浅谈空调制冷剂的选择

目前环保问题成了全球的热门话题，臭氧层的不断破坏和气候的逐渐变暖，是当今地球人类所面临的两大亟待解决的环境问题。谈到臭氧层的破坏，人们立刻会想到空调制冷行业的氟里昂，曾经有一段时间，人们对氟里昂几乎达到谈虎色变的程度。谈到气候变暖，人们不觉想到两极冰山融化、雪山冰线缩小、海平面上升、暴雨洪水泛滥。

2002年7月1日《河北省淘汰消耗臭氧层物质实施办法》出台，规定：家用冰箱、冰柜、空调从2002年7月1日起不得继续充灌含氟里昂制冷剂；2003年底，在用汽车空调完成替换氟里昂制冷剂；2003年1月1日后出厂的新车空调不得使用含氟里昂的制冷剂；2003年底前工业及商业用中央空调及冷藏设备淘汰氟里昂制冷剂。

由于家用冰箱、空调及冷柜都用到氟里昂制冷剂，为人们普遍认知。因而制冷空调行业成了破坏臭氧层和制造温室效应的众矢之的。但人们很少知道，氟里昂大部分排放是由于化工工业生产过程造成的，空调制冷剂的泄漏只是一小部分。工业上如灭火、发泡等是一次性使用，大量的氟里昂物质排放到大气中，而空调制冷剂是密封在机组的循环系统中，只是存在机组泄漏的可能。

诚然，空调制冷行业是臭氧层破坏和制造温室效应的参与者。那么，摆在我们面前的是，冷媒替代技术的研发及使用，已成为当今制冷空调行业的研究课题。

一、氟里昂制冷剂

首先了解氟里昂的定义，氟里昂是饱和烃类（碳氢化合物）的卤族衍生物的总称，是本世纪三十年代随着化学工业的发展而出现的一类制冷剂，它的出现解决了制冷空调界对制冷剂的寻求。从氟里昂的定义可以看出，现在人们所说的非氟里昂的R134a、R410A及R407C等其实都是氟里昂。

我们用于制冷行业的氟族制冷剂有R11（CFCL3）、R12（CF2CL2）、R22（CHF2CL）、R32（CH2F2）、R113（C2F3CL3）、R114（C2F4CL2）、R115（C2F5CL）、R123（C2HF3Cl2）、R125（CHF2CF3）、R134a（CH2FCF3）、R143a（CH3CF3）、R141b（CCL2FCH3）、R142b（H3C2F2CL）、R152(CH3CHF2)、R404A（44%的R125和52%的R143a及4%的134a）、R407C（23%的R32和25%的R125及52%的R134a）、R410A（50%的R32和50%的R125）、R500（73.8%的R12和26.2%的R152）、R502（48.8%的R22和51.2%的R115）等。

氟里昂能够破坏臭氧层是因为制冷剂中有CL元素的存在，而且随着CL原子数量的增加，对臭氧层破坏能力增加，随着H元素含量的增加对臭氧层破坏能力降低；造成温室效应主要是因为制冷剂在缓慢氧化分解过程中，生成大量的温室气体，如CO2等。根据氟里昂制冷剂的分子结构，大致可以分为以下3类：

1.氯氟烃类：简称CFC，主要包括R11、R12、R113、R114、R115、R500、R502等，由于对臭氧层的破坏作用以及最大，被《蒙特利尔议定书》列为一类受控物质。此类物质目前已禁止使用，在制造聚氨酯海绵的过程中，R11已由R141b作为过渡性替代品。

2.氢氯氟烃：简称HCFC，主要包括R22、R123、R141b、R142b等，臭氧层破坏系数仅仅是R11的百分之几，因此，目前HCFC类物质被视为CFC类物质的最重要的过渡性替代物质。在《蒙特利尔议定书》中R22被限定2020年淘汰，R123被限定2030年，发展中国家可以推迟10年。

3.氢氟烃类：简称HFC，主要包括R134a，R125，R32，R407C，R410A、R152等，臭氧层破坏系数为0，但是气候变暖潜能值很高。在《蒙特利尔议定书》没有规定其使用期限，在《联合国气候变化框架公约》京都议定书中定性为温室气体。

我们目前所使用的所有制冷剂全部都是氟里昂制品，非氟里昂制冷剂到目前为止还没有研发出来。在新的制冷剂研发出来之前，我们所要解决的是空调机组选用那种制冷剂，对我们赖以生存的环境造成的破坏力相对小一些。我们应当明令禁止的应当是第1类产品，而不是第2类、第3类制冷剂。

二、国际及国内对环境保护的相关协议及法规

1.臭氧层保护方面

1985年3月22日于维也纳订立的《保护臭氧层维也纳公约》，人们开始意识到臭氧层的变化对人类健康和环境可能造成有害影响。1987年9月16日《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》订于蒙特利尔。1990年6月27日至29日，缔约国第二次会议在伦敦召开，对原《蒙特利尔议定书》进行调整和修正。1991年6月19日至21日，缔约国在内罗毕召开第三次会议，对《蒙特利尔议定书》进一步修正。经修正的《蒙特利尔议定书》于1992年8月20日生效。之后，缔约方又于1993年在哥本哈根、1999年在北京对《蒙特利尔议定书》进行修改。

2.减少温室气体排放方面

1992年5月9日在纽约制订的《联合国气候变化框架公约》，于1997年12月10日在日本京都召开的第三次缔约国会议上通过，《京都议定书》旨在促进用以限制或削减《蒙特利尔议定书》未予管制的温室气体的排放的政策和做法。《京都议定书》对发达国家减少排放温室气体的数量和时间进行了进一步的规范。在《京都议定书》中，包括二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亚氯（N2O）、氢氟碳化物 ( HFCS)、全氟化碳（PFCS）、六氟化硫（SF6）等6类温室气体被列为受控物质。

3.我国关于环保协议的执行方面

中华人民共和国政府于1991年6月13日，对内罗毕修正的《蒙特利尔议定书》交存加入书，并于1992年8月20日对我国生效。我国于1993年国务院批准《中国消耗臭氧层物质逐步淘汰国家方案》，规定最迟于2010年淘汰全部CFC类物质。至今，我国政府尚未批准《哥本哈根修正案》及其后的几个议定修正案，在最新的《中国消耗臭氧层物质逐步淘汰国家方案》（2000年修正稿）中规定国家方案未涉及这类物质，同时也明确以HCFC类物质为过渡性替代物质的措施是正确的。

我国政府于1998年5月29日正式签署《京都议定书》，中国常驻联合国代表王英凡大使已于2002年8月30日，向联合国秘书长交存了中国政府核准《〈联合国气候变化框架公约〉京都议定书》的核准书。

三、几种制冷剂的比较

目前，在空调制冷行业中，除了汽车空调行业外，其他领域的制冷设备如：家用冰箱、空调、食品冷冻冷藏柜、运输冷藏设备、速冻机、中央空调等基本上还是以过渡性冷媒R22为主要的产品。从国内的主要冷水机组生产厂商生产的产品来看，活塞式、涡旋式冷水机组普遍采用R22制冷剂；螺杆式冷水机组采用R22和R134a制冷剂，但从2001年螺杆式冷水机组总体销售量上来看，采用R22制冷剂的销售量占有相当大的比重；离心式冷水机组采用R22、R123和R134a制冷剂， R123、R134a产品的市场销售情况占总量的40％左右。