可持續(xù)替代制冷劑在制冷系統(tǒng)中的應(yīng)用探析

　　可持續(xù)性是制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)和未來(lái)發(fā)展的重要指標(biāo)。自制冷劑誕生以來(lái)，制造商們就不斷選擇合適的方案以滿足安全運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)、客戶需求和環(huán)境保護(hù)。

　　但是，諸如R-12和R502等CFCs制冷劑系統(tǒng)已經(jīng)得到廣泛使用，直到q*變暖問題提上日程。CFCs是一種有機(jī)化合物，由碳、氯、氟以及甲烷和乙烷的衍生物組成。在二十世紀(jì)八十年代末期，含氯的物質(zhì)被標(biāo)示為ODP。蒙特利爾議定書，一個(gè)世界范圍內(nèi)的、為保護(hù)臭氧層的協(xié)議，對(duì)破壞臭氧層物質(zhì)的生產(chǎn)進(jìn)行了淘汰，z*終終止了CFCs作為制冷劑的使用。

　　另外，HCFCs和HFCs具有比CFCs更低的ODP值。但R-404A和R134a等常用的HFCs制冷劑卻具有較高的GWP值，這些物質(zhì)將導(dǎo)致q*變暖。

　　目前的法規(guī)和市場(chǎng)環(huán)境

　　q*的制造商都在開發(fā)低GWP值制冷劑的應(yīng)用。例如，歐洲目前正強(qiáng)制實(shí)施汽車空調(diào)中R134a制冷劑的淘汰。由此，大多數(shù)歐洲汽車制造商已經(jīng)用HFO-1234yf來(lái)替代R134a，HFO-1234yf是一種具有極低GWP值和零ODP值的新制冷劑。對(duì)于固定式空調(diào)，一些歐洲制造商也正采用低GWP值的替代制冷劑，如CO2制冷劑系統(tǒng)。美國(guó)還沒有制訂這方面的法規(guī)。

　　現(xiàn)有的制冷劑

　　替代HFCs和HCFCs制冷劑的是CO2系統(tǒng)和丙烷系統(tǒng)。CO2，也就是R744，同時(shí)具有低GWP值和ODP值。這個(gè)制冷劑的系統(tǒng)成本低，且來(lái)源豐富。但是，CO2系統(tǒng)的運(yùn)行處于跨臨界狀態(tài)，這使得其效率比傳統(tǒng)的混合制冷劑如R-404A和R134a低10-15%。另外，CO2運(yùn)行壓力極高，這就需要系統(tǒng)中各個(gè)部件能夠承受高壓的狀態(tài)。R404A系統(tǒng)的運(yùn)行壓力為：高壓側(cè)：300-400psi(磅/平方英尺)，低壓側(cè)：30psi。而CO2系統(tǒng)的運(yùn)行壓力為：高壓側(cè)：1800psi，低壓側(cè)：400psi。由于運(yùn)行壓力高，CO2系統(tǒng)壓縮機(jī)也必須能夠耐受高壓。同時(shí)，與通常的HFCs和HCFCs系統(tǒng)不同，CO2系統(tǒng)目前還不能應(yīng)用到遠(yuǎn)端低壓系統(tǒng)，只能應(yīng)用于超市等制冷系統(tǒng)。

　　丙烷也是常用的替代制冷劑。與CO2一樣，丙烷制冷劑也具有低ODP值和GWP值，并且來(lái)源豐富。與CO2不同的是，丙烷系統(tǒng)是低壓系統(tǒng)，但是其極易燃燒，對(duì)于制造商來(lái)說(shuō)，需要采用滿足特殊安全標(biāo)準(zhǔn)的配件和運(yùn)行體系。丙烷系統(tǒng)的易燃性需要運(yùn)行人員更加關(guān)注周圍環(huán)境，并嚴(yán)格按照操作手冊(cè)。丙烷系統(tǒng)也是歐洲的主要替代制冷劑。很多歐洲制造商在一些小型冰箱中使用R-290系統(tǒng)替代諸如R134a等HFC制冷劑。

　　R-290制冷劑的ODP值為零，其GWP值非常低，且與系統(tǒng)配件可以很好地進(jìn)行匹配。當(dāng)然，由于其可燃性，丙烷的應(yīng)用也僅限于單一設(shè)備。任何允許丙烷使用的商用設(shè)備的z*大充灌量是150克。對(duì)于150克的充灌量，制冰機(jī)可以每天生產(chǎn)400磅的冰，這適用于歐洲大部分的設(shè)備。但是，很多美國(guó)用戶需要更高容積的設(shè)備以滿足他們客戶的制冰需求。舉例來(lái)說(shuō)，很多大型美國(guó)企業(yè)購(gòu)買的制冷設(shè)備每天的制冰量達(dá)到1000磅或以上。

　　美國(guó)制造商們正繼續(xù)研究市場(chǎng)上潛在的替代制冷劑系統(tǒng)，包括在制造工藝和安全指南范圍內(nèi)，對(duì)美國(guó)系統(tǒng)的技術(shù)和環(huán)境性能進(jìn)行研究。終端用戶也時(shí)刻關(guān)注系統(tǒng)運(yùn)行對(duì)環(huán)境的影響，他們希望制造商們可以提供替代制冷劑的解決方案。