理想的选择，因为天然制冷剂本来就是地球生态系统中存在的，无论是使用还是排放到环境中，取之于自然回之于自然，对环境的影响比合成制冷剂都小的多，相信随着技术的不断进步，天然制冷剂必将大有发展。

第二是节能，随着人们生活水平的提高制冷空调等设备越来越普及，同时其消耗的大量的能源也越来越引起人们的注意，电能的产生又要消耗大量的化石燃料，造成大量的不可再生能源的消耗，而且燃烧产物如CO2等还可引起温室效应等环境问题。因此除了改进制冷技术外还可从制冷剂上下手。

3、结语

总而言之，制冷空调行业制冷剂的质量关乎制冷空调的使用效果，所以，一定要更加重视制冷空调行业制冷剂的发展情况，针对目前存在的问题，要进一步的分析，积极研究开发无公害制冷剂来替代氯氟烃类、氢氯氟烃类和溴氟烷烃类制冷剂。这些替代制冷剂应具有对环境无公害，有良好的热力性能、易于大规模生产、安全无毒等特点；强化行政手段，加强对氟利昂生产和使用的管理；加强受控制冷剂的设备管理，延长设备部件的寿命，减少维修排放量，减少制冷剂泄漏量；注意氯氟烃类、氢氯氟烃类和溴氟烷烃类制冷剂物质的回收和再生，减少随意排放；提高制冷循环效率，减少制冷剂用量。

参考文献：

[1]中国制冷空调工业协会，中国工商制冷空调行业ＨＦＣｓ制冷剂使用趋势研究报告[Ｒ]，２０１４．

[2]刘敏.制冷空调行业制冷剂现状和发展趋势[J].黑龙江科技信息.2013（19）：42-45.