可持續(xù)替代制冷劑在制冷系統(tǒng)中的應(yīng)用探析

　　可持續(xù)性是制冷系統(tǒng)設(shè)計和未來發(fā)展的重要指標。自制冷劑誕生以來，制造商們就不斷選擇合適的方案以滿足安全運行標準、客戶需求和環(huán)境保護。

　　但是，諸如R-12和R502等CFCs制冷劑系統(tǒng)已經(jīng)得到廣泛使用，直到q*變暖問題提上日程。CFCs是一種有機化合物，由碳、氯、氟以及甲烷和乙烷的衍生物組成。在二十世紀八十年代末期，含氯的物質(zhì)被標示為ODP。蒙特利爾議定書，一個世界范圍內(nèi)的、為保護臭氧層的協(xié)議，對破壞臭氧層物質(zhì)的生產(chǎn)進行了淘汰，z*終終止了CFCs作為制冷劑的使用。

　　另外，HCFCs和HFCs具有比CFCs更低的ODP值。但R-404A和R134a等常用的HFCs制冷劑卻具有較高的GWP值，這些物質(zhì)將導致q*變暖。

　　目前的法規(guī)和市場環(huán)境

　　q*的制造商都在開發(fā)低GWP值制冷劑的應(yīng)用。例如，歐洲目前正強制實施汽車空調(diào)中R134a制冷劑的淘汰。由此，大多數(shù)歐洲汽車制造商已經(jīng)用HFO-1234yf來替代R134a，HFO-1234yf是一種具有極低GWP值和零ODP值的新制冷劑。對于固定式空調(diào)，一些歐洲制造商也正采用低GWP值的替代制冷劑，如CO2制冷劑系統(tǒng)。美國還沒有制訂這方面的法規(guī)。

　　現(xiàn)有的制冷劑

　　替代HFCs和HCFCs制冷劑的是CO2系統(tǒng)和丙烷系統(tǒng)。CO2，也就是R744，同時具有低GWP值和ODP值。這個制冷劑的系統(tǒng)成本低，且來源豐富。但是，CO2系統(tǒng)的運行處于跨臨界狀態(tài)，這使得其效率比傳統(tǒng)的混合制冷劑如R-404A和R134a低10-15%。另外，CO2運行壓力極高，這就需要系統(tǒng)中各個部件能夠承受高壓的狀態(tài)。R404A系統(tǒng)的運行壓力為：高壓側(cè)：300-400psi(磅/平方英尺)，低壓側(cè)：30psi。而CO2系統(tǒng)的運行壓力為：高壓側(cè)：1800psi，低壓側(cè)：400psi。由于運行壓力高，CO2系統(tǒng)壓縮機也必須能夠耐受高壓。同時，與通常的HFCs和HCFCs系統(tǒng)不同，CO2系統(tǒng)目前還不能應(yīng)用到遠端低壓系統(tǒng)，只能應(yīng)用于超市等制冷系統(tǒng)。

　　丙烷也是常用的替代制冷劑。與CO2一樣，丙烷制冷劑也具有低ODP值和GWP值，并且來源豐富。與CO2不同的是，丙烷系統(tǒng)是低壓系統(tǒng)，但是其極易燃燒，對于制造商來說，需要采用滿足特殊安全標準的配件和運行體系。丙烷系統(tǒng)的易燃性需要運行人員更加關(guān)注周圍環(huán)境，并嚴格按照操作手冊。丙烷系統(tǒng)也是歐洲的主要替代制冷劑。很多歐洲制造商在一些小型冰箱中使用R-290系統(tǒng)替代諸如R134a等HFC制冷劑。

　　R-290制冷劑的ODP值為零，其GWP值非常低，且與系統(tǒng)配件可以很好地進行匹配。當然，由于其可燃性，丙烷的應(yīng)用也僅限于單一設(shè)備。任何允許丙烷使用的商用設(shè)備的z*大充灌量是150克。對于150克的充灌量，制冰機可以每天生產(chǎn)400磅的冰，這適用于歐洲大部分的設(shè)備。但是，很多美國用戶需要更高容積的設(shè)備以滿足他們客戶的制冰需求。舉例來說，很多大型美國企業(yè)購買的制冷設(shè)備每天的制冰量達到1000磅或以上。

　　美國制造商們正繼續(xù)研究市場上潛在的替代制冷劑系統(tǒng)，包括在制造工藝和安全指南范圍內(nèi)，對美國系統(tǒng)的技術(shù)和環(huán)境性能進行研究。終端用戶也時刻關(guān)注系統(tǒng)運行對環(huán)境的影響，他們希望制造商們可以提供替代制冷劑的解決方案。