一、前言
臭氧层的破坏和温室效应,是当前世界所面临的主要环境问题。由于
制冷空调热泵行业广泛采用CFC与HCFC类物质对臭氧层有破坏作用以及产生温室效就,使全世界的这一行业面临严重的挑战。CFC与H CFC的替代已成为当前国际性的热门话题。
二、两次国际重要会议。
1、臭氧层的破坏、《蒙特利尔议定书》及其修正案
1974年,美国加利福尼亚大学的莫利纳和罗兰教授合作发表论文指出,卤代烃中的氯和溴原子会破坏大气臭氧层,这就是著名的CFC问题。为保护臭氧层1987年9月制订了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》。《议定书》的制订便于以定期的科学和技术评估为基础对淘汰时间表进行修订。根据这些评估,在1990年伦敦、1992年哥本哈根、1995年维也纳和1997年蒙特利尔的会议上对《议定书》进行了调整,加快了淘汰时间表。
2、温室效应及《京都议定书》
实际上CFC的排放也会加剧地球温室效应,CFC是产生温室效应的气体,在目前估计的气温变暖的因素中,20%~25%是 CFCS类物质作用的结果。1997年12月,联合国气候变化框架公约缔约国第三次会议在日本东京度召开,会议通过了
《京都议定书》。《京都议定书》确定了CO2、HCFCS等6种气体为受管制的温室气体,并将限制上述温室气体排放总水平。要求各国采取措施降低温室气体排放总水平。
三、绿色环保制冷剂的发展趋势。
从这两次国际会议和最近的相关论文看,为了适应环保的需要,特别是为了适应环保臭氧层的需要,近10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。从目前情况分,替代工质有许多种,大致归纳如图1所示。潜在的替代物有合成的和天然的两种。合成的替代物有HFC,天然的有,NH3,CO2,水,碳氢化合物等。
图1制冷替代物树性示意图
表1列出了21世纪绿色环保制冷剂的趋势。
表1 21世纪绿色环保制冷剂的趋势
四、如何正确对待替代物的多样性
从近10年替代物的发展看,无论从理论上或从实践上,很难找到一种完全理想的替代物(ODP=0,低GWP值(100以下),高效,安全,与价格不贵的高润滑性的油互溶等。为了替代一种原先使用的CFC或HCFC制冷剂(无论CFC-12,CFC-11,R502或HCFC-22),客观上往往存在多种解。在许多替代物中,只有"更好",很难说"最好"。究竟如何选择替代物,必须"因地制宜"。
例如HCFC-22的主要替代物,就有HFC-134a,R407c,R410a,R290等等。就以R407c和R410a两种替代物来看,也很难绝对地说哪一种"最好",因为它们各有优缺点。R410a的优点是亚共沸,传热性能好,压损小,但其缺点是压力太高,比原HCFC-22提高了1.5倍,容积制冷量又太大,约为HCFC-22的1.4~1.5倍,因此无法直接充灌,必须重新设计压缩机和主要部件,提高成本。反之,R407c的优点是可直接充灌(除换酯类油外),能效接近于HCFC-22,但其缺点是非共沸,成分的变化对性能和维修会产生影响。
目前,国际上不同国家和地区,对不同类型的设备,往往采用不同的替代物,例如日本,以及美国,对于家用空调器,倾向于R410a,对于大中型制冷空调倾向于R407c;而欧共体国家则均倾向于R407c。国外这种态热,势必会对我国制冷空调行业产生影响,特别是由于我国空调行业大都是90年代刚引进的技术和生产线,情况与国外大不相同,而且实际上国外对这两种替代物,还都认为不够理想,倘若盲目跟进,势必造成不良后果。
五、结束语
CFC与HCFC替代工作,是大势所趋,时间紧迫。从我国情况看,当前应首先抓好CFC-12,CFC-11,R502等含CFC物质的转轨工作,而HCFC类物质替代物是近来发达国家的研究开发重点,发展迅速,我们应积极跟踪,及是掌握动向,进行必要的研究工作以期开发出适合我国国情的替代物。