R410A与R22冷媒的对比分析

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1、、目前空调用冷媒使用情况：HFC工质R22作为建筑空调用制冷剂，长期占据着主导地位。但由于臭氧层 破坏和全球变暖的重要影响，蒙特利尔议定书对R22的禁用期限做出了明确 的规定，即以1985年的生产量为基准，2003年压缩为65，2010年为35， 2015年为10，2020年全面禁止。发展中国家可适当延期至2040年全面禁止 R22产品的生产。随着全球环保意识的进一步提升，许多发达国家均加快了 R22 替代的步伐，美国、日本、加拿大规定2010年禁用R22,欧共体则均规定为2015 年前。目前国际上一致看好的R22替代物是R407C、R410A。其中R410A为近共 沸混合物，温度滑移微小，是

2、R22的理想替代物。在美国和日本，R410A已成为 房间空调和组合空调系统中R22的主要替代物。日本：在日本，房间空调器的制冷剂从20世纪90年代末开始逐步向新冷媒过渡， 这其中出现了 R410A和R407C两种流派，使用R22的房间空调器在市场上的比例 开始减少。尽管组合式空调的制冷剂也从20世纪90年代末起向R407C转型， 但东芝开利和三洋都采用了 R410A ，更为关键的是， 2003 年，行业的领头人 -大金宣布 在所有产品中使用R410A，包括商用VRF 拖多系统(业内称 为VRV系统)。大金甚至在国际市场上也推出了第二代VRV II系统，引起日 本主要空调厂家纷纷效仿，于是，日本

3、的制冷剂替代方面R410A成为了主流。美国：R22仍占主导与其它发达国家特别是日本和欧洲相比，美国在冷媒替代方面的态度相对消 极，其国内制冷剂领域占主导的仍然是传统的 R22 ，可能是由于国内市场的巨 大，替代成本过高使美国不得不慎重考虑，而这也是美国的一贯传统。 目前，美国的单元空调设备中，只有约 10% 左右使用了新的冷媒，但是主要厂 家比如开利、约克、特灵和雷洛克斯等都已经开发出使用 R410A 做冷媒的单元 式机型，不过在销售上还是不见起色，而且其在家用空调市场中占主要地位的窗 机中，几乎全部产品都使用R22传统冷媒。欧洲：欧洲是另外一个对新冷媒替代持坚定支持态度的地区，欧盟对冷媒替代

4、的要 求是越来越严格，所以， 2004年，几乎所有的厂家都在小容量分体机上采用了 R410A ，大型机上则普遍使用 R407C。二、了解氟里昂制冷剂首先了解氟里昂的定义，氟里昂是饱和烃类(碳氢化合物)的卤族衍生物的 总称，是本世纪三十年代随着化学工业的发展而出现的一类制冷剂，它的出现解 决了制冷空调界对制冷剂的寻求。从氟里昂的定义可以看出，现在人们所说的非 氟里昂的R134a、R410a及R407c等其实都是氟里昂。我们用于制冷行业的氟族制冷剂有R11(cfcl3)、R12(cf2cl2)、R22(chf2cl)、R32（ch2f2）、R113（c2f3cl3）、R114（c2f4cl2）、R

5、115（c2f5cl）、R123（c2hf3cl2）、 R125（chf2cf3）、R134a（ch2fcf3）、R143a（ch3cf3）、R141b（ccl2fch3）、R142b（h3c2f2cl）、R152（ch3chf2）、R404a（44%的 R125 和 52%的 R143a 及 4%的 134a）、 R407c （23%的 R32 和 25%的 R125 及 52%的 R134a）、R410a （50%的 R32 和 50%的 R125）、R500（73.8%的 R12 和 26.2%的 R152）、R502（48.8%的 R22 和 51.2%的 R115） 等。氟里昂能够破

6、坏臭氧层是因为制冷剂中有cl元素的存在，而且随着cl原子 数量的增加，对臭氧层破坏能力增加，随着h元素含量的增加对臭氧层破坏能力 降低；造成温室效应主要是因为制冷剂在缓慢氧化分解过程中，生成大量的温室 气体，如co2等。根据氟里昂制冷剂的分子结构，大致可以分为以下3类：1. 氯氟烃类：简称 cfc，主要包括 R11、R12、R113、R114、R115、R500、R502 等，由于对臭氧层的破坏作用以及最大，被蒙特利尔议定书列为一类受控物 质。此类物质目前已禁止使用，在制造聚氨酯海绵的过程中，R11已由R141b作 为过渡性替代品。2氢氯氟烃：简称hcfc，主要包括R22、R123、R141b

7、、R142b等，臭氧层破坏 系数仅仅是R11的百分之几，因此，目前hcfc类物质被视为cfc类物质的最重 要的过渡性替代物质。在蒙特利尔议定书中R22被限定2020年淘汰，R123 被限定2030年，发展中国家可以推迟10年。3氢氟烃类：简称 hfc，主要包括 R134a，R125，R32，R407c，R410a、R152 等， 臭氧层破坏系数为0，但是气候变暖潜能值很高。在蒙特利尔议定书没有规 定其使用期限，在联合国气候变化框架公约京都议定书中定性为温室气体。我们目前所使用的所有制冷剂全部都是氟里昂制品，非氟里昂制冷剂到目前为止 还没有研发出来。在新的制冷剂研发出来之前，我们所要解决的是空调

8、机组选用 那种制冷剂，对我们赖以生存的环境造成的破坏力相对小一些。我们应当明令禁 止的应当是第1类产品，而不是第2类、第3类制冷剂。三、几种制冷剂的比较目前，在空调制冷行业中，除了汽车空调行业外，其他领域的制冷设备如： 家用冰箱、空调、食品冷冻冷藏柜、运输冷藏设备、速冻机、中央空调等基本上 还是以过渡性冷媒R22为主要的产品。评价一种制冷剂的好坏，我认为应当综合考虑下列因素：1.臭氧层破坏潜能值（ozeme depletion potential），简称odp值；2. 全球变暖潜能值（global waRming potential），简称 gwp 值；3. 理想循环状况下的制冷系数（coef

9、ficient of peRfoRmance），简称cop 值4. 安全性；5. .经济性。面列举几种制冷剂的物理性质的对比。制冷剂R22R123R134aR407cR410a分子量86.48152.91102.0386.272.56大气压下沸 点(C)-40.827.6-26.1-36.6-52.7临界温度(C)96.0184101.187.372.5临界压力 (kpa绝对 压力)49203605406748194950沸点汽化潜 热(kj/kg)234.1167.9215.0249.37256.7液体比热 (30C，kj/kgC)1.4031.101(25C)1.511.511.78恒压汽

10、体比 热(30C， kj/kgC)0.640.682(25C)0.880.960.85理想工况制 冷系数(cop)6.987.446.946.946.43臭氧消耗指 数(odp)相 对于R110.050.02000温室效应指 数(gwp)相对于R110.340.020.290.360.42生存寿命(年)13.31.414国际允许使 用期限20202030无无无应用广泛应用于 家庭、商业、 工业空调、 冷冻离心式冷水 机组螺杆式、离 心式冷水机 组理论上同 R22但许多 实际技术尚 未解决家用空调、 冰箱从上表不难看出，虽然 R134a、R407c 及 R410a 对臭氧层破坏力为 0，但其温

11、室效应指数却是R123的十几倍，相比R22也没有任何优势。目前空调制冷行业普遍R22,其主要原因是R22在空调温区内具有优越的物 理特性和制冷性能，而且性能稳定，技术成熟，价格低廉。hfc类物质由于对臭 氧层无破坏作用，被认为是将来替代hcfc的首选物质。用来替代R22的主要物 质有R134a、R407c及R410a，但是这些hfc类物质由于物理特性的限制，均不 是 R22 最理想的替代物。1.R22与R123的比较：(1) R22与R123同属氢氯氟烃，但R22的臭氧层破坏力是R123的2.5倍， 温室效应指数是R123的17倍。(2) R123是低压制冷剂，工作时蒸发器为负压，冷凝器为0.

12、04mpa,停机时 机内为一0.004mpa,因此，即便机组泄漏也只存在外界空气进入机组的可能。(3) R22临界压力比R123高1300kpa，机组内部提高，泄漏几率提高。2. R22 与 R134a 的比较：(1) R134a的比容是R22的1.47倍，且蒸发潜热小，因此就同排气体积的压 缩机而言，R134a机组的冷冻能力仅为R22机组的60%。(2) R134a的热传导率比R22下降10%,因此换热器的换热面积增大。(3) R134a的吸水性很强，是R22的20倍，因此对R134a机组系统中干燥器 的要求较高，以避免系统的冰堵现象。(4) R134a对铜的腐蚀性较强，使用过程中会发生“镀

13、铜现象”因此系统中 必须增加添加剂。(5) R134a 对橡胶类物质的膨润作用较强，在实际使用过程中，冷媒泄漏率(6) R134a系统需要专用的压缩机及专用的脂类润滑油，脂类润滑油由于具 有高吸水性、高起泡性及高扩散性，在系统性能的稳定性上劣于R22系统所使用 的矿物油。(7) 目前，hfc类冷媒及其专用脂类油的价格高于R22,设备的运行成本将上 升。3. R22与R407c的比较：R407c在热工特性上与R22最为接近，除了在制冷性能、效率上略差以及上 述hfc类物质所具有的技术问题之外，还由于这类物质属于非共沸混合物，其成 分浓度随温度、压力的变化而变化，这对空调系统的生产、调试及维修都带

14、来一 定的困难，对系统热传导性能也会产生一定的影响。特别是当R407c泄漏时，系 统制冷剂在一般情况下均需要全部置换，以保证各混合组分的比例，达到最佳制 冷效果。4. R22与R410a的比较：性能：2002年10月美国能源部空调与制冷技术研究所公布的制冷剂近临界点循环 性能专项研究中，对于空调系统而言，比较了分别采用R410和R22两种之制冷 剂的空调性能。室外温度在27.8C时，R410空调系统的能效比(EER)较R22空调 系统的略高一点，而在最高的环境温度54.4C时，R410空调系统的能效比(EER) 较R22空调系统的低15%。安装维修：与采用R22的空调相比，新冷媒R410A空调

15、内的两器及系统配管虽然在外观 上和使用R22的空调没有区别，但是它的制造工艺要求较高，系统内的含水量、 杂质含量等都比使用R22的空调要低，且耐压性要高。制冷系统方面：(1) R410a制冷系统的高压为：3.0MP，低压为：1.2MP。(在同样的情况下为 R22 的 1.5 倍)(2) R410A新冷媒分体在安装时，所用连接管必须是R410A专用管，排空时， 必须用R410A冷媒排空，不得和R22空调所用的连接管及制冷剂相混淆，否则将 影响空调的使用稳定性。(3) 由于R410A冷媒分体机所用的压缩机用POE油润滑，POE油和水能反应， 生成水和酸，而生成的水又能促使POE油进一步反应，若此连锁反应长期下去， 系统内的水分将越来越多，可能会使毛细管发生冰堵现象；同时系统内循环工质 的酸性会越来越高(PH值越来越低)，有可能导致系统内的零部件发生腐蚀，和 产生镀铜现象。因此，在装机的时候，动作要迅速，在打开连接管的塞子后，一 定要在五分钟内上紧螺母，排空时间要充分。在装机时，禁止将汗水滴入连接管 内；严禁将其它不溶性杂质混入系统内。还有在安装R410A冷媒分体机时，最好