制冷剂发展及替代

1、,制冷剂发展及替代,2,一、四个名词,制冷剂发展及替代,三、第三代制冷剂,二、第二代制冷剂,四、第四代制冷剂,五、对我国低GWP制冷剂选用的一些看法,3,四个名词,2、温室影响指数 GWP GWP 考虑对全球气候变暖的直接影响,1、臭氧层衰减指数 ODP,3、总当量温室影响指数 TEW1 TEW1 考虑直接影响和间接影响,4、光雾效应值 POCP HC、NO2等物质在阳光下产生光化学烟 雾程度的指数,一、四 个 名 词,4,第二代制冷剂,二、第二代制冷剂（以安全和耐久性为选择标准），19311990,1931年 R12 1932年 R11 上世纪50年代 R22 此后，CFC和HCFC类物质成

2、为第二代制冷剂的主流，带来了全新变革。,5,第三代制冷剂,三、第三代制冷剂（以保护臭氧层为标准），19902010,1、一些制冷剂的ODP,2、CFC类和HCFC类物质的禁用时间表,3、替代制冷剂,主 要 内 容,6,R11、R12、R22等物质含有氯离子cl，且在大气中寿命很长，到达臭氧层后使臭氧层消融，造成臭氧空洞。 以R11为基础，取R11的ODP为1，给出部分制冷剂的ODP,见表1。,1、一些制冷剂的ODP,表1,第三代制冷剂,7,2、CFC类和HCFC类物质的禁用时间表,第三代制冷剂,CFC类物质已被实际淘汰,对蒙特利尔协定的“第2条款国”，对HCFC类制冷剂 2010年在新设备中淘

3、汰R22； 2020年禁止所有新设备中使用。 对“第五条款国”，即发展中国家，对HCFC类制冷剂 2013年开始冻结； 然后逐步消减，到2040年全部淘汰。,8,3、替代制冷剂,第三代制冷剂,1989年第一批替代制冷剂商品化生产,之后10年开发了大多数的替代品,例如表2所示替代品,表2,9,大气臭氧层现状,图1 大气臭氧层现状,第三代制冷剂,按美国NASA的数据，得到图1。,从图可见 1998年前，浓度一直下降，空洞面积不断增大 1998年以后，浓度和空洞面积趋于稳定,3、替代制冷剂,10,研究表明，制冷剂的寿命要合适,第三代制冷剂,3、替代制冷剂,11,第四代制冷剂,四、第四代制冷剂（以全球

4、变暖效应为标准），2010,1、全球温度变化的情况,图2是全球温度变化的情况,图2 全球温度变化,与图1相比，1998年以后，臭氧层问题已有成功的应对，但气候变暖问题却不断恶化。,12,第四代制冷剂,按气候变化政府间委员会（IPCC）的报告： “原因极可能是由于所观察到的人为的温室气体浓度的增加。”,13,2、GWP的控制范围,对新型号汽车空调器：,欧洲议会对新型号汽车空调器禁止使用100年累计GWP值 超过150的氟化学品制冷剂。此指令从2011年起生效。,低GWP制冷剂的部分候选物见表3。,第四代制冷剂,14,五、对我国低GWP制冷剂选用的一些看法,对我国低GWP制冷剂选用的一些看法,主要

5、针对蒸汽压缩式制冷系统。,冷藏冷冻系统,2.空调系统,主 要 内 容,15,1、冷藏冷冻系统,对我国低GWP制冷剂选用的一些看法,CO2或HC,丹麦技术研究院与生产商Carlsberg合作生产的饮料冰柜，应用CO2、R290和R134a。在超市中使用并经测试，表明二者比R134a分别节能11.7%和27.7%。,冰淇淋生产商联合利华从2003年到2008年生产27万台冰柜（工质R290），实践表明安全性、可靠性与R134a没有什么不同，且更节能。,应用CO2的关键技术之一是CO2压缩机。西安交大压缩机研究所已掌握了设计技术，并已开发出一台半封闭式CO2压缩机的样机。,NH3,新的制冷剂氨和乙烷

6、的混合物（55/45）在单级压缩时，蒸发温度达55，压缩机出口处温度明显低于纯NH3，与油的相溶性也好于纯NH3。,16,2、空调系统,对我国低GWP制冷剂选用的一些看法,家 用 空 调 器,汽 车 空 调 器,冷 水 机 组,17,对我国低GWP制冷剂选用的一些看法,家用空调器,R22的替代物有R161(氟乙烷)、R290、R32和R410A。 它们的环保性能见表4。,表4 HFC-161与其它 HCFC-22替代品的环保性能,从环保性能看，这四种制冷剂选用时，排序如上。,18,R161、R290和R22的基本性能见表5。,对我国低GWP制冷剂选用的一些看法,家用空调器,表5 HFC-161

7、、HCFC-22和 HC-290的基本性能,19,对我国低GWP制冷剂选用的一些看法,家用空调器,几种制冷剂的可燃性比较见表6。,表6 HFC-161与其它常用的物质可燃性比较,20,对我国低GWP制冷剂选用的一些看法,家用空调器,几种制冷剂的安全性见表7。,表7 HFC-161与其它 HCFC-22替代品安全性比较,表7中，R161的安全性类别待定。上海市预防医学研究院以R161对大鼠进行毒性实验，认为其安全性与R22、R410相当。,21,对我国低GWP制冷剂选用的一些看法,家用空调器,作为R22的替代品之一的R410A，虽然目前被制造商广泛选用，但其 GWP比R22高16%，能效比降低了

8、6%，因而从长远看，前景并不乐观。,R290因其可燃性强，宜用于灌注量小的空调器。其灌注量应符合欧盟 IEC60335-2-40和EN378-1的规定。,R161与国产矿物油KRA/B-N46有良好相溶性，可直接使用R22的润 滑油。它的能效比略高于R22，排气温度略低于R22，但单位容积制冷量小 于R22。,22,对我国低GWP制冷剂选用的一些看法,家用空调器,R161、R290及R22的理论循环比较，见表8。,23,在吸气温度18.3时，R161的能效比和制冷量高于R290； 吸气温度35时，能效比和R290接近，制冷量高于R290。,24,汽车空调器,对我国低GWP制冷剂选用的一些看法,R134a的替代物有CO2、R152a以及正在研制的 R1234yf(由Dupont、Honeywell等公司研制)。 R1234yf的GWP仅为4，热力性质与R134a相近， 已通过急性和次慢性试验，但慢性试验尚未完成。,25,对我国低GWP制冷