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制冷剂比较

关于《蒙特利尔议定书》
1987年形成的《蒙特利尔议定书》明确了受控物质的种类、受控物质控制时间表及有关措施,并提出了发展中国家受控时间表应比发达国家相应延迟10年。

但1987年的《蒙特利尔议定书》仍没有体现出发达国家是造成臭氧层耗损的主要责任者,在一些发展中国家的强烈要求下,《蒙特利尔议定书》在1990年6月召开的第二次缔约方大会上进行了修正,形成了《伦敦修正案》。

《伦敦修正案》确定了建立基金机制,以及确保国家间的技术转让在最优惠的条件下进行的原则。

由于《伦敦修正案》基本上反映了发展中国家的意愿,包括印度在内的许多发展中国家都纷纷表示加入修订后的《议定书》。

1991年6月14日,中国政府驻联合国代表将加入修正后《议定书》的文件交给联合国秘书长。

《蒙特利尔议定书》修正案自1992年8月10日开始对我国生效。

中国政府始终是保护臭氧层活动的主力军,从1989年签订《关于保护臭氧层的维也纳公约》、1991年加入《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》开始,中国通过十多个行业的淘汰ODS行动,已经从ODS的生产和使用大国,逼近重要ODS的生产和消费量为零的目标。

中国ODS替代品产业也飞速发展,已经完全具备淘汰主要ODS的条件。

按照《议定书》要求,中国应从2010年1月1日开始完全停止氯氟烃(即CFCs)和哈龙两大类主要ODS的生产和使用。

为了表
示中国保护臭氧层的决心,中国政府毅然决定加速CFCs和哈龙的淘汰,将这一日期提前到2007年7月1日。

为履行中国对《议定书》的责任和义务,确保中国和多边基金执委会签署的《中国氯氟烃/哈龙加速淘汰计划》目标的实现,在国家环境保护总局和联合国开发计划署的推动下,中国一些省(市)决定在本省(市)加速淘汰氯氟烃(即CFCs)和哈龙,在2006年7月1日前即比国家计划提前一年时间在本省(市)淘汰CFCs和哈龙。

在深圳举办的2005年“9.16国际臭氧日”纪念活动期间,吉林省、山东省、海南省、深圳市、西安市等省市向全国发出了保护臭氧层、加速淘汰消耗臭氧层物质的倡议,宣布将自愿采取有利于实现加速淘汰目标的行动。

臭氧层的破坏和全球气候变化是当今全球面临的两大主要环境问题。

因此,在开发制冷剂时除考虑以上性质外,还需遵循两个重要的选择原则(1)ODP值,即臭氧层破坏潜能;(2)GWP值,即温室效应能力。

国际公约的要求
1、保护臭氧层提出的要求
国际社会对削减与禁用ODS的要求与趋势大致如下:①禁用期限不断提前。

发达国家对于CFCs()类物质的禁用期限,从原来的2000年12月提前到1995年12月;②禁用物质的种类不断扩大。

从原先规定的CFCs和哈龙物质,逐步扩大到HCFCs物质、甲基氯仿和甲基溴等;③禁用物质冻结基准不断降低。

1993年11月哥本哈根会议上原规定发达国家HCFCs物质1996年冻结基准为当年的HCFCs消费量加3.1% CFCs消费量。

但在1995年12月维也纳会议改为1996年的HCFCs消费量加2.8% CFCs消费量;④有些地区、国家和组织的超前行为。

例如瑞士、意大利规定2000年禁用HCFCs物质;瑞典、加拿大规定为2010年;欧共体规定为2015年。

德国规定2000年禁用HCFC-22。

美国规定2003年1月1日起禁用HCFC-141b(作发泡剂),2010年1月1日起不再生产使用HCFC-22的新制冷空调设备,并于2020年1月1日起完全禁用HCFC-22和HCFC-142b,不再制造使用HCFC-123和HCFC-124的新设备;⑤对于发展中国家,CFCs和HCFCs 物质的削减和禁用时间表为:1999年7月1日将CFC-11、CFC-12、CFC-113、CFC-114和CFC-115冻结在19951997年的平均水平;2005年1月1日要求CFC-11、CFC-12、CFC-113、CFC-114和CFC-115从19951997三年平均水平的基础上削减50%;2007年1月1日要求CFCs类物质削减85%;2010年1月1日禁用CFCs
类物质;2016年1月1日将HCFCs物质冻结在2015年平均水平;2040年1月1日禁用HCFCs物质。

2、温室效应和全球气候变化提出的要求
含氟制冷剂与CO2、甲烷等其它气体统称为温室气体,其净效应是使地球表面变暖,随着大气中温室气体浓度的增加,地球的平均温度将会上升。

CFCs、HCFCs和新一代HFCs制冷剂都被认为是温室气体,它们对全球气候变暖影响的大小,取决于它们吸收红外能量的能力和它们在大气中延续的时间,可用全球变暖潜值GWP来度量它们对全球变暖作用的大小,和臭氧损耗潜值ODP一样,GWP值是在一个相对的基础上计算出来的。

1997年12月《京都议定书》已将替代CFCs和HCFCs的HFCs物质列入限控物质清单中,要求发达国家控制HFCs的排放。

在2000年左右的排放量达到1990年的水平。

因此,为了控制全球气候变化,又一次对制冷剂提出了新的要求。

除了制冷剂的GWP值外,空调制冷系统会以另一种方式对全球变暖起作用。

由于这些系统均需依靠来自电力或石化燃料的消耗来维持运行,而煤、石油和天然气燃料生产电力时都产生CO2,进而也会影响全球变暖的作用。

3、21世纪绿色环保制冷剂的趋势
为了适应环保的需要,特别是为了适应保护臭氧层的要求,近十多年来,制冷空调行业已作了积极响应,采取了许多措施和行动。

潜在的替代物有合成的和天然的两种。

合成的替代物有HFCs,天然的有NH3、CO2、水、碳氢化合物等。

至于HCFC-22的替代物,尚没有纯的合成工质,均为HFCs混合物,如R407C、R410A或THR03(清华三号)等。

备注:氟利昂制冷剂实际上也是杜邦发明的,在过去是最理想的制冷剂,也是杜邦引以为骄傲的伟大发明。

然而就是因为氟利昂制冷剂破坏臭氧层,所以,杜邦生产出了替代产品,即舒瓦R410A环保制冷剂。

专家表示,以舒瓦为代表的新一代环保制冷剂(环保冷媒),完全符合国家十一五规划的相关要求,对臭氧层的破坏率为零,同时,也因为杜邦是在国内唯一申请到了专利的企业。

制冷剂的综合性比较
R22冷媒
R22( Freon22,二氟一氯甲烷 Chlorodifuoromethane),分子式CHClF2,分子量86.47。

R-22在常温下为无色,近似无味的气体,不燃烧、无腐蚀、毒性极微,加压可液化为无色透明的液体,为 HCFC 型制冷剂。

R-22的化学稳定性和热稳定性均很高,特别是在没有水份存在的情况下,在200℃以下与一般金属不起反应。

在水存在时,仅与碱缓慢起作用。

但在高温下会发生裂解。

R-22是一种低温制冷剂,可得到-80℃的制冷温度。

适用于家用空调、中央空调和其它商业制冷设备。

也可用作聚四氟乙烯树脂的原料和灭火剂1121的中间体。

适用的冷冻机油有:烷基苯合成油AB(Alkybenzene)、多元醇酯合成油POE(Polyol Ester)、环烷基矿物油MO(Mineral oil)。

R22 的技术指标
R410A环保冷媒
物化特性:常温常压下, R410A 是一种不含氯的氟代烷非共沸混合制冷剂,无色气体,贮存在钢瓶内是被压缩的液化气体。

其 ODP 为0 ,因此R410A是不破坏大气臭氧层的环保制冷剂。

组成:HFC-32/HFC-125=50/50,HFC型制冷剂。

R410A(Genetron AZ-20,Puron410A)主要应用于中型商用空调和单元式空调中。

因为与HCFC-22相比,R410A 的压力要高得多,所以典型的HCFC-22压缩机不可使用 R410A 制冷剂。

压缩机生产商通常建议使用多元醇酯POE(Polyol Ester)冷冻机油。

表 1 列出了组成R-410A成分的化学名和分子式
表 2 列出了R-22、R-410A的理论循环性能
注:温度如下——冷凝器:43.3℃,蒸发器:7.2℃,低温冷却: 2.8℃,过热:8.3℃。

新型制冷剂的更替。

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