制冷剂R22与R134a的应用比较

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1、制冷剂R22与R134a的应用比较目前全社会越来越重视环保问题，部分地区政府相关职能部门也发出了全面禁氟的政策法令，但禁氟不仅是错误的概念，也导致了广大用户和生产厂家的应用困惑。本文从氟利昂概念、国际公约、国家政策、应用特性入手对常用制冷剂R22和R134a做全面分析，以明确制冷剂R22的优势地位。一、氟利昂的概念 目前，国内很多用户都要求生产厂家采用R134a等环保冷媒，拒绝使用氟里昂R22冷媒，理由是响应国家号召保护环境。其实R22和R134a都是氟利昂家族的成员，属于氢氯氟烃类。氟里昂是饱和烃类（碳氢化合物）的卤族衍生物的总称。从氟里昂的定义可以看出，现在人们所谓的环保冷媒R134a、R

2、410A及R407C等其实都属于氟里昂家族。所以禁氟这一概念把该禁不该禁的内容混为一谈。 氟里昂之所以能够破坏臭氧层是因为制冷剂中含有CL元素，而且随着CL原子数量的增加对臭氧层破坏能力也增加，随着H元素含量的增加对臭氧层破坏能力降低；造成温室效应主要是因为制冷剂在缓慢氧化分解过程中，生成大量的温室气体，如CO2等。根据分子结构的不同，氟里昂制冷剂大致可以分为以下三大类：1.氯氟烃类：简称CFC，主要包括R11、R12、R113、R114、R115、R500、R502等，由于其对臭氧层的破坏作用最大，被蒙特利尔议定书列为一类受控物质。此类物质目前已被我国逐步禁止使用。2.氢氯氟烃：简称HCFC

3、，主要包括R22、R123、R141b、R142b等，臭氧层破坏系数仅仅是R11的百分之几，因此，中国消耗臭氧层物质逐步淘汰国家方案将HCFC类物质视为CFC类物质的最重要的过渡性替代物质。3.氢氟烃类：简称HFC，主要包括R134a，R125，R32，R407C，R410A、R152等，臭氧层破坏系数为0，但是气候变暖潜能值较高。我国目前所使用的所有制冷剂（包括环保冷媒）全部都是氟里昂制品，理想的非氟里昂制冷剂到目前为止还没有研发出来。在新的制冷剂研发出来之前，我们所要解决的是空调机组选用那种制冷剂，对我们赖以生存的环境造成的破坏力相对小一些。二、国际公约和国家方案 保护臭氧层的全球合作行动

4、始于1985年保护臭氧层维也纳公约的协商与缔结。在联合国环境规划署的倡议下，1987年签署了关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书，该议定书于1989年1月1日生效，之后还实施了伦敦修正案（1990年）、哥本哈根修正案（1992年）、维也纳调正案（1995年）和北京修正案（1999年）。为防止气候变暖，联合国环境规划署在1988年设立了国际间有关气候变化政府协商组织，并于1997年12月在日本召开了第三届缔约国京都会议，形成了消减温室气体的决议案。下表为各议案的汇总表：国际公约对CFCs、 HCFCs、HFCs的规定 国际规定CFCsHCFCsHFCs蒙特利尔议定书蒙特利尔议定书京都议定书发达国家

5、 19961.1禁止生产和消费2004年消减35%2010年消减65%2015年消减90%2020年禁止2030年前可作为补充用，可生产基准年的0.5%以下2008-2012年平均减少排放5.2% 发展中国家2010.1.1禁止生产和消费2016.1.1消费冻结在2015年水平2040.1.1禁止消费 美国1996.1.1禁止生产和消费2010.1.1冻结R22和R142b生产、禁止生产R22新设备2015.1.1冻结R123和R124生产2020.1.1禁用R22和R141b、禁止生产R123和R124新设备2030.1.1禁用R123和R124 欧共体1996.1.1禁止生产和消费2000

6、.1.1年消减50%2004.1.1年消减75%2007.1.1年消减90%2015.1.1年消减100% 从上表可知，发达国家从2004年就要开始消减R22的生产和消费量 ，我国的任务是在2016年将消费冻结在2015年水平上。所以在2015年以前不但可以继续消费HCFCs（包括R22、R123和R141b等），而且还可以扩大HCFCs的生产和消费，直到2040年才禁止消费包括R22在内的HCFCs。在这里应该搞清楚发达国家与发展中国家淘汰和限制R22、R123和R141b等HCFCs制冷剂的时间表是不同的。 中国政府 1993年1月批准实施中国消耗臭氧层物质逐步淘汰国家 方案(以下简称国家

7、方案),通过实施国家方案，有效地控制了中国消耗臭氧层物质(以 下简称ODS)生产和消费的增长势头,建立了实施关于消耗臭氧层物质 的蒙特利尔议定书多边基金项目管理体制， 并实现了在气雾剂行业(尚无替代技术的产品除外)禁止使用氯氟化碳 物质(亦称全氯氟烃类物质，以下简称CFCs)，为中国进一步的履约工作奠定了基础。根据中国ODS替代品的需求应逐步由国内生产满足的战略,对中国未来所需的主要替代品HCFC-22、HCFC-141b、HFC-134a、异丁烷和环戊烷 等的消费需求进行了估算，并据此制定了替代品生产计划，见下表。 替代品生产计划(吨/年)替代品199920052010HCFC-221500

8、03300045000HCFC-141b2500520012000HFC-134a20001100020000HFC-152a130160200异丁烷80100120环戊烷110014001800丁烷85033004400戊烷40027009500二氯甲烷650460044000丙丁烷600007000080000根据国家方案不难看出，在今后相当长的一段时间内，HCFC-22（R22）在空调、制冷行业仍将扮演十分重要的角色，各种媒体所谓的禁氟是指禁止使用氯氟化碳CFCs物质，而非HCFCs、HFCs物质。三、R22与R134a的应用特性差别 选择一种合适的制冷剂替代物是十分困难的，必须考虑许多

9、因素和进行全面评价，既要符合消耗臭氧潜能值(ODP)、全球变暖潜能值(GWP)等方面的要求，同时还应考虑热工性能、毒性、可燃性、相容性、投资和运行成本等。下面将R22与R134a的应用特性分析如下：1、R134a的全球变暖潜能值(GWP)为0.25， R22为0.36 ，同属于温室气体。2、R134a的消耗臭氧潜能值(ODP)为0， R22为0.06， 这是R134a成为环保型制冷剂的理由。3、R134a的比容是R22的1.47倍，且蒸发潜热小，因此R134a机组的冷冻能力仅为R22机组的60% 。按单位制冷量价格计算，R22机组的价格约为R134a机组的60%左右。4、R134a的热传导率比

10、R22下降10%，因此R134a机组的换热器的换热面积需要更大。5、R134a的吸水性很强，是R22的20倍，因此对机组系统中干燥器的要求更高，以避免发生冰堵现象。6、R134a比 R22对橡胶类物质的膨润作用较强，在实际运行中冷媒泄漏率较高。另外对铜的腐蚀性较强，使用过程中会发生“镀铜现象”，因此系统中必须增加添加剂。7、R134a系统需要专用的压缩机及专用的脂类润滑油，脂类润滑油由于具有高吸水性、高起泡性及高扩散性，在系统性能的稳定性上劣于R22系统所使用的矿物油。8、R134a等HFCs类冷媒及其专用脂类油的价格高于R22，设备的运行维护成本更高。 被称为环保制冷剂的 HFCs类的其他制

11、冷剂如R410A、 R440A、R407C，虽然在效率方面优于R134a，但同样存在工作压力太高、对管道部件最适化和耐压要求高、须改进换热器和机组设计、投资运行维护成本高等缺点，在大型制冷机组的应用方面现阶段还不适应我国的基本国情，这就是国际公约中对发展中国家放宽使用HCFCs年限的原因，也是发展中国家集体努力争取的结果。综上所述，在短期内理想的制冷剂是不存在的，在我国现阶段R22制冷剂与R134a类环保制冷剂相比，仍然具有高效、稳定、价廉的优点，在大型制冷机组的应用方面还将处于优势地位，在理想的制冷剂出世之前，R22制冷剂还可以被消费到2040年。镀铜现象：定义在蒸气压缩制冷循环氟里昂系统中

12、，氟里昂与润滑油的混合物能够溶解铜，被溶解的铜离子随着制冷剂循环再回到压缩机并与钢或铸铁件相接触，又会析出并沉积在这些钢铁构件表面上，形成一层铜膜，这就是所谓"镀铜现象"。这种现象随系统中水分含量的提高和温度的升高而加剧，特别是在轴承表面、吸排气阀、气缸壁、活塞环等光洁而又经常摩擦的表面比较明显。危害1、对往复式压缩机：“镀铜”会破坏轴封的密封性、影响阀隙流道、影响气缸与活塞的配合间隙，对制冷机的运行极为不利。2、对回转式压缩机：“镀铜”发生于啮合的转子间时，可造成转子抱死。3、对系统中的铜件："镀铜现象"导致铜制部件（如连杆小头铜轴承、轴封等）被腐蚀，造成该部件间隙增大、密封不良。4、对系统中的其他钢件："镀铜现象"使钢制毛细管部件的管径变细，增大油或制冷剂的流动阻力，影响机组的正常运行。防止1、使用与氟里昂制冷剂有良好热化学安定性的L一DRB级全封闭冷冻机油。2、 尽可能的排除冷冻机油和制冷系统的水分。具体做法为充注制冷剂前彻底抽真空，添加润滑油和日常检修时谨慎操作以防止空气进入系统，在系统中使用能除酸的干燥过滤器，安装视液镜并密切监视等。