制冷劑發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)

張建君2011年1月21日制冷劑發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)全國(guó)標(biāo)委會(huì)制冷劑分會(huì)成立大會(huì)制冷劑的分類和命名國(guó)際制冷劑發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)中國(guó)制冷劑發(fā)展現(xiàn)狀制冷劑發(fā)展趨勢(shì)和選擇

無(wú)機(jī)化合物

烴類烷烴有機(jī)化合物烯烴

鹵代烴混合工質(zhì)

制冷劑的種類按照制冷劑在冷凝器中冷凝時(shí)飽和壓力標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度，將其分為三類高溫（低壓）制冷劑中溫（中壓）制冷劑低溫（高壓）制冷劑ts＞0℃Pc≤0.2～0.3MPa0℃＞ts＞-60℃,0.3MPa＜Pc＜2.0MPats≤-60℃制冷劑的一般分類Pc＞2.0MPa制冷劑命名—無(wú)機(jī)制冷劑R717R744R718R7XX無(wú)機(jī)化合物的分子量編號(hào)氨二氧化碳水舉例制冷劑命名—鹵代烷烴

R22分子式CmHnFxClyBrz

n+x+y+z

=2m+2編號(hào)同分異構(gòu)體溴分子數(shù)，為0，B可省略R(m－1)(n+1)x(a,b…)Bz舉例二氟一氯甲烷(CHClF2)四氟乙烷(CF3CH2F

)R134a

碳?xì)浠衔?/p>

R290R170R1150R1270編號(hào)與鹵代烴編號(hào)方法相同舉例

丙烷

(C3H8)R1+鹵代烴編號(hào)方法編號(hào)舉例乙烯

(C2H4)丙烯

(C3H6)烷烴類烯烴類乙烷

(C2H6)例外：正丁烷和異丁烷分別用R600和R600a表示制冷劑命名—同分異構(gòu)體的命名根據(jù)碳原子上取代基的原子量之和的差別加綴字母碼，取代基原子量之和差別最小的不需要加字母綴，差別第二小的加“a”，接著加“b”，以此類推。CHClFCHClFR132CHCl2CHF2R132aCClF2CH2ClR132bCCl2FCH2FR132c鹵代乙烷同系物鹵代丙烷同系物用兩個(gè)字母綴來(lái)代表第一個(gè)字母代表中間碳原子上取代基原子，法則如下

后綴化學(xué)組成x-CCl-y-CF-z-CH-

第二個(gè)字母綴根據(jù)丙烷衍生物對(duì)中間亞甲基碳的代碼法則表示。CF3CF=CH2R1234yfCF3CH=CHFR1234ze鹵代丙烯同系物用兩個(gè)字母綴來(lái)代表第一個(gè)字母按照丙烷中間碳原子上的取代基的原子總量來(lái)定義，法則如下

后綴化學(xué)組成a-CCl2-b-CClF-c-CF2-d-CHCl-e-CHF-f-CH2-第二個(gè)字母按C1和C3上各自取代基原子量之和的差加綴CF3CHFCF3R227eaCF3CH2CF3R236fa=R152a/R12

(26.2/73.8)=R22/R115(48.8/51.2)質(zhì)量百分比組成由兩種或兩種以上的制冷劑按一定的比例混合而成，在氣化或液化過(guò)程中，蒸汽成分與溶液成分始終保持相同；在既定壓力下，發(fā)生相變時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度保持不變。編號(hào)R5XX舉例R500

R502共沸制冷劑的命名非共沸制冷劑的命名組成由兩種或兩種以上的制冷劑按一定的比例混合而成。在定壓下氣化或液化過(guò)程中，蒸汽成分與溶液成分不斷變化，對(duì)應(yīng)的溫度也不斷變化。編號(hào)R4XX舉例R407cR410a

R32/R125/R134a(23:25:52)R125/R32(50:50)ASHARE命名規(guī)則CFC 氯氟烴 CF2Cl2CFC-12HCFC含氫氯氟烴CHF2ClHCFC-22HFC 氫氟烴 CF3CH2FHFC-134a前綴 名稱舉例 命名制冷劑的分類和命名國(guó)際制冷劑發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)中國(guó)制冷劑發(fā)展現(xiàn)狀制冷劑發(fā)展趨勢(shì)和選擇制冷劑選擇的基本要求1.熱力學(xué)方面的要求：合適的沸點(diǎn)臨界溫度要高、凝固溫度要低具有適宜的工作壓力，(Pk/Po)小汽化潛熱大絕熱指數(shù)小些2.物理化學(xué)方面的要求粘度盡可能小熱導(dǎo)率要求高熱化學(xué)穩(wěn)定性好，良好的電絕緣性。3.安全性方面的要求：在工作溫度范圍內(nèi)不燃燒、不爆炸。無(wú)毒或低毒，相對(duì)安全性好易檢漏4.經(jīng)濟(jì)性方面的要求

價(jià)廉、易得制冷劑選擇的基本要求ODP：臭氧消耗潛能值（OzoneDepletionPotential）

表示物質(zhì)對(duì)大氣臭氧層的破壞程度。應(yīng)越小越好，ODP=0則對(duì)大氣臭氧層無(wú)害。GWP：全球變暖潛能值（GlobalWarmingPotential）

表示物質(zhì)造成溫室效應(yīng)的影響程度。應(yīng)越小越好，GWP=0則不會(huì)造成大氣變暖。

5.環(huán)境友好對(duì)臭氧層沒(méi)有破壞作用；對(duì)全球變暖影響小15關(guān)注安全性和毒性關(guān)注可工作性

關(guān)注全球變暖

第一代1830-1930第二代1931—2010第三代1987—2030s第四代2000s—CFC出現(xiàn)CFC-11CFC-12CFC-114CFC-115HCFC(低ODP值)HCFC-22HCFC-142bHCFC-123/HCFC-124HFC(零ODP值）HFC-134a/HFC-152aHFC-125/HFC-32HFC-143aHFC-227ea、HFC-236faHFC-245fa零ODP,低GWPHFCs

HFC-152aHFC-161HFC-41HFOsHFO-1234yf

HFO-1234zeHFEsHFE-143m自然工質(zhì)

CO2、碳?xì)?、氨關(guān)注臭氧層破環(huán)醚,SO2、甲酸甲酯、CCl4

碳?xì)?、CO2、NH3、H2O、國(guó)際制冷劑發(fā)展的基本歷程蒙特利爾議定書(shū)對(duì)含氟制冷劑帶來(lái)的挑戰(zhàn)***************************************************

OzoneDepletingDevelopedDevelopingSubstances(ODS)

CountriesCountries

CFCs19962010

HCFCs20202030*

Halons（哈龍）

19942010

甲基溴20052015

四氯化碳

19962010

甲基氯仿

19962015中國(guó)已在2007年7月1日前淘汰CFCs的生產(chǎn)和使用當(dāng)前國(guó)際ODS淘汰的主要目標(biāo)是HCFCs發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展中國(guó)家HCFCs加速淘汰時(shí)間表（2007年）淘汰進(jìn)程199520012004200820102013201520182020202520302040歐盟開(kāi)始HCFC淘汰新制冷設(shè)備中禁止HCFCHCFC發(fā)泡劑淘汰HCFC制冷維修淘汰HCFC完全淘汰美國(guó)R141b完全淘汰開(kāi)始R22R142b淘汰禁止任何HCFC用于新設(shè)備R22R142b完全淘汰日本R141b發(fā)泡淘汰R141b溶劑淘汰R22開(kāi)始淘汰R142b完全淘R22維修淘汰R225完全淘汰R22完全淘汰各國(guó)HCFCs淘汰進(jìn)程

《京都議定書(shū)》對(duì)HFCs類制冷劑帶來(lái)的挑戰(zhàn)HFCsGWP值HFC-2311700HFC-236fa9,400HFC-143a4,300HFC-1253,400HFC-227ea3,500HFC-134a1,300HFC-245fa950HFC-32550HFC-152a120HFC-16112全氟化碳二氧化碳?xì)浞鸁N（HFCs)溫室氣體甲烷六氟化硫氧化亞氮?dú)W盟含氟氣體的法規(guī)—基本內(nèi)容泄漏控制

3-30kg每年檢查一次

30-300kg每季度檢查一次

300kg以上每月檢查

對(duì)于含氟氣體超過(guò)300kg以上的容器裝置要配備泄漏檢查系統(tǒng)回收利用為了盡可能地減少含氟溫室氣體的泄漏，需要對(duì)這些氣體進(jìn)行強(qiáng)制性回收再利用培訓(xùn)和認(rèn)證建立一套培訓(xùn)機(jī)制，對(duì)含氟氣體進(jìn)行泄漏檢查的人員、回收再利用或銷毀的人員進(jìn)行培訓(xùn)和資格認(rèn)證報(bào)告和標(biāo)簽所有生產(chǎn)廠家、進(jìn)出口商都要遞交報(bào)告含氟氣體用量在一噸以上的，要報(bào)告生產(chǎn)、進(jìn)出口、用途、排放及回收、利用和銷毀的數(shù)據(jù)對(duì)于含氟氣體產(chǎn)品及其應(yīng)用設(shè)備實(shí)行標(biāo)簽制度評(píng)估2011年7月4日前完成全面的評(píng)估報(bào)告

歐盟關(guān)于汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)排放物的指令（MAC指令）改裝和再充注2011年1月1日起，設(shè)計(jì)使用GWP超過(guò)150的含氟氣體的空調(diào)系統(tǒng)不得改裝用于新批準(zhǔn)型號(hào)的汽車(chē)2017年1月1日起，設(shè)計(jì)使用GWP超過(guò)150的含氟氣體的空調(diào)系統(tǒng)不得改裝用于任何車(chē)輛2011年1月1日起，禁止在新批準(zhǔn)車(chē)型的汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)中充注GWP超過(guò)150的含氟氣體2017年1月1日起，所有車(chē)輛不得充注GWP超過(guò)150的含氟氣體，但可以再充注原來(lái)已充注GWP超過(guò)150的含氟氣體的空調(diào)系統(tǒng)新車(chē)型的批準(zhǔn)2007年1月1日起，不批準(zhǔn)使用GWP超過(guò)150的含氟氣體汽車(chē)空調(diào)新車(chē)型，除非：

—對(duì)于單蒸發(fā)器空調(diào)系統(tǒng)，泄露率不超過(guò)40克/年

—對(duì)于雙蒸發(fā)器的空調(diào)系統(tǒng)，泄露率不超過(guò)60克/年2011年1月1日起，不批準(zhǔn)使用GWP超過(guò)150的含氟氣體汽車(chē)空調(diào)的新車(chē)型HFC-134a將從2011年開(kāi)始逐步禁止在汽車(chē)空調(diào)中用作制冷劑HFCs削減進(jìn)程美國(guó)清潔能源與安全法案——HFCs條款2012年將美國(guó)HFC的消費(fèi)量削減至基準(zhǔn)量的90%（2004-2006年三年HCFC和HFC的平均）2032年將美國(guó)HFC的消費(fèi)量削減至2012年的15%制冷劑的分類和命名國(guó)際制冷劑發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)中國(guó)制冷劑發(fā)展現(xiàn)狀制冷劑發(fā)展趨勢(shì)和選擇中國(guó)制冷行業(yè)ODS替代現(xiàn)狀

24行業(yè)領(lǐng)域替代品替代現(xiàn)狀家用冰箱、冷柜HFC-134a異丁烷已完成零ODP工質(zhì)的替代異丁烷占大部分家用空調(diào)HCFC-22大部分仍使用HCFC-22,R407c、R410a在出口空調(diào)中應(yīng)用開(kāi)展R290、HFC-161等應(yīng)用研究工商制冷HCFC-22仍使用HCFC-22尚未開(kāi)展零ODP冷媒的應(yīng)用集中空調(diào)HCFC-22HFC-134aHCFC-123HCFC-22替代尚處于起步階段汽車(chē)空調(diào)HFC-134a國(guó)內(nèi)已開(kāi)展CO2替代的研究工業(yè)制冷氨、HCFC-22、碳?xì)錄](méi)有開(kāi)展HCFC-22的替代中國(guó)主要HCFCs生產(chǎn)廠家常熟三愛(ài)富中昊化工(HCFC-22,HCFC-142b)常熟三愛(ài)富氟化工(HCFC-141b）江蘇梅蘭化工(HCFC-22)泰興市梅蘭化工

(HCFC-142b)江蘇康泰氟化工

(HCFC-141b)山東中氟化工科技(HCFC-22)山東東岳化工(HCFC-22,HCFC-142b)煙臺(tái)中瑞化工(HCFC-141b)淄博魯軒工貿(mào)(HCFC-141b)山東華安新材料(HCFC-142b,HCFC-123,HCFC-124)中昊晨光化工研究院(HCFC-22,HCFC-142b)四川鴻鶴精細(xì)化工(HCFC-22)內(nèi)蒙古三愛(ài)富氟化工(HCFC-142b)全國(guó)共有HCFCs生產(chǎn)廠家：24家其中：HCFC-22:16家HCFC-141b：7家

HCFC-142b：9家HCFC-123/124：2家巨化集團(tuán)公司(HCFC-22)浙江巨化電石廠(HCFC-141b)浙江瑩光化工(HCFC-22)浙江鷹鵬化工(HCFC-22)浙江臨海利民化工(HCFC-22)中化藍(lán)天(HCFC-142b,HCFC-123,HCFC-124)浙江三環(huán)化工(HCFC-141b,HCFC-142b)浙江三美化工(HCFC-22,HCFC-141b,HCFC-142b)浙江鵬友化工(HCFC-22)浙江永和化工(HCFC-22)杭州富時(shí)特化工(HCFC-141b)浙江?？耸⒒?HCFC-142b)2009年HCFCs產(chǎn)能與產(chǎn)量國(guó)內(nèi)HCFCs在制冷行業(yè)的消費(fèi)現(xiàn)狀（2009年）品種家用制冷工商制冷制冷維修HCFC-22715004185039913HCFC-142b3015HCFC-123330165合計(jì)715004221040093中國(guó)主要HFCs生產(chǎn)廠家常熟三愛(ài)富中昊化工(HFC-152a,HFC-227ea,HFC-125,HFC-32,HFC-143a)常熟三愛(ài)富氟化工（HFC-134a)江蘇梅蘭化工(HFC-32)江蘇康泰氟化工

（HFC-134a)山東中氟化工科技(HFC-125)山東東岳化工(HFC-134a、HFC-32,HFC-152a)山東華安新材料(HFC-125,HFC-152a)山東宏信化工有限公司(HFC-125,HFC-152a)全國(guó)共有HFCs生產(chǎn)廠家：17家其中：HFC-134a:5家HFC-125：8家

HFC-152a：6家HFC-32：8家

HFC-27ea：3家巨化集團(tuán)公司(HFC-134a,HFC-32,HFC-236fa,HFC-125,HFC227ea)浙江瑩光化工（HFC227ea）浙江鷹鵬化工（HFC-32、HFC-125）浙江臨海利民化工（HFC-32）中化藍(lán)天（HFC-134a、HFC-32、

HFC-227ea、HFC-23、

HFC-125、

HFC-143a、

HFC-236fa、HFC-245fa、

HFC-365mfc、

HFC-161）浙江三環(huán)化工(HFC-152a）浙江三美化工（HFC-152a）浙江永和化工(HFC-32、HFC-125)杭州富時(shí)特化工（HFC-152a）HFCs生產(chǎn)發(fā)展情況2009年HFCs產(chǎn)能與產(chǎn)量2009年行業(yè)HFCs總產(chǎn)能超過(guò)36萬(wàn)噸，產(chǎn)量達(dá)到16.5萬(wàn)噸國(guó)內(nèi)HFCs在制冷行業(yè)的消費(fèi)現(xiàn)狀（2009年）品種家用制冷汽車(chē)空調(diào)工商制冷制冷維修HFC-134a980157201016550HFC-3235531275HFC-1254949986HFC-152a3739HFC-143a1872合計(jì)9519157203277589制冷劑的分類和命名國(guó)際制冷劑發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)中國(guó)制冷劑發(fā)展現(xiàn)狀制冷劑發(fā)展趨勢(shì)和選擇制冷劑發(fā)展趨勢(shì)HCFC類制冷劑逐步淘汰，HFCs將成為主要的制冷劑品種自然工質(zhì)重新受到重視混合工質(zhì)的應(yīng)用增加新一代低GWP值制冷劑成為研究開(kāi)發(fā)熱點(diǎn)

隨著HCFCs的加速淘汰，HFC類制冷劑漸成主流CFCs已經(jīng)基本淘汰HCFCs進(jìn)入淘汰進(jìn)程，HCFCs的生產(chǎn)和消費(fèi)已大幅下降HFCs具有安全性、使用性能的優(yōu)勢(shì)和成熟的替代技術(shù)，HFCs的生產(chǎn)和消費(fèi)逐漸增大自然工質(zhì)應(yīng)用增加自然工質(zhì)ODP值GWP值應(yīng)用領(lǐng)域異丁烷03冰箱、冷柜CO201熱泵熱水器，工商制冷汽車(chē)空調(diào)NH3（氨）03工業(yè)制冷，中央空調(diào)丙烷03工業(yè)制冷、家用空調(diào)異丁烷已成為冰箱、冷柜主要的制冷劑品種二氧化碳熱泵熱水器在日本已大規(guī)模應(yīng)用，并有望用于汽車(chē)空調(diào)氨制冷劑在化工、食品行業(yè)作為傳統(tǒng)制冷劑，正在向小型、商業(yè)制冷發(fā)展丙烷已廣泛用于石化行業(yè)的制冷，有望在家用空調(diào)中替代HCFC-22混合工質(zhì)的應(yīng)用增加發(fā)展迅速。2001年以來(lái)，非共沸混合工質(zhì)先后由R415A、R415B、R418A等發(fā)展到了R437A，以及發(fā)展了共沸混合工質(zhì)R510A，共計(jì)29種之多，約占ASHRAE編號(hào)混合工質(zhì)75%體系多樣。包括氫氟烴/氫氟烴類（如R125/134a）、氫氟烴/烷烴類（如R125/134a/600）、氫氟烴/醚烴類（如R152a/E170）、氫氟烴/醚烴/烷烴類（如R152a/E170/600a）、烯烴/醚烴類（如R1270/E170）、烯烴/烷烴類