R410A與R22冷媒的對(duì)比分析

　　一、目前空調(diào)用冷媒使用情況：

　　HFC工質(zhì)R22作為建筑空調(diào)用制冷劑，長(zhǎng)期占據(jù)著主導(dǎo)地位。但由于臭氧層破壞和q*變暖的重要影響，《蒙特利爾議定書》對(duì)R22的禁用期限做出了明確的規(guī)定，即以1985年的生產(chǎn)量為基準(zhǔn)，2003年壓縮為65%，2010年為35%，2015年為10%，2020年全面禁止。發(fā)展中國(guó)家可適當(dāng)延期至2040年全面禁止R22產(chǎn)品的生產(chǎn)。隨著q*環(huán)保意識(shí)的進(jìn)一步提升，許多發(fā)達(dá)國(guó)家均加快了R22替代的步伐，美國(guó)、日本、加拿大規(guī)定2010年禁用R22，歐共體則均規(guī)定為2015年前。目前國(guó)際上一致看好的R22替代物是R407C、R410A。其中R410A為近共沸混合物，溫度滑移微小，是R22的理想替代物。在美國(guó)和日本，R410A已成為房間空調(diào)和組合空調(diào)系統(tǒng)中R22的主要替代物。

　　日本：

　　在日本，房間空調(diào)器的制冷劑從20世紀(jì)90年代末開始逐步向新冷媒過(guò)渡，這其中出現(xiàn)了R410A和R407C兩種流派，使用R22的房間空調(diào)器在市場(chǎng)上的比例開始減少。盡管組合式空調(diào)的制冷劑也從20世紀(jì)90年代末起向 R407C 轉(zhuǎn)型，但東芝開利和三洋都采用了 R410A ，更為關(guān)鍵的是， 2003 年，行業(yè)的領(lǐng)頭人 --- 大金宣布 在所有產(chǎn)品中使用 R410A ，包括商用 VRF 一拖多系統(tǒng) ( 業(yè)內(nèi)稱為 VRV 系統(tǒng) ) 。大金甚至在國(guó)際市場(chǎng)上也推出了第二代 VRV Ⅱ系統(tǒng)，引起日本主要空調(diào)廠家紛紛效仿，于是，日本的制冷劑替代方面 R410A 成為了主流。

　　美國(guó)： R22 仍占主導(dǎo)

　　與其它發(fā)達(dá)國(guó)家特別是日本和歐洲相比，美國(guó)在冷媒替代方面的態(tài)度相對(duì)消極，其國(guó)內(nèi)制冷劑領(lǐng)域占主導(dǎo)的仍然是傳統(tǒng)的 R22 ，可能是由于國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的巨大，替代成本過(guò)高使美國(guó)不得不慎重考慮，而這也是美國(guó)的一貫傳統(tǒng)。

　　目前，美國(guó)的單元空調(diào)設(shè)備中，只有約 10% 左右使用了新的冷媒，但是主要廠家比如開利、約克、特靈和雷洛克斯等都已經(jīng)開發(fā)出使用 R410A 做冷媒的單元式機(jī)型，不過(guò)在銷售上還是不見起色，而且其在家用空調(diào)市場(chǎng)中占主要地位的窗機(jī)中，幾乎全部產(chǎn)品都使用 R22 傳統(tǒng)冷媒。

　　歐洲：

　　歐洲是另外一個(gè)對(duì)新冷媒替代持堅(jiān)定支持態(tài)度的地區(qū)，歐盟對(duì)冷媒替代的要求是越來(lái)越嚴(yán)格，所以， 2004 年，幾乎所有的廠家都在小容量分體機(jī)上采用了 R410A ，大型機(jī)上則普遍使用 R407C 。

　　二、了解氟里昂制冷劑

　　s*先了解氟里昂的定義，氟里昂是飽和烴類(碳?xì)浠衔?的鹵族衍生物的總稱，是本世紀(jì)三十年代隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展而出現(xiàn)的一類制冷劑，它的出現(xiàn)解決了制冷空調(diào)界對(duì)制冷劑的尋求。從氟里昂的定義可以看出，現(xiàn)在人們所說(shuō)的非氟里昂的R134a、R410a及R407c等其實(shí)都是氟里昂。

　　我們用于制冷行業(yè)的氟族制冷劑有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。

　　氟里昂能夠破壞臭氧層是因?yàn)橹评鋭┲杏衏l元素的存在，而且隨著cl原子數(shù)量的增加，對(duì)臭氧層破壞能力增加，隨著h元素含量的增加對(duì)臭氧層破壞能力降低;造成溫室效應(yīng)主要是因?yàn)橹评鋭┰诰徛趸纸膺^(guò)程中，生成大量的溫室氣體，如co2等。根據(jù)氟里昂制冷劑的分子結(jié)構(gòu)，大致可以分為以下3類：

　　1.氯氟烴類：簡(jiǎn)稱cfc，主要包括R11、R12、R113、R114、R115、R500、R502等，由于對(duì)臭氧層的破壞作用以及z*大，被《蒙特利爾議定書》列為一類受控物質(zhì)。此類物質(zhì)目前已禁止使用，在制造聚氨酯海綿的過(guò)程中，R11已由R141b作為過(guò)渡性替代品。

　　2.氫氯氟烴：簡(jiǎn)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，目前hcfc類物質(zhì)被視為cfc類物質(zhì)的z*重要的過(guò)渡性替代物質(zhì)。在《蒙特利爾議定書》中R22被限定2020年淘汰，R123被限定2030年，發(fā)展中國(guó)家可以推遲10年。

　　3.氫氟烴類：簡(jiǎn)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很高。在《蒙特利爾議定書》沒(méi)有規(guī)定其使用期限，在《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》京都議定書中定性為溫室氣體。

　　我們目前所使用的所有制冷劑全部都是氟里昂制品，非氟里昂制冷劑到目前為止還沒(méi)有研發(fā)出來(lái)。在新的制冷劑研發(fā)出來(lái)之前，我們所要解決的是空調(diào)機(jī)組選用那種制冷劑，對(duì)我們賴以生存的環(huán)境造成的破壞力相對(duì)小一些。我們應(yīng)當(dāng)明令禁止的應(yīng)當(dāng)是第1類產(chǎn)品，而不是第2類、第3類制冷劑。

　　三、幾種制冷劑的比較

　　目前，在空調(diào)制冷行業(yè)中，除了汽車空調(diào)行業(yè)外，其他領(lǐng)域的制冷設(shè)備如：家用冰箱、空調(diào)、食品冷凍冷藏柜、運(yùn)輸冷藏設(shè)備、速凍機(jī)、中央空調(diào)等基本上還是以過(guò)渡性冷媒R22為主要的產(chǎn)品。

　　評(píng)價(jià)一種制冷劑的好壞，我認(rèn)為應(yīng)當(dāng)綜合考慮下列因素：

　　1. 臭氧層破壞潛能值(ozeme depletion potential)，簡(jiǎn)稱odp值;

　　2. .q*變暖潛能值(global waRming potential)，簡(jiǎn)稱gwp值;

　　3. .理想循環(huán)狀況下的制冷系數(shù)(coefficient of peRfoRmance)，簡(jiǎn)稱cop值

　　4. 安全性;

　　5. .經(jīng)濟(jì)性。

　　下面列舉幾種制冷劑的物理性質(zhì)的對(duì)比。

　　從上表不難看出，雖然R134a、R407c及R410a對(duì)臭氧層破壞力為0，但其溫室效應(yīng)指數(shù)卻是R123的十幾倍，相比R22也沒(méi)有任何優(yōu)勢(shì)。

　　目前空調(diào)制冷行業(yè)普遍R22，其主要原因是R22在空調(diào)溫區(qū)內(nèi)具有優(yōu)越的物理特性和制冷性能，而且性能穩(wěn)定，技術(shù)成熟，價(jià)格低廉。hfc類物質(zhì)由于對(duì)臭氧層無(wú)破壞作用，被認(rèn)為是將來(lái)替代hcfc的s*選物質(zhì)。用來(lái)替代R22的主要物質(zhì)有R134a、R407c及R410a，但是這些hfc類物質(zhì)由于物理特性的限制，均不是R22z*理想的替代物。

　　1.R22與R123的比較：

　　(1)R22與R123同屬氫氯氟烴，但R22的臭氧層破壞力是R123的2.5倍，溫室效應(yīng)指數(shù)是R123的17倍。

　　(2)R123是低壓制冷劑，工作時(shí)蒸發(fā)器為負(fù)壓，冷凝器為0.04mpa，停機(jī)時(shí)機(jī)內(nèi)為-0.004mpa，因此，即便機(jī)組泄漏也只存在外界空氣進(jìn)入機(jī)組的可能。

　　(3)R22臨界壓力比R123高1300kpa，機(jī)組內(nèi)部提高，泄漏幾率提高。

　　2.R22與R134a的比較：

　　(1)R134a的比容是R22的1.47倍，且蒸發(fā)潛熱小，因此就同排氣體積的壓縮機(jī)而言，R134a機(jī)組的冷凍能力僅為R22機(jī)組的60%。

　　(2)R134a的熱傳導(dǎo)率比R22下降10%，因此換熱器的換熱面積增大。

　　(3)R134a的吸水性很強(qiáng)，是R22的20倍，因此對(duì)R134a機(jī)組系統(tǒng)中干燥器的要求較高，以避免系統(tǒng)的冰堵現(xiàn)象。

　　(4)R134a對(duì)銅的腐蝕性較強(qiáng)，使用過(guò)程中會(huì)發(fā)生“鍍銅現(xiàn)象”因此系統(tǒng)中必須增加添加劑。

　　(5)R134a對(duì)橡膠類物質(zhì)的膨潤(rùn)作用較強(qiáng)，在實(shí)際使用過(guò)程中，冷媒泄漏率高。

　　(6)R134a系統(tǒng)需要專用的壓縮機(jī)及專用的脂類潤(rùn)滑油，脂類潤(rùn)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。

　　(7)目前，hfc類冷媒及其專用脂類油的價(jià)格高于R22，設(shè)備的運(yùn)行成本將上升。

　　3.R22與R407c的比較：

　　R407c在熱工特性上與R22z*為接近，除了在制冷性能、效率上略差以及上述hfc類物質(zhì)所具有的技術(shù)問(wèn)題之外，還由于這類物質(zhì)屬于非共沸混合物，其成分濃度隨溫度、壓力的變化而變化，這對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的生產(chǎn)、調(diào)試及維修都帶來(lái)一定的困難，對(duì)系統(tǒng)熱傳導(dǎo)性能也會(huì)產(chǎn)生一定的影響。特別是當(dāng)R407c泄漏時(shí)，系統(tǒng)制冷劑在一般情況下均需要全部置換，以保證各混合組分的比例，達(dá)到z*佳制冷效果。

　　4. R22與R410a的比較：

　　性能：

　　2002年10月美國(guó)能源部空調(diào)與制冷技術(shù)研究所公布的制冷劑近臨界點(diǎn)循環(huán)性能專項(xiàng)研究中，對(duì)于空調(diào)系統(tǒng)而言，比較了分別采用R410和R22兩種之制冷劑的空調(diào)性能。室外溫度在27.8℃時(shí)，R410空調(diào)系統(tǒng)的能效比(EER)較R22空調(diào)系統(tǒng)的略高一點(diǎn)，而在z*高的環(huán)境溫度54.4℃時(shí)，R410空調(diào)系統(tǒng)的能效比(EER)較R22空調(diào)系統(tǒng)的低15%。

　　安裝維修：

　　與采用R22的空調(diào)相比，新冷媒R410A空調(diào)內(nèi)的兩器及系統(tǒng)配管雖然在外觀上和使用R22的空調(diào)沒(méi)有區(qū)別，但是它的制造工藝要求較高，系統(tǒng)內(nèi)的含水量、雜質(zhì)含量等都比使用R22的空調(diào)要低，且耐壓性要高。

　　制冷系統(tǒng)方面：

　　(1)R410a制冷系統(tǒng)的高壓為：3.0MP，低壓為：1.2MP。(在同樣的情況下為R22的1.5倍)

　　(2)R410A新冷媒分體在安裝時(shí)，所用連接管必須是R410A專用管，排空時(shí)，必須用R410A冷媒排空，不得和R22空調(diào)所用的連接管及制冷劑相混淆，否則將影響空調(diào)的使用穩(wěn)定性。

　　(3)由于R410A冷媒分體機(jī)所用的壓縮機(jī)用POE油潤(rùn)滑，POE油和水能反應(yīng)，生成水和酸，而生成的水又能促使POE油進(jìn)一步反應(yīng)，若此連鎖反應(yīng)長(zhǎng)期下去，系統(tǒng)內(nèi)的水分將越來(lái)越多，可能會(huì)使毛細(xì)管發(fā)生冰堵現(xiàn)象;同時(shí)系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)工質(zhì)的酸性會(huì)越來(lái)越高(PH值越來(lái)越低)，有可能導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)的零部件發(fā)生腐蝕，和產(chǎn)生鍍銅現(xiàn)象。因此，在裝機(jī)的時(shí)候，動(dòng)作要迅速，在打開連接管的塞子后，一定要在五分鐘內(nèi)上緊螺母，排空時(shí)間要充分。在裝機(jī)時(shí)，禁止將汗水滴入連接管內(nèi);嚴(yán)禁將其它不溶性雜質(zhì)混入系統(tǒng)內(nèi)。還有在安裝R410A冷媒分體機(jī)時(shí)，z*好在晴天進(jìn)行，下雨天不得進(jìn)行，濕度大時(shí)也不得進(jìn)行。

　　(4)氯離子也能和R410A冷媒及POE油發(fā)生反應(yīng)，生成酸腐蝕制冷系統(tǒng)的零部件。因此，安裝時(shí)在系統(tǒng)內(nèi)部不得混入氯離子。比如滴入汗水，及其它含有氯離子的雜質(zhì)。

　　(5)在維修時(shí)，只要是割開制冷系統(tǒng)，不管是什么原因，都必須更換干燥過(guò)濾器。割開制冷系統(tǒng)后，必須馬上用東西包住斷開口，以免空氣中的水分進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)。制冷系統(tǒng)暴露在空氣中的時(shí)間不得超過(guò)五分鐘。

　　(6)在更換干燥過(guò)濾器時(shí)，打開干燥過(guò)濾器的兩端封閉塞后，必須在五分鐘內(nèi)焊入系統(tǒng)內(nèi)以便能盡快隔絕空氣，否則將會(huì)影響干燥過(guò)濾器的性能。

　　(7)在維修完畢后抽真空時(shí)，所使用的真空泵應(yīng)為專用真空泵，此泵的潤(rùn)滑油應(yīng)用脂類油，且此泵不得用來(lái)為使用R22的空調(diào)來(lái)抽真空，否則將引起冷媒的混合污染，從而影響空調(diào)的性能。抽真空的時(shí)間必須保證在25分鐘以上。否則系統(tǒng)內(nèi)的水分會(huì)偏高，會(huì)影響空調(diào)的使用穩(wěn)定性。

　　(8)在維修時(shí),若需要更換零部件時(shí),必須使用R410A專用件,不得和R22的混用,否則會(huì)影響空調(diào)的穩(wěn)定性。

　　(9)R410A冷媒應(yīng)存放在30°C以下的環(huán)境中，若在高于30°C的環(huán)境中存放過(guò)，必須在30°C以下的環(huán)境中存放24小時(shí)以上才能使用，否則冷媒的組分會(huì)變化，影響空調(diào)的性能。

　　四、結(jié)束語(yǔ)

　　可以看出，R410A和R22一樣，都屬于氟利昂的一種，兩者都具有一定的溫室效應(yīng)，而R22的在制冷系統(tǒng)方面的性能表現(xiàn)要優(yōu)于R410A，而R410A新冷媒在設(shè)備和安裝維護(hù)方面比R22嚴(yán)格的多，對(duì)廠家和商家在設(shè)備和人力方面都提出了更高的要求。作為R22的替代品，R410A并非是我們的z*佳選擇，它只是一個(gè)臨時(shí)替代品，我們z*終要選擇既沒(méi)有臭氧破壞作用，也沒(méi)有溫室效應(yīng)的完全綠色的冷媒，因此對(duì)R410A寄予太大的熱情是不合適的。

　　在新冷媒的替換上，面臨著各種各樣的障礙，社會(huì)上對(duì)采用新冷媒系統(tǒng)的維修服務(wù)工作還比較陌生，在設(shè)備和材料等方面還比較短缺，貿(mào)然大規(guī)模上新冷媒設(shè)備，必然造成大量的資金投入，而新冷媒R410A只是過(guò)渡時(shí)期的替代品，若干年后，完全環(huán)保的冷媒被采用后，R410A也將成為舊冷媒被替換掉，這樣一來(lái)，目前的投入就完全打了水漂，這對(duì)廠家和商家都是難以承擔(dān)的后果。

　　根據(jù)我國(guó)簽署的國(guó)際條約，我國(guó)在2040年之前仍然可以繼續(xù)使用R22，這是國(guó)家在付出了一定代價(jià)的基礎(chǔ)上為我國(guó)空調(diào)廠家爭(zhēng)取來(lái)的利益，我國(guó)空調(diào)廠家應(yīng)該充分利用這個(gè)機(jī)會(huì)，一方面利用社會(huì)上比較普遍的R22冷媒配套服務(wù)設(shè)備和材料，繼續(xù)為國(guó)家提供合格的制冷產(chǎn)品;另一方面，由廠家大力發(fā)展完全環(huán)保的冷媒產(chǎn)品，爭(zhēng)取在2040年之前，將完全環(huán)保的冷媒產(chǎn)品推向市場(chǎng)，這樣就完全沒(méi)有必要采用R410A這樣的過(guò)渡替代品，大大地節(jié)約了我國(guó)的社會(huì)資源和廠家商家的資金。

　　因此，在這里，希望大家在新冷媒替代方面，要做到掌握大方向，設(shè)置合理的節(jié)奏，做好技術(shù)和市場(chǎng)展望，為自己和國(guó)家節(jié)約人力、物力、財(cái)力。