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      全球加劇變暖和臭氧層消耗已經(jīng)成為關注的環(huán)境問題，CFC、HCFC類的工質(zhì)對臭氧層有破壞作用，CFC、HCFC、HFC類工質(zhì)同CO2一樣地產(chǎn)生溫室效應，這也使制冷和空調(diào)熱泵行業(yè)面臨嚴峻的挑戰(zhàn)，環(huán)保高效綠色成為當前國際社會共同關注的話題。

R22（HCFC-22）

      作為一種過渡性工質(zhì)，目前，在我國空氣源熱泵產(chǎn)品中還有大部分機組采用R22。對于鹵代物HCFC限用日期的逼近，采用新的工質(zhì)代替R22，已成為空氣源熱泵業(yè)亟待解決的課題。《京都議定書》前（1997年前）以保護臭氧層為主要目標的工質(zhì)替代研究中，人們得到了R123作為R11的替代物，R134a作為R12的替代物，R407c和R410A等作為R22的替代物。因此，空氣源熱泵機組開始用R407c和R410A替代R22，R410A和R407c已進入實用階段。

      R410A是一種近共沸混合工質(zhì)（R32/R125，質(zhì)量組成50%/50%），具有無毒、不可燃、化學性能穩(wěn)定、ODP為零等優(yōu)點。R410A與R22在制熱能力、排氣溫度及運行范圍諸方面相似，可以替代R22應用于熱泵系統(tǒng)。可以看出：蒸發(fā)壓力和冷凝壓為比R22提高1.6倍；能效比EER比R22下降了12.92%；單位容積制冷量又太大，是R22的1.4倍。因此R410A不能直接在原有的R22設備中作為直接替代工質(zhì)使用，而應對壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器等設備及工藝過程做出相應的改進和完善。

      R407c是由R32/R125和R134a組成的混合工質(zhì)（質(zhì)量組成23%/25%/52%）。可以看出R407c的熱工性能（P、P。、EER、單位質(zhì)量制冷量和單位容積制冷能力）同R22相近，排氣溫度又低于R22和R410A，更具有優(yōu)勢。

      R410A和R407c的消耗臭氧潛能值（ODP值）為0，但是R410A和R407c的全球變暖潛能值（GWP值）較高為受限制使用的制冷劑，不能長久使用。因此，一些國家（如美國、日本等）首先采用R410A和R407c替代R22作為過渡性替代品，然后開發(fā)新型低GWP的工質(zhì)，尤其是要開發(fā)研究、推廣應用天然工質(zhì)（如氨、二氧化碳、碳氫化合物等）。

     《京都議定書》（1997年）后，R22替代研究的目標由單純保護臭氧層轉向同時保護臭氧層和減小溫室效應。因此，對即將被禁用的R22，其理想替代工質(zhì)應滿足：不含有氯元素，消耗臭氧層潛能值ODP為0，且全球變暖潛能值GWP相對較小；應與R22有相似的熱力學性質(zhì)，且無毒、無味、不易燃易爆，有良好化學穩(wěn)定性；應與潤滑油能良好的相溶，并且吸水率低；替代工質(zhì)不會腐蝕系統(tǒng)中的設備。基于上述這些理想要求，從環(huán)保特性、熱力特性、相對安全性等方面綜合考慮，未來適用于中國空氣源熱泵的R22替代工質(zhì)可能有R32（CH2F2）、R1234yf、R744（CO2）、R290（丙烷）等。

      R32分子式CH2F2）屬于HFC類，由表可見，R32與R410A具有非常接近的熱物性（如蒸發(fā)壓力、冷凝壓力、單位容積制冷量等）；R32的能效比（EER）比R410A的EER提高5.35%；R32壓縮機的排氣溫度比R410A大，約為R410A的1.63倍；R32壓縮機的排氣溫度較R410A壓縮機高出不少，過高的排氣溫度會影響壓縮機的可靠性。文獻[37]研究采用吸氣帶液方式降低壓縮機排氣溫度，其效果很好。由表3-3可見，R32的全球變暖潛能值（GWP值）僅為R410A的1/3，而且在相同的溫度條件下，R32的運行壓力與R410A非常接近。因此近年來以R32正逐漸成為空氣源熱泵中R410A（也包括空氣/水熱泵中R134a、熱泵熱水器中134a）的熱門替代工質(zhì)。

      R290（丙烷，自然工質(zhì)）對環(huán)境影響小，是長期替代R22的理想工質(zhì)，可以與目前廣泛使用的礦物油互溶，對密封材料、干燥劑無特殊要求。與R2相比，R290具有優(yōu)良的熱物性。可看出：R290的冷凝壓力為19.00bar，比R22略低2.79bar；蒸發(fā)壓力為5.90bar，比R22略低0.37bar；排氣溫度為77.65℃，比R22低22.72℃；能效比EER為3.34，比R22低0.09。但R290存在易燃易爆的危險性。EER為3.34，比R22低0.09。但R290存在易燃易爆的危險性。對R290在家用空調(diào)器應用的可靠性設計進行研究。研究結果表明，只需在設計和生產(chǎn)上嚴格按照安全標準要求，并且在說明書、生產(chǎn)標識等方面提示使用者注意接規(guī)范操作，那么使用R290 為工質(zhì)的家用空氣源熱泵是安全的。

      整體來說，R22制冷劑冰箱空調(diào)制冷設備，還是主要以氟利昂為冷媒介質(zhì)，之前使用的多是R22氟利昂，現(xiàn)在R410a是大家比較普遍使用的制冷劑，也是一種新型環(huán)保制冷劑，比其他制冷劑效率更高，是目前國際理想的冷媒，但是在國內(nèi)并不太普及。