摘要：目前全社會越來越重視環(huán)保問題，部分地區(qū)政府相關(guān)職能部門也發(fā)出了全面 禁氟的政策法令，但禁氟不僅是錯誤的概念，也導(dǎo)致了廣大用戶和生產(chǎn)廠家的應(yīng)用困惑。本文從氟利昂概念、國際公約、國家政策、應(yīng)用特性入手對常用制冷劑R22和R134a做全面分析，以明確制冷劑R22的優(yōu)勢地位。
關(guān)鍵詞：制冷劑R22 R134a 禁氟 環(huán)保冷媒
一、氟利昂的概念
目前，國內(nèi)很多用戶都要求生產(chǎn)廠家采用R134a等環(huán)保冷媒，拒絕使用氟里昂R22冷媒，理由是響應(yīng)國家號召保護(hù)環(huán)境。其實R22和R134a都是氟利昂家族的成員，屬于氫氯氟烴類。氟里昂是飽和烴類（碳?xì)浠衔铮┑柠u族衍生物的總稱。從氟里昂的定義可以看出，現(xiàn)在人們所謂的環(huán)保冷媒R134a、R410A及R407C等其實都屬于氟里昂家族。所以禁氟這一概念把該禁不該禁的內(nèi)容混為一談。
氟里昂之所以能夠破壞臭氧層是因為制冷劑中含有CL元素，而且隨著CL原子數(shù)量的增加對臭氧層破壞能力也增加，隨著H元素含量的增加對臭氧層破壞能力降低；造成溫室效應(yīng)主要是因為制冷劑在緩慢氧化分解過程中，生成大量的溫室氣體，如CO2等。根據(jù)分子結(jié)構(gòu)的不同，氟里昂制冷劑大致可以分為以下三大類：
1.氯氟烴類：簡稱CFC，主要包括R11、R12、R113、R114、R115、R500、R502等，由于其對臭氧層的破壞作用最大，被《蒙特利爾議定書》列為一類受控物質(zhì)。此類物質(zhì)目前已被我國逐步禁止使用。
2.氫氯氟烴：簡稱HCFC，主要包括R22、R123、R141b、R142b等，臭氧層破壞系數(shù)僅僅是R11的百分之幾，因此，《中國消耗臭氧層物質(zhì)逐步淘汰國家方案》將HCFC類物質(zhì)視為CFC類物質(zhì)的最重要的過渡性替代物質(zhì)。
3.氫氟烴類：簡稱HFC，主要包括R134a，R125，R32，R407C，R410A、R152等，臭氧層破壞系數(shù)為0，但是氣候變暖潛能值較高。
我國目前所使用的所有制冷劑（包括環(huán)保冷媒）全部都是氟里昂制品，理想的非氟里昂制冷劑到目前為止還沒有研發(fā)出來。在新的制冷劑研發(fā)出來之前，我們所要解決的是空調(diào)機(jī)組選用那種制冷劑，對我們賴以生存的環(huán)境造成的破壞力相對小一些。
二、國際公約和《國家方案》
保護(hù)臭氧層的全球合作行動始于1985年保護(hù)臭氧層維也納公約的協(xié)商與締結(jié)。在聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署的倡議下，1987年簽署了關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的《蒙特利爾議定書》，該議定書于1989年1月1日生效，之后還實施了倫敦修正案（1990年）、哥本哈根修正案（1992年）、維也納調(diào)正案（1995年）和北京修正案（1999年）。為防止氣候變暖，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署在1988年設(shè)立了國際間有關(guān)氣候變化政府協(xié)商組織，并于1997年12月在日本召開了第三屆締約國京都會議，形成了消減溫室氣體的決議案。下表為各議案的匯總表：
國際公約對CFCs、HCFCs、HFCs的規(guī)定
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國際規(guī)定
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CFCs
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HCFCs
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HFCs
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蒙特利爾議定書
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蒙特利爾議定書
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京都議定書
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發(fā)達(dá)國家
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1996．1.1禁止生產(chǎn)和消費
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2004年消減35%
2010年消減65%
2015年消減90%
2020年禁止
2030年前可作為補(bǔ)充用，可生產(chǎn)基準(zhǔn)年的0.5%以下
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2008-2012年平均減少排放5.2%
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發(fā)展中
國家
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2010.1.1禁止生產(chǎn)和消費
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2016.1.1消費凍結(jié)在2015年水平
2040.1.1禁止消費
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美國
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1996.1.1禁止生產(chǎn)和消費
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2010.1.1凍結(jié)R22和R142b
生產(chǎn)、禁止生產(chǎn)R22新設(shè)備
2015.1.1凍結(jié)R123和R124生產(chǎn)
2020.1.1禁用R22和R141b、
禁止生產(chǎn)R123和R124新設(shè)備
2030.1.1禁用R123和R124
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歐共體
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1996.1.1禁止生產(chǎn)和消費
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2000.1.1年消減50%
2004.1.1年消減75%
2007.1.1年消減90%
2015.1.1年消減100%
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從上表可知，發(fā)達(dá)國家從2004年就要開始消減R22的生產(chǎn)和消費量 ，我國的任務(wù)是在2016年將消費凍結(jié)在2015年水平上。所以在2015年以前不但可以繼續(xù)消費HCFCs（包括R22、R123和R141b等），而且還可以擴(kuò)大HCFCs的生產(chǎn)和消費，直到2040年才禁止消費包括R22在內(nèi)的HCFCs。在這里應(yīng)該搞清楚發(fā)達(dá)國家與發(fā)展中國家淘汰和限制R22、R123和R141b等HCFCs制冷劑的時間表是不同的。
中國政府 1993年1月批準(zhǔn)實施《中國消耗臭氧層物質(zhì)逐步淘汰國家 方案》(以下簡稱《國家方案》),通過實施《國家方案》，有效地控制了中國消耗臭氧層物質(zhì)(以 下簡稱ODS)生產(chǎn)和消費的增長勢頭,建立了實施《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì) 的蒙特利爾議定書》多邊基金項目管理體制， 并實現(xiàn)了在氣霧劑行業(yè)(尚無替代技術(shù)的產(chǎn)品除外)禁止使用氯氟化碳 物質(zhì)(亦稱全氯氟烴類物質(zhì)，以下簡稱CFCs)，為中國進(jìn)一步的履約工作奠定了基礎(chǔ)。根據(jù)中國ODS替代品的需求應(yīng)逐步由國內(nèi)生產(chǎn)滿足的戰(zhàn)略,對中國未來所需的主要替代品HCFC-22、HCFC-141b、HFC-134a、異丁烷和環(huán)戊烷 等的消費需求進(jìn)行了估算，并據(jù)此制定了替代品生產(chǎn)計劃，見下表。
替代品生產(chǎn)計劃(噸/年)
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替代品
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1999
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2005
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2010
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HCFC-22
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15000
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33000
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45000
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HCFC-141b
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2500
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5200
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12000
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HFC-134a
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2000
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11000
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20000
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HFC-152a
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130
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160
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200
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異丁烷
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80
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100
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120
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環(huán)戊烷
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1100
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1400
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1800
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丁烷
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850
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3300
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4400
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戊烷
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400
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2700
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9500
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二氯甲烷
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650
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4600
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44000
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丙丁烷
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60000
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70000
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80000
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根據(jù)《國家方案》不難看出，在今后相當(dāng)長的一段時間內(nèi)，HCFC-22（R22）在空調(diào)、制冷行業(yè)仍將扮演十分重要的角色，各種媒體所謂的禁氟是指禁止使用氯氟化碳CFCs物質(zhì)，而非HCFCs、HFCs物質(zhì)。
三、R22與R134a的應(yīng)用特性差別
選擇一種合適的制冷劑替代物是十分困難的，必須考慮許多因素和進(jìn)行全面評價，既要符合消耗臭氧潛能值(ODP)、全球變暖潛能值(GWP)等方面的要求，同時還應(yīng)考慮熱工性能、毒性、可燃性、相容性、投資和運行成本等。下面將R22與R134a的應(yīng)用特性分析如下：
1、R134a的全球變暖潛能值(GWP)為0.25， R22為0.36 ，同屬于溫室氣體。
2、R134a的消耗臭氧潛能值(ODP)為0， R22為0.06， 這是R134a成為環(huán)保型制冷劑的理由。
3、R134a的比容是R22的1.47倍，且蒸發(fā)潛熱小，因此R134a機(jī)組的冷凍能力僅為R22機(jī)組的60% 。按單位制冷量價格計算，R22機(jī)組的價格約為R134a機(jī)組的60%左右。
4、R134a的熱傳導(dǎo)率比R22下降10%，因此R134a機(jī)組的換熱器的換熱面積需要更大。
5、R134a的吸水性很強(qiáng)，是R22的20倍，因此對機(jī)組系統(tǒng)中干燥器的要求更高，以避免發(fā)生冰堵現(xiàn)象。
6、R134a比 R22對橡膠類物質(zhì)的膨潤作用較強(qiáng)，在實際運行中冷媒泄漏率較高。另外對銅的腐蝕性較強(qiáng)，使用過程中會發(fā)生“鍍銅現(xiàn)象”，因此系統(tǒng)中必須增加添加劑。
7、R134a系統(tǒng)需要專用的壓縮機(jī)及專用的脂類潤滑油，脂類潤滑油由于具有高吸水性、高起泡性及高擴(kuò)散性，在系統(tǒng)性能的穩(wěn)定性上劣于R22系統(tǒng)所使用的礦物油。
8、R134a等HFCs類冷媒及其專用脂類油的價格高于R22，設(shè)備的運行維護(hù)成本更高。
被稱為環(huán)保制冷劑的 HFCs類的其他制冷劑如R410A、 R440A、R407C，雖然在效率方面優(yōu)于R134a，但同樣存在工作壓力太高、對管道部件最適化和耐壓要求高、須改進(jìn)換熱器和機(jī)組設(shè)計、投資運行維護(hù)成本高等缺點，在大型制冷機(jī)組的應(yīng)用方面現(xiàn)階段還不適應(yīng)我國的基本國情，這就是國際公約中對發(fā)展中國家放寬使用HCFCs年限的原因，也是發(fā)展中國家集體努力爭取的結(jié)果。
綜上所述，在短期內(nèi)理想的制冷劑是不存在的，在我國現(xiàn)階段R22制冷劑與R134a類環(huán)保制冷劑相比，仍然具有高效、穩(wěn)定、價廉的優(yōu)點，在大型制冷機(jī)組的應(yīng)用方面還將處于優(yōu)勢地位，在理想的制冷劑出世之前，R22制冷劑還可以被消費到2040年。
參考書目：
《中央空調(diào)新技術(shù)及其應(yīng)用》 主編 俞炳豐
《環(huán)境保護(hù)和氯氟烴的替代》 作者 孫世彧 李西北 
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