[中国制冷网] 伴随着q*臭氧层破坏和气候变暖问题的日益严峻，寻找环境友好的制冷剂成为了摆在制冷行业面前的一道重要考题。
制冷剂是制冷系统中的工作介质，它在制冷系统中循环流动，通过自身热力状态的变化与外界发生能量交换，从而达到制冷的目的。美国杜邦公司上世纪30年代推出的制冷性能优良的氟利昂曾是制冷行业发展的一个重要里程碑。然而，上世纪70年代实验证实，氟利昂中的氯或溴原子会对臭氧层产生强烈的破坏作用，从而导致对地球环境有害紫外线的增加。
氟利昂即卤代烃，是链状饱和碳氢化合物的氟、氯、溴衍生物的总称。分子中只含有氯、氟、碳原子的卤代烃制冷剂称为氯氟烃，简称CFCs，如R11，R12;如果分子中除了氯、氟、碳原子外，还含有氢原子，则称为氢氯氟烃，简称HCFCs，如R22，R141b;只含有氢、氟、碳三种原子的则是氢氟烃，简称HFCs，如R134a，R410a，R407C。
在上述三种制冷剂中，CFCs的ODP值z*大，也就是对臭氧层的破坏作用z*严重，我国已经于2007年全面停止了CFCs物质的使用。欧盟2007年出台的ROSH指令要求，在欧盟地区销售的空调制冷剂必须使用R410a(HFCs类制冷剂)。虽然HFCs的ODP值为零，但是其GWP值仍非常高，因此从长期来看HFCs只是过渡性替代品，未来终究要被淘汰。
制冷快报记者获悉，目前我国空调制冷行业普遍使用的制冷剂是HCFCs，其分子中含有氢原子因而容易在底层大气中分解，实验证明HCFCs的ODP值大约为CFCs物质的1/20，但是HCFCs长期和过量使用而对臭氧层产生的危害作用仍不可忽视。此外，HCFCs物质的GWP值非常高，对q*气候变化影响巨大。按照蒙特利尔议定书相关协议，从2010年开始我国将履行加速淘汰HCFC的任务，2030年前停止绝大部分HCFC的使用。
R290：极具潜力的制冷剂替代品
随着世界制冷空调技术的应用和发展，对制冷剂的需求量也在呈现逐年上升态势，每年达到数十万吨的消耗量。因此从长远影响来看，重新起用自然界本身存在的天然工质是实现环境与资源可持续发展的理想选择。
制冷剂R290，即丙烷，是一种可以从液化气中直接获得的天然碳氢制冷剂。与氟利昂这种人工合成制冷剂相比，天然工质R290的分子中不含有氯原子，因而ODP值为零，对臭氧层不具有破坏作用。此外，与同样对臭氧层无破坏作用的HFC物质相比，R290的GWP值接近0，对温室效应没有影响。目前在德国R290已经用于家用热水器和空调系统中。
目前我国空调行业使用较多的制冷剂是HCFC物质R22。R290与R22的标准沸点、凝固点、临界点等基本物理性质非常接近，具备替代R22的基本条件。在饱和液态时，R290的密度比R22小，因此相同容积下R290的灌注量更小，试验证明相同系统体积下R290的灌注量是R22的43%左右。另外，由于R290的汽化潜热大约是R22的2倍左右，因此采用R290的制冷系统制冷剂循环量更小。R290具有良好的材料相容性，与铜、钢、铸铁、润滑油等均能良好相容。
虽然R290具有上述优势，但其“易燃易爆”的缺点是目前限制其大规模推广的z*大阻碍。R290与空气混合能形成爆炸性混合物，遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。提高R290安全性的手段包括减小灌装量、隔绝着火源、防止制冷剂泄露及提高泄漏后的安全防控能力等。
为减小安全隐患，IEC标准对R290制冷剂的z*大安全灌注量进行了限制：10平方米房间内按2.2m的安装高度时，其灌注量须低于290g。减小灌注量后在一定程度上可减小制冷剂的泄漏量，从而提高R290使用的安全性。制冷剂灌注量减小是否会带来制冷能力的下降?对此，业内人士表示，R290的汽化潜热大约是R22的2倍，这意味着单位质量R290的制冷能力更高。并且目前试验已证实在减少R290制冷剂灌注量的情况下，通过对制冷系统的结构改造完全可以达到或超过R22的制冷效果。
减小泄露量及提高泄露检测、应对能力是提高R290安全性的一个重要措施。据了解，目前多数厂家的空调密封性检测标准要求很高，正常空调年泄露量可以控制在5g以下，不会产生任何危险。现在出现的制冷剂泄露多集中在空调安装、使用、维修过程中，而这些过程中又存在如环境、使用方式等诸多不可控因素，因此这些过程中的安全控制措施仍需进一步研究与完善。
另空调制冷大市场专家介绍，通过提高对制冷剂泄露的检测能力，以及泄露应对速度和能力，将大大降低R290的危险性。如在空调系统中增设制冷剂泄露浓度检测装置，一旦泄露浓度超过预设值就自动执行断电、通风、警报等防范措施从而避免安全隐患。因此，通过完善严密的控制防范措施，R290的“易燃易爆”危险是可以得到有效控制的，在目前来看其仍是z*具潜力的HCFC替代物质。
我国是世界上z*大的空调生产国，去年国内空调产量已经达到8千万台。完成数量如此巨大的空调产品的HCFC制冷剂替代工作对环境保护意义重大。据了解，目前国内已经上马了一些碳氢制冷剂R290的示范试点项目，海尔、格力等空调厂家正在进行R290空调产线的改造工作，未来一两年内应用R290的空调新品将陆续涌现。
环保部环境保护对外合作中心主任温武瑞近日表示，未来我国还将进一步加大使用R290制冷剂的空调产线改造示范试点力度。随着对R290应用技术研究的不断深入、使用经验的不断积累，环保型制冷剂R290未来将拥有广阔的市场应用前景。
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