目前家用空调和热泵广泛使用的制冷剂是R22,属于消耗臭氧层物质HCFC。根据《蒙特利尔议定书》,中国将在2030年前逐步淘汰所有制造业的氟氯烃生产和消费[1]。R22替代制冷剂大致可分为三类:

    第一类是HFC制冷剂,如R410a(广泛使用)、R32(潜在制冷剂);

    第二类是HC碳氢制冷剂,如R290(潜在制冷剂);

    第三种是自然工质CO2——由于其工作压力高,一般不用于家用空调。

    目前家用空调制冷剂的重点主要是R22、R410a、R32和R290。作为制冷行业的媒体,我们有必要普及一下它们的安全性。

    制冷剂的安全性主要包括毒性和可燃性。国家标准《制冷剂编号方法及安全分类》GB/T 7778-2017将制冷剂的毒性分为A类(慢性毒性低)和B类(慢性毒性高),将可燃性分为1类(无火焰传播)、2L类(可能性弱)、2类(可能性)和3类(易燃)根据GB/T 778-2017,制冷剂安全细分为8类,分别为:A1、A2L、A2、A3、B1、B2L、B2和B3,其中A1最安全,B3最危险。

    R22:需要淘汰的制冷剂

    R22的化学成分为氯二氟甲烷(CHClF2),不燃、不爆、低毒,安全等级属于A1级。R22臭氧消耗潜能ODP >: 0,因此不适合长期使用,中国将于2030年彻底淘汰。

    r410a:R22的替代制冷剂

    R410A由R32和R125分别以50%的质量比例组成,其中R32(二氟甲烷CH2F2,A2L)、R125(五氟乙烷CF3CHF2,A1)和A410A也是不可燃、非爆炸性和剧毒的工作流体。

    与R22相比,R410a属于高压制冷剂,对设备和系统的耐压强度要求较高,但有利于降低压缩机的排气量,减小换热铜管直径,节约原材料。R410a在传热和流动特性上优于R22,有利于提高空调的运行效率,节能效果明显。目前已被广泛使用。

    r410a ODP = 0,不消耗臭氧;但R410a的全球变暖潜值为GWP=1730(作为对比,CO2的GWP为1),对全球变暖的作用很大,所以R410A不是环保制冷剂的最终解决方案。

    R32:未来制冷剂的竞争对手

    R32的化学成分为二氟甲烷CH2F2,剧毒,微易燃,安全等级为A2L。R32具有爆炸的可能性,其爆炸极限为14.4% ~ 29.3%[3],在家用空调的应用中需要解决可燃性低的问题。

    R32的制冷性能接近R410a。在相同制冷量下,R32的充注量小于R410a(减少约30%),但排气温度高于R410a。R32,ODP=0,GWP=675,是绿色制冷剂,是R22的重要替代品。目前已广泛应用于欧美、日本等国家的家用空调中。

    R290:未来制冷剂的竞争对手

    R290的化学成分为丙烷(CH3CH2CH3),毒性小,易燃,安全等级为A3。R290的爆炸极限为2.1% ~ 10.0%[3],爆炸点远低于R32。

    R290的ODP=0,GWP=20,对全球变暖的影响非常小。属于天然有机物,可直接从液化石油气中获取,价格低廉。R290热力性能好,汽化潜热大,系统充液能力小,相同工况下排气温度比R22低20℃,有利于延长压缩机的使用寿命。

    去年R290逐渐进入视野。国内很多企业都建立了R290空调生产线,国家环保部门也不遗余力地推动R290产品的市场化进程[4]。目前国内对R290的支持大于R32。

    R290推广应用的最大障碍是其易燃性。在使用过程中,需要增加安全措施,确保其加注量控制在相关法规(标准IEC 60335-2-24: 2007)的规定值内——R290目前处于< 1.5P,家用空调使用安全可控;此外,应减少泄漏量,提高泄漏检测和响应能力。

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