國內(nèi)外制冷劑替代發(fā)展趨勢

史琳¹ 安青松²
（1．清華大學(xué)熱科學(xué)與動(dòng)力工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，清華大學(xué)，北京 100084
2．天津大學(xué)中低溫?zé)崮芨咝Ю媒逃恐攸c(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津大學(xué)，天津 300072；）

   【摘要】：新的高效綠色環(huán)保要求推動(dòng)制冷劑替代技術(shù)的發(fā)展，從而催生新制冷劑的開發(fā)及替代物應(yīng)用化的評(píng)價(jià)和討論。因此，一些制冷技術(shù)發(fā)達(dá)國家把此制冷劑替代轉(zhuǎn)軌時(shí)期作為制冷業(yè)發(fā)展重新洗牌的機(jī)遇，通過主導(dǎo)制冷劑替代技術(shù)來占領(lǐng)這一領(lǐng)域的制高點(diǎn)。本文首先介紹現(xiàn)階段備受關(guān)注的幾種替代制冷劑的種類，其中包括：R32、R1234yf、R1234ze(E)、R290及混合物、R744等，并探討各自的替代優(yōu)勢和發(fā)展趨勢，分析國際上替代基本思路和路線，最后闡述了我國工商業(yè)制冷行業(yè)的制冷劑替代方案。

   【關(guān)鍵詞】：制冷劑；替代物；R32；R1234yf；R1234ze(E)；R290；R744

　　新形勢下能源和環(huán)境問題促使各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域都在進(jìn)行節(jié)能和環(huán)保工作的調(diào)整和發(fā)展，作為能源消耗和溫室氣體排放大戶的制冷空調(diào)行業(yè)，這種緊迫性和必要性就尤為重要。目前，制冷劑替代是制冷空調(diào)行業(yè)需要解決的首要問題；國際上對(duì)CFCs的替代已經(jīng)完成，現(xiàn)今主要是HCFCs的替代。2007年9月，《蒙特利爾議定書》第19次締約方會(huì)議通過了加速淘汰HCFCs的調(diào)整案，規(guī)定發(fā)展中國家2013年凍結(jié)在2009－2010年的平均水平，2015年要完成消減基線水平10％的任務(wù)，2020年要削減35％，2025年要削減67.5％，2030-2040年只允許2.5%的維修量[1]。我國作為世界上最大的R22生產(chǎn)國和使用國，據(jù)統(tǒng)計(jì)[2]，2008年HCFCs的總使用量達(dá)10.46萬噸，且以每年超過20％的速度增長，預(yù)計(jì)2013年凍結(jié)用量（基線水平）約為13.81萬噸。因此，我國要在2015年完成削減基線水平10％的任務(wù)，必須盡快明確替代路線，研究合適的替代技術(shù)，已經(jīng)迫在眉睫。

　　然而，從前面討論的制冷劑發(fā)展現(xiàn)狀和環(huán)保指標(biāo)和安全要求可知：新的指標(biāo)帶來了新的問題，我們不得不在越來越多的約束條件和越來越少的可選侯補(bǔ)制冷劑中進(jìn)行選擇。目前國際上成熟的制冷劑又都不夠理想，沒有一種制冷劑從環(huán)保、能效、安全性、經(jīng)濟(jì)性等各因素評(píng)價(jià)都是最優(yōu)的，我們需要探索一種合理的“折中兼顧”的制冷劑替代思路。而且，國際上對(duì)制冷劑限制要求還沒有達(dá)成一致，2012年底新一輪ISO5146草案的否決就表明了各國都希望在新的一輪制冷劑替代發(fā)展的“博弈”中保護(hù)自己的利益，所以要使各方獲得根本的認(rèn)同還比較困難。

　　因此，為了讓讀者能夠了解近年來國內(nèi)外制冷劑替代發(fā)展趨勢，掌握國內(nèi)制冷行業(yè)替代方案的指導(dǎo)思路，并能在現(xiàn)階段風(fēng)云開闔的形勢下把握未來方向。本文將從現(xiàn)階段制冷劑替代種類、應(yīng)用趨勢以及行業(yè)替代方案等方面進(jìn)行全面的闡述。

1 現(xiàn)階段備受關(guān)注的幾種制冷劑

    當(dāng)前應(yīng)用最廣的制冷劑是R22，其應(yīng)用對(duì)象涉及家用空調(diào)、商用空調(diào)及冷藏柜等，因此作為制冷空調(diào)的生產(chǎn)大國的中國，是全球最大的R22的生產(chǎn)國和消費(fèi)國，但它作為ODS是被《蒙特利爾議定書》規(guī)定的主要消減物之一。所以對(duì)于中國等發(fā)展中國家來說，其當(dāng)前面臨的主要問題就是R22的替代問題。盡管，美國、日本等發(fā)達(dá)國家率先在家用空調(diào)和商用空調(diào)采用了R410A和R407C來替代R22，但這些傳統(tǒng)的替代物都有著較高的GWP值，使其只能作為過渡性的替代品。為了解決長期替代問題，學(xué)術(shù)界和業(yè)界根據(jù)具體環(huán)境、政策、應(yīng)用條件等綜合考慮，逐漸形成了四種基本替代思路：

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