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制冷剂的发展,主要考虑制冷性能,成本,对环境的影响,安全性等几个方面。但是目前看来,能够在这几个方面都完全满足的要求的制冷剂还没有出现。现在呼声最高的制冷剂是HFO-1234yf。该种制冷剂GWP=4,ODP=0。系统性能与R134a接近,可以完全替代R134a。目前在欧洲的部分汽车厂家已经开始使用这种制冷剂做汽车空调。但是这种制冷剂的一个问题就是它的可燃性。所以考虑到安全问题,这种制冷剂的推广还需要时间。另一个方向就是自然工质,像二氧化碳,氨等等,当然这些也是面临一些技术上的困难。
第一阶段是19世纪~20世纪初期。该阶段的制冷剂主要是从大自然中直接获取的,如酒精、氨气、汽油、二氧化碳等,它们大多数具有可燃、有毒、腐蚀性、压力过高等不利因素。第二阶段是20世纪30年代到90年代。20世纪30年代,美国杜邦公司先后发明了R11制冷剂、R12制冷剂、R13制冷剂等一系列CFCs制冷剂,并为其注册了杜邦公司专有的商品名称Freon®(中文名称:氟利昂),在其之后陆续又发明了R22、R123等HCFCs等制冷剂,并将其也纳入氟利昂的范畴之内。在这一阶段,全球大部分制冷设备主要以R11、R12、R22这三种典型制冷剂为主。但是,自从1985年英国南极考察队发现南极洲上空的臭氧空洞以来,人们逐渐发现以CFCs和哈龙等为首的一系列化学品,正是消耗臭氧层的代表物质(简称“ODS物质”)。第三阶段是1990年至今。这一阶段,各国科学家都在积极寻找绿色环保型制冷剂,主要替代产品为氢氟烃HFCs和天然工质类。
当前家装空调用来替换R22制冷剂的,R448a制冷剂价格基本上只有R410a和R32制冷剂,今天制冷百科就R22,R410a和R32点的特性进行简单对比分析。1、热物性:R32充注量可减少,仅为R410a的0.71倍,R32系统工作压力较R410a高,但最大升高不超过2.6%,与R410A系统的承压要求相当,同时R32系统排气温度比R410A最大升高达35.3℃。2、环保特性:ODP值(消耗臭氧潜能值)均为0,但R32的GWP值(全球变暖潜能值)适中,与R22相比CO2减排比例可达77.6%,而R410a仅为2.5%,在CO2减排方面明显优于R410a。3、安全性:R32与R410a均无毒,而R32可燃。在R22的几种替代物R32、R290中,R32的燃烧下限LFL最高。R290虽然最为环保,但有着高度易燃的性质,安全等级为A3,所以要求只能充注2p以内的空调,大p数空调受到限制。4、循环性能:在理论循环性能方面,R32系统制冷量比R410a要高12.6%,功耗增加8.1%,综合节能4.3%,R448a制冷剂价格实验结果也表明采用了R32的制冷系统比R410a能效比略有增高。
(1)环保方面:要符合环保要求,要从ODP、GWP和POCP三方面来进行综合评价。(2)安全性方面:要求能够安全使用。制冷剂是否可燃,一般和其GWP值呈反比关系。对于GWP值很低的可燃制冷剂,只要我们采取可靠的技术手段,就可以使其得到安全使用。(3)使用性能方面:能效和容积制冷量要求高于R-134A。(4)使用量方面:要求系统充注量小于R-134A,以节约资源,建议选用相对单位质量制冷量大而密度小的物质,以尽可能减少系统加注量。(5)减少替代成本方面:要求实现灌注式直接替代,既在现有的汽车空调制冷系统中不更换压缩机、润滑油等主要零部件,仅通过更换制冷剂进行替代。