R290是最終＂版本＂？淺析制冷劑發(fā)歷程

　　6月28日，在深圳，國內(nèi)首批“純無氟”空調(diào)正式上市了，這也標志著新型環(huán)保制冷劑R290的時代已經(jīng)到來！縱觀制冷劑的發(fā)展歷程，從民眾熟知的氟利昂系列，到過渡性質(zhì)更多一些的氫氯氟烴（例如R22）、氫氟烴（例如R410A）等替代品，再來到如今純無氟的R290，制冷劑經(jīng)過人類160多年的探索研究，可以說每一次更新?lián)Q代都是一步大跨越！隨著R290空調(diào)的上市，制冷劑最終“版本"問題又成為了人們議論的焦點，R290，它還有什么樣的缺點值得科研人員再去攻關呢？今天筆者就來和大家聊聊制冷劑的那些事兒！

R290是最終"版本"？淺析制冷劑發(fā)展歷程

　　人類最早使用制冷劑的歷史要追溯到19世紀中葉了，雅各布.帕金斯（Jacob Perkins）在1834年建造了首臺實用制冷機器，它最初使用的制冷劑是乙醚。隨后，二氧化碳(CO2) 和氨(NH3)分別在1866年和1873年被用作了制冷劑。再往后，其他化學制品包括化學氰（石油醚和石腦油）、二氧化硫(R-764)和甲醚，也開始被作為蒸氣壓縮用制冷劑。

“紅極一時”的氟利昂（圖片來源于百度）

　　看完上面這些制冷劑是否感覺回到了上古時代？其實民眾最先了解制冷劑普遍是因為它——氟利昂和著名的南極臭氧層空洞事件，話說氟利昂也挺“可憐”的，剛被人熟知就被逼著要“下架"了，不過科學要進步，優(yōu)勝略汰這是必然的。所以，從此以后制冷劑的科研方向就走上了“不傷臭氧層”這條道路。其實氟利昂破壞臭氧層并不是因為“氟”元素，而是因為“氯”元素，氟利昂分子上升到平流層后，會在強烈紫外線的作用下被分解，含氯的氟利昂分子會離解出氯原子（稱為“自由基”），然后同臭氧發(fā)生連鎖反應，不斷破壞臭氧分子。所以在首批R290空調(diào)上線之前，國內(nèi)廠家普遍宣稱的無"氟“空調(diào)其實指的僅僅是無“氯”，此番提出"純無氟"概念，是因為R290只由C、H元素組成，既不含有氯元素也不含”氟"元素，做到了真正的無氟！

全球變暖已不容忽視（圖片來源于百度）

　　不傷臭氧層是制冷劑的主要研究方向，所以ODP(消耗臭氧潛能值)值大約為氟利昂系列1/20的氫氯氟烴（例如R22）就自然而然的走進了人們的視野，成為了氟利昂的替代品，但是后續(xù)的實驗證明，氫氯氟烴長期和過量使用對臭氧層產(chǎn)生的危害作用仍不可忽視。而且這時候，另外一個環(huán)保課題也越來越被大家重視了，它就是全球變暖，研究表明,氫氯氟烴物質(zhì)的GWP（全球變暖潛能值）值非常高，對全球氣候變化影響巨大，這一指數(shù)的超標也直接給R22判了死刑！所以R410A的登場成為必然，R410A由于不含氯元素，它不會破壞臭氧層，理論的ODP為0，而且其工作壓力為R22空調(diào)的1.6倍左右，制冷（暖）效率高， 還能夠提高空調(diào)性能。所以R410A一入市，便成為了全球公認的最優(yōu)制冷劑，當下國內(nèi)正在銷售的空調(diào)也大都采用了這一制冷劑。R410A的重大改變是因為它主要由氫，氟和碳元素組成,具有穩(wěn)定，無毒，性能優(yōu)越等特點。但是，不幸的是，你猜對了，與氫氯氟烴一樣，R410A的GWP值依舊很高（GWP為1730）。隨著全球氣候變暖的形勢越來越嚴峻，R410A被替換也只是時間問題。

R410A對溫室效應影響依舊很大（圖片來源于百度）

　　接下來就是前文我們講到的R290制冷劑了，經(jīng)歷了過渡期的R22和R410A，R290這時候的登場顯的眾望所歸！在說它之前，我們也有必要科普一下其相關概念，制冷劑R290，即丙烷，是一種可以從液化氣中直接獲得的天然碳氫制冷劑，天然工質(zhì)的R290分子中不含有氯原子，它只由碳、氫元素構成，因而ODP值為零，對臭氧層不具有破壞作用。此外，與同樣對臭氧層無破壞作用的HFC物質(zhì)相比，R290的GWP值接近0，對溫室效應也沒有影響。

R290制冷劑已趨于完美（圖片來源于百度）

　　所以，看完了上述介紹，是否覺得“無傷臭氧層"和"對溫室效應沒有負影響”的R290就是完美的了呢？這......還真不好說，雖然R290在環(huán)保上的優(yōu)勢讓其確實趨近于完美了，不過其“易燃易爆”的缺點是目前限制其大規(guī)模推廣的最大阻礙。據(jù)了解，目前多數(shù)廠家的空調(diào)密封性檢測標準要求很高，正?？照{(diào)年泄露量可以控制在5g以下，不會產(chǎn)生任何危險。但是，現(xiàn)在出現(xiàn)的制冷劑泄露多集中在空調(diào)安裝、使用、維修過程中，而這些過程中又存在如環(huán)境、使用方式等諸多不可控因素，因此這些過程中的安全控制措施仍需進一步研究與完善。不過隨著首批R290空調(diào)的正式下線，相信在安裝和維修等措施上相關的安全措施也會進一步加強，從技術層面來說，用C、H元素構成的R290作為最終制冷劑是十分理想的狀態(tài)了，至于易燃易爆等問題，除了制造安裝過程需要格外注意之外，也期待科研人員能夠盡快開發(fā)出R290的迭代產(chǎn)品，從根本上解決這一問題！

國內(nèi)首批純無氟空調(diào)上市（圖片來源于百度）

　　我們說了半天制冷劑，大家不禁要問，除了這些大方針政策方面的考慮，以我們一個消費者的角度來看，制冷劑的發(fā)展對于我們又有什么意義呢？筆者要告訴大家的是，制冷劑作為熱交換的媒介，它的性質(zhì)直接關系到制冷裝置的制冷效果、經(jīng)濟性、安全性及運行管理，因而制冷劑的更新?lián)Q代，并不是單純的出于環(huán)境保護的考慮，從最初的氟利昂到現(xiàn)在的R290。每一次的更新迭代，制冷劑都能帶來更低的冷凝溫度，以增大空調(diào)的能效比，新的制冷劑也催生著更高效壓縮機的誕生，以此推動空調(diào)、冰箱等熱交換電器的進一步發(fā)展，所以制冷劑的發(fā)展不論從宏觀還是微觀角度來看，都與我們的生活有著密切的聯(lián)系！

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