由于R12在商用制冷裝置中的廣泛應(yīng)用,使其成為制冷行業(yè)首先考慮需要替代的制冷劑之一。在許多新制冷劑中,R134a已經(jīng)而且還將是R12的首選替代物。R134a亦是第一個對臭氧層無影響的商品化物質(zhì),其開發(fā)已經(jīng)超過20年,它的溫度一壓力特性與R12相似,與R12比較改進了GWP值,而且安全等級為Al,目前已經(jīng)成功地應(yīng)用在中溫和高溫領(lǐng)域。如:家用電冰箱、空調(diào)器、汽車空調(diào)系統(tǒng)及商用制冷裝置等。
R22是HCFC類的制冷劑,廣泛應(yīng)用商用制冷、商用和民用空調(diào)以及熱泵設(shè)備。R22有良好的熱力和輸送性能以及寬廣的材料兼容性,但是由于其ODP值為0.05,因而被列入蒙特利爾議定書中受控物質(zhì)之一。根據(jù)目前的計劃,將繼續(xù)生產(chǎn)使用至2030年。氨是天然制冷劑,其OUP值為零。但是,因其具有毒性和可燃性,故此氨制冷劑的應(yīng)用受到限制。
目前,對于冰箱制冷系統(tǒng)的R12制冷劑,國際上有兩種不同的技術(shù)路線,一種以美國和日本為代表,提出以R134a替代R12,另一種則以歐洲特別是德國為代表,提出的以碳?xì)浠衔锾娲?/span>R12.
R134a的特性與R12的特性非常接近,但在相同的冷凝溫度及蒸發(fā)溫度下,存在有壓比增高,能效比及制冷量下降的問題,導(dǎo)致冰箱的冷卻速度下降,此外R134a與R12使用的礦物油不相容,必須更換聚二醇或聚脂油作為潤滑油,但這些油吸濕性較強,加之R134a吸水性大于R12,對系統(tǒng)的干燥度提出了更高要求,同時增加了成本轉(zhuǎn)換費用,而且,R134a雖然OUP值(臭氧層破壞潛能值)為零,但仍然有一定的GWP值(溫室效應(yīng)),因此,從長遠(yuǎn)目光來看R134a只能作為一種過渡性替代物。
碳?xì)浠衔锸且环N天然制冷劑,其OUP值、GWP值均為零,具有良好的熱力學(xué)性能,若用其替代R12,系統(tǒng)所用材料及潤滑油均不需更換,大大減少了成本轉(zhuǎn)換費用,而且其效率較之其他替代物更高,因此是一種理想的替代工質(zhì)。目前在德國有90%冷藏箱和凍結(jié)箱采用碳?xì)浠衔镒鳛橹评鋭珰W洲新生產(chǎn)的家用冷藏箱和凍結(jié)箱中也有25%采用碳?xì)浠衔镒鳛橹评鋭5怯捎谔細(xì)浠衔锞哂锌扇夹缘仍S多不利因素,使其應(yīng)用受到一定的限制。
R404A是一種對大氣臭氧層無破壞的,可長期替代R502的混合制冷劑。R404A是HFC125, HFC143a和HFCI 34a按44:52:4的重量比組成的近共沸混合物,它在低溫下(一40℃~-10℃)具有與R502相近的制冷性能,適用于商用低溫制冷裝置。在同工況下壓縮機的壓力比增大,容積效率下降。但壓縮機的等熵壓縮排氣溫度有所下降,這將有利于改善壓縮機工作的可靠性。比如對應(yīng)用于法國泰康商用風(fēng)冷冷凝機組在低溢下對其性能進行測試表明:在較高環(huán)境溫度和較低蒸發(fā)溫度時,R404A的制冷量和(SOP值均低于R502,而在較低環(huán)境溫度和較高蒸發(fā)溫度時,R404A的性能略優(yōu)于R502。當(dāng)環(huán)境溫度為32℃時,兩者性能十分接近,其制冷量和(DOY之差均小于3%0隨著環(huán)境溫度的進一步下降,這種趨勢會更加明顯。
此外,R404A的制冷系統(tǒng)采用過冷循環(huán)可以比R502取得更好的效果,因此建議有條件的場合,如水冷冷凝機組中,在制冷系統(tǒng)中加裝過冷器,在風(fēng)冷冷凝機組中可加裝氣液交換器(回?zé)崞?/span>),這樣可以改善R404A機組的經(jīng)濟性。