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HFC替代制冷剂的一些动向
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美国重新加入巴黎协定

今年1月,几乎是美国第46届总统拜登登台以来的第一件事,就是宣布重新加入巴黎协定。这是同特朗普政府退出巴黎协定相比的一个重要转折。在6年以前,特朗普的美国政府带头退出减少地球气候变化方面的巴黎协定,使这一事业受到很大的挫折。现在美国又重新加入这一协定,有助于全球减少温室气体的排放。

2016年巴黎协定签字生效后,蒙特利尔议定书按Kigali修正案进行了修正。该修正案要求成员国在生产和使用高地球变暖潜能(GWP)的氢氟碳化合物(HFC)方面规定目标。尽管特朗普政府退出了巴黎协定,但是美国许多州仍然继续执行巴黎协定的规定,制定削减温室气体的目标。加利福尼亚就是美国许多州中的一个典范。

加利福尼亚HFC法规

202012月加利福尼亚空气资源署(CARB)批准了加利福尼亚州有关限制高地球变暖潜能制冷剂应用的法规。

该法规对各种制冷系统和设备使用的制冷剂的GWP值作出了规定:

新造的制冷剂量超过50磅(22.7kg)的制冷设备,其制冷剂的GWP值不超过2200,已有的工业用制冷设备和系统不受此限;

新造的、完全翻新的和工业用的新制冷设备,其制冷剂的GWP值以最低蒸发温度为基准在750-2200之间(2024年生效);

空调用新制冷设备,其制冷剂的GWP值为7502024年生效);

新溜冰场使用的、制冷剂量超过50磅的新制冷设备,其制冷剂的GWP值为1502024年生效);

现有溜冰场使用的、制冷剂量超过50磅的新制冷设备,其制冷剂的GWP值为7502024年生效);

固定式空调设备中的202311日以后制造的新房间空调器和加湿器,其制冷剂的GWP值应为750及以下。考虑到下一代制冷剂的可燃性适中且采用新制冷剂还有待于修改建筑规范,住房和商用其它空调系统的规范将于2025年初生效,而变制冷剂量(VRF)的空调系统规范将在2025年初生效。在20232024年加利福尼亚进口的空调设备,要求至少回收和采用10%R410A

日本关于制冷剂的建议

随着Kigali修正案的被采纳,日本采暖通风空调和制冷(HVAC&R)业及协会对制冷剂的新替代物的研发工作加快了步伐。

在研究论文、技术文件和通讯报道中提出了制冷剂的许多新的替代物,比较了它们的物理特性、循环性能,并评估了其安全性。表1列出了单一制冷剂的某些特性,而表2则表示了混合制冷剂的相关特性。大多数单一制冷剂是氢氟烯烃(HFO),其中至少含有一个双键,其GWP值都在1左右。其余推荐包括碘的化合物。这类单一制冷剂还往往被用作混合制冷剂的组成部分。作为示例,可以举出R32R1234yf混合制冷剂,其中都含有降低其可燃性的其它化合物。日本合理应用和相应管制氟碳物行动纲领规定了2025年冷凝机组和固定式制冷装置的GWP1500的目标。为了满足这一目标,分别规定了GWP值为1300-1400的制冷剂和GWP值处于100-500范围内的长期备用制冷剂。日本制冷和空调行业协会(JRAIA)还组织了高可燃性制冷剂的危险性评估工作。

 所推荐的替代用单一制冷剂的特性

制冷剂
化学式
沸点(C
可燃性
GWP
R1123
CF2=CHF
-56.0
A2L
1左右
R1124yd(Z)
CF3CF=CHCl
14.5
A1
1左右
R1233zd(E)
CH3CH=CHCl
18.1
A1
1左右
R1234yf
CF3CF=CH2
-29.4
A2L
1左右
R1234ze(E)
CF3CF=CHF
-19.0
A2L
1左右
R1336mzz(E)
CF3CH=CHCF3
9.0
A1
4
R1336mzz(Z)
CF3CH=CHCF3
33.4
A1
2
R13I1
CF3I
-21.9
A1
1左右

 

 所推荐的替代用混合制冷剂的特性

制冷剂
化学式
沸点(oC
露点(oC
可燃性
GWP
被替代的制冷剂
R407H
R32/125/134a(32.5/15.0/52.5)
-44.7
-37.6
A1
1378
R22
R407I
R32/125/134a(19.5/8.5/72.0)
-39.8
-33.0
A1
1337
R22
R448A
R32/125/1234yf/134a/1234ze(E)(26.0/26.0/20.0/21.0/7.0)
-45.9
-39.8
A1
1387
R404A
R449A
R32/125/1234yf/134a(24.3/24.7/25.3/25.7)
-46.0
-39.9
A1
1397
R404A
R449C
R32/125/1224yf/134a (20.0/20.0/31.0/29.0)
-44.6
-38.1
A1
1250
R22, R407C
R452A
R32/125/1234yf(11.0/59.0/30.0)
-47.0
-43.2
A1
2140
R404A
R452B
R32/125/1234yf(67.0/7.0/26.0)
-51.0
-50.3
A2L
698
R410A
R454A
R32/1234yf(35.0/65.0)
-48.4
-41.6
A2L
238
R410A
R454B
R32/1234yf(68.9/31.1)
-50.9
-50.0
A2L
465
R410A
R454C
R32/1234yf(21.5/78.5)
-46.0
-37.8
A2L
146
R404A,R407C
R455A
R744/32/1234yf(3.0/21.5/75.5)
-51.6
-39.1
A2L
146
R410A
R463A
R744/32/125/1234yf/134a(6.0/36.0/30.0/14.0/14.0)
-58.4
-46.9
A1
1494
R404A,R410A
R466A
R32/125/CF3I(49.0/11.5/39.5)
-51.7
-50.0
A1
733
R410A
R468A
R1132a/32/1234yf(3.5/21.5/75.0)
-51.3
-39.0
A2L
150
R404A
R513A
R1234yf/134a(56.0/44.0)
-29.2
未知
A1
630
R134a
R513B
R1234yf/134a(58.5/41.5)
-29.2
未知
A1
594
R134a
R514A
R1336mzz(Z)/1130(E)(74.7/25.3)
29.0
未知
B1
2
R123,R245fa

 

R468A:制冷设备中R404A的替代物,分类为A2LGWP=146R468A系由大金开发。与R404A相比较,它具有相似的制冷能力,但性能系数(COP)较高。其热稳定性与R1234yf相当,而可燃性与R32R1234yf相似。

R1123AGCAMOLEA混合物。可用作中小型空调器中R410AR404AR32的替代物,分类为A2LGWP<1

R1224yd(z):该制冷剂也由AGC开发,分类为A1,作为R245fa的替代物。荏原已将其应用于离心式制冷机中。

R454CR407C的替代物,应用于循环热泵,分类为A2LGWP=146Chemours’XL20)。三菱重工热力系统曾开发了一种采用R454C的空气源循环热泵。

R407HR407I:可作为大中型制冷设备中R22R404A的替代物。R407H的分类为A1GWP=1378R407I的分类也是A1,其GWP=1337。大金曾在日本以外的超市中试验了用R407H替代R22的制冷机。

R449AR454A:上述两种制冷剂(以及R463AR454C)均由Chemours公司开发。R449A分类为A1GWP=1397Chemours’XP40),可用于替代R404AR410AR22R454A分类为A2LGWP=239Chemours’XL40),推荐用于替代R404A

R465R516AR404AR134a的替代物,由Arkema开发,并进行了性能和可燃性的评估。R465用于替代制冷机中的R404A,分类为A2GWP=143R516A用于替代制冷机中的R134a,分类为A2LGWP=142

R1234ze(E):用于替代离心式制冷机中所用的R134a。分类为A2LGWP<1,(Honeywell’s Solsticeze)。三菱重工热力系统曾开发了采用这种制冷剂的大型离心式制冷机和热泵复合装置。

日本以外的情况

日本以外的其他各国对新型制冷剂也进行了大量的研究和开发工作。例如Honeywell曾开发了新型制冷剂,并提供给美国和欧洲使用。

最近引起大家注意的是R515B制冷剂,它是91.1%R1234ze8.9%R227ea的混合物。它不可燃,其GWP=239,适于在离心式制冷机中使用。

天然制冷剂也具有低的GWP值,也可用于替代HFC制冷剂。但是必须考虑其可燃性、高的工作压力和高的设备造价等问题,还要克服一些立法上的麻烦。

正在使用中的天然制冷剂实例有氨(NH3)、二氧化碳(CO2)、水(H2O)和丙烷(R290

最近印度也在制造和销售采用R290的制冷和空调设备。

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021-66086281