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制冷剂的淘汰与替代进展

制冷剂的淘汰与替代进展华中科技大学何国庚目录一、制冷剂替代二、我国的行动三、HFCs的削减四、房间空调器行业制冷剂替代五、R290房间空调器标准进展六、R290制冷剂D的应用进展七、制冷剂的替代正当时一、制冷剂替代1834年在伦敦工作的美国发明家帕金斯(Jacob Perkins)正式呈递了乙醚在封闭循环中膨胀制冷的英国专利申请(No.6662)。

这是蒸气压缩式制冷机的雏型,1874年德国人林德(Linde)建造第一台氨制冷机后,氨压缩式制冷机在工业上获得了较普遍的使用。

1929年发现氟利昂,氟利昂制冷剂快速发展,并在应用中超过氨制冷机1974年美国加利福尼亚大学的莫利纳(M.J.Molina)和罗兰(F.S.Rowland)教授首次指出卤代烃中的氯原子会破坏大气臭氧层。

1980年代初,南极考察发现南极上空的臭氧空洞。

1987年,《关于破坏臭氧层物质的蒙特利尔议定书》诞生1995年的诺贝尔化学奖授予了这两位教授以表彰他们在大气化学特别是臭氧的形成和分解研究方面作出的杰出贡献。

1834年在伦敦工作的美国发明家帕金斯(Jacob Perkins)正式呈递了乙醚在封闭循环中膨胀制冷的英国专利申请(No. 6662)。

这是蒸气压缩式制冷机的雏型。

1874年德国人林德(Linde)建造第一台氨制冷机后,氨压缩式制冷机在工业上获得了较普遍的使用。

1929年发现氟利昂,氟利昂制冷剂快速发展,并在应用中超过氨制冷机1974年美国加利福尼亚大学的莫利纳(M.J.Molina)和罗兰(F.S.Rowland)教授首次指出卤代烃中的氯原子会破坏大气臭氧层。

1980年代初,南极考察发现南极上空的臭氧空洞。

1987年,《关于破坏臭氧层物质的蒙特利尔议定书》诞生。

1995年的诺贝尔化学奖授予了这两位教授以表彰他们在大气化学特别是臭氧的形成和分解研究方面作出的杰出贡献。

CFCsR11,R12 , R502Natural RefrigerantsNH3, CO2, HCs Technical Issues LocalSafetyMontreal Protocol Ozone DepletionHCFCs R22HFCsR404A ,R134aR507,R407Kyoto ProtocolGlobal Warming 1930s1990s1980s?1987年9月16日24个国家签署《蒙特利尔议定书》(Montreal Protocol on Substances that Depletethe Ozone Layer );1989年1月1日实施;1991年6月14日中国宣布正式加入修正后《蒙特利尔议定书》;已有190多个国家签署;1993年批准了《中国消耗大气臭氧层物质逐步淘汰国家方案》2007年7月1日中国宣布淘汰CFCs。

2007年9月第十九届《蒙特利尔议定书》缔约国大会通过了两项决议:1、加速HCFCs淘汰进程;2、仿照淘汰CFCs时的机制,建立多边基金用于鼓励和促进HCFCs的淘汰蒙特利尔—2007Copenhagen哥本哈根—1992Montreal蒙特利尔—2007发达国家1996冻结(量)2004削减35%2010削减65%2015削减90%2020削减99.5%2020 0.5%供维修使用2030 全部淘汰1996冻结(量)2004削减35%2010削减75%2015削减90%2020削减99.5%2020 0.5%供维修使用2030 全部淘汰发展中国家2016冻结(量)基准线为2015年水平没有局部淘汰机制2040 全部淘汰2013冻结(量)基准线为2009~2010年平均水平2015削减10%2020削减35%2025削减67.5%2030削减97.5%2030 2.5%供维修使用2040 全部淘汰欧盟国家在欧盟内部,新HCFCs产品已经不能出售。

2010年,禁止用新HCFCs充注老产品;2015年,禁止用回收HCFCs充注老产品。

二、我国的行动《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议书》的基本游戏规则是“共同但有区别的责任”,根据这个规则,缔约国中的发达国家通过捐款方式建立多边基金,这是向发展中围家(第五条围家)提供技术转让的主要工具,主要用于资助发展国家完成臭氧层破坏物质的淘汰。

我国是HCFCs物质的生产和消费大国,生产量占到全球的70%以上,使用量占到了发展中国家的一半,中国的含氢氯氟烃淘汰行动对蒙特利尔议定书的成功实施发挥着至关重要的作用。

涉及的行业包括了房问空调器、工商制冷、泡沫、清洗、生产等众多行业,因此,HCFCs加速淘汰对我国相关行业是一个严峻的考验,我国HCFCs物质淘汰任务要比当年淘汰CFCs物质更加紧迫和艰巨。

2010.4第60次多边基金执委会决议多边基金资助游戏原则上要包括个方面的内容:是谁可以获得资助的叫题,即资助资格的确定二是资资金量的问题即费用标准和淘汰量的确定。

对HCFCs淘汰资助资格方面这次会议通过确定了2007年9 月21日为HCFCs消费企业获得资助的个硬性标准,即在HCFCs淘汰过程中,多边基金仅仅资助在该年限前成立的企业和新建的生产线,也就是说如果企业或者生产线是在2007年9 月21日以后建立的,将不能获得资助另外,对于二次替代项目,这次会议也确定这些企业是具有资助资格的。

所谓的二次替代是指在CFCs替代过程中选择了HCFCs物质作为了替代工质,现在进行HCFCs 物质的淘汰就属于二次替代,涉及的泡沫行业企业较多. 明确以2009与2010年两年平均消耗量作为国家申请项目合格消费量,同时明确了不同行业淘汰1kgHCFCs物质补贴的金额。

房间空调器行业所使用的HCFC22的替代品趋势为采用HFC410A过渡,推荐R290和R161及其混合工质等;工商制冷行业选择HFC410A和HFC134a做过渡,推荐HFC32,氨和二氧化碳;PU泡沫行业选择碳氢为主、水和HFC245fa作为补充的路线;XPS泡洙行业选择二氧化碳、碳氢、HFC152a、甲酸甲酯等。

我国在多边基金资助下从2009年开始编制7个HCFCs 淘汰行业管理计划(HPMP),并在2011年7月29日,在64次多边基金执委会上,中国加速淘汰含氢氯氟烃行业计划(HPMP)第一阶段项目2011年-2012年获得多边基金执委会批准,生产行业和6个消费行业在第一阶段共获得多边基金赠款3.65亿美元,成功实现了2013年生产量和消费量冻结目标,2015年削减10%的淘汰目标也顺利实现。

三、HFCs的削减《京都议定书》明确6种气体列为受限制且需实施减排的温室气体:1、二氧化碳(CO2)2、甲烷(CH4)3、氧化亚氮(N2O)4、氢氟碳化物(HFCs)5、全氟化碳(PFCs)6、六氟化碳(SF6)2009年开始,以密克罗尼西亚联邦、毛里求斯、菲律宾等岛国为一方、以美国、加拿大和墨西哥为一方,分别提出削减(Phase Down)HFCs消费量和生产量的方案(岛国方案与北美方案),近年来,欧盟与印度也各自提出了自己的削减(Phase Down)HFCs用量的方案(欧盟方案与印度方案)。

这些方案最大的共同点就是一致通已将削减(Phase Down)HFCs消费量和生产量纳入《蒙特利尔议定书》的管制范围;这些方案最大的不同点就是HFCs消费量和生产量的削减(Phase Down)进度不同。

2016年北美提案拟议的第5条国家和非第5条国家的氢氟碳化物削减步骤非第5条缔约方的潜在步骤第5条缔约方的潜在步骤201990%2021100% 202465%202680% 203030%203240% 203615%204615%欧盟新法规开始限制HFC的使用(European Union F-gas Regulation)2013年12月16日欧洲议会通过了新的含氟气体规范,并将于2015年1月1日实施。

从2015年开始不断削减在欧盟市场的HFCs的用量。

2015年的基准线为1亿8290万吨二氧化碳当量(2009年-2012年欧盟市场上使用HFC总量的均值)计算方式:10000吨R410A用量=10000*2100=2100万吨二氧化碳当量10000吨R404A用量=10000*3922=3922万吨二氧化碳当量F-Gas rules欧盟含氟气体法规(限额及削减)基线= 2009年‐2012年间销售到欧盟市场的HFC总量的均值(用当量CO2来计算)2015 年,我国在环保部的领导下启动了中国加速淘汰含氢氯氟烃行业计划(HPMP)第二阶段HCFCs淘汰管理计划项目,并且将含氢氯氟烃(HCFCs)淘汰及氢氟碳化物(HFCs)削减相结合,探讨HFCs 逐步削减趋势的应对策略。

四、房间空调器行业制冷剂替代基本性能名称HFC-32HCFC-22HC-290化学式CH2F2CHClF2CH3CH2CH3分子量52.0286.4744.10沸点(℃)-51.7-40.8-42.1临界温度(℃)78.296.196.7临界压力(MPa) 5.8 4.99 4.25液体密度(g/cm3@25℃)0.961 1.190.493气体密度(空气=1) 1.8 3.0 1.56燃烧热MJ/KG9.4-50.47℃时饱和压力 1.0120.62180.584354℃时饱和压力 3.442 2.127 1.8685压比 3.4 3.42 3.2压差 2.43 1.5052 1.2842环保安全性能名称HFC-32HCFC-22HC-290大气寿命(年)512.00.041 ODP值0.000.050.00GWP值6501810~3POCP值 1.0~1220LFL(%) 13.3不燃 2.1 LC50(ppm) 760000220,000/五、R290房间空调器标准进展允许可燃制冷剂应用的国际和地区标准、规范DIS ISO 5149:2007IEC 60335-2-24:2007IEC 60335-2-40:2006IEC 60335-2-89:2007EN378:2007EN 60335-2-24:2007EN 60335-2-40:2006EN 60335-2-89:2007ISO5149:2014IEC60335-2-40等规定的可燃制冷剂在房间空调器中最大允许充灌量制冷剂LFL(kg/m3)h(m)房间面积m21015203050HC2900.0380.60.080.100.110.140.161.00.130.160.190.230.301.80.240.290.340.410.532.20.290.360.410.510.65已经修订的国家标准:GB 4706.32-2012 家用和类似用途电器的安全热泵、空调器和除湿机的特殊要求等效IEC60335-2-40:2005)可燃工质最大充灌量计算公式:正在修订的国家标准:GB9237-2001制冷和供热用机械制冷系统安全要求等效ISO5149-1993;目前ISO5149-2014已于2014年1月通过,等效的GB9237正在修订。

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