一、引言
自1930年美國開發(fā)出氟利昂，即飽和碳?xì)浠衔锏姆�、氯、溴衍生物的總稱，到1975年美國學(xué)者提出，含氯的氟利昂中其氯原子會破壞臭氧層，保護(hù)臭氧層和抑制全球的氣候變化是包括我們國家在內(nèi)的當(dāng)今國際社會及制冷空調(diào)行業(yè)所面臨的主要環(huán)境問題。CFC與HCFC的替代已成為當(dāng)前國際性的熱門話題。
二、CFC的特點及危害
CFC(英文全稱Chloro-fluoron-carbon）為氯氟烴的英文縮寫，是20世紀(jì)30年代初發(fā)明并且開始使用的一種人造的含有氯、氟元素的碳?xì)浠瘜W(xué)物質(zhì)，在人類的生產(chǎn)和生活中還有不少的用途。在一般條件下，氯氟烴的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，在很低的溫度下會蒸發(fā)，因此是冰箱冷凍機(jī)理想制冷劑。它還可以用來做罐裝發(fā)膠、殺蟲劑的氣霧劑。另外電視機(jī)、計算機(jī)等電器產(chǎn)品的印刷線路板的清洗也離不開它們。氯氟烴的另一大用途是作塑料泡沫材料的發(fā)泡劑，日常生活許許多多的地方都要用到泡沫塑料，如冰箱的隔熱層、家用電器減震包裝材料等。然而，CFC有個特點：它在地球表面很穩(wěn)定，可是，一躥到距地球表面15～50千米的高空，受到紫外線的照射，就會生成新的物質(zhì)和氯離子，氯離子可產(chǎn)生一系列破壞多達(dá)上千到十萬個臭氧分子的反應(yīng)，而本身不受損害。這樣，臭氧層中的臭氧被消耗得越來越多，臭氧層變得越來越薄，局部區(qū)域例如南極上空甚至出現(xiàn)臭氧層空洞。資料表明，大氣層中的臭氧含量每減少1%，地面受太陽紫外線的輻射量就增加2%，人類患皮膚癌的患者就會增加5%至7%。過量的紫外線也會殺死水中的微生物，造成某些物種滅絕。為了履行《蒙特利爾議定書》中的承諾，國家環(huán)�？偩致�(lián)合國家發(fā)改委、商務(wù)部、海關(guān)總署和國家質(zhì)檢總局發(fā)布《關(guān)于禁止家用電器產(chǎn)品的公告》自2007年1月1日起，任何企業(yè)不得生產(chǎn)、銷售和進(jìn)出口以氯氟烴（CFCs）物質(zhì)為制冷劑、發(fā)泡劑的產(chǎn)品；不得在電器產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中使用氯氟烴（CFCs）作為清潔劑。
三、R134a的特性
R134a，又名四氟乙烷，分子式C2H2F4，無毒，不可燃，吸水性強(qiáng)。其臭氧層破壞系數(shù)(ODP)為零，溫室效應(yīng)系數(shù)(GWP)為0.25，以美國為代表的國家選用R134a作為制冷劑R12的替代
劑。用R134a作制冷劑的壓縮機(jī)是以酯類油作潤滑劑的，當(dāng)水分、空氣、礦物油等進(jìn)入系統(tǒng)后，酯類油會與水反應(yīng)生成酸，會腐蝕制冷管甚至壓縮機(jī)，而R134a與礦物油不互溶，一旦礦物油進(jìn)入系統(tǒng)，會影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此它對系統(tǒng)內(nèi)水分、雜質(zhì)含量有嚴(yán)格要求。用R134a替代R12，壓縮機(jī)的制冷量下降了5%左右，性能系數(shù)COP下降了6%左右，噪聲上升了1~2dB(A)，排氣壓力高達(dá)1.47MPa，吸氣壓力則低至0.115MPa，使用的冷凍機(jī)油為脂類油，與R12的礦物油不相溶，且R134a容易水解。故用R134a替代R12，需保證系統(tǒng)具有很高的干燥度，更換干燥劑和潤滑油，重新設(shè)計壓縮機(jī)和冰箱，增加壓縮機(jī)容量5%左右。由于性能系數(shù)下降，能耗將增加6%左右。目前我國電冰箱、汽車空調(diào)行業(yè)采用的制冷劑主要就是R134a。R134a是目前國際公認(rèn)的替代CFC-12的主要制冷工質(zhì)之一，常用于車用空調(diào)，商業(yè)和工業(yè)用制冷系統(tǒng)，以及作為發(fā)泡劑用于硬塑料保溫材料生產(chǎn)，也可以用來配置其他混合致冷劑，如R404a和R407c等。
四、R600a的特性
R600a，又名異丁烷，屬碳?xì)浠衔?/SPAN>，分子式C4H10，其臭氧層破壞系數(shù)(ODP)為零，溫室效應(yīng)系數(shù)(GWP)為零，可以完全長期替代R12。它的制冷性能好，用它作制冷劑的壓縮機(jī)COP高達(dá)1.4，能耗減少30%-40%。以歐洲為代表的國家選用R600a作為制冷劑R12的替代劑。R600a和R134a或R12的最大差別在于它的蒸氣壓低，R600a在-25℃時的蒸發(fā)量分別為R134a的55%和R12的45%，與此相關(guān)的是R600a的正常沸點比R134a和R12分別高15K和18K。這導(dǎo)致操作壓力大大低于以往使用的制冷劑，從而使家用冰箱蒸發(fā)器在低于大氣壓力時就可以操縱，因此它大大節(jié)約了能耗。低蒸氣壓與高臨界溫度密切相關(guān)，這樣即使在高冷凝溫度下，R600a也有良好的制冷能力。用R600a替代R12，壓縮機(jī)的制冷量下降了49%左右，性能系數(shù)COP基本不變，噪聲下降了1~2db(A)，排氣壓力低至0.764MPa，吸氣壓力則低至0.063MPa，使用的冷凍機(jī)油為礦物油，與R12的礦物油相兼溶，其最大的缺陷是易燃易爆。因此使用R600a替代R12時，在安全上必須采取嚴(yán)密的通風(fēng)、隔離、防爆、防靜電等措施，并且若保持壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速不變，則壓縮機(jī)的容量理論上需增加一倍左右(實際操作中只需增加80%)。
R600a的最大缺點是它是易燃易爆物質(zhì)，它的燃點為462℃，在其爆炸極限1.8%～8.4%(體積比)內(nèi)，遇明火會引起爆炸或燃燒。因此，用它作R12替代劑必須采用嚴(yán)密的通風(fēng)、隔離、防爆、防靜電和報警等措施，在冰箱維修時應(yīng)特別注意安全。制冷劑R12(CFC-12)和環(huán)保型制冷劑R134a(HFC-134a)、R600a(HC-600a)的性能比較如表1所示，R12、R134a、R600a的制冷劑特性參數(shù)及用于冰箱、汽車空調(diào)性能的比較。
通過表1的比較分析我們可以得到以下結(jié)論：
（1）R134a所用的酯類油具有極強(qiáng)的吸水性，以及對雜質(zhì)（如石蠟等）的高度敏感性，易使冰箱的制冷系統(tǒng)在使用過程中產(chǎn)生冰堵。
（2）R134a冰箱極易在較短的時間內(nèi)因毛細(xì)管堵塞引起制冷系統(tǒng)破壞。
（3）由于R134a冰箱材料兼容性不好造成維修存在較大困難。
（4）R600a制冷劑的ODP和GWP幾乎均為零，R134a對環(huán)境完全沒有破壞作用，而對全球變暖仍有一定影響。
（5）R600a較低的冷凝壓力、蒸發(fā)壓力和排氣溫度，減少了系統(tǒng)泄漏的可能性，提高系統(tǒng)效率，延長了壓縮機(jī)的使用壽命。
（6）R600a較低的液相密度，使得充灌量大為減少，運(yùn)行壓力低，噪音小，能耗也會有所降低，沖注量少則制冷劑沖注精度要求提高。
（7）R600a的主要缺點是易燃易爆，當(dāng)在空氣中的含量為1.8％~8.4％（體積比）時，遇火花則會燃燒或爆炸，因此在維修時要特別注意，將燃燒和爆炸的可能性完全排除。
五、結(jié)束語
通過以上的分析可知，用R134a和R600a替代R12方案，是目前為止最理想的技術(shù)路線，目前國際上已實現(xiàn)替代的也主要是采用這兩種工質(zhì)。由于各國的情況不同，各企業(yè)的客戶差異也很大，故在一定時期內(nèi)，兩種替代方案將并行存在。R134a和R600a作為近期過渡性替代物對盡快消減R12，以及遠(yuǎn)期用于冰箱、空調(diào)的維修，也有著十分重要的作用。隨著新型制冷劑替代物的不斷出現(xiàn)及時了解這些新型制冷劑的特性從而根據(jù)相應(yīng)的特點選擇合適的制冷劑并對相應(yīng)的制冷系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，使之符合其維修工藝要求，真正做到綠色環(huán)保，有利于提高我們的工作效率，避免安全事故的發(fā)生，以保障我們的操作安全，保護(hù)臭氧層和抑制全球的氣候變化。http://ggswu.com
