第二章制冷劑替代

1、第二章 制冷劑替代 一、問題的提出 氯氟烴（CFCs）有優(yōu)良的物理化學(xué)和熱力性能，被廣泛使用。 早在1974年美國加利福尼亞大學(xué)的兩位教授指出：氟氯碳化合物擴散至地球同溫層時，被太陽的紫外線照射而分解、放出氯原子，與同溫層中臭氧進行連鎖反應(yīng)，使臭氧層出現(xiàn)“空洞” 破壞。 CFCl2 紫外線 CF2Cl+Cl Cl+O3 ClO+O2 Cl+ O Cl+O2R12對大氣臭氧層有嚴(yán)重破壞作用，并產(chǎn)生溫室效應(yīng)，因此它已受到限用與禁用。但它目前仍是國內(nèi)應(yīng)用較廣的中溫制冷劑之一，2010年1月1日起將在我國完全停止生產(chǎn)和消費南極臭氧空洞的變化2000年臭氧空洞的形狀 2002年臭氧空洞變形了 循環(huán)反應(yīng)產(chǎn)

2、生的氯原子不斷地與臭氧分子作用，使一個氯氟烴分子，可以破壞成千上萬個臭氧分子，使臭氧層出現(xiàn)“空洞”，這一現(xiàn)象已被英國南極考察隊和衛(wèi)星觀測所證實。據(jù)UNEP（聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署）提供的資料，臭氧每減少1,紫外線輻射量約增加2。臭氧層的破壞將導(dǎo)致：危及人類健康，可使皮膚癌、白內(nèi)障的發(fā)病率增加，破壞人體免疫系統(tǒng)；危及植物及海洋生物，使農(nóng)作物減產(chǎn)，不利于海洋生物的生長與繁殖；產(chǎn)生附加溫室效應(yīng)，從而加劇全球氣候轉(zhuǎn)暖過程；加速聚合物（如塑料等）的老化。因此保護臭氧層已成為當(dāng)前一項全球性的因此保護臭氧層已成為當(dāng)前一項全球性的緊迫任務(wù)緊迫任務(wù)。二 ，環(huán)境影響指標(biāo) 考察物質(zhì)對臭氧層的危害程度用臭氧衰減指數(shù)ODP

3、表示；物質(zhì)造成溫室效應(yīng)危害的程度用溫室 指數(shù) GWP表示。R11的 ODP和 值規(guī)定為1，即以R11為基準(zhǔn)，其它物質(zhì)的 ODP和 GWP是相對于R11 的比較值。下表給出一些氟里昂制冷劑的 和 值。制冷劑ODP值GWP值CFC111.0 1.0CFC120.9-1.02.8-3.4CFC131.0 CFC1130.8-0.91.3-1.4CFC1140.6-0.83.7-4.1CFC1150.3-0.57.4-7.6HCFC220.04-0.06 0.32-0.37HCFC1230.013-0.0220.017-0.020HCFC1240.016-0.0240.092-0.10HCF12500

4、.51-0.65HCF134a00.24-0.29HCFC141b0.07-0.110.084-0.097HCFC142b0.05-0.06 0.34-0.39HFC143a00.72-0.76HFC152a00.026-0.033ODP表示考察物質(zhì)對臭氧層的危害程度的臭氧衰減指數(shù)GWP表示；物質(zhì)造成溫室效應(yīng)危害的程度用溫室 指數(shù) 。氯氟烴CFC氫氟烴HFC含氫氯氟烴HCFC穩(wěn)定性增大可燃性增大可燃性增大毒性中間大CCl4(R10)CH4 (R50)CF4 (R14)二、替代方向 1、以新的人工純質(zhì)制冷劑替代、以新的人工純質(zhì)制冷劑替代 尋找不含氯元素的CFCS氟里昂物質(zhì)，且熱力性質(zhì)與CFCS十

5、分接近， 以美、日為代表的發(fā)達國家已經(jīng)大批量地生產(chǎn)和應(yīng)用R134A替代R12.我國也確定了以R134A為替代方案之一。 采用R134a時，潤滑油以聚烷撐二醇（PAG）類油與多元醇脂類油（POE）；干燥劑為XH-7或XH-9型的分子篩；合成橡膠不易使用；對鋼、銅、鐵、鋁等金屬材料無化學(xué)反應(yīng)，對鋅有化學(xué)反應(yīng)；低溫制冷量略有下降。2、以混合制冷劑替代 發(fā)揮混合物“優(yōu)勢互補、取長補短”的作用，目前的思路是：幾種HFCS制冷劑組成的混合工質(zhì)，如R407C、R410A等替代R22. 小型空調(diào)以R410A,大型空調(diào)以R407C 采用R407CR32 (23%):R125(25%):R134a(52%) 時，

6、是非共沸工質(zhì)，充注采用液相，以保持成分不變，充液量適當(dāng)減少；潤滑油用POE類；干燥劑用XH-7或XH-9型的分子篩；R410A R32 (50%):R125(50%)和R410B(45%:55%) R410A看似為非共沸工質(zhì)，但從溫度滑移（0.040C）看，認為是共沸工質(zhì)。 工作壓力高于R22，高出約50%的冷凝壓力，制冷系統(tǒng)需重新設(shè)計與改進。 R410B的溫度滑移0.020C,性能與R410A相似。 R417(R125/R134a/R600)環(huán)保制冷劑 3、以自然物質(zhì)替代 因人造物質(zhì)多少對環(huán)境的影響。 以丹麥、德國等國主張以自然物質(zhì)作為替代物，如水、CO2、NH3、 碳氫化合物:丙烷（R29

7、0）、丁烷（R600）、異丁烷（R600a） 。 國內(nèi)很多冰箱廠家已用R600a作為冰箱制冷劑，國外用丙烷（R290）、丁烷（R600）、異丁烷（R600a） 的混合物作為汽車空調(diào)制冷劑，其熱力性能與R12接近，如（R290：R600=48：52）。 4、替代工質(zhì)應(yīng)用問題 重新設(shè)計、制造、更換工藝流程、材料 更換維修設(shè)備、檢測工具、儀表、潤滑油; 更新使用人員的知識與技能，注意設(shè)備運行參數(shù)的差異。r600a (異丁烷 ) 制冷劑R600a是一種性能優(yōu)異的新型碳氫制冷劑，取自天然成分，不損壞臭氧層，無溫室效應(yīng)，綠色環(huán)保。其特點是蒸發(fā)潛熱大，冷卻能力強；流動性能好，輸送壓力低，耗電量低，負載溫度回

8、升速度慢。與各種壓縮機潤滑油兼容。（注：R600a在制冷系統(tǒng)中含量不足時，會造成壓力值過大，機器聲音異常，壓縮機壽命縮短）本產(chǎn)品質(zhì)量達國際標(biāo)準(zhǔn)，異丁烷的含量不小于99.9%，含硫量小于1ppm，水份含量不大于5ppm，烯烴含量小于0.01%。 r600a (異丁烷 ) R600a制冷劑蒸發(fā)潛熱大，冷卻能力強；流動性能好，輸送壓力低，耗電量低，負載溫度回升速度慢。R600a制冷劑與各種壓縮機潤滑油兼容。（注：R600a在制冷系統(tǒng)中含量不足時，會造成壓力值過大，機器聲音異常，壓縮機壽命縮短） 主要用作超低溫致冷劑，與F22組成的制冷系統(tǒng)用于-80-120的超低溫制冷裝置。也用作泡沫塑料的發(fā)泡劑,作

9、制冷劑替代R12。 r600a (異丁烷 ) 包裝規(guī)格：包裝規(guī)格： 用鋼瓶包裝：5kg、11kg、20kg/40L、460kg/926L。 主要用途主要用途: 用于染料，化學(xué)合成致冷劑，合成橡膠，航空汽油，照明。 健康危害：健康危害： 具有弱刺激和麻醉作用。急性中毒：主要表現(xiàn)為頭痛、頭暈、嗜睡、惡心、酒醉狀態(tài)，嚴(yán)重者可出現(xiàn)昏迷。慢性影響：出現(xiàn)頭痛、頭暈、睡眠不佳、易疲倦。 燃爆危險：燃爆危險： 易燃。 危險特性：危險特性： 易燃氣體。與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇熱源和明火有燃燒爆炸的危險。與氧化劑接觸猛烈反應(yīng)。其蒸氣比空氣重，能在較低處擴散到相當(dāng)遠的地方，遇火源會著火回燃。 R-290制冷劑 丙烷 R290屬于碳氫制冷劑對臭氧層完全沒有破壞，并且溫室效應(yīng)亦非常小，實屬當(dāng)今最環(huán)保的制冷劑 用于替代R22、R502制冷劑使用在低溫制冷設(shè)備